Un cas d’homéostasie  

Exercice #5

Les adaptations du système pulmonaire à l'altitude

             Mise en situation

 

Mt. Denali, Alaska, 17,660 pieds

À l’approche  de l’obscurité de 4h00, les grimpeurs ont lentement fait l’ascension de la falaise de glace, évitant soigneusement les crevasses. Plusieurs fois par heure, Tom, le chef d’expédition, demandait aux grimpeurs  s’ils étaient bien « ok tout le monde » .  Depuis bien longtemps, ils avaient cessés de répondre, trop épuisés par l'effort suprême qu’ils devaient faire pour   tout simplement placer chaque pied dans la bonne direction. Le silence était rompu seulement que par la respiration laborieuse et le craquement de la glace sous les crampons.

Emilie, une infirmière diplômée et la seule femme de l'expédition, occupait  la  troisième place de  la file, tout juste derrière son ami Marc, le grimpeur le moins expérimenté du groupe. Pendant les deux derniers jours, Marc avait toussé énormément et avait ralenti sa cadence pendant toute la matinée, causant un ralentissement  derrière lui et incitant plusieurs « ok tout le monde » de Tom. Connaissant l'esprit de compétition de  Marc, Emilie hésitait à lui demander d’accélérer le pas et quand il s’est arrêté pour se  reposer sur un rebord protégé, Emilie a fait signe aux autres grimpeurs de passer devant. Elle  avait  mal à la  tête de toute façon et elle a pensé  qu’elle pourrait utiliser cette pause également.

"Tu vas bien ?" demanda Emilie.

"Ouais .... j’ai juste .... un peu de difficulté à .... attraper mon souffle," a haleté Marc.

"Repose-toi  une minute. Il n'y a aucune urgence, Marc. Prend ton temps .... respire lentement et profondément."

Tom est apparu du haut du sentier. "Qu'est-ce qu'il y a ?"

"Marc a de la difficulté à rattraper son souffle." Emilie était inquiète.

Tom l'a regardé brusquement. "Est-ce grave ?"

"Un peu, je crois." Emilie a parcourue du regard  Marc, dont la respiration n'a pas paru être soulagée par l'arrêt de repos. Emilie se retourna  vers Tom et lui dit  "Je pense que nous devrions le ramener rapidement en base altitude."

Tom a acquiescé de  la tête. "Je vais chercher  les autres."  

 

    

Dans cet exercice  nous nous bornerons :

  • à faire varier la pression barométrique;

  • à mesurer ses effets  sur la physiologie de la ventilation pulmonaire;

  • à mesurer ses effets sur la capacité à l'endurance durant un exercice physique.

   

 Mise en marche du simulateur : cliquez sur « HUMAN »  

 

I- Simulation à la  pression barométrique normale de 760 mmHg

        Partie A

  • Cliquez sur le bouton « Run » cela aboutit à la production d’un tableau de saisie  de données qui  contient déjà des valeurs de départ

  • Changez, s’il y a lieu,  les variables dépendantes inscrites au tableau de saisie pour les variables dépendantes  suivantes.

PO2A : Pression partielle en O2 dans sang artériel (98 mmHg)

PCO2A : Pression partielle en CO2 dans sang artériel (40 mmHg)  

PH : pH du sang (7.4 )  

VENT : Taux de ventilation pulmonaire ( 6L/min)

 

  • Après avoir changé les variables dépendantes, cliquez sur GO.  

  • Sous la colonne « Change Variable I »  de la section « Experiment Controls » déroulez jusqu'à la variable dépendante à contrôler  BAROP : Pression barométrique.

  • Sous la colonne « Enter New Value I » inscrivez  : 760

  • La durée de l'exercice durera 6 jours et la saisies des données se fera à toutes les 12 heures. Fixez la durée de la simulation et les temps de saisies des données en inscrivant dans la section « Run Experiment » «for» 6D  «minutes at»  12H  minute.

  • Cliquez sur le bouton « Go »

  • Les résultats de cette simulation apparaîtront dans un tableau. Faites-en une copie dans un document Excel.

      Partie B

  • Repartez une nouvelle simulation en cliquant sur le bouton  « Start Over »

  • Cliquez sur le bouton « Run » cela aboutit à la production d’un tableau de saisie  de données qui  contient déjà des valeurs de départ

  • Changez, s’il y a lieu,  les variables dépendantes inscrites au tableau de saisie pour les variables dépendantes  suivantes.

ERYTH : Erythropoïèse ( 1 X Normale)

HCT : Hématocrite ( 45%)  

HGB : Hémoglobine ( 15 g/dl)  

VISC :Viscosité ( 1 X Normale)

AP : Pression artérielle moyenne ( 100 mmHg) 

  • Après avoir changé les variables dépendantes, cliquez sur GO.  

  • Sous la colonne « Change Variable I »  de la section « Experiment Controls » déroulez jusqu'à la variable dépendante à contrôler  BAROP : Pression barométrique.

  • Sous la colonne « Enter New Value I » inscrivez  : 760

  • La durée de l'exercice durera 6 jours et la saisies des données se fera à toutes les 12 heures. Fixez la durée de la simulation et les temps de saisies des données en inscrivant dans la section « Run Experiment » «for» 6D  «minutes at»  12H  minute.

  • Cliquez sur le bouton « Go »

  • Les résultats de cette simulation apparaîtront dans un tableau. Faites-en une copie dans un document Excel.

  • Repartez une nouvelle simulation en cliquant sur le bouton  « Start Over »

 

II- Simulation à la  pression barométrique de 480 mmHg

    Refaites les simulations des parties A et B,  mais cette fois-ci en changeant  la pression barométrique (BAROP) du niveau de la mer (760 mmHg) pour celle d'une altitude de12 500 pi  ( 480 mmHg). 

 

III- Analyse

1- Démontrez les changements qu’une haute altitude produit sur la physiologie pulmonaire  de l’organisme humain. 

2- Peut-on faire disparaître complètement l'état d' hypoxie résultant de la haute altitude  en respirant de l'oxygène pure (FO2AT : fraction d'O2 dans l'atmosphère) .

3- Comparez la capacité d'endurance à l'exercice après avoir séjourné pendant six jours au sommet du  Mont Mckinley avec  celle au niveau de la mer. Pour ce faire  ajuster les variables indépendantes EXER  et  XERMIN à des niveaux comparables pour chacun des environnements.