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PHYSIOLOGIE DE LA CIRCULATION EN PLONGEE
L'organisme a besoin pour fonctionner normalement d'aliments,
d'oxygène, de protections, et doit en permanence éliminer
les déchets liés à son fonctionnement.
Pour transporter tous ces éléments, il existe un tissu liquide : le sang.
LE SANG
Le sang est composé esssentiellement de plasma qui est un
liquide constitué d'eau, d'aliments (glucides, protides et
lipides), de gaz dissous, et d'agents de fonctionnement (enzymes), de
protection (immunoglobulines ou anticorps), d'alerte et de
communication (hormones), de coagulation...
Dans le plasma baignent des éléments figurés :
* Hématies, ou globules rouges, servant essentiellement au transport de l'oxygène
* Leucocytes, ou globulse blancs, servant à la protection du corps
* Plaquettes, servant à la coagulation
LES VAISSEAUX
Le sang circule dans des vaisseaux que l'on peut classer en 3 catégories :
* Les artères, vaisseaux à haute pression, transportant le sang du coeur aux capillaires, se divisant d'amont en aval
* Les veines,
vaisseaux à faible pression (pouvant être
inférieure à la pression ambiante), de grande contenance
(le 4/5 du sang de l'organisme est contenu dans le sang veineux),
ramenant le sang des organes vers le coeur ou transportant le sang d'un
organe à l'autre. Le système veineux représente la
réserve de sang de l'organisme.
* Les capillaires,
très petits vaisseaux situés au niveau des organes et au
niveau desquels s'effectuent les échanges. Ils
représentent en longueur la plus grande partie du réseau
vasculaire. Ils sont situés entre les artèrse et les
veines.
LE COEUR
Le sang est animé dans les vaisseaux grâce au travail fourni par le coeur.
Le coeur est un muscle creux, recouvert d'un membrane permettant so libre fonctionnement : le péricarde.
Il est séparé en 2 parties ne communiquant pas entre
elles mais fonctionnant simultanément : le coeur droit et le
coeur gauche. Ces deux demi-coeurs sont séparés par une
paroi épaisse : le septum.
Chacune des 2 partiers du coeur est constituée d'une oreillette
servant de réservoir et d'un ventricule servant de propulseur du
sang et présentant à son entrée et à sa
sortie des valvules : tricuspide et sigmoïde à droite,
mitrale et sigmoïde à gauche, ces valvules oàbligent
le sang à circuler en un seul sens.
L'alimentation du muscle cardiaque en sang se fait grâce aux artères coronaires.
LE FONCTIONNEMENT NORMAL DE LA CIRCULATION
Le coeur envoie dans la circulation au repos envriron 80 ml de sang 60
à 80 fois par minute. Ce sang est propulsé rapidement et
à haute pression dans les artères qui vont se diviser
pour le répartir dans tout l'organisme. Au terme de leurs
divisions, les artères alimentent les capillaires, situés
dans les organes qui sont le lieu des échanges entre le sang et
les tissus environnants. A la sortie des capillaires, le sang est
récupéré par le système veineux où
il va être stocké et ramené vers le coeur.
Entre les 2 demi coeurs, la circulation forme en fait une double boucle
: l'une du ventricule droit vers les poumons puis l'oreillette gauche
permettant l'oxygénation du sang, c'est la petite circulation ;
l'autre du ventricule gauche vers les organes puis l'oreillette droite
permettant les échanges avec les tissus, c'est la grande
circulation.
LA CIRCULATION EN PLONGEE
Lors de la plongée, le coeur va se ralentir en fontion de 3 stimulis :
* la pression qui ralenti la conduction de l'influx cardiaque à travers le coeur
* l'augmentation de la pression partielle d'oxygène qui diminue la stimulation du coeur
* le "diving reflex" provoqué par l'immersion de la face et qui est accentué par le froid
Par ailleurs, l'immersion et le froid provoquent une augmentation de
l'élimination de l'eau par le rein aboutissant à une
conventration du sang.
Tous ces phénomènes adaptatifs aboutissent à une
diminution de la performance de la circulation et à un
ralentissement du débit sanguin sauf pour le coeur, les poumons
et le cerveau qui sont des organes protégés.
LA FORMATION DES BULLES SANGUINES
Selon les règles édictées par la loi de Henry, les
gaz et surtout l'azote vont se dissoudre dans le sang en fonction de la
pression partielle. Lors de la diminution de pression, les gaze
sanguins vont se retrouver en sursaturation et vont être
libérés sous forme de petites bulles.
Ces petites bulles vont se former dans le réseau veineux car :
* Celui-ci a la plus grande contenance donc le plus grand volume d'échange
* la pression veineuse est faible, ce qui favorise la libération des gaz
* la circulation lest lente, ce qui laisse le temps au sang de dégazer.
Si ces bulles restent suffisamment petites, elles vont être
acheminées vers les poumons où elles seront facilement
éliminées, profitant de l'augmentation locale de pression
qu'elles provoquent en obstruant partiellement les capillaires
pulmonaires.
Si elles deviennent trop grosses, elles vont alors abstruer les veines
et bloquer la circulation. Autour de la bulle va alors s'agglutiner des
plaquettes qui vont libérer des médiateurs chimiques
(ADP, sérotonine, prostaglandines) qui vont provoquer une
coagulation du sang. L'irritation des parois des vaisseaux par ce
bouchon provoque un oedème local et une fuite du plasma qui
viennent aggraver le phénomène. Il se forme donc une
véritable obstruction des réseaux veineux.
Le passage des bulles dans le réseau artériel ne s'observe que lors de circonstances particulières :
* Shunt entre le coeur droit et le coeur gauche (malformation)
* Surpression pulmonaire
* Dégazage massif
L'EVOLUTION DE LA BULLE
La pression d'un gaz à l'intérieur d'une bulle est
lié à la pression exercée par le milieu à
l'extérieur de la bulle et de la tension exercée par
l'interface entre les gaz bullaires et le milieu dite tension de
surface.
Tension de surface = y exprimé en N.m
Pmilieu = Pgaz bullaires + Psurf
La tension de surface s'exprime par un indice y et l'inverse du rayon de la bulle Ps = 2y/R
Pmilieu = Pgaz bullaires + 2y/R
On voit qu'à l'équilibre, la pression des gaz à
l'intérieur de la bulle est inférieure à la
pression à l'extérieur, il y a donc une tendance à
la diffusion des gaz de l'extérieur vers l'intérieur qui
va faire grossir la bulle donc en augmenter le rayon et diminuer la
tension de surface.
L'équilibre d'une bulle est impossible, elle va à un niveau constant avoir toujours tendance à grossir.
Par contre, si la pression extérieure augmente, la pression
intérieure de la bulle va augmenter de manière moindre en
raison de l'augmentation de la tension de surface liée à
la diminution du rayon (loi de Mariotte). Les gaz vont donc diffuser
vers l'extérieur de la bulle qui va tendre à disparaitre.
Ces phénomènes physiques expliquent pourquoi un accident
de plongée peut apparaitre de manière tardive et a
toujours tendance à s'aggraver si rien n'est fait pour
l'arrêter. Ils expliquent aussi l'efficacité des
procédures de recompression ou de demi-profondeur en cas de
décompression rapide.