Bulles circulantes - plongée

1. Bulles circulantes - plongée • Font appel aux conséquences pseudo ou para physiologiques d’inhalation d’air ou de mélanges gazeux (gaz respirables) sous pression soit par appareillages pour incursion sub-aquatique soit par isolement en atmosphère pressurisé (caisson , chambre hyperbare , tourelles – saturation , tubiste , etc.…). • N’apparaissent qu’en phase de remontée vers le niveau de pression initiale du début de plongée. • Soit de façon plus large ,au stade de toute décompression.

2. Bulles circulantes et décompression • 4 questions . Pourquoi ? Comment ? Ou ? Devenir ? • 4 réponses à la « normande » oui/non.

3. Bulles circulantes – pourquoi ? ¤ variation de pression à l’occasion d’une décompression .Or la décompression est un passage obligé et incontournable d’une remontée en fin de plongée. ¤ plusieurs étapes peuvent être distinguées pour comprendre la formation de bulles après une plongée. - les phénomènes de sursaturation et de désaturation. - la nucléation : commencement de la phase gazeuse au stade de noyaux gazeux. - la croissance et la coalescence des bulles;

4. Bulles circulantes - pourquoi • Sursaturation : théorie insuffisante. • En effet la sursaturation en gaz inertes semble jouer un rôle important dans la genèse des bulles mais…..expérimentalement la formation de bulles dans l’eau requiert 120 ATA pour le méthane , 190 ATA pour l’azote et 350 ATA pour l’hélium. • Or chez l’homme et chez l’animal un delta de pression très inférieur engendre la formation de bulles. • Tout cela évoque donc l’existence d’autres mécanismes.

5. Bulles circulantes - comment • Autres mécanismes que la sursaturation. • Présence de noyaux gazeux (de très petites dimensions à l’état basal chez l’homme ) – starter à la création des bulles. • Existent des preuves indirectes (tests expérimentaux de « traitements pressionnels préalables »). • Existent des preuves directes : -in vitro.par microscopie optique et électronique: rayon critique de l’ordre de 1μm à moins de 0,1μm.(travaux de Johnson et Cooke , de Yount-1980). -in vivo.par microscopie optique ou des techniques d’échosonographie Doppler (microbulles seulement 40 à 50 μm).

6. Bulles circulantes - comment noyaux gazeux • Localisations: - localisation vasculaire. Le sang semble être résistant à la formation de bulle de novo. - localisation tissulaire.Variable en fonction des tissus. - localisationcellulaire.Pas de noyaux gazeux. - localisation intercellulaire. +++ endothéliums des capillaires tissulaires d’où la détection de bulles dans la circulation veineuse.

7. Bulles circulantes- commentnoyaux gazeux • Mécanisme de formation des noyaux gazeux: - la nucléation : ¤ hétérogène. ¤ homogène. - la cavitation : ¤ cavitation vaporeuse. ¤ cavitation gazeuse. - tribonucléation :exemple …frottement des valves cardiaques .L’échodoppler transcranien montre des hits (signaux hautes intensités) en rapport avec des emboles gazeux chez des patients porteurs de valves mécaniques. L’ETO montre aussi des images de particules bulleuses près des valves ( utilisation des harmoniques). ¤ cavitation acoustique . Ondes sonores , sonar et mammifères marins. ¤ vacuum phenomenum . Vide articulaire – bulles?

8. Bulles circulantes – commentnoyaux gazeux • Différents facteurs peuvent être à l’origine de la stabilisation des noyaux gazeux. - crevasses hydrophobes de Harvey. - théories des surfaces actives. - facteurs biochimiques. O2 , CO2 . • le modèle de Yount ( le VPM) : modèle qui tient compte des noyaux gazeux avec un « volume critique » et un «  diamètre critique ». C’est un modèle qui propose des paliers plus profonds , des temps de décompression plus courts , et qui prend , entre autres , le profil de descente . • des applications informatiques existent basées sur le VPM; le modèle RGBM (reduced gradient bubble model) est un modèle de décompression haldanien assez proche du VPM .Les calculs ne se font plus sur l’azote dissous dans les tissus(phase dissoute)mais sur le nombre et la croissance des bulles(phase gazeuse).Ordi «DS »( Suunto) pour «deep stop » (pallier profond) .But: éliminer une partie des micro bulles naissantes mais au détriment d’augmenter la saturation de certains tissus et de rallonger le pallier de 3 mètres….

9. Bulles circulantes – commentévolution du noyau gazeux vers la bulle circulante ¤ croissance. - en rapport avec le gradient de pression. - dépend plus de la solubilité des gaz que de leurs pressions partielles. - l’azote , l’oxygène , et le dioxyde d’azote entreraient dans la bulle proportionnellement à leur concentration et à un taux dépendant de leur diffusibilité. - ce qui explique que les bulles formées dans l’organisme ont une composition qui ne correspond pas aux pressions partielles en N2 ,O2 et CO2 sanguine. De plus cette composition gazeuse peut fluctuer de façon rapide. - le CO2 qui a une forte solubilité peut être un facteur déterminant dans l’initialisation et le développement primaire des bulles. - à conditions comparables le dioxyde de carbone entrera et sortira du noyau gazeux 38 fois plus vite que l’azote.

10. Bulles circulantes – commentévolution du noyau gazeux vers la bulle circulante. . ¤ coalescence - le délai entre le décompression et l’apparition des symptômes de type bends peut être expliqué ( Hills) par la coalescence des microbulles de gaz initialement formées. Cette fusion des bulles (aléatoires dans le temps) semblent être accélérée par le mouvement , la contraction musculaire.(un exercice pendant ou après la décompression pouvant aggraver les symptômes). - ce phénomène de coalescence est discuté dans le système intra vasculaire (sauf dans les artérioles de faible diamètre).

11. Bulles circulantes – commentévolution du noyau gazeux vers la bulle circulante. ¤ théorie d’évolution du noyau gazeux à la bulle. - mécanisme(s) de nucléation -> noyau gazeux -> stabilisé sur paroi endothéliale-> puis croissance dans lumière vasculaire si : . Sursaturation (dépend des tissus avec toute une gamme de valeurs de saturation)(tissu lent : muscle , tissu rapide système nerveux central). . Cavitation (cavitation cardiaque)

12. Bulles circulantes – où ¤ retour veineux: - gaz inerte des tissus sursaturés. - CO2 ( métabolisme cellulaire). - basse pression . - milieu favorable pour croissance des bulles. - lieu de fusion entre elles par coalescence.

13. Bulles circulantes – devenir. - détachement des noyaux gazeux ( de l’endothélium vasculaire ) quand ils atteignent la taille de 1 micron. - taille inférieure à 20 microns : pourront réaliser plusieurs boucles artério-veineuses et tissulaires sans être arrêtés par le filtre pulmonaire. - taille supérieure à 20 microns : détectables par Doppler simple au niveau du retour veineux. Une partie des bulles circulantes sera captée dans certains tissus. Les autres gagneront le cœur droit puis les capillaires pulmonaires pour y être bloquées ( diamètre du capillaire pulmonaire estimé à 20 microns). - filtre pulmonaire : manchon gazeux avec passage des gaz sous forme dissoute avant d’être libérés dans l’espace alvéolaire.

14. Bulles circulantes - conclusions • Existence des micronoyaux gazeux : OK. • Leur formation : théories diverses encore débattues. - nucléation hétérogène : probable base chez l’homme dans le mécanisme de base de formation. - puis cavitation engendrée par l’activité musculo - squelettique. - qui amplifie la formation et la croissance des noyaux gazeux. - stabilisation au niveau capillaire des tissus. - notion de demi – vie , de starter à la formation de bulles lors de la décompression. - « modélisation » in vitro , extrapolation chez l’homme , validations de ces modèles possible si l’on accepte et si l’on retient quelachargedebullescirculantesestunmarqueurfiabledustressdécompressif.