Le circuit de l'oxygène

Rémora qui s'est absenté de son requin

Je commence par implorer votre indulgence pour les dessins "à la main". C'est un côté rustique qui sied peu au web, n'est-ce pas ?. Mais l'impatience de pondre une page ne se commande pas. A ma décharge, je peux juste certifier que ce sont des dessins "maison".

Voilà donc une de ces page lisible sans connaissances préalables. La physiologie constitue une partie importante des connaissances que le plongeur se doit d'intégrer. De toutes façons, la connaissance de son corps ne fait de mal à personne.

Le parcours de l'oxygène dans le corps est une belle histoire. Il serait dommage de la bâcler, c'est pourquoi cette page est un peu plus longue que les autres.

L'inspiration

L'air inspiré par le nez pénètre tout d'abord dans les fosses nasales où il va s'humidifier et se réchauffer avant de passer dans la trachée artère (derrière la cravate), le gros tuyau qui mène aux poumons.

Quand nous déglutissons en mangeant ou en avalant notre salive, la glotte assure l'aiguillage : la nourriture va vers l'oesophage (direction l'estomac), l'air vers les poumons. Un plongeur doit savoir que même quand la glotte est bloquée, on peut y faire passer un mince filet d'air qui suffira à résoudre le "problème". Le tout est de garder son calme :)

Suivons l'air vers les poumons. Après les multiples embranchements des bronches et des bronchioles, il est distribué vers des grappes d'alvéoles, sa destination. C'est sur les parois de ces miniscules sacs que le miracle s'opère : l'oxygène va passer dans le sang et le gaz carbonique du sang va passer dans les alvéoles, prêt à être éjecté à la prochaine expiration.

Dans les alvéoles, c'est l'osmose !

Le mot "osmose" est souvent - à tort - utilisé dans le sens de "symbiose". Que ceux qui ont gardé peu de souvenirs de leurs cours de biologie s'attardent un peu ici. Imaginez deux liquides différents séparés par une membrane poreuse. Imaginez maintenant que les petits trous de la membrane soient justement trop petits pour laisser passer les liquides. Vous y êtes ? On continue à imaginer.

Dans le liquide, on imagine de petites molécules dissoutes (pour plus d'informations, voyez la page sur la dissolution des gaz) qui, elles, peuvent passer à travers. Et bien il faut savoir que s'il y a plus de molécules d'un côté de la paroi, elles vont commencer à passer de l'autre côté. Ce mouvement ne s'arrêtera que lorsque la concentration des molécules sera la même de chaque côté.

C'est ce phénomène qu'on appelle l'osmose. Nous avons de la chance, car ce phénomène est qualitatif : A ma gauche l'oxygène, à ma droite le gaz carbonique. En quantités égales. Qu'importe, le gaz carbonique gère son osmose, l'oxygène également. La concentration en oxygène n'a que faire de celle d'un autre gaz. Les deux phénomènes vont se dérouler en parallèle :

La paroi des alvéoles est constituée de cellules formant une membrane très fine de part et d'autre de laquelle l'osmose va jouer à fond. Elle sépare le sang de l'air alvéolaire.

Les globules rouges du sang doivent leur belle couleur à l'hémoglobine (miam !), molécule complexe et performante : elle transporte aussi bien l'oxygène (O₂) à l'aller que le gaz carbonique (CO₂) au retour. Le corps (sur le retour) est tellement pressé de se débarrasser du CO₂, qu'il n'attend pas qu'il y ait de la place dans l'hémoglobine. Voilà pourquoi il y a aussi beaucoup de CO₂ dissout dans le sang qui arrive aux alvéoles. Le plongeur averti comprendra donc l'importance de l'état de fatigue dans l'apparition des méchantes bulles d'azote, celles-ci apparaîssant facilement en présence d'une forte concentration de CO₂ dissout. Je m'égarre, reprenons :

Le petit dessin évoque un capillaire (minuscule vaisseau sanguin) qui fait le tour de l'alvéole et il a bien raison : derrière la membrane d'une alvéole, il n'y a que du sang affamé d'oxygène et chargé de CO₂. Toutes proportions gardées, l'osmose est un phénomène très puissant. En moins d'une seconde, les échanges gazeux sont effectués : une partie de l'oxygène présente dans l'air alvéolaire prend la place abandonnée par le CO2 dans l'hémoglobine du sang qui passe par là.

La surface totale de la paroi des alvéoles d'une paire de poumons normaux équivaut à la surface d'un terrain de tennis ! Certaines alvéoles ne sont sollicitées que lors d'efforts. Un inspiration nasale profonde réveille des alvéoles qui ne servent pas souvent. Pensez-y, votre corps et votre moral vous en seront reconnaissant.

Le coeur

On va parler du coeur gauche (à droite sur la photo), celui qui reçoit le sang frais (oxygéné) en provenance des poumons. Il est plus gros que le coeur droit car il doit alimenter le corps entier. Les deux poches (oreillette et ventricule) sont des muscles qui se remplissent naturellement au repos, entre deux cycles. Quand ils sont bien remplis, l'oreillette se contracte pour "gonfler à bloc" le ventricule qui, de ce fait, sera plus performant quand viendra son tour de se contracter (c'est un truc qu'ont trouvé les muscles pour être plus efficaces).

Le ventricule, une fois bien tendu grâce au coup de pouce de l'oreillete, se contracte et expulse le bon sang frais par l'aorte, arrosant le cerveau au passage (l'entrée des artères carotides est visible sur le dessin) et le reste du corps par la suite. Puis le ventricule se relâche, il l'a bien mérité. Il se remplit à nouveau et le cycle recommence.

On vient de voir qu'il y a deux contractions successives, celle de l'oreillette et celle du ventricule. Voila pourquoi le coeur fait boumboum, boumboum, et pas boum, boum, boum... Pendant ce temps-là, le coeur droit fait le même travail, pompant vers les poumons un sang gorgé de gaz carbonique, en provenance des organes.

Au niveau des cellules

Le sang est donc lancé à travers le corps, acheminé par le réseau des artères jusqu'aux différents organes, dont les cellules vont absorber l'oxygène en échange de gaz carbonique. Les cellules, pour assurer leur fonction spécifique, ont besoin d'énergie. La fabrication de cette énergie (le métabolisme) passe par la combustion des aliments, carburant du corps. Pour pouvoir "brûler" ce carburant il faut de l'oxygène. C'est donc au niveau des cellules que l'oxygène va connaître la fin de son histoire.

Les aliments produisent essentiellement des composants carbonés, qui lors de leur combustion, vont se combiner avec l'oxygène pour donner du gaz carbonique (CO₂ ou dioxyde de carbone). Une fois la réaction de production d'énergie effectuée, il faut se débarrasser des déchets (entre autres le CO₂). Ça tombe bien, l'hémoglobine du sang vient de se débarrasser de son oxygène et est prête à accueillir le CO₂.

Au niveau des cellules, c'est encore l'osmose qui va permettre ce double échange O₂-CO₂. La nature est décidément bien faite... Notre hémoglobine, emportée par son élan, chargée de CO₂, se retrouve drainée aussitôt par le réseau veineux, qui ramène le sang vers les poumons.

A ce stade, la pression sanguine est très faible, à force de passer dans les petits tuyaux des capillaires du corps. C'est là qu'intervient le coeur droit : Il remet la pression pour que le sang "usé" puisse traverser avec succès les poumons ! Heureusement qu'on a inventé Darwin, hein ?

Pour finir, un peu de vocabulaire : on appelle artère un vaisseau qui éloigne le sang du coeur et veine un vaisseau qui ramène le sang au coeur. Voila pourquoi les tuyaux qui apportent le sang frais des poumons vers le coeur s'appellent les veines pulmonaires. De même, ceux qui, sous l'impulsion du coeur droit, remplissent les poumons de sang appauvri, s'appellent les artères pulmonaires.

Ouf ! dodo maintenant. La position allongée facilite le travail des oreillettes :)