Effets de l’exposition au dioxyde de carbone sur les accidents de désaturation

3.3.2.1 Objectifs du projet Les accidents de désaturation (ADD) représentent la première cause d’accidents de plongée et sont responsables d’une morbidité non négligeable. Ils peuvent conduire à la paralysie, voire à la mort, avec un risque de séquelles neurologiques à long terme. Ces accidents sont liés à la formation de bulles, essentiellement composées d’azote, qui proviennent de la ventilation d’air comprimé pendant la plongée. La charge tissulaire en azote dans l’organisme, et la formation de bulles qui en découle, sont proportionnelles à la durée et à la profondeur de la plongée réalisée. Cette formation de bulles est favorisée en présence de noyaux gazeux micro et nanométriques, initialement présents à la pression atmosphérique. La variabilité inter individuelle de la formation de bulles post décompression semble être directement liée à la vitesse de désaturation mais également à la quantité initiale de noyaux gazeux présents dans l’organisme. Ces noyaux gazeux sont également directement influencés par les gaz dissous tissulaires comme l’oxygène, l’azote ou le CO2. Le CO2 étant un gaz très diffusible, il pourrait contribuer significativement à l’activation du processus bullaire, surtout lorsque sa concentration augmente dans le sang. La présence de bulles engendre des destructions cellulaires mais aussi une activation plaquettaire, de l’inflammation et une vasoconstriction, aboutissant à la mort tissulaire. Les bulles circulantes se comportent comme des agents capables de léser le système nerveux central. Les affections au niveau de la moelle épinière et du cerveau, sont les plus fréquentes et les plus graves. La réaction inflammatoire liée à l’augmentation du CO2 a surtout été étudiée concernant les phénomènes environnementaux. L’augmentation du CO2 favorise, la formation de peroxynitrite délétères. Les macrophages en phagocytant ces cellules, libèrent des cytokines pro-inflammatoires. Le CO2 inhalé lors de l’exposition hyperbare favorise les accidents ostéo-articulaires. Par ailleurs le niveau de dépressurisation (altitude simulée) nécessaire pour engendrer la formation de bulles est plus faible lors de l’exposition des animaux au CO2. Enfin l’exposition chronique au CO2 favorise les accidents de décompression d’altitude. Fort est de constater une absence de données sur l’influence du CO2 avant la plongée.

Si notre hypothèse se confirme, les procédures de plongée chez l’homme pourraient être modifiées. Par exemple en pratiquant une hyperventilation pré-plongée afin d’éliminer le CO2 et de diminuer ainsi les risques d’accidents de décompression.

Les animaux traités et contrôles seront soumis à un protocole simulant une plongée sèche dans un caisson hyperbare. L’évaluation des différents protocoles se fera sur un modèle animal d’accident de désaturation qui peut paraitre sévère, en comparaison de l’Homme, mais les fréquences cardiaques et ventilatoires élevées des petits animaux limitent fortement la genèse bullaire et donc le traumatisme. Les accidents de désaturation se manifestent principalement par des signes de dysfonction respiratoire (gasps), des symptômes neurologiques (convulsions, déficits moteur et/ou sensitif) ou par un état d’asthénie marquée. Les formes les plus sévères peuvent entrainer le décès de l’animal par arrêt cardio-respiratoire. Quant aux symptômes potentiellement douloureux, l’expérience de l’équipe sur ce modèle n’a pas de mauvais retour d’expérience en ce sens et les observations précédentes ont montrées qu’aucun rongeur ne présente de signe d’excitation ni ne se gratte les oreilles dans le caisson et en sortie de caisson, ni ne se lèche particulièrement sur une zone, ne laissant penser ni à un barotraumatisme de l’oreille, ni à des bends. Mais la vitesse de compression de notre protocole est très lente au début (1m/min puis 10m/min, contre 10m/min chez l’homme) ce qui doit permettre d’éviter tout risque de barotraumatisme de l’oreille. Une évaluation clinique et comportementale est effectuée après les expositions hyperbares. La durée de l’évaluation et de l’observation clinique est de l’ordre de 30 minutes. Puis les animaux seront anesthésiés puis euthanasiés suivant la procédure décrite. Nous profiterons de l’anesthésie pour effectuer, avant euthanasie, un prélèvement de sang à la queue, 90 microlitres de sang total et dosage sur EPOC Siemens pour bilan standard, proteine S,, proteine 100, ionogrammme, gaz du sang. Au total, la durée de l’intervention sera de 3 heures incluant l’exposition à la pression, l’observation et les prèlevements.

Les animaux traités et contrôles seront soumis à un protocole simulant une plongée sèche dans un caisson hyperbare. L’évaluation des différents protocoles se fera sur un modèle animal d’accident de désaturation qui peut paraitre sévère, en comparaison de l’Homme, mais les fréquences cardiaques et ventilatoires élevées des petits animaux limitent fortement la genèse bullaire et donc le traumatisme. Les accidents de désaturation se manifestent principalement par des signes de dysfonction respiratoire (gasps), des symptômes neurologiques (convulsions, déficits moteur et/ou sensitif) ou par un état d’asthénie marquée. Les formes les plus sévères peuvent entrainer le décès de l’animal par arrêt cardio-respiratoire. Quant aux symptômes potentiellement douloureux, l’expérience de l’équipe sur ce modèle n’a pas de mauvais retour d’expérience en ce sens et les observations précédentes ont montrés qu’aucun rongeur ne présente de signe d’excitation ni ne se gratte les oreilles dans le caisson et en sortie de caisson, ni ne se lèche particulièrement sur une zone, ne laissant penser ni à un barotraumatisme de l’oreille, ni à des bends. Il n’y a pas d’étude histologique sur le barotraumatisme chez le rongeur. La vitesse de compression de notre protocole est très lente au début (1m/min puis 10m/min, contre 10m/min chez l’homme) ce qui doit permettre d’éviter tout risque de barotraumatisme de l’oreille. Une évaluation clinique et comportementale est effectuée après les expositions hyperbares. Le modèle murin d’accident de décompression a déjà fait l’objet de nombreuses publications, il existe bien sûr des limites à la transposition à l’homme, mais ce modèle a déjà permis des avancées en terme de compréhension physiopathologique et d’évaluation thérapeutiques. Le métabolisme et le poids des rongeurs sont des facteurs très importants à prendre en compte nécessitant des expositions beaucoup plus sévères que chez l’homme pour observer des symptômes d’accident de décompression.

Les animaux seront euthanasiés.

Les modèles murins d’accident de désaturation sont bien identifiés et utilisés, notamment la souris C57bl6. Le modèle souris permet d’obtenir des réponses facilement observables sur des effectifs raisonnables. Les souris C57bl6 mâles sont privilégiées car elles permettent d’obtenir plus facilement le poids cible. De plus les plongeurs des armées concernés sont en très grande majorité des hommes. Un point cible de 25-30g doit être respecté pour observer la survenue des accidents de désaturation. Par ailleurs le modèle murin a été validé sur ce type d’expérimentation dans plusieurs publications y compris par d’autres équipes . Les animaux utilisés sont des jeunes adultes. Les souris C57bl6 mâles de 25-30g mâles sont choisies afin de répondre aux critères de susceptibilité à l’accident de désaturation. Les animaux de faible poids ne développeront peu ou pas d’ADD en rapport de ceux ayant un poids plus important.