Réflexe d'immersion chez les mammifères

Le réflexe d'immersion est un réflexe présent chez les mammifères qui optimise la respiration afin de rester sous l'eau pendant un certain temps. Ce réflexe est très prononcé chez les mammifères aquatiques (Pinnipèdes[1], loutres, dauphins, etc.), mais existe également plus faiblement chez les autres mammifères, y compris les humains[2]. Certains oiseaux aquatiques, comme les pingouins, ont un réflexe similaire.

Réflexe d'immersion chez un bébé humain

Le réflexe d'immersion est déclenché lorsque la figure est en contact avec de l'eau froide[3]. De l'eau à plus de 21 °C ou une autre partie du corps immergée dans de l’eau froide ne déclenchent pas le réflexe.

Effets

Lors du déclenchement du réflexe, trois changements apparaissent dans le corps dans l’ordre suivant :

  1. La bradycardie est la première réponse à l'immersion. Immédiatement lors du contact de l'eau avec la figure, chez l’humain le rythme cardiaque diminue de dix à vingt-cinq pour cent[3]. Chez les phoques, le rythme cardiaque passe de 125 battements par minute à 10 lors d'une longue plongée[1],[4].
  2. Ensuite la vasoconstriction périphérique se met en place. En raison de la grande pression lors de plongées profondes, les capillaires dans les extrémités se ferment, stoppant la circulation sanguine dans ces zones. Habituellement la vasoconstriction s'applique aux artérioles mais dans ce cas ce sont bien les capillaires qui sont concernés. Les doigts et orteils sont les premiers touchés puis les mains et les pieds et finalement les bras et les jambes, ce qui laisse plus d'oxygène pour le cœur et le cerveau. La musculature humaine ne stocke que 12 % de l'oxygène du corps, des crampes apparaissent durant cette phase. Les mammifères aquatiques stockent de 25 à 30 % de leur oxygène dans leurs muscles, ils peuvent donc continuer à fonctionner après l'arrêt de l'irrigation des membres.
  3. La dernière étape est l'érection pulmonaire qui se produit lors de plongées très profondes. Lorsqu'elle se produit, une vasoconstriction intense des extrémités permet au sang d'affluer dans le thorax : la pression reste constante et on évite un œdème pulmonaire ou des organes écrasés par la pression. Cette étape du réflexe d'immersion a été observée chez des humains, par exemple chez le champion d'apnée Martin Štěpánek durant une plongée à plus de 90 mètres de profondeur.

Ainsi une personne consciente ou inconsciente peut survivre aussi longtemps sous l'eau sans oxygène que en dehors de l'eau. Les enfants semblent survivre plus longtemps sans oxygène sous l'eau, peut-être grâce à un refroidissement du cerveau similaire à celui rencontré chez des personnes en hypothermie[5],[6].

Quand la figure est immergée, des récepteurs sensibles au froid dans la cavité nasale et dans d'autres zones de la figure relayent l'information au cerveau via le nerf trijumeau puis innervent le nerf vague qui fait partie du système nerveux autonome. Cela cause la bradycardie et la vasoconstriction périphérique.

Chez l'être humain le réflexe d'immersion n'est pas déclenché lorsque les membres sont plongés dans de l'eau froide. Une bradycardie légère est déclenchée lorsque la respiration est retenue sans mettre en contact la figure avec de l'eau[5]. Le réflexe d'immersion augmente proportionnellement à la baisse de la température de l’eau en contact avec la figure[3]. Le déclenchement du réflexe d'immersion en mouillant la figure avec de l'eau froide peut être utilisé pour traiter la tachycardie supraventriculaire[7].

Exemples dans la fiction

Sources

Références
  1. Zapol WM, Hill RD, Qvist J, Falke K, Schneider RC, Liggins GC, Hochachka PW, « Arterial gas tensions and hemoglobin concentrations of the freely diving Weddell seal », Undersea Biomed Res, vol. 16, no 5,‎ , p. 363–73 (PMID 2800051, lire en ligne, consulté le )
  2. Hunkeler 2005, p. 2
  3. Speck DF, Bruce DS, « Effects of varying thermal and apneic conditions on the human diving reflex », Undersea Biomed Res, vol. 5, no 1,‎ , p. 9–14 (PMID 636078, lire en ligne, consulté le )
  4. Thornton SJ, Hochachka PW, « Oxygen and the diving seal », Undersea Hyperb Med, vol. 31, no 1,‎ , p. 81–95 (PMID 15233163, lire en ligne, consulté le )
  5. Lundgren, Claus EG; Ferrigno, Massimo (eds)., « Physiology of Breath-hold Diving. 31st Undersea and Hyperbaric Medical Society Workshop. », UHMS Publication Number 72(WS-BH)4-15-87., Undersea and Hyperbaric Medical Society (en),‎ (lire en ligne, consulté le )
  6. Mackensen GB, McDonagh DL, Warner DS, « Perioperative hypothermia: use and therapeutic implications », J. Neurotrauma, vol. 26, no 3,‎ , p. 342–58 (PMID 19231924, DOI 10.1089/neu.2008.0596)
  7. Mathew PK, « Diving reflex. Another method of treating paroxysmal supraventricular tachycardia », Arch. Intern. Med., vol. 141, no 1,‎ , p. 22–3 (PMID 7447580, DOI 10.1001/archinte.141.1.22)

Bibliographie
  • Michel Hunkeler, Milieu hyperbare : plongée, , 6 p. (lire en ligne)
  • Umberto Pelizzari et Stefano Tovaglieri (trad. de l'italien), Apnée : De l'initiation à la performance, Paris, Amphora, , 429 p. (ISBN 2-85180-672-6, lire en ligne), p. 100

Voir aussi
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