Retour vers le menu du niveau 4

Nous avons vu dans un cours précédent que la ventilation permet d’apporter à l’organisme de l’oxygène et d’évacuer le dioxyde de carbone qu’il génère, via des échanges gazeux entre les poumons et les vaisseaux sanguins : les poumons sont le point d’entrée et de sortie de ces gaz dans le corps. Nous allons maintenant étudier comment ces gaz sont transportés par le sang.

L’anatomie de l’appareil circulatoire

Le sang

Notre corps contient 5 à 6 litres de sang. Celui-ci est majoritairement composé d’eau. Ses éléments constitutifs principaux sont :

  • le plasma,
  • les globules rouges,
  • les globules blancs,
  • les plaquettes.

Illustration à venir : un vaisseau sanguin avec les éléments du sang

Le plasma est le liquide principal dans lequel baignent les autres constituants.

Les globules rouges contribuent au transport de l’oxygène. Un globule rouge est constitué de molécules d’hémoglobine.

Illustration à venir : un globule rouge

Les globules blancs assurent la défense du corps contre tout corps étranger (bactéries, virus).

Les plaquettes permettent la coagulation du sang lors de plaies ouvertes.

Le cœur

Illustration à venir (le cœur dans le médiastin)

Le sang circule dans le corps au sein des vaisseaux sanguins. Jusque-là, c’est très simple. Nous étudierons son parcours plus tard. Mais pourquoi circule-t-il ?

Le sang est en fait mis en mouvement par une pompe naturelle : le cœur. C’est un organe situé entre les deux poumons, dans la région du médiastin.

Son rôle est de faire en sorte que le sang circule dans la bonne direction, c’est-à-dire depuis de certains organes spécifiques vers certains autres. Rappelons-nous que nous qu’au niveau des alvéoles pulmonaires arrive du sang chargé en dioxyde de carbone et repart du sang oxygéné. C’est très pratique, mais le sang ne choisit pas son chemin par lui-même : encore faut-il faire en sorte que le sang chargé en dioxyde de carbone soit bien envoyé des organes vers les poumons, et que le sang oxygéné soit envoyé des poumons vers les organes !

Illustration à venir (oreillettes, ventricules et parcours)

Attention, le schéma est celui d’une personne vue de face. Sa gauche est à droite, et inversement.

Le cœur est composé de quatre parties principales : deux oreillettes et deux ventricules. Les deux oreillettes sont situées à droite et à gauche du plan de symétrie du corps, dans la partie supérieure du cœur. Les deux ventricules sont situés à droite et à gauche, juste en dessous. L’oreillette droite communique avec le ventricule droit, et l’oreillette gauche communique avec le ventricule gauche. Hors cas particulier (que nous étudierons juste après), les oreillettes et les ventricules ne communiquent pas entre eux.

Le cœur dispose de deux entrées et deux sorties. Étudions le parcours du sang en son sein.

Le sang oxygéné, qu’on surnomme sang rouge, vient des capillaires sanguins pulmonaires étudiés précédemment. Il entre via les veines pulmonaires (droites et gauches) dans l’oreillette gauche. Il pénètre ensuite dans le ventricule gauche, puis en sort par la crosse aortique en direction des organes à alimenter.

Le sang riche en dioxyde de carbone et pauvre en oxygène, qu’on surnomme sang bleu, vient des organes et des muscles. Il entre via les deux veines caves (inférieure et supérieure) dans l’oreillette droite. Il pénètre ensuite dans le ventricule droit, puis en sort par l’artère pulmonaire en direction des poumons.

Des valvules sont présentes à différents endroits afin d’obliger le sang à circuler dans un seul sens, elles agissent comme des clapets anti-retour en empêchant le reflux sanguin. Elles sont présentes :

  • entre l’oreillette gauche et le ventricule gauche,
  • à la sortie du ventricule gauche,
  • entre l’oreillette droite et le ventricule droit,
  • à la sortie du ventricule droit.

🤯 Je ne vois toujours pas pourquoi le sang se déplace. Ne pourrait-il rester immobile ?

Patience, nous y sommes ! Le mouvement du sang est assuré par les contractions successives des oreillettes et des ventricules.

L’oreillette gauche se décontracte pour se remplir de sang (rouge). Une fois qu’elle est pleine, elle se contracte : le sang est chassé vers le ventricule gauche. Ensuite, c’est celui-ci qui se contracte : le sang est chassé vers la crosse aortique (il ne peut pas retourner dans l’oreillette gauche, car la valvule l’en empêche).

De l’autre côté du cœur, la même succession d’événements se produit. L’oreillette droite se décontracte pour se remplir de sang (bleu). Une fois qu’elle est pleine, elle se contracte : le sang est chassé vers le ventricule droit. Ensuite, celui-ci se contracte à son tour : le sang est chassé vers les artères pulmonaires (il ne peut pas retourner dans l’oreillette droite, car la valvule l’en empêche).

Les deux oreillettes se contractent en même temps. Elles sont suivies des contractions simultanées des deux ventricules. En pratique, les deux événements sont si proches qu’on considère le tout comme un battement, ou une pulsation cardiaque. La phase de contraction des oreillettes et des ventricules se nomme la systole, et la phase de relâchement est nommée la diastole.

Au repos, notre cœur bat en moyenne 70 fois par minute, soit environ une fois par seconde. Dans certaines situations particulières comme lors d’un effort ou en cas de stress, le rythme cardiaque peut s’accélérer, jusqu’à 120 battements par minute par exemple. Cela permet d’augmenter la vitesse de circulation du sang, pour alimenter plus fortement en oxygène les muscles et organes et leur permettre d’évacuer plus rapidement le dioxyde de carbone généré.

Ces contractions sont possibles car le cœur comporte un gros muscle : le myocarde, qui enveloppe les oreillettes et les ventricules. Entre les deux ventricules, la paroi se nomme la paroi interventriculaire.

La petite et la grande circulation

Illustration à venir

Nous avons vu comment entrent et sortent les gaz dans le corps humain : au niveau des alvéoles pulmonaires. Ces gaz sont transportés en différents endroits du corps (les organes, les muscles) par le sang, mis en mouvement grâce au cœur. Intéressons-nous maintenant au circuit général du sang.

On distingue deux réseaux de vaisseaux sanguins : la petite et la grande circulation.

La petite circulation (ou circulation pulmonaire) relie les poumons au cœur. Le sang bleu (pauvre en oxygène, riche en dioxyde de carbone) quitte le cœur par les artères pulmonaires. Il circule au sein de vaisseaux sanguins qui se subdivisent progressivement, les artères (de diamètre de plus en plus petit), qui se subdivisent encore pour devenir des artérioles (de diamètre encore inférieur) puis des capillaires alvéolaires et rejoignent les poumons, qu’ils irriguent en tapissant la paroi externe des alvéoles pulmonaires. A cet endroit ont lieu les échanges – l’hématose – qui lui permettent de se charger en oxygène et évacuer le dioxyde de carbone : il devient du sang rouge. Il continue alors son chemin dans ces capillaires, qui se rejoignent progressivement pour former des veinules (de diamètre supérieur) puis des veines (de diamètre encore supérieur), puis les deux veines pulmonaires, jusqu’à atteindre le cœur. On appelle cela la petite circulation car elle est localisée au niveau du thorax.

La grande circulation (ou circulation systémique) relie les organes et muscles au cœur. Le sang rouge (riche en oxygène, pauvre en dioxyde de carbone) quitte le cœur par la crosse aortique, les artères (*) et des vaisseaux sanguins de plus en plus petits et ramifiés pour rejoindre et irriguer les organes (cerveau, moelle épinière, estomac et intestins, muscles divers, etc.) auprès desquels il circule dans de petits capillaires sanguins. A cet endroit ont lieu les échanges qui lui permettent d’alimenter les organes en oxygène et récupérer leur dioxyde de carbone : il devient du sang bleu. Il continue alors son chemin depuis ces capillaires, qui se rejoignent progressivement pour former des vaisseaux sanguins de diamètre supérieur, jusqu’aux veines caves, et atteindre le cœur. On appelle cela la grande circulation car elle irrigue tout le corps.

(*) Ci-dessus, à la sortie de la crosse aortique, les artères carotides mènent au cerveau (elles passent dans le cou), les artères sous-clavières alimentent les membres de la partie supérieure du corps, et l’aorte descendante alimente les autres parties du corps (moelle épinière, système digestif, poumons, cœur, muscles des jambes).

Les artères et les veines ont des propriétés différentes :

  • Les artères peuvent se contracter ou se dilater : elles peuvent donc adapter leur diamètre à la situation pour alimenter plus ou moins fortement des muscles ou organes.
  • Les veines n’ont pas cette propriété, mais celles situées dans la partie inférieure du corps comportent des valvules, empêchant au sang de faire demi-tour (sous l’effet de la gravité) vers les muscles ou organes d’où il est issu.

Au sein des muscles et organes ou autour des alvéoles pulmonaire, les capillaires sont extrêmement fins et nombreux. Cela permet d’offrir une très grande surface de contact permettant les échanges gazeux.

Le foramen ovale perméable

Avant la naissance, un bébé n’utilise pas ses poumons. Pendant toute la grossesse, dans le ventre maternel, il baigne dans le liquide amniotique et est relié à la mère par l’intermédiaire du cordon ombilical, qui s’étend du nombril (côté bébé) au placenta (côté mère). L”oxygénation et le rejet du dioxyde de carbone se font par circulation dans le cordon ombilical, directement dans le sang, sans passage par les poumons. Un orifice dans la paroi entre les deux oreillettes permet au sang de circuler entre elles. Après la naissance, cet orifice se referme progressivement.

Chez certains individus adultes, cet orifice est mal refermé : on parle de foramen ovale perméable (ou FOP). A l’effort, lorsque la pression sanguine augmente brusquement, celui-ci peut se rouvrir légèrement et laisser passer du sang de l’oreillette droite vers l’oreillette gauche. Les statistiques montrent aujourd’hui qu’environ un tiers de la population se trouve dans cette situation.

Cette particularité est très importante en plongée. En effet, chez un individu sans FOP, le sang qui parvient au cerveau provient de l’aorte, qui sort de l’oreillette gauche, alimentée par le ventricule gauche, lui-même alimenté par les veines pulmonaires qui acheminent du sang qui revient des capillaires pulmonaires. Par conséquent, le sang qui circule dans les capillaires sanguins cérébraux vient nécessairement de passer par le filtre pulmonaire, ce qui lui a permis d’évacuer les éventuelles bulles d’azote qu’il pouvait transporter. Si les deux oreillettes peuvent communiquer, alors du sang chargé en azote issu des muscles et organes peut revenir via les veines caves dans l’oreillette droite, migrer directement dans l’oreillette gauche, et être expulsé via l’aorte vers le cerveau, sans passer par les poumons entre-temps. Le risque est alors d’y créer un accident de décompression cérébral, par coincement d’une bulle dans les capillaires alimentant la tête.

Pratiquer la plongée avec un FOP ne peut se faire que sur avis favorable d’u médecin, en adaptant les conditions de pratique de façon à limiter au maximum la saturation.

Il n’existe malheureusement pas de dépistage systématique du foramen ovale perméable. La plupart du temps, il est détecté a posteriori, chez des personnes ayant été victimes d’un premier accident de décompression.

Le transport dans le sang

Le sang transporte :

  • les différents gaz : oxygène, dioxyde de carbone, azote, monoxyde de carbone, entre les poumons et les muscles et organes,
  • les nutriments, entre le système digestif et les muscles et organes,
  • les hormones,
  • les sels minéraux,
  • les anticorps,
  • les déchets,
  • et encore bien d’autres choses !

Tous les gaz ne sont pas transportés sous la même forme :

  • l’oxygène est transporté à 98% par les molécules d’hémoglobine et à 2% par dissolution dans le plasma,
  • le dioxyde de carbone réagit avec l’eau pour former l’acide carbonique H2CO3 à 87% dans le plasma, est transporté à 8% par les molécules d’hémoglobine et à 5% par dissolution dans le plasma,
  • l’azote est toujours transporté par dissolution dans le plasma.

Le monoxyde de carbone est un gaz indétectable par l’odorat et la vue, et extrêmement toxique. Il est issu d’une combustion incomplète de produits carbonés suite à une mauvaise alimentation en air frais ou une mauvaise élimination des produits issus de la combustion. Il peut être présent en quantité très faibles dans les gaz d’échappement des voitures, des chaudières ou des cigarettes. En surface, l’intoxication au monoxyde de carbone est déjà un accident mortel. Si le gaz pénètre dans le local du compresseur, par exemple si la prise d’air de celui-ci donne sur une aire de stationnement, un peu de monoxyde de carbone peut se retrouver dans les bouteilles. En faibles quantités mais à forte pression partielle, il peut être très dangereux.

L’adaptation de la circulation en plongée

Le blood shift

Le blood shift est un phénomène physiologique qui se produit en plongée, correspondant à une redistribution des volume sanguins, depuis les vaisseaux sanguins périphériques vers la zone thoracique. Une partie du sang migre des bras et des jambes vers le thorax.

Le blood shift a plusieurs origines :

  • En surface, lorsque l’on est debout, le sang dans le corps est soumis à la gravité. Il irrigue pourtant le corps entier, pas uniquement les jambes. Cela est possible grâce à des mécanismes renforçant sa circulation dans la partie supérieure du corps en facilitant le retour veineux. Lors de l’immersion, en position debout, la poussée d’Archimède de l’eau vient s’appliquer sur tout le corps et atténue l’effet de la gravité. La circulation dans la zone thoracique est donc renforcée.
  • Lorsque le corps a froid se produit un réflexe de vasoconstriction des vaisseaux sanguins périphériques (dans les bras, les jambes). Cette contraction des petits vaisseaux permet de réduire la surface d’échange entre le sang et les organes qu’il irrigue, et donc limiter les pertes thermiques du sang chaud dans ces zones froides. Comme le sang doit bien aller quelque part, le phénomène entraîne une redistribution du sang, depuis ces membres vers le thorax. La pression de la combinaison sur les bras et les jambes accentue cette redistribution sanguine.

En pratique, moins de sang circule donc dans nos membres. Il peut devenir plus difficile d’utiliser les doigts pour communiquer avec la palanquée, pour intervenir sur un plongeur, ou simplement actionner une purge sur le gilet.

La diurèse

Le blood shift dû à la pression hydrostatique provoque donc un afflux sanguin au niveau du cœur. Le trop-plein de sang dans le thorax est remarqué par les capteurs de volume (volo-récepteurs) de notre corps, qui va chercher à l’éliminer. Les reins redoublent alors d’effort dans leur travail de transfert du plasma sanguin dans la vessie, provoquant l’envie naturelle d’uriner chez le plongeur.

Les deux facteurs précédents provoquent respectivement la diurèse d’immersion (toujours) et la diurèse due au froid (lorsque le corps se refroidit fortement).

Après la plongée, le diamètres des vaisseaux sanguins périphériques revient à la normale. Le sang reprend sa distribution habituelle, alimentant de nouveau pleinement les membres. Cependant, en raison de la diurèse, son volume total est moins important. Cela rend plus difficile les échanges et en particulier la désaturation. Se réhydrater après la plongée – et inviter les plongeurs de sa palanquée à faire de même – doit être un réflexe afin de diminuer les risques d’accident de décompression.

Remarque : Se retenir d’uriner pendant la plongée n’a aucun effet sur la diminution du volume sanguin, car les reins continuent de transformer du plasma en urine. Par contre, cela permet au corps de garder une masse chaude à l’intérieur. A l’inverse, tout liquide évacué en cours de plongée est autant de capacité calorifique perdue, ce qui peut accentuer la sensation de froid.

La circulation sanguine (N4)

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée.