Système neurovégétatif et plongée : aspects cardio-vasculaires

par Yoann Gole

Thèse de doctorat en Physiologie des situations extrêmes

Sous la direction de Alain Boussuges et de Pierre Fontanari.

Soutenue en 2009

à Aix-Marseille 2 .


  • Résumé

    L’étude des mécanismes physiologiques au cours d’une plongée subaquatique est essentielle à la compréhension des accidents qui lui sont associés. Le plongeur subit de nombreuses contraintes issues du milieu dans lequel il évolue. L’objectif de notre travail a été d’appréhender les modifications du contrôle neurovégétatif qui régule le système cardiovasculaire induites par les contraintes rencontrées en plongée telles que l’immersion, l’exposition au froid, l’ambiance hyperbare, l’exposition hyperoxique et l’exercice physique. Nos investigations ont été réalisées chez le plongeur militaire professionnel (Plongeur Démineur et Nageur de Combats) et chez le volontaire sain novice en plongée. L’étude du système neurovégétatif était basée sur l’analyse de la variabilité de l’intervalle RR (contrôle cardiaque) et de la variabilité de la pression artérielle (contrôle vasculaire). Des mesures ultrasonores (échographie bidimensionnelle et Doppler) et des mesures de tonométrie d’applanation ont complété nos données hémodynamiques. Une accélération de la fréquence cardiaque a été observée en début d’immersion totale. Une adaptation au mode ventilatoire (SCUBA) et un réchauffement des territoires cutanés pourraient être impliqués dans ce phénomène transitoire. A la sortie des 6 heures d’immersion, une déshydratation sévère est présente. Son caractère iso-osmotique est responsable d’une faible stimulation de la soif, et par conséquent la correction du déficit hydrique est longue (supérieur à 16 heures). L’hyperoxique normobare aigue ralentit la fréquence cardiaque par stimulation de l’activité parasympathique et induit une vasoconstriction périphérique qui est régulée par des facteurs locaux (diminution de l’activité orthosympathique). Après l’exposition hyperoxique, la normalisation de la fréquence cardiaque est rapide tandis que les résistances vasculaires systémiques sont au contraire persistantes ce qui évoque des effets de l’hyperoxie dissociés de la périphérie (vaisseaux, contrôle local) et du central (coeur, système neurovégétatif et contractilité du myocarde). Une plongée unique a un retentissement important sur le système cardio-vasculaire. L’hypothèse de perturbations à long terme étant soulevée il était important de rechercher des signes d’altération chez le plongeur militaire professionnel. L’entraînement spécifique à la plongée réalisé par l’élève Plongeur Démineur entraîne une augmentation de la compliance artérielle qui est probablement secondaire à l’entraînement physique en endurance complémentaire. Par ailleurs, les expositions immergées répétées sont à l’origine d’une acclimatation au froid des plongeurs. Le nageur de combats, lui, réalise des plongées oxygène. Une altération à long terme de la vasomotricité pouvait être redoutée. Or, l’étude comparative avec un groupe contrôle apparié n’a pas mis en évidence de signes d’altérations vasculaires. En conclusion, la plongée génère d’importantes modifications du système cardiovasculaire et de son contrôle neurovégétatif. Néanmoins, des expositions répétées chez le militaire bénéficiant d’un entraînement physique régulier ne s’accompagnent pas d’altérations à long terme.

  • Titre traduit

    Autonomic nervous activity and diving : focus on cardiovascular system


  • Résumé

    During a dive, subjects undergo environmental stressors such as immersion, cold exposure, increased ambient pressure, hyperoxia and physical exercise. All these stressors may be responsible for changes in cardiovascular system and consequently modified autonomic nervous control. The aim of this work was to assess physiological changes induced by diving to better understand injuries reported during this activity. Investigations were performed in professional divers (military mine clearance divers and elite military oxygen divers). Autonomic nervous activity was assessed by power spectral density of heart rate variability (cardiac control) and blood pressure variability (vasomotor control). Hemodynamic changes were assessed by 2-Dimensional and Doppler echocardiography. Arterial wall compliance was estimated by pulse wave analysis. Heart rate increased during the two first hours of total thermoneutral water immersion without significant changes in power spectral density of heart rate variability. This increase might be attributed to artificial ventilation (SCUBA) and peripheral circulatory changes. Dehydration induced by 6-hours of water immersion involved plasmatic, interstitial and intracellular compartments. Post-water immersion dehydration was iso-osmotic i. E. The thirst sensation was weak. Consequently, marked hemodynamic changes had not returned to baseline 16-hours after water immersion. In healthy young adults, normobaric hyperoxia didn’t affect blood pressure but induced an increase in systemic vascular resistances. Sympathetic nervous activity to vasomotor control was decreased during hyperoxia and these changes persisted 10 minutes after the return to ambient air. Heart rate returned to baseline (inferior to 5 minutes) before stoke volume and cardiac output correction (30 minutes). The decrease in heart rate was attributed to an increase in parasympathetic nervous activity. On the other hand, an increase in sympathetic activity was observed during 30 minutes after the end of hyperoxic exposure. These results were in accordance with two distinct phenomena of hyperoxia, one peripheral (local control) and other one central (cardiac autonomic nervous control and myocardial alterations). Several studies have described cardiovascular changes-induced by an acute dive. Given that cardiovascular long-term effects of repeated dives have been suggested, we carried out cardiovascular investigations on professional divers. Military mine clearance divers performed intensive diving training. An increase in arterial compliance was observed and has been attributed to the physical endurance training experienced by military divers. Moreover, some peripheral vascular acclimatization to cold was developed. Military oxygen divers were exposed to daily hyperoxia. We hypothesized long term vascular alterations in this population. However, comparative study with a well-matched control group showed no sign of vascular alteration. In summary, diving activity-induced important cardiovascular changes. Autonomic nervous activity was also modified. However, no long-term cardiovascular alteration was found in well trained military divers.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (213 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 213 réf. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Timone). Service commun de la documentation. Bibliothèque de médecine - odontologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T2009/AIX2/0675Ubis
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 8848
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.