ANATOMIE PHYSILOGIE

7/29/2019 ANATOMIE PHYSILOGIE

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I - Lappareil circulatoireLappareil circulatoire se compose de 3 lments

Le cur Les vaisseaux Le sang

A Le CurDescription

Le cur est un organe vital qui joue le rle de pompe aspirante et refoulante permettant au sang decirculer partout dans le corps. Le cur est gros comme le poing, pse entre 250 et 300g, et est constitude tissu musculaire pais appel myocarde. Il est recouvert dune peau extrieure de protection :pricarde et intrieur : lendocarde. Il est situ dans le thorax entre les deux poumons, avec uneinclinaison sur la gauche.

Artre sousClavire droite

Artresaortiques

Artre sousClavire gauche

Veine cavesuprieure

ArtresPulmonaires

droites

Veines pulmonairesdroites

CrosseAortique

ArtresPulmonairesgauches

Veines pulmonairesOG

gauches

OD

Valve mitrale

VG Valve aortique

Veine caveinfrieure

VD ParoisInter ventriculaire

Myocarde

Aortethoracique

Valve tricuspide Valve sigmode

Figure 1 : le cur

Cet organe est en fait constitu de deux de pompes totalement isoles lune de lautre : le cur droit et leur gauche qui sont eux-mmes composs de deux cavits : loreillette et le ventricule.Loreillette droite reoit les retours veineux avec le sang appauvri. Le ventricule droit expulse ce sangappauvri vers les artres pulmonaires. Loreillette gauche reoit les retours veineux avec du sang oxygn, etle ventricule gauche lexpulse vers lartre aortique. Ces flux sanguins sont dus aux contractions du cur.Son rythme est variable en fonction des individus et est de lordre de 60 80 battements par minute pour lesadultes, de 90 battements pour les enfants, et de 100 120 battements pour les bbs.

Fonctionnement

Le cycle cardiaque possde deux phases spcifiques :

Systole: contraction des oreillettes et des ventricules qui permettent la circulation du sang (tat detravail),


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Diastole: correspond au relchement gnral du muscle (tat de repos).De manire plus prcise le cycle se rparti en 3 phases (rvolution cardiaque) :

Contraction oreillettesdroite et gauche

Contraction ventriculesdroite et gauche Le muscle rcupre

Systole auriculaire Systole ventriculaire Diastole

Figure 2 : Cycle cardiaque.

La rpartition des temps de travail et de repos est de lordre de 40% pour la phase de travail et 60% pour laphase de repos. Cette rpartition peut voluer en fonction de l'effort fourni par lindividu.

Le fonctionnement simplifi du cur peut se rsumer par les tapes suivantes :

Figure 3 : fonctionnement simplifi du cur

A la systole auriculaire (contractions des oreillettes droite et gauche) le sang est chass de cette cavit pour

entrer dans les ventricules respectifs : Le sang de loreillette droite est chass dans le ventricule droit, la valve tricuspide est ouverte et

laisse le sang passer vers le ventricule droit,

Le sang de loreillette gauche est chass dans le ventricule gauche, la valve mitrale est ouverte etlaisse passer le sang vers le ventricule gauche,

A la systole ventriculaire (contractions des ventricules droit et gauche) le sang est chass de cette cavit versles artres pulmonaires et thoraciques :

Le sang du ventricule droit est chass dans lartre pulmonaire, la valve tricuspide empche le sangde repartir dans loreillette droite et la valve sigmode laisse passer le sang dans la veine cave,

Le sang du ventricule gauche est chass dans lartre thoracique, la valve mitral empche le sang de

repartir dans loreillette gauche et la valve aortique laisse passer le sang dans lartre thoracique.

A la diastole le cur se relche et le sang afflue dans les oreillettes et les ventricules.Les valves imposent un sens de parcours unique du sang dans le cur.Au repos la quantit de sang passe dans le cur est de lordre de 5 litres par minute. Lors defforts cevolume peut passer de 20 25 litres par minutes.

Le cur et la plongeLe Foramen Ovale Permable (FOP)

Lors du dveloppement du ftus dans le ventre de la mre, il ny a pas de respiration. Les apports enoxygne se font par le placenta de la mre. Pendant tout le dveloppement ftal le cur droit et gauchesont en communication par lintermdiaire de la paroi inter-auriculaire. Lors de la naissance cette paroi se

referme interdisant la circulation inter-auriculaire, mais chez 30 % des individus une faiblesse demeure,sans consquence pour la vie quotidienne, mais pouvant provoquer un incident en plonge.


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En effet en plonge la dcompression gnre des bulles dites 'silencieuses' dans la circulation veineuse.Ces bulles sont gnralement limines par le filtre pulmonaire, et ainsi ces bulles ne peuvent arriver dansla circulation artrielle. Si une augmentation de pression intervient dans le cur droit louverture du FOPpeut se produire et ainsi par cette ouverture inter-auriculaire introduire des bulles dans le circuit artriel etprovoquer un ADD.

Pour viter le FOP Pas deffort en plonge, Valsalva la remonte,

Un FOP peut se dtecter par diffrentes mthodes (Echocardiographie trans- oesophagienne, cho doppler).Oreillette gauche en communication avec loreillette droite

OG

Veinescaves

ODVeines

pulmonaires

Valve tricuspide Valve mitrale

ArtrespulmonairesVG VD

Artrethoracique

Valvesigmode

FOP

Valveaortique

B -Les vaisseaux sanguins (Systme vasculaire)Les vaisseaux sanguins de notre corps forment un rseau complexe de tube acheminant le sang lensembledes tissus de notre organisme. Le sang permet ainsi deffectuer les changes avec lensemble des organes entransportant loxygne et les nutriments indispensables la vie et en rcuprant les dchets toxines et dioxydede carbone. La 'pompe' permettant de vhiculer le sang est le cur, qui permettra galement dacheminer lesang vers les poumons pour y dposer le CO2 et le recharger avec de lO2. Cet change de gaz est possible

grce la respiration : Chargement doxygne linspiration et limination du dioxyde carbone lexpiration.

Les vaisseaux sanguins, le cur et les poumons constituent la petite circulation, Les vaisseaux sanguins, le cur et les tissus constituent la grande circulation.

Chez les adultes en bonne sant, le cur pompe chaque jour environ 7 200 litres de sang via environ 96 000kilomtres de vaisseaux sanguins.

Les diffrents types de vaisseaux sanguins :

les artres, les capillaires, les veines.

Les artres

Les artres transportent le sang riche en oxygne du cur vers les tissus et les organes, tels que lecerveau, les reins et le foie. Comme elles transportent le sang charg d'oxygne, elles apparaissent enrouge. Le sang circule dans les artres avec une grande force; c'est pourquoi leurs parois sont paisses etflexibles afin de protger les artres des dommages causs par la pression leve.Les artres deviennent de plus en plus petites mesure qu'elles s'loignent du cur et deviennent descapillaires.Laorte est la plus grosse artre du corps, elle relie le ventricule gauche via la valve aortique lensembledes autres aortes du corps.

les capillaires

Les capillaires relient les artres aux veines. Comme ce sont les plus petits des vaisseaux sanguins, ilstransportent et rcuprent le sang dans chaque cellule du corps. Chez l'adulte, cela reprsente des

milliards de cellules.


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Les parois des capillaires sont si fines que l'oxygne et les nutriments peuvent les traverser et passer dansles cellules, tout comme les dchets et le dioxyde de carbone des cellules pour rejoindre le systmesanguin.

les veines

Les capillaires deviennent de plus en plus gros mesure qu'ils quittent chaque cellule et deviennent

rapidement des veines. Celles-ci transportent le sang pauvre en oxygne vers le cur, elles apparaissentdonc en bleu. Les parois des veines sont beaucoup plus fines que les parois des artres; elles n'ont pasbesoin d'tre aussi paisses car le sang y circule une pression plus faible.Exemple :

Veines caves suprieure et infrieur qui amnent le sang respectivement de la partie haute du corps etbasse du corps au cur (oreillette droite).

La pression artrielle est la force du sang qui pousse contre les parois des artres. Cette force est plusleve lorsque le cur se contracte et plus faible lorsqu'il se relche. De mme, elle est plus leve dansles artres et plus faible dans les veines. Cette pression se mesure grce deux nombres : Le premiermesure la pression systolique au moment de la contraction du cur, et le deuxime la pressiondiastoliqueau moment du relchement du cur.

Exemple : Dans lartre humrale : Systole = 14 mm HgDiastole = 8 mm Hg

Veine jugulaire

Veine sous Clavire

Veine pulmonaire

Veine humrale

Veine caveinfrieure

CarotideArtre sous Clavire

Crosse aortiquePoumons

Artre humrale

Artre thoracique

veine cubitale

veine radiale

Artre radiale

Artre cubitale

Reins

Artre Fmorale

Figure 4 : schma de lappareil circulatoire

La petite circulation & la grande circulation

La petite circulation est le circuit des changes respiratoires : c'est la circulation entre le cur et lespoumons. Elle fonctionne basse pression.

La grande circulation est le circuit entre le cur et l'organisme : elle irrigue le cerveau, les reins,l'intestin, le foie, etc. et tous les muscles et l'ensemble de la peau. Elle est haute pression.


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Le chemin du sang dans la petite circulation comprend :

Arrive du sang par les veines caves oreillette droite ventricule droit artres pulmonaires poumons droit & gauche diffusion alvolaires/capillaires veines pulmonaires oreillette gauche ventricule gauche crosse aortique.

Le chemin du sang dans la grande circulation comprend :

Sortie du sang oxygn par la crosse aortique distribution du sang dans les artres thoracique (bas ducorps) sous clavires, carotides (haut du corps) distributions artrioles capillaires diffusion dansles diffrents tissus veinules veines caves suprieure et infrieure arrive du sang appauvridans loreillette droite.

Voire le schma de la Figure 5.

C- Le sangFigure 5 : Grande et petite circulations

Le sang est un tissu fluide et visqueux circulant dans les vaisseaux sanguins (voire paragraphe prcdent). Lesang frais prlev apparat liquide mais il est en fait compos de cellule flottant dans une substance liquidejaune ambre, le plasma. La Figure 6 montre aprs centrifugation du sang la sparation principale entre leplasma (55 %) et les lments figurs (45%).


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Figure 6 : Sparation des lments du sang Figure 7 : les composants principaux du sang :Globule rouge, plaquette, globule blanc

Chez ladulte la quantit de sang est de lordre de 5 litres, chez le nouveau-n il est de 250 ml.

Son Rle

Les tissus de l'organisme et les cellules qui les composent ont besoin pour survivre et pour trefonctionnelles de recevoir de l'oxygne, des lments nutritifs et des messagers (immunologiques,chimiques) comme les hormones. Le sang assure ce rle de transport de mme qu'il recueille et conduitaux organes liminateurs (peau, reins, poumons) les produits dgrads de l'activit cellulaire.Le sang circule dans le systme vasculaire de faon continue et rgule par le systme cardiovasculaire. Ilparticipe au maintien de l'intgrit des vaisseaux par certains de ces constituants qui interviennent dansl'hmostase.

Globules rouges (ou hmaties)Ce sont les cellules les plus nombreuses dans le sang et ont une dure de vie de 120 jours.

Nombre 5 millions par mm3 de sang environ, Cellule sans noyau en forme de disque capable de se dformer pour passer dans des vaisseaux plus

petits que lui, Form surtout d'hmoglobine, qui donne la couleur rouge, et qui est la molcule qui assure le transport

de 95% de l'oxygne.

Globules blancs (ou leucocytes)Ces cellules sont spcialises dans la dfense de l'organisme contre les agressions extrieures(bactriologiques, chimiques, immunologiques). Cest un groupe htrogne de cellules auxcaractristiques, fonctions et dures de vie trs diffrentes.

Nombre 4 10 000 par mm3, Cellules avec noyau et de types diffrents

o mononuclaires : Monocytes, lymphocytes,o polynuclaires : Basophiles, Neutrophiles, Eosinophiles,

Systme de dfense anti-infectieux.

Plaquettes (ou thrombocytes)

Ces cellules ont une dure de vie de 1 semaine, et on un rle darrt du sang lors dune hmorragie. Nombre 150 300 000 par mm3 de sang, Trs petite taille infrieure aux globules rouges, Rle essentiel dans la prvention et l'arrt des hmorragies par leur participation la coagulation du

sang (pouvoir d'agrgation). Le caillot (crote) qui se forme aprs une blessure est un amas deplaquettes et d'une protine du plasma : la fibrine.

L'agrgation des plaquettes peut tre empche par certains mdicaments comme l'aspirine qui sont des

anti-agrgeants plaquettaires. Ces mdicaments sont consommer avec prudence et proscrire lorsdopration mdicale.


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Complment dinformations

Rle

Plasma

55%

Eau (91,5%)

Solut (8,5%)

Sang =8% du corps

humain

lmentsfigurs

45%

Globulesrouges

Globulesblancs

Plaquettes

BasophilesNeutrophilesEosinphilesLymphocytesMonocytes

Transport dO2

Raction de dfensesimmunitaires

Hmostases

D- Les changes gazeux

Figure 8 : Composition du sang

La diffusion des gaz permet loxygne (O2) et au gaz carbonique (CO2) de passer des alvoles pulmonairesau sang contenu dans les capillaires et vice versa (voir le chapitre prcdent : la petite circulation), des tissusdu corps vers le sang des capillaires et inversement (voir le chapitre prcdent : la grande circulation). Leurdiffusion est possible grce aux diffrences de pressions partielles.

loxygneLO2 est transporte 98% sous forme combine avec lhmoglobine lintrieur des rythrocytes et 2%sous forme dissoute dans leau du plasma sanguin. Lhmoglobine (Hb) est compos de 4 chanes

polypeptiques, dont chacune est li un groupement hme contenant un atome de fer. Comme lO2 se lieaux atomes de fer, chaque molcule dhmoglobine peut se combiner 4 molcules dO 2 en un processusrversible.Cest lO2 dissous dans le plasma qui participe aux changes avec les tissus. LO2 est libr petit petit delhmoglobine dans le plasma en fonction des besoins.Lorsque lhmoglobine est satur en O2, loxygne supplmentaire est transport sous forme dissoutedans le plasma. Ce cas se produit lors de la plonge ou lors de linhalation dO2 pur.

Tissus

Sang veineuxCO2

PpO2


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Sang artriel

PpO2


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II - L appareil respiratoire

Cest grce lui que lhomme peut vivre en apportant aux cellules loxygne indispensable et en liminant ledioxyde de carbone par lintermdiaire du transporteur quest le sang.La ventilation comprend deux phases :

Linspiration (remplissage des poumons avec de lair ambiant oxygn), Lexpiration (vidage des poumons de lair vici appauvri en oxygne).

Cest le muscle du diaphragme qui permet lair dentrer et de sortir des poumons (voirFigure 12)

AnatomieLappareil respiratoire contient deux parties comprenant

Les voies ariennes suprieures Les voies ariennes infrieures

Sinus Fronteaux Cavit Nasale

Pharynx

Larynx

Hile

piglotte

Oesophage

Trache

glotteLobe suprieur gauche

Bronche

Bronchiole

Bronche principale

Plvre paritale (ou suprieure)Ou feuillet externe

Bronche lobaire

Lobe moyen gauche

Bronche segmentairePlvre viscraleOu infrieureOu feuillet externe

Cavit pleurale

Lobe infrieur gaucheCtes

Vsicules pulmonairesConduit

alvolaire

DiaphragmeSang pauvre

en O2

Sac alvolaireSaccule alvolaire air

Sang richeen O2

Figure 11 : systme respiratoire


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Les voies ariennes suprieures

Sur terre, linspiration lair entre par les narines dans les fosses nasales. Deux rles primordiaux leur sontassigns :

Rchauffement de lair avec laide des sinus, Filtrage des poussires en suspension dans lair et dune partie des microbes grce au poils qui

tapissent cette muqueuse.

Lair est ensuite dirig vers les poumons travers le pharynx (ou arrire-gorge), le larynx et la tracheartre.

Les voies ariennes infrieures

Cest elles qui assurent les changes doxygne (inspiration) et de dioxyde de carbone (expiration) entre lairet le sang par osmose ou diffrence de pression partielle. Elles dbutent dans la partie infrieure de la tracheet se terminent par les poumons. La trache se subdivise en deux parties (diamtre 1,2 cm) et entre danschaque poumon par le hile. Ensuite il y a subdivision en bronche de plus en plus petite (bronches lobaires,segmentaires, etc.) pour finir en bronchioles, lobule puis les sacs alvolaires o seffectueront les changesgazeux. Un lobule contient environ 300 400 millions de sacs alvolaires et chaque cavit sphrique undiamtre de 0,1 0,3 mm. La surface totale de contact dans les alvoles est d'environ 100 150 m2. Les deuxtiers des alvoles sont fonctionnelles et l'paisseur de la paroi alvocapillaire est infrieure 1 micron.Les alvoles sont tapisses par un une mince pellicule lubrifiante (le surfactant) qui vite que les poumonsse collent avec fermeture de l'alvole et permet d'amortir les extensions et rtractions des alvoles Certainesalvoles peuvent tre obstrues pour diverses raisons : pathologique (asthme) ou anatomique (alvoles clapets). Cela fait courir un risque certain au plongeur en scaphandre.

Dun point de vu tissus les poumons sont des masses spongieuses, roses, lastiques, entoures d'un doublefeuillet protecteur, la plvre : un feuillet parital adhrent la paroi thoracique et un feuillet viscral quiadhre aux poumons. Entre ces feuillets, c'est la cavit pleurale.Le poumon droit est form de 3 lobes, et le gauche seulement de 2 laissant ainsi la place au cur. Le poids dechaque poumon est d'environ 700 g pour le droit et 600 g pour le gauche.

La mcanique ventilatoire

Lors de linspiration le diaphragme sabaisse et les muscles des ctes se contractent, ce qui pour effetdaugmenter le volume de la cage thoracique et ainsi diminuer la pression dans les poumons. Cela cre unedpression et entrer lair dans les poumons. Cest une phase active.Lors de lexpiration les muscles se relchent (ceux des ctes et du diaphragme) qui baisseront la cagethoracique, ce qui aura pour effet daugmenter la pression dans les poumons. Lair sera donc chass verslextrieur. Cette phase est passive.Cette dernire phase peut devenir active sil y a contraction des abdominaux. Cest ce qui va se passer

Les volumes pulmonaires

Figure 12 : Inspiration expiration

Ces volumes peuvent tre mesurs grce un spiromtre.Capacits :

Volume de rserve inspiratoire (VRI) : 1,5 2,5 litres. Volume courant (VC): 0,5 litre. Volume de rserve expiratoire (VRE) : 1,5 litres. Volume rsiduel (VR) : 1 1,5 litres. Capacit totale (CT): 5 6 litres.


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VRI 2,5 litresEn surface

CV VC 0,5 litre

VRE 1,5 litres

VR 1,5 litres

VRI = Volume de rserve InspiratoireVC = Volume courant CV= Capacit vitaleVRE = Volume de rserve expiratoireVR = Volume de rserve

Respirationau repos Dbut

deffort

Respirationaveceffort

findeffort

Remarque :

Figure 13 : Volumes pulmonaires (valeurs indicatives)

Il est impossible de vider compltement les poumons causes des volumes incompressibles des tissus.Cela correspond au volume rsiduel.Lespace mort anatomique reprsente le volume dair ne participant pas au changes gazeux entre lesalvoles et le sang. En effet une partie de lair inspir remplissant lensemble des voies ariennessuprieure et infrieure natteint pas les zones dchanges en restant dans les voies conductrices. Cevolume est estim 150 ml sur les 500 ml du volume respiratoire.

Inspiration Expiration

Remplissagedes espacesmort par de

lair riche enO2

Remplissagedes espacesmort par de

lair Appauvrien CO2

Physiologie

- Inspiration

Figure 14 : Espace mort dans la respiration

Ds que le taux de CO2 devient consquent, il y a excitation du bulbe rachidienpar les chmorcepteursartriels. Le bulbe commande alors au nerf moteur - le nerf phrnique -, l'abaissement du diaphragme,les ctes se soulvent, crant alors une dpression intra-pulmonaire, les poumons se remplissent, c'estl'inspiration.Des muscles vont videmment intervenir dans cette phase inspiratoire. Ce sont, pour une inspirationnormale : le diaphragme et les scalnes (muscles latraux du cou) et en plus pour une inspiration force :les intercostaux externes, les pectoraux, le trapze et les sterno-clido mastodiens (muscles du cou).

- ExpirationL'expiration est un phnomne passif except pour l'expiration force o les abdominaux et lesintercostaux internes jouent un rle actif.

- RgulationEn plus du bulbe rachidien, un autre centre joue un rle important dans la rgulation automatique de la

respiration, c'est le sinus carotidien qui est sensible aux variations des PP O2 et PP CO2 du sang, et de laposition de la tte.


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Les commandes de rgulation sont : la voie pneumogastrique (parasympathique) qui commande la constriction des bronches. la voie sympathique qui commande la dilatation des bronches.

La frquence respiratoire est d'environ 15 20 cycles par minute et varie en fonction de l'ge, la taille etl'effort. Le besoin est d'environ 20 m3 d'air par jour et varie de 8 litres par minute au repos 20 litres par

minute en activit. Cela peut mme aller jusqu' 40 litres par minute lors d'un exercice physique intense.

Composition de lair inspir et expir

Air inspir Air expirOxygne 21 % 16,4%

Dioxyde de carbone 0,03 % 4 %Azote 78 % 78%

Vapeur deau Variable (mais rarement satur) SaturTemprature Variable Proche du corps

Tableau 1 : composition de lair entre linspiration et lexpiration

Les poumons et la plongeLe risque dessoufflement (CO2)

Lessoufflement correspond une mauvaise limination du CO2 par la respiration. Si en surface il peutpasser pour anodin, en plonge il peut avoir des consquences dramatiques.

VRI

CV VC

2,5 litres

0,5 litre

VRE 1,5 litres

VR 1,5 litres

VRI = Volume de rserve InspiratoireVC = Volume courant CV= Capacit vitale

ensurface

enplonge effort dbut essoufflement

VRE = Volume de rserve expiratoireVR = Volume de rserve

essoufflement

Figure 15 : spirogramme dun essoufflement

La surpression pulmonaire(Voir cours sur les barotraumatismes)


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III Les oreillesLoreille est le sige de laudition et de lquilibre, et elles se divisent en 3 parties bien identifies :

Loreille externe : elle est compose du pavillon, du conduit auditif, et de la paroi externe dutympan. Loreille externe est en relation avec le milieu extrieur, donc en plonge cette partie est encontact avec leau et subira les effets de la pression.

Loreille moyenne : Cest une cavit qui est compose de la paroi interne du tympan, des osselets deloreille (marteau + enclume + trier), la fentre ovale. Cette cavit communique avec le pharynxpar la trompe dEustache. Cest grce cette dernire que le plongeur par une technique decompensation viendra quilibrer son tympan.

Loreille interne: elle est compose dune structure rigide osseuse de forme complexe dans laquelleil existe une structure membraneuse de mme forme. Il contient deux liquides :

o Lendolymphe,o La prilymphe.

La premire se situe lintrieur du labyrinthe membraneux et la prilymphe occupe lespace qui lespare du labyrinthe osseux. La prilymphe est maintenue dans le labyrinthe membraneux par lesfentres ovale et ronde qui lempche de scouler dans loreille moyenne.

Oreille Externe Oreillemoyenne Oreille Interne

3 Canaux semi-circulaires

UtriculeSaccule

vestibule

Cochle

Osselets(marteau,

enclume,trier)

Nerfcochlaire

Conduit Tympan Trompe Nerf Nerf Pavillon auditif dEustache vestibulaire Auditif

Figure 16 : Schma de loreilleLe labyrinthe est form par la cochle et le vestibule. La cochle est une sorte de spirale dcrivant un peuplus de 2,5 tours, et elle est divise en 3 parties :

La rampe vestibulaire, La rampe tympatique, Le canal cochlaire.

Les deux premiers communiquent ensembles au sommet de la spirale et dbouchent respectivement sur lesfentres ovale et ronde et contiennent le liquide prilymphe.Le canal cochlaire contient lendolymphe. Le vestibule contient 2 cavits arrondis : l utricule et le saccule,et 3 canaux semi circulaires situs dans les 3 plans perpendiculaires.

Fonctionnement de loreilleUn son est une vibration plus ou moins lev (16 Hz et 22KHz) et dintensit plus ou moins forte (exprim endcibel).


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Un son peru par loreille est tout dabord achemin depuis le pavillon vers le conduit auditif puis fait vibrerle tympan si les pressions de chaque cot sont identiques (rle de la trompe deustache avec la dglutition.Cette vibration entrane une action mcanique sur les osselets de loreille moyenne. Le marteau frappe surlenclume qui transmet ltrier qui rpercute sur la fentre ovale. Il a l un rle damplification.

Cochle/limaon

Rle damplificateurde vibration acoustique

canaux semicirculaire

Enclume

Marteau

Etrier

UtriculeSaccule

vestibule

Fentre

ronde

Fentre

ovale

Figure 17 : mcanique de loreille moyenne Figure 18 : oreille interne

Lors de la frappe sur la fentre ovale par ltrier il y a un enfoncement qui va se traduire par un bombage dela fentre ronde. Ces mouvements gnrent un dplacement de la prilymphe qui fera entrer en rsonancecertains cils qui tapissent le canal cochlaire. Cela se traduira par lexcitation de certains des nerfs auditifs.

Les rcepteurs vestibulaires nous renseignent sur la position de notre tte dans lespace grce aux 3 canauxsemi-circulaires positionns dans les trois plans perpendiculaires. Par dplacement de lendolympe dans lescanaux. Ces canaux sont galement trs sensibles aux acclrations.

Oreille externe Oreille moyenne Oreille interne

Milieu extrieurCavit osseuse

Amplificateur

Canauxsemi circulaires

quilibre

Vestibulescochle

Dcodagedes sons

Conduit

auditif Tympan

Trompe

dEustache

Fentre

ovale

Fentre

ronde

Figure 19 : schma simplifi de loreille

Loreille et le milieu aquatique

Le barotraumatisme(Voir cours barotraumatisme)

Lacoustique

Un son est le rsultat dune vibration dans le milieu qui nous entoure. Ce milieu en tant quhumain peut tre

lair et parfois pour les humains plongeurs leau. Ces deux milieux peuvent donc transporter les ondesproduites par divers phnomnes et les acheminer jusqu nos oreilles.


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Les sons dans le milieu aquatique sentendent donc trs bien contrairement ce que lon pourrait imaginer.Des bruits comme : les ptards de rappel, les sifflets de gilets les hlices de bateaux, les chocs mtalliques dans les bouteilles de plonge, les cris dans les dtenteurs, etc.

peuvent tre perus, par contre leur source est trs difficile identifier.

Les milieux arien et aquatique ntant pas les mmes il existe des diffrences dans la vitesse de propagation deces ondes :

dans l'air : 330 m/s, dans l'eau : 1500 m/s.

Remarque :Les sons se propagent donc approximativement 3 fois plus vite dans l'eau que dans l'air. Cette vitesse depropagation aura pour effet dtre incapable, en immersion, didentifier la direction do provient un son.Cela sera accentu par la transmission de ces ondes galement par la bote crnienne.Le passage dans l'eau d'un son mis dans l'air, est quasiment inexistant. Dans l'eau, les sons aigus portent plusloin que les sons graves.

Exercices dapplication

Une mine explose 4000 mtres dun bateau de plonge o des plongeurs effectuent au pendeur un palier dedcompression. Combien de temps, aprs les plongeurs, le pilote du bateau entendra t il la dflagration ?Rponse : 9,45 secondes

En fin de palier une palanque entend sous leau une dflagration sourde. 30 secondes aprs, en surface, ilsentendent une nouvelle dflagration. A quelle distance se trouvait la source de ce bruit ?Rponse : 9900 mtres

Un sondeur est un appareil qui mesure la profondeur du fond par rapport la surface en mettant une onde audpart et attend son cho par rflexion sur le fond. Si entre lmission de londe et le retour de lcho il sestcoul 40 ms, quelle est la profondeur sous le bateau ?Rponse : 60 mtres


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IV La vueL'il est un organe sphrique (globe oculaire) d'un diamtre de l'ordre de 2,5 centimtres chez l'adulte et ilest accompagn dorganes annexes protecteurs et moteurs. Lil par lui-mme regroupe des cellulesnerveuses, des muscles et des milieux transparents.

Figure 20 : coupe de lil

Muscle ( corps ciliaire)Le corps ciliaire est un muscle qui permet de modifier la courbure du cristallin lors de l'accommodation.Ligament ( Zonule).Il lie le cristallin au corps ciliaire.

CorneLa corne est une membrane transparente compose de plusieurs couches, elle est directement en contactavec l'air ambiant.

Humeur aqueuseL'humeur aqueuse est un liquide transparent, filtr et renouvel en permanence. Avec l'humeur vitre, ellemaintient la pression et donc la forme du globe oculaire.

IrisL'iris est un diaphragme ( similaire celui d'un appareil photographique ) qui permet de faire varier laquantit de lumire qui pntre dans lil. En pleine lumire, l'iris est ferm, dans l'obscurit, il estouvert. Les pigments qu'il contient dterminent eux seuls la couleur de lil.

CristallinLe cristallin est la lentille de lil. Il s'agit d'une lentille convergente souple, il est maintenu par desligaments (zonules) qui sont lis des muscles (corps ciliaire). Le corps ciliaire modifie ainsi la courburedu cristallin et permet donc la mise au point sur un objet proche (on appelle cette mise au pointl'accommodation). Au repos, le cristallin forme l'image d'un objet loign sur la rtine.

Humeur vitreL'humeur vitre (ou corps vitr) est un corps glatineux et transparent, il maintient la rtine contre lesparois de lil. Il dfinit galement la forme de lil et reprsente 90% de son volume.

Nerf optique

Le nerf optique comporte environ un million de fibres divises en faisceaux. Il transmet l'image formesur la rtine au cerveau.Rtine

La rtine est une membrane nerveuse tapissant le fond de lil. Epaisse de quelques diximes demillimtre, d'une surface voisine de celle d'un timbre-poste, elle est constitue de plus de 130 millions decellules nerveuses (125 millions de btonnets et 5 millions de cnes). Elle transforme la lumire ensignaux lectriques qui sont achemins par le nerf optique vers le cerveau.

SclrotiqueLa sclrotique est une membrane rigide qui constitue l'enveloppe de lil. Sa partie antrieure constitue lacorne. La sclrotique est visible de l'extrieur, elle constitue le "blanc de lil".

La vue et le milieu arien (air corne)

Les rayons lumineux qui pntrent dans les yeux, convergent, vers un foyer image localis, lorsque le sujet une excellente vue, sur la rtine. Cela est d aux proprits optiques conjugues de la corne et du cristallin.


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Lil normal ou emmtrope, permet ainsi une vision nette pour une image situe linfini, sans mise en jeude laccommodation. Laccommodation est ncessaire lorsque les objets visualiser sont proches, elle se faitpar dformation du cristallin pour rtablir la nettet. Cette accommodation est de plus en plus difficile aveclge.

Image nette formesur la rtine

(Image inverse)

Objet rel 3D Point focal oeil

Figure 21 : vision normale en milieu arien

La vue en milieu aquatique (eau corne)

Lorsque le plongeur est immerg sans masque, la corne en contact direct avec leau entrane desmodifications importantes de la puissance rfractive de lil. Cette perte de pouvoir rfractif donne unehypermtropie importante expliquant la mauvaise vision sous-marine. L'image sera forme trs en arrire dela rtine ce qui provoquera une image floue (Figure 22).

Figure 22 : modification de la rfraction dans leau

Vision avec masque dans leau (eau/air/corne)Quand on met un masque, on recre l'interface air-corne et on vite ainsi l'hypermtropie induite. La zoneair induite par le masque permet davoir sur la rtine une image par contre lajout de linterface eau/air par lemasque va introduire un indice de rfraction qui va dvier les rayons et modifier de ce fait lapprciation parle plongeur de la distance et la taille des objets.

Les objets paratront plus prs qu'ils ne le sont en ralit:

Distance apparente = Distance Relle 34

La taille des objets sera suprieure ce qu'elle semble tre.

Taille apparente = Taille relle 43

La transmission de la lumire dans leauLors du passage des rayons lumineux de la surface dans leau, ils ne sont pas transmis intgralement et lalumire subit des modifications. Ces modifications sont rgies par les lois physiques de loptique.

La rflexionUn rayon lumineux frappant la surface de leau est renvoye suivant le mme angle dans le sens oppos.Cest le principe lmentaire o lorsque lon frappe avec un ballon sur un mur avec un certain angle, ce

ballon est renvoy par le mur avec le mme angle. (Angle dincidence = Angle de rflexion). Avec leau5% environ des rayons incidents ne franchissent pas la surface et sont rflchis vers le ciel.


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La rfractionDans un mme milieu les rayons de lumire se propagent en ligne droite (uniquement dans de lair ouuniquement dans de leau). Lorsquil y a un changement de milieu, les rayons lumineux vont tre dvisau moment du passage et former une dviation des rayons.

LabsorptionTous les rayons lumineux qui franchissent la surface de leau ne parviennent pas en profondeur. En effet

plus le plongeur est immerg en profondeur plus la lumire lui parvient faiblement : 1 mtre: 40% des rayons incidents restent prsents; 10 mtres : 15 %, 40 mtres : 1,5 %, A 400 mtres lobscurit est totale.

La diffusionLes particules en suspension dans leau vont capter les rayons lumineux et renvoyer ces rayons danstoutes les directions. On peut assimiler cet effet lallumage des phares dans le brouillard qui rduitlacuit visuelle du plongeur.

Les couleurs sont faussesDe par le fonctionnement de lil, la diminution de l'intensit lumineuse va entraner une visionprincipalement scotopique (obscurit) qui est le fait des cellules visuelles appeles btonnets. Pour

fonctionner ces derniers doivent avoir un minimum de lumire sinon les couleurs ne seront plus ou serontmal apprcies. Ce phnomne combin labsorption des radiations de grande longueur d'onde dans lauva fausser tout le systme de visualisation des couleurs.Le rouge va sattnuer puis disparatre au-del de 10 mtres et en dessous de 30 mtres il ne persiste quedes radiations de courte longueur d'onde, bleu et vert.Un clairage additionnel (torche ou phare) va rtablir cette perception des couleurs clatantes deshabitants vgtaux ou animaux.

Rayon LumineuxRflexion

Ii Ir

Si angle Ii > 48 35Pas de rfraction

Rfraction

Profondeur

0Diffusion 10

20

Absorption 30

40

50

60

Intensitlumineuse

Couleur

100%14%

7 %

3 %

1,5 %

Le champ visuel est diminu

Figure 23 : l'eau et ses problmes

Le port du masque pour voir correctement dans leau va amputer le champ visuel du plongeur. Lavisibilit va tre rduite sur les cts, en haut et en bas. Pour rtablir ce champ le plongeur va tre obligde bouger la tte dans les diffrentes directions pour rtablir le manque.Ce phnomne nest en aucun cas physiologique mais plutt mcanique de par lapport du masque et lechamp peut varier en fonction de la conception mme de ce masque (petite jupe, grande jupe, verreunique ou verres spars etc.)Le champ visuel terrestre normal est d'environ 180 et il n'est que de 90 environ avec un masqueclassique. Le choix du masque doit donc tre soigneux pour bnficier d'un champ de vision aussi bonque possible.


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V Le systme nerveuxLe systme nerveux est charg de veiller au maintien du bon fonctionnement de lensemble du corps. Il estresponsable de l'mission des influx nerveux et de l'analyse des informations sensitives. Il est compos deplusieurs centre nerveux :

Le systme nerveux central (SNC)

Le systme nerveux priphrique (SNP)

Le SNP est lui-mme sous divis en entre : Le systme nerveux somatique (SNS) Le systme nerveux Autonome (SNA) Le systme nerveux Entrique (SNE) Ce dernier est souvent intgr au SNA

Systme Nerveux Central (SNC)Encphale

Moelle pinire

Envoi dordres

Systme Nerveux Priphrique (SNP)

Systme NerveuxSomatique

(volontaire)(SNS)

Systme NerveuxAutonome (ou vgtatif) (SNA)

SystmeNerveuxEntrique

SystmeNerveuxSympathique

SystmeNerveux

Parasympathique

Muscles squelettiques

Voie motrice du SNP

Muscles lisses,

muscles cardiaques,Glandes et tissus adipeux

Muscles lisses,

Glandes et cellulesEndocrine (digestif)

somatique Autonome et neurones sensitifs

Voie sensitive du SNP

Neurones sensitifsDans le tube digestif

Et le plexus

Figure 24 : schma du systme nerveux

Le systme nerveux central comprend l'encphale (qui est compos du cerveau, du cervelet et du tronccrbral) et la moelle pinire.Ce systme ne peut fonctionner seul, il lui faut un centre de transmission (SNP) qui est compos du tronccrbral (bulbe rachidien, protubrance annulaire, les pdoncules crbraux) auxquels sont relis les nerfscrniens (10 paires) pour assurer la commande et le retour sensitif de la partie haute du corps (la tte et lecou) et les nerfs rachidiens au nombre de 31 paires pour le reste du corps.Les nerfs sensitifs assurent le retour des informations des organes vers le SNCLes nerfs moteurs assurent les transmissions dinformation vers les muscles (SNS).

Le systme nerveux autonome ou vgtatif assure le fonctionnement automatique de certain organe du corpshumain (cur, digestive, respiratoire minimum) Il existe deux rseaux nerveux :

Le systme sympathique, Le systme parasympathique.

Ces deux systmes ont un effet antagoniste sur les organes :


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Le systme sympathique Le systme parasympathiqueur Acclration (tachycardie) Ralentissement (bradycardie)il Dilatation de la pupille Contraction de la pupilleBronches Dilatation Contraction

Tableau 2 : le systme sympathique et parasympathique

Les cellules nerveusesLe systme nerveux est compos denviron 12 milliards de cellules nerveuses encore appeles neurones. Leneurone est constitu du corps cellulaire et des fibres qui sy rattachent : Les dentrites et laxone.Laxone est un prolongement unique du corps cellulaire et peut atteindre 1 m de long. Il permet de conduireles influx nerveux sous forme dimpulsions lectriques. La terminaison de laxone se fait par les synapses quipermet de raliser la connexion un autre neurone, un muscle, un organe.Les synapses laissent passer les influes nerveux dans un seul sens

Dentrite corps cellulaire axone

Figure 25 : Figure 26 :Cellule nerveuse

Le systme nerveux et la plonge

Lors de la plonge lair au-del de certaines profondeurs, lazote (gaz inerte) dissout avec une pressionpartielle leve dans les graisses des neurones provoquerait des modifications de la structure des membranes.Cette modification entrane un ralentissement de la transmission des signaux lectriques provoquant ainsi unebaisse dans les facults apprhender les situations, une baisse dans le raisonnement etc. pouvant provoquerlincident et laccident. (Voir cours surla toxicit des gaz).

Lors dun accident en plonge (noyade, ADD, SP) il est impratif de mettre laccident sous oxygne car silaccident provoque un arrt respiratoire, sans oxygne les cellules nerveuses ont une dure de vie trs courtede lordre de quelques minutes et sans capacit de rgnration en cas de destruction.

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ANATOMIE PHYSILOGIE