Effets de la pression partielle

Effets de l’augmentation d’altitude

Dans un avion non pressurisé s'élevant à des altitudes de plus en plus élevées, votre corps est exposé à de moins en moins de pression sur ses surfaces externes. Puisque la pression à l'intérieur de votre corps est toujours identique à celle présente au sol, des choses étranges commencent à se produire. Les gaz emprisonnés dans les cavités du corps commencent à se détendre pour revenir à la même pression que celle du gaz environnemental.

Les symptômes et effets sur l'organisme:

Quelle que soit l'altitude à laquelle nous nous trouvons, l'oxygène représente près de 21% des gaz présents dans l'air. Comme l'air se raréfie avec l'altitude, la quantité d'oxygène disponible diminue. Alors qu'au niveau de la mer, les pressions de l'air et de l'oxygène sont respectivement de 760 mmHg et 150 mmHg (mmHg = millimètres de mercure), au sommet de l'Everest, ces valeurs sont divisées par trois (250 et 43 mmHg).

L'appauvrissement de la quantité d'oxygène dans l'atmosphère se répercute à tous les "étages" de l'organisme. La pression en oxygène baisse au niveau des poumons, du sang et des tissus musculaires.
Or, nous savons que l'oxygène est un élément majeur grâce auquel l'organisme produit l'énergie nécessaire à la préservation de sa vie et de sa capacité d'action (physiologie / l'oxygène). Moins d'oxygène signifie moins d'énergie ce qui induit à son tour moins de possibilités d'action.

Les différences de pression contraignent le tympan à bombement à l'extérieur ou à l'intérieur. Dans les deux situations vous obtenez un sentiment d'oreille « pleine » qui peut avoir pour conséquence une douleur dans les oreilles si vous ne pouvez pas égaliser la différence de pression. L'audition décroît également.

Adaptations physiologiques immédiates
Les réponses à l'altitude d'un organisme non adapté peuvent être classées en 3 catégories selon les systèmes sur lesquels elles s'expriment.

la ventilation
C'est l'adaptation la plus facilement perceptible. Le nouvel arrivant se met à ventiler plus profondément et à un rythme plus soutenu (élévation du volume courant et de la fréquence ventilatoire). Cette hyperventilation va permettre d'apporter davantage d'air et donc d'oxygène au niveau des alvéoles pulmonaire, à proximité du sang.

la circulation
Du fait de la baisse de la quantité d'oxygène présente au niveau des poumons, le sang aura plus de mal à se charger complètement en molécules. La parade consiste alors à augmenter la vitesse à laquelle le sang est transporté. Le débit cardiaque s'élève principalement grâce à une augmentation de la fréquence cardiaque.
L'élévation de la fréquence cardiaque est perceptible au repos et à l'exercice. Si nous faisons un footing à 12 km/h en plaine et en altitude, dans le deuxième cas notre fréquence cardiaque sera plus élevée.

Adaptations à moyen et long termes
Si nous regardons les adaptations à court terme, nous voyons que toutes mettent en œuvre les systèmes fonctionnels les plus prompts à réagir (débits de la ventilation et de la circulation). Or, pour être les plus rapides ces systèmes sont aussi les plus coûteux en énergie. D'où l'intérêt de voir s'activer de nouvelles adaptations plus durables et plus "fines". Ce qui se passe au niveau de la circulation est à ce titre saisissant.

hypoxie d'altitude

L'hypoxie d'altitude (ou diminution de la quantité d'oxygène dans l'air ) a des retentissements sur plusieurs organes:

Organes	Effets indésirables de l'altitude
Coeur	Augmentation du rythme cardiaque Augmentation du Débit cardiaque Modifications de l'électrocardiogramme
Système Nerveux Central	Atteinte insidieuse des processus mentaux : euphorie, sensation de puissance, actes désordonnés , troubles du jugements, perte d'attention, perte de mémoire , dépression ect. Phénomènes ignorés par le pilote ! Atteinte du contrôle neuromusculaire Troubles sensoriels Avec risque de perte de connaissance
Oeil	troubles de l'accommodation Rétrécissement du champ visuel Altération de la vision des couleurs Altération de la vision du relief Vasodilatation rétinienne avec risque d'hémorragies Augmentation du tonus oculaire
Audition	baisse de l'acuité auditive à partir de 5000 m d'abord sur les aigus

On parle d’hypoxie lorsque la quantité d’oxygène délivrée aux tissus est insuffisante par rapport aux besoins cellulaires. Celle-ci peut s’accompagner d’une hypoxémie ou non.

On parle d’hypoxémie lorsque la quantité d’oxygène transportée dans le sang est diminuée. Cela se traduit biologiquement par une baisse de la PaO₂ (Gaz du sang artériels).

Elle provoque un état d'euphorie, réduction de la vision périphérique, les mouvements peinent pour être bien coordonnés, il y a décalage entre l'ordre et le mouvement des muscles , et les efforts de raisonnement et réflexion deviennent de plus en plus difficiles.

Quand la pression atmosphérique diminue, l'apport d'oxygène aux tissus diminue, constituant ce que l'on appelle l'hypoxie. Ce phénomène dépend de 3 facteurs :

- l'amplitude de la diminution de pression

- la vitesse de cette diminution : éviter de monter trop rapidement afin de permettre aux systèmes compensateurs de bien jouer leur rôle

- l'état de santé des individus : la sensibilité de l'homme à l'hypoxie est augmentée par le manque de sommeil, la fatigue, le tabagisme , abus d'alcool, une alimentation trop riche en graisse.

Les signes précurseurs sont :

La somnolence
Une certaine lenteur de compréhension
Des réactions lentes aux actions à entreprendre.
Les maux de tête
La lassitude

Les causes :

- manque de sommeil

- fatigue

- Abus de tabac et d'alcool

- alimentation trop riche en graisses comme cité plus haut

à l'inverse une alimentation riche en hydrates de carbonne et en vitamines B1 et C augmente la tolérance à l'hypoxie .

Effets de l'hypoxie aux différentes altitudes .

Altitude	symptômes
4500 ft	Certains pilotes ou passagers ayant une Insuffisance respiratoire peuvent ressentir les premiers symptômes de l'hypoxie à cette altitude
12000 ft	Fatigue et maux de tête
18000 ft	maux de tête, somnolence, trouble de la vison, troubles du comportement, perte de coordination aux actions à entreprendre.
22000 ft	perte de conscience palpitations, hyperventilation,
25000 ft	convulsions

Pour remédier aux effets d'hypoxie :

Appliquer le masque à oxygène puis respirer plusieurs bonnes bouffées.
Si vous ne possédez pas de masque à oxygène, il faut redescendre à une altitude plus basse.
Une alimentation riche en hydrates de carbone et en vitamine B1 et C augmente la tolérance à l'hypoxie

Les conséquences sont une trop importance d'oxygène dans le sang; donc moins de gaz carbonique indispensable aux cellule du cerveau.
Au delà de 12000 ft, il est nécessaire de pressuriser l'avion ou d'utiliser un masque à oxygène.

Temps de conscience utile : est Temps pendant lequel l'être humain conserve ses facultés mentales pour être capable d'entreprendre une action

Tous ces effets secondaires surviennent à des altitudes diverses, mais on peut considérer, qu'à partir de 3000 m, le corps humain ne peut plus "compenser" et que les premiers troubles peuvent apparaître.

Pour fixer les esprits:
à 18000 ft la pression en Oxygène est moitié moindre de celle du niveau de la mer
Au sommet de l'Everest d'à peine 20%
Pour les pilotes privés d'avions non pressurisés le port du masque à oxygène devrait se généraliser à partir de 11000 ft,
ATTENTION car les effets de l'hypoxie sont insidieux , et lorsqu'on s'en aperçoit c'est déjà trop tard .

HYPERVENTILATION

Les causes :

Le stress
L'anxiété
La peur
Une trop grande concentration

l'hyperventilation provoque

Des nausées
Des étourdissements
De la transpiration
Une sensation de frissons

Sous l'effet de la peur, la respiration s'accélère, le pilote transpire, des fourmillements au niveau des doigts et des orteils peuvent apparaître , ainsi que des étourdissements, des nausées. Son coeur bat de plus en plus vite, des troubles de la vue peuvent apparaître, cela peut aller jusqu'à l'évanouissement.

Pour remédier aux effets de l'hyperventilation :

Bloquer et retenir sa respiration

Parler à haute voix calmement en décomposant les mots, essayer de diminuer volontairement l'amplitude et la fréquence des mouvements respiratoires.

Une pratique assidue du vol et la maîtrise des actions à entreprendre rendent improbables les accidents de l'hyperventilation.

Effets de l'accélération :

Facteur de charge positif : augmentation de la pression sanguine au-dessus du coeur et diminution de la pression au-dessus du coeur
Facteur de charge négatif : afflux important de sang vers le cerveau

Effets de G sur l'organisme

Nombre de G	réaction de l'organisme
+ 2G = virage à 60°	sensation d'être compressé, tête, bras et jambes lourdes, mobilité réduite
+ 3G	idem qu'à +2G mais plus accentué, augmentation des fréquences cardiaques et respiratoires
+ 4G	apparition d'un voile gris , perte de la vision périphérique, diminution de la vision centrale
+ 5G	perte de la vision centrale

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