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ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE L'APPAREIL RESPIRATOIRE......................

ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE L'APPAREIL RESPIRATOIRE....................................................................3 1) Anatomie .....................................................................................3 a) Les voies aériennes supérieures......................................3 b) Les poumons.....................................................................4 2) Mécanismes de la respiration......................................................6 3) Soufflet pulmonaire et rythme respiratoire en plongée................7 4) Applications à la plongée ............................................................10 L'APPAREIL CIRCULATOIRE....................................................................11 1) Anatomie .....................................................................................11 a) Le coeur............................................................................11 b) Le réseau d'irrigation ........................................................11 c) Fonctionnement ................................................................13 2) Le sang........................................................................................13 LES ÉCHANGES GAZEUX........................................................................14 1) Au niveau des poumons ..............................................................14 2) Transport des gaz par le sang.....................................................15 3) Au niveau des cellules.................................................................15 4) Bilan ............................................................................................15 L'APPAREIL O.R.L.....................................................................................16 1) L'oreille........................................................................................16 a) L'oreille externe.................................................................16 b) L'oreille moyenne..............................................................16 c) L'oreille interne..................................................................17 2) Les sinus .....................................................................................17 A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 2 - Cours théorique - ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE Anat & Physio - 3 - L'APPAREIL RESPIRATOIRE 1) ANATOMIE A) LES VOIES AERIENNES SUPERIEURES Sinus frontaux Zone olfactive Fosses nasales Palais Luette Pharynx Épiglotte Maxillaire inférieur Glotte Oesophage (vers l'estomac) Trachée (vers les poumon) Trompe d'Eustache (Vers l'oreille) A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 4 - B) LES POUMONS Face ventrale Veines caves Aorte Bronches Veines pulmonaires Artère pulmonaire Bronchiole Larynx (Cordes vocales, phonat) Vésicules pulmonaires Plèvre Côtes Coeur Diaphragme Trachée artère Cours théorique - ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE Anat & Physio - 5 - Représentation schématique des vésicules pulmonaires Bronchiole Artériole Veinule Alvéole Représentation schématique d'une alvéole pulmonaire couche humide (surfactant) sang venant de l'artère pulmonaire sang allant à la veine pulmonaire air A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 6 - 2) MECANISMES DE LA RESPIRATION Considérons l'expérience suivante, simulant l'appareil respiratoire et son mécanisme Tube de verre (trachée) Cloche de verre (cage thoracique et plèvres) Ballon de caoutchouc (poumon) Lame de caoutchouc (diaphragme) Lorsqu'on abaisse la lame de caoutchouc (diaphragme), une dépression s'établit qui a pour effet la pénétration d'air dans les ballons (poumons). L'adhérence des poumons à la cage thoracique est assurée par des membranes appelées les plèvres. Application aux poumons Diaphragme Sternum Muscle Côte Diaphragme Côte Expiration Inspiration Face Profil Cours théorique - ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE Anat & Physio - 7 - L'inspiration est un phénomène actif (contraction musculaire). L'expiration normale est un phénomène passif (2 fois plus long qu'une inspiration). Remarque : A l'inspiration, il y a augmentation de volume d'où, en plongée, augmentation de la poussée d'Archimède (cf. cours de physique). 3) SOUFFLET PULMONAIRE ET RYTHME RESPIRATOIRE EN PLONGEE Volume résiduel 0.8 l 1.5 l Volume inspiratoire de réserve 0.5 l 1.5 l Volume expiratoire de réserve Volume courant Volume mort 0.7 l 3.5 l ou encore : Volume mort 14% Volume courant 10% Volume inspiratoire de réserve 30% Volume expiratoire de réserve 30% Volume résiduel 16% Le mouvement respiratoire est périodique, Deux grandeurs permettent de caractériser le rythme respiratoire : A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 8 - - l'amplitude en litre d'air déplacé par cycle respiratoire (1 inspiration + 1expiration) - la fréquence en cycle respiratoire par minute) Au repos, nous effectuons environ 16 Cycles/minute, de 0,5 l d'amplitude (volume courant), d'où la consommation : 0,5 x 16 = 8 l/mn. Volume inspiratoire de réserve Volume courant Volume expiratoire de réserve volume résiduel et mort Au repos Avec inspiration forcée Avec expiration forcée Hyper- ventilation Les volumes respiratoires autres que les volumes courant, résiduel et mort sont mis en jeu dès qu'il y a une activité physique. Le bulbe rachidien commande la fonction respiratoire. Des stimulations diverses agissent sur le rythme respiratoire selon le tableau suivant : Stimulation Rythme respiratoire PpCO2 PpO2 pH P° artérielle Un choc thermique (tension), une douleur (inflammation, oedème, crampe),une peur (adrénaline, afflux local de sang), un travail musculaire, etc. peuvent également modifier le rythme respiratoire. Mais il est également possible de contrôler et de modifier volontairement sa respiration. Cours théorique - ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE Anat & Physio - 9 - En plongée, les respirations sont différentes parce qu'elles sont exclusivement buccales et non nasales. Cela nécessite une certaine prise de conscience et de la volonté. De plus, le rythme varie en fonction de la profondeur (PpO2 et PpCO2 différentes), de l'effort produit et du réglage du détendeur. L'adaptation à ces nouvelles conditions se fait grâce à un entraînement régulier à la natation. Les principaux facteurs de la respiration en plongée sont donc : - la prise de conscience - l'adaptation du rythme aux besoins - la discipline de la respiration 4) APPLICATIONS A LA PLONGEE - l'essoufflement - l'apnée en plongée libre A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 10 - L'APPAREIL CIRCULATOIRE 1) ANATOMIE A) LE COEUR Le coeur (voir figure ci-contre) possède un système nerveux propre qui lui assure un rythme propre et qui est lui-même régulé par le système neurovégétatif. Au cours d'une révolution sanguine, le sang passe deux fois dans le coeur : - une fois dans le coeur droit, vers les poumons : Organes § veines caves § OD § VD § artères pulmonaires § poumons. - une fois dans le coeur gauche, vers les différents organes : Poumons § veines pulmonaires § OG § VG § artère aorte § organes. LE CYCLE CARDIAQUE : 1. Les oreillettes se contractent simultanément (systole auriculaire) et envoient le sang dans les ventricules. 2. Les ventricules se contractent simultanément et envoient le sang dans les artères (systole ventriculaire). 3. Relâchement, repos général du coeur (diastole). B) LE RESEAU D'IRRIGATION On distingue trois sortes de vaisseaux sanguins: ◊ Les artères conduisent le sang du coeur aux organes. ◊ Les veines ramènent le sang vers le coeur. ◊ Les capillaires sont des vaisseaux très fins, situés au niveau des organes entre les artérioles et les veinules. Leur paroi extrêmement fine permet les échanges nutritifs et gazeux entre le sang et les cellules. On appelle respectivement vasoconstriction ou vasodilatation la diminution ou l'augmentation de diamètre des vaisseaux sanguins. Cours théorique - ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE Anat & Physio - 11 - Représentation schématique du coeur Veines caves (2) Artère aorte Veines Pulmonaires (4) Artère pulmonaire Valvules sigmoïdes Oreillette gauche (OG) Oreillette droite (OD) Valvule mitrale Valvule tricuspide Ventricule droit (VD) Ventricule gauche (VG) Myocarde A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 12 - C) FONCTIONNEMENT Dans l'appareil circulatoire, on peut distinguer deux parties qualifiées respectivement de petite et grande circulations : ♦ La petite circulation est le trajet suivi par le sang entre le coeur et les poumons : le sang chargé en gaz carbonique part du coeur pour aller vers les poumons où il est rechargé en oxygène et vidé du gaz carbonique, avant de repartir vers le coeur, d'où il sera envoyé dans la grande circulation ♦ La grande circulation est le trajet suivi par le sang entre le coeur et les organes à l'exclusion des poumons. Renouvelé en oxygène, le sang va alimenter les organes et en recueillir les déchets issus de l'activité cellulaire, dont le gaz carbonique. Poumons Artère aorte Artère pulmonaire Coeur Intestins Foie Reins Autres Tissus Muscles Veine cave Veines pulmonaires GRANDE CIRCULATION PETITE CIRCULATION 2) LE SANG Il se compose de : - plasma (eau, sels minéraux, protéines, glucose) - leucocytes ou globules blancs (agents de défense de l'organisme) - hématies ou globules rouges (agents de transport de l'oxygène) - plaquettes (agents de coagulation) Le chemin suivi par le sang est le suivant : Artères § artérioles § capillaires § veinules § veines Cours théorique - ELEMENTS D'ANATOMIE & PHYSIOLOGIE Anat & Physio - 13 - LES ECHANGES GAZEUX L'air est composé d'environ 80% d'azote (N2), 20% d'oxygène (O2). Il contient aussi en très faible quantité du dioxyde de carbone (CO2) et autres gaz dits rares qui comme l'azote, n'interviennent pas dans la respiration. Au cours de la respiration, les pourcentages d'O2 et de CO2 varient mais celui de N2 reste constant. Les échanges gazeux s'effectuent en trois étapes : 1) AU NIVEAU DES POUMONS Chaque alvéole pulmonaire est le site d'échanges gazeux : L'air inspiré contient: • beaucoup d'O2 21% • peu de CO2 0,04% L'air expiré contient: • moins d'O2 16% • plus de CO2 0,04% Capillaire venant de l'artère pulmonaire Capillaire allant vers la veine pulmonaire Notez, entre l'inspiration et l'expiration, la faible variation en proportion p de l'oxygène (piO2 = 1.3×peO2) comparée à celle du dioxyde de carbone (peCO2 = 50×piCO2) Pourquoi ce passage ? Expérience de Berthollet : Soit deux éprouvettes (de mêmes volume, pression et température) fermées et reliées par une membrane perméable. L'une est remplie d'azote, l'autre d'oxygène. On ouvre les vannes et l'on trouve alors dans les deux éprouvettes la même proportion d'oxygène et d'azote. Un équilibre s'est établi. Le même phénomène intervient dans au niveau des alvéoles, on l'appelle l'hématose. Dans les alvéoles, il n'y a que 16% d'oxygène, le dioxyde de carbone est très diffusible alors que l'oxygène l'est beaucoup moins mais s'y trouve en plus grande proportion. Les échanges s'effectuent à la même vitesse. A.S. Paris 6 - Section Plongée Sous Marine Anat & Physio - 14 - Les facteurs favorables à uploads/Litterature/ anatomie-amp-physiologie.pdf