Le système respiratoire
McKinley, M. P., O'Loughlin, V. D., & Stouter Bidle, T. (2014). Anatomie et physiologie : Une approche intégrée. McGraw-Hill / Chenelière Éducation.
McKinley, M. P., O'Loughlin, V. D., & Stouter Bidle, T. (2014). Anatomie et physiologie : Une approche intégrée. McGraw-Hill / Chenelière Éducation.
McKinley, M. P., O'Loughlin, V. D., & Stouter Bidle, T. (2014). Anatomie et physiologie : Une approche intégrée. McGraw-Hill / Chenelière Éducation.
Les chimiorécepteurs centraux et périphériques mesurent les variations du pH induites par les fuctuations de la PCO2 du sang (il faut se rappeler que le CO2 peut mener à la production d'ions H+ acides). [...] Lorsque les chimiorécepteurs détectent une augmentation de la concentration en ions H+ dans le sang, ils le signalent au centre respiratoire. [...] Le centre respiratoire augmente alors la fréquence et la profondeur de la respiration dans le but de rétablir l'homéostasie. [...]
Les propriocepteurs sont présents dans les articulations ainsi que dans les muscles ; ils sont stimulés par les mouvements du corps. À chaque intensification d’un mouvement corporel, ces récepteurs acheminent l’information jusqu’au centre respiratoire, qui approfondit la respiration en conséquence.
Les barorécepteurs sont spécialisés dans la détection des variations d’étirement. Ils se trouvent notamment à l’intérieur de la plèvre viscérale et dans les tissus musculaires lisses des bronchioles. S’ils détectent un étirement excessif (p. ex., un étirement de la plèvre viscérale), les barorécepteurs le communiquent au centre respiratoire par l’intermédiaire des nerfs vagues, ce qui entraîne une inhibition de l’inspiration. Ce mécanisme de protection prend le nom de réfexe de distension pulmonaire (ou réfexe de Hering-Breuer). Il permet d’éviter que les poumons se gonflent de manière excessive, ce qui pourrait entraîner des dommages tissulaires.
Les centres cérébraux supérieurs, soit l'hypothalamus, le système limbique et le cortex cérébral, peuvent également influer sur la fréquence respiratoire. L'hypothalamus (centre de contrôle important) augmente la fréquence respiratoire quand le corps a chaud, et la diminue quand il a froid. Le système limbique, participant aux émotions, altère la fréquence respiratoire en réaction aux émotions ou à des souvenirs chargés d'émotion. Le lobe frontal du cortex cérébral régit les modifications volontaires de la respiration pour les besoins de différentes activités, par exemple pour parler, chanter, retenir son souffle, appliquer la manœuvre de Valsalva, etc.
McKinley, M. P., O'Loughlin, V. D., & Stouter Bidle, T. (2014). Anatomie et physiologie : Une approche intégrée. McGraw-Hill / Chenelière Éducation.
Les mammifères marins possèdent plusieurs mécanismes qui leur permettent de rester immergés pendant de longues périodes. L'immersion de la tête provoque une « réponse d'immersion » caractérisée par une vasoconstriction sélective et une réduction du rythme cardiaque (Andersen, 1966). L'oxygène disponible est conservé pour les organes les plus sensibles à l'asphyxie, le cœur et le cerveau, ainsi que pour les muscles sollicités (Butler et Woakes, 1987), tandis que d'autres organes dépendent du métabolisme anaérobie (revu par Lin, 1982 ; Elsner et Gooden, 1983 ; Kooyman, 1989). [...] Les humains présentent également une réponse d'immersion (Scholander et al., 1962 ; Irving, 1963) similaire, mais généralement moins prononcée, à celle des mammifères marins (Lin, 1982). Cette réponse est provoquée par l'apnée et la stimulation des récepteurs du froid de la partie supérieure du visage (Schuitema et Holm, 1988), comme cela se produit lors de la plongée en apnée (Schagatay et Holm, 1996). Les différences individuelles dans l'ampleur de la réduction de la fréquence cardiaque observée chez l'humain vont d'une variation négligeable à une variation de 70 ± 80 % par rapport à la fréquence cardiaque avant la plongée (Arnold, 1985). Des études intergroupes ont révélé que les plongeurs apnéiques entraînés présentent une bradycardie plus prononcée et des durées d'apnée plus longues que les sujets inexpérimentés (Irving, 1963 ; Hong et Rahn, 1967 ; Schagatay, 1991 ; Schagatay et Andersson, 1998a). [...] La corrélation positive entre la bradycardie et la durée de l'apnée chez l'homme implique un effet de conservation de l'oxygène de la réponse (Schagatay et Andersson 1998a), ce qui pourrait être d'une grande utilité pour le plongeur apnéique. [...]
Schagatay, E., Van Kampen, M., Emanuelsson, S., & Holm, B. (2000). Effects of physical and apnea training on apneic time and the diving response in humans. European Journal of Applied Physiology, 82(3), 161–169. https://doi.org/10.1007/s004210050668
Scott, T., van Waart, H., Vrijdag, X. C. E., Mullins, D., Mesley, P., & Mitchell, S. J. (2021). Arterial blood gas measurements during deep open-water breath-hold dives. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 130(5), 1490–1495. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00111.2021
McKinley, M. P., O'Loughlin, V. D., & Stouter Bidle, T. (2014). Anatomie et physiologie : Une approche intégrée. McGraw-Hill / Chenelière Éducation.
McKinley, M. P., O'Loughlin, V. D., & Stouter Bidle, T. (2014). Anatomie et physiologie : Une approche intégrée. McGraw-Hill / Chenelière Éducation.
Dans un rapport interne des Services de recherche de la Royal Navy daté de 1952, Hempleman avait émis l'hypothèse de l'apparition de bulles silencieuses, c'est-à- dire non pathogènes au cours de la décompression de plongeurs autonomes ayant respecté les tables réglementaires. En 1955, Schaefer observa et décrivit ce phénomène des bulles silencieuses non pathogènes, au cours de remontées en apnée de 30 m, successives et rapprochées, pendant l'entraînement à l'évacuation des sous-marins; puis Paulev (1965), après une auto-observation, donna la théorie de ces accidents, que Lanphier compléta en fournissant les limites à respecter en fonction de la profondeur, du rythme des plongées cumulatives et de la durée des séances. Les conditions d'apparition de bulles silencieuses, sans signes pathologiques ni accident de décompression, sont connues : décompression rapide (vitesse de remontée supérieure à 1 m.s1), rapport de pressions supérieur à 3, et exercice musculaire important pendant la remontée, toutes conditions rencontrées dans les accidents décrits plus haut. Ces constatations expérimentales confirment les études de Bateman (1942, 1951) et de Behnke (1951); des bulles apparaissent dès que la sursaturation s'établit, sans accident clinique. Le noyau initial des bulles serait constitué non par du gaz carbonique, comme le pensent Whitaker (1945) et Harris (1945), mais directement par de l'azote, le gaz carbonique intervenant très indirectement en perturbant les transferts du plasma aux cellules.
Corriol, J. H. (1996). La plongée en apnée : Physiologie et Médecine. Elsevier Masson.