Système ventilatoire Cours N4 le 14 février 2011

1. Système ventilatoireCours N4le 14 février 2011

2. Objectifs : • Comprendre les différences de fonctionnement du système ventilatoire en milieu normobare et hyperbare. • Donner les connaissances pour la compréhension des mécanismes des accidents affectant le système ventilatoire. • Donner les éléments pratiques pour conseiller les plongeurs encadrés par le Guide de Palanquée

3. Plan : • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme - milieu normobare/hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée

4. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée La respiration Ventilation La respiration : Les échanges gazeux & le transport des gaz Circulation Logiciel pour visualisation de l’appareil respiratoire, son fonctionnement ainsi que les échanges gazeux Modèle Fonctionnement Anatomie

5. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Les voies aériennes supérieures Trompe d’Eustache Epiglotte Glotte

6. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LES FOSSES NASALES Charpente osseuse et cartilagineuse, revêtue d’une muqueuse possédant des cils vibratiles . Dirigent le flux aérien . En limitent le débit . Réchauffent et humidifient l’air inspiré . Retiennent dans les cils qui tapissent les muqueuses, les particules de poussière

7. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LES TROMPES D’EUSTACHE

8. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LES SINUS Cavités emplies d’air, reliées à la fosse nasale par de minces canaux, et tapissées de muqueuses très vascularisées, sensibles et facilement irritables. FONCTIONS : . Humidifier l’air respiré . Réchauffer l’air respiré BAROTRAUMATISMES : . Obstruction des minces canaux (sinusite) . Aspiration ou compression des muqueuses qui tapissent les sinus . Douleurs, saignements Diapositive n°8

9. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LE PHARYNX Carrefour des voies respiratoires et digestives. A son extrémité : l’épiglotte, clapet qui ferme la glotte pendant la déglutition, et assure l’aiguillage de la nourriture vers l’œsophage. FERMETURE DE LA GLOTTE : Un spasme réflexe peut fermer la glotte : . Sous l’effet de la panique . En cas d’entrée d’eau dans les fosses nasales . Risque de surpression pulmonaire. LA TRACHEE Tuyau annelé strié devant l’œsophage Formé d’anneaux cartilagineux incomplets La muqueuse trachéale est tapissée de cils. . Si irritation -> réflexe de toux repoussant les poussières vers le haut Ramification en réduisant le calibre En deux bronches souches (anneaux cartilagineux complets) En bronches lobaires, puis segmentaires, bronchioles et bronchioles terminales. Atteignent toutes les parties du poumon, jusqu’aux alvéoles. Le Hile Point de pénétration des bronches souches dans les poumons Accompagnées des vaisseaux pulmonaires et bronchiques. Espace mort anatomique, additionné à l’espace mort du détendeur et du tuba. Diapositive n°9

10. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Les voies aériennes inférieures DE LA TRACHEE VERS LES ALVEOLES

11. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Trachée Lobule pulmonaire LE LOBULE PULMONAIRE Poumon droit Bronche Artère pulmonaire ZOOM Veine pulmonaire Artériole Alvéole pulmonaire Bronchiole Cœur Veinule Plèvres Diaphragme ZOOM L’ALVEOLE PULMONAIRE Air alvéolaire BARRIERE ALVEOLO CAPILLAIRE Artériole Lieu où s’effectuent les échanges gazeux avec le sang Barrière alvéolo capillaire ZOOM Cellule Veinule Capillaire Capillaire Surfactant

12. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LES POUMONS 2 POUMONS . Deux lobes pour le poumon gauche . Trois lobes pour le poumon droit . Les lobes sont divisés en plusieurs lobules . Grande élasticité . Consistance spongieuse et molle . Chaque poumon est recouvert par une plèvre: 1 feuillet externe accolé à la cage thoracique 1 feuillet interne accolé aux poumons . Ils reposent sur le diaphragme par leur base . Espace entre les deux poumons : le médiastin Distribution de l’air dans les poumons, ramifications jusqu’aux bronchioles (lobes de couleurs différentes)

13. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LA PLEVRE . Entoure chaque poumon . Sac à double feuillet : - Le feuillet pariétal (côté paroi) est fixé à la paroi thoracique par des ligaments - Le feuillet viscéral (côté poumon) est solidaire du poumon . Chaque sac pleural : - Délimite une cavité virtuelle où il règne une dépression - Contient le liquide pleural Diapositive n°13

14. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée LES ALVEOLES PULMONAIRES SIEGE DES ECHANGES RESPIRATOIRES . 25 par mm3 (800 millions dans les 2 poumons) . Sacs minuscules aux extrémités de l’arbre bronchique . Les bronchioles -> demi douzaine de canaux alvéolaires . Grande élasticité . Consistance spongieuse et molle . Le canal alvéolaire mène à trois sacs alvéolaires, voire d’avantage . Le sac alvéolaire regroupe une dizaine d’alvéoles et ressemble à une grappe de raisin. . Surface totale alvéolaire = surface d’un terrain de tennis . Surfactant : diminue la tension superficielle de la surface -> empêche les alvéoles de s’affaisser Limite d’élasticité > risque de surpression pulmonaire

15. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée ECHANGES ALVEOLAIRES

16. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Anatomie de la cage thoracique Sternum Côtes Muscles intercostaux Poumons Diaphragme Diapositive n°16

17. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Mécanique ventilatoire FONCTIONNEMENT Les muscles intercostaux écartent la cage thoracique vers le haut : • INSPIRATION ACTIVE INSPIRATION ACTIVE / EXPIRATION PASSIVE

18. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Animation de la cage thoracique

19. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Muscles releveurs Musclesintercostaux Côtes Diaphragme Muscles abaisseurs Muscles abdominaux FONCTIONNEMENT EXPIRATION Contraction des muscles abaisseurs Contraction des abdominaux INSPIRATION Contraction des muscles releveurs Contraction du diaphragme

20. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Les volumes pulmonaires • . Capacité totale : 6 litres • . 1,5 litres sont perdus (volume résiduel) Volume de réserve inspiratoire 2.5 l Volume courant 0.5 l Volume mort 0.3 l Volume de réserve expiratoire 1.5 l Volume résiduel 1.5 l Volume de réserve inspiratoire : mobilisé par une contraction du diaphragme et des muscles releveurs Volume courant : mobilisé par une contraction et un relâchement du diaphragme Volume de réserve expiratoire : mobilisé par une contraction des muscles abaisseurs et abdominaux Volume mort : correspond à l’air qui reste dans la trachée et les voies aériennes supérieures lors d’une expiration forcée

21. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée VC : LE VOLUME COURANT • . Au repos : 0,5 litres par cycle • . Cette quantité d’air est suffisante pour alimenter notre corps en oxygène en l’absence d’effort important. VRI : LE VOLUME DE RESERVE INSPIRATOIRE .Volume supplémentaire lié à une inspiration forcée : 2,5 litres . Il est sollicité en cas d’effort : le corps consommant plus d’énergie, a besoin de plus d’oxygène.

22. . Expiration forcée > limites physiologiques  1,5 litres Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée VRE : LE VOLUME DE RESERVE EXPIRATOIRE .Volume supplémentaire lié à une expiration forcée : 1,5 litres . Pendant l'effort, les poumons empiètent sur ce volume d'expiration supplémentaire pour bien évacuer l'air chargé en gaz carbonique. VR : LE VOLUME RESIDUEL

23. RYTHME RESPIRATOIRE Cycle ventilatoire : temps d'inspiration + temps d'expiration. En respiration calme : dure en moyenne 4 secondes. Expiration : 2/3 de ce temps. Inspiration : 1/3 de ce temps. LA FREQUENCE RESPIRATOIRE VARIE EN FONCTION DE L’AGE 12 à 16 cycles/mn, pour un adulte, 14 à 16 cycles/min, pour un adolescent, 16 à 20 cycles/min, pour un jeune, 40 à 50 cycles/min pour un nouveau né jusqu'à 60 cycles/min à l'effort, au maximum. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée RYTHME ET FREQUENCE Diapositive n°23

24. Le volume courant augmente = 1 litre Déplacement du volume courant vers le volume de réserve inspiratoire Respiration sur tuba ou détendeur qu augmente l’espace mort anatomique La fréquence ventilatoire diminue = 15 cycles /mn Air froid et sec Augmentation du travail musculaire Afflux sanguin thoracique (+ 700 ml) > Les volumes pulmonaires diminuent > l’effort musculaire inspiratoire augmente Matériel : résistances mécaniques Masse volumique de l’air ; Augmentation de la masse volumique de l’air (viscosité) donc augmentation de la résistance à l’écoulement des gaz dans les voies aériennes supérieures Gêne ventilatoire supplémentaire pouvant être créée par le matériel (combinaison trop petite, lestage, stab serrée,..) Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée ADAPTATION EN PLONGEE Le plongeur est un insuffisant respiratoire !

25. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Spirogramme en surface : milieu normobare Le spirogramme est l’enregistrement en fonction du temps des volumes inspirés ou expirés. Inspiration forcée Inspiration calme Expiration calme Expiration forcée Effort soutenu Au repos Effort Augmentation du volume et de la fréquence de ventilation

26. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Spirogramme: milieu hyperbare Décalage de la ventilation vers l’inspiration à cause de la résistance du détendeur En surface A l’immersion Effort soutenu Effort

27. Plan • La respiration • Anatomie du système ventilatoire • Voies aériennes supérieures • Voies aériennes inférieures • Anatomie de la cage thoracique • Mécanique ventilatoire • Inspiration / Expiration • Volumes pulmonaires • Spirogramme – milieu normobare / hyperbare • Synthèse : conseils avant la plongée Synthèse : Conseils avant la plongée - Il faut forcer sur l’expiration en plongée. Pour cela utiliser la ventilation thoracique et abdominale - Diminuer le volume courant, mais augmenter la fréquence respiratoire EVITER DE FUMER