Explorer les bienfaits de la plongée en apnée

Les pratiquants de l’apnée subaquatique ont des niveaux de stress moindre que les autres. Steve Halama / Unsplash

À l’origine, la plongée en apnée était une activité utilitaire. On plongeait pour récolter de quoi se nourrir ou commercer : corail, poissons, coquillages, éponges…

Aujourd’hui devenue un sport ou une activité de loisir, l’apnée subaquatique semble procurer une sensation de bien-être à ses adeptes.

À écouter le célèbre apnéiste Guillaume Néry en parler, on pourrait croire à une véritable thérapie : « M’immerger, arrêter de respirer me permet de me reconnecter à la nature, d’être dans l’instant présent et de retrouver une forme d’harmonie. […] je désactive mon mental. Mon organisme se calme, je relâche les tensions et je suis plus serein. Je me sens complètement relaxé et c’est un pur moment de bonheur. »

Les scientifiques prennent au sérieux les effets de l’apnée : ils les explorent pour en détecter les potentiels bienfaits sur le stress, l’anxiété, voire la tachycardie… L’apnée et l’immersion dans les profondeurs ont en effet de nombreuses conséquences sur notre physiologie.

Un corps sous pression

Le bien-être décrit par Guillaume Néry ne doit pas faire oublier les risques liés à l’apnée, ni le sentiment d’angoisse souvent associé à l’immersion.

L’eau est environ 800 fois plus dense que l’air, ce qui fait que plus on s’aventure en profondeur, plus la pression exercée sur notre corps augmente. Cette dernière est exprimée en bar : un bar correspond à la force qu’exerce une masse de 1 kg sur 1 cm2. À 40 m de profondeur, le poids total appliqué sur le corps d’un plongeur dont la surface corporelle est de 2 m2 est d’environ 100 tonnes !

La pression de l’eau influe sur le volume d’air disponible dans les poumons du plongeur en apnée. Plus nous descendons, plus la pression de l’air dans nos poumons augmente, et moins le volume d’air pulmonaire est important : alors que le volume pulmonaire d’un apnéiste est de 6 litres à la surface, il passe à 1,2 litre à 40 m de profondeur !

La pression de l’eau influence aussi la pression des gaz contenus dans l’air et dans nos poumons. Concrètement, cela signifie que la quantité de ces gaz – dioxygène (O2), dioxyde de carbone (CO2), diazote (N2) – qui est dissoute dans le sang et les tissus a tendance à augmenter avec la profondeur. À l’inverse, à la remontée, ces molécules dissoutes auront tendance à reprendre leur forme gazeuse. Ce faisant, des microbulles se forment dans le sang. Si la remontée se fait trop rapidement depuis une trop grande profondeur, l’organisme ne peut éliminer correctement ces gaz : c’est l’accident dit « de décompression », qui se traduit par des douleurs et des embolies (obstructions) des vaisseaux. Celles-ci sont éliminées ce qui peut être à l’origine d’accidents dits « de décompression ».

Les phases de l’apnée

L’apnée se décompose en phases successives, débutant par une phase d’aisance, au cours de laquelle le plongeur ne ressent pas d’inconfort, et se terminant par une phase de lutte, durant laquelle le corps envoie des signaux parfois violents visant à faire reprendre la respiration.

Le début d’apnée se caractérise par une suppression volontaire des contractions musculaires respiratoires et un arrêt des mouvements de la cage thoracique.

L’apnée et l’immersion produisent une augmentation de l’activité du système nerveux parasympathique vers le cœur. Ce système, qui modèle le fonctionnement de nos organes de manière inconsciente et autonome, est généralement associé à un ralentissement du métabolisme. Le résultat de son activation lors de l’apnée est une diminution de la fréquence cardiaque.

En parallèle, une autre composante du système nerveux autonome, le système nerveux sympathique (responsable de l’activation globale du fonctionnement de nos organes de manière inconsciente et autonome, et généralement associé à une accélération du métabolisme), est activé.

À la fin de l’apnée, le système nerveux sympathique engendre des mouvements respiratoires involontaires. Ceux-ci induisent une pression négative dans le thorax, ce qui permet au sang de revenir normalement vers le cœur. Le débit cardiaque est ainsi augmenté, ce qui maintient l’oxygénation du cerveau. L’apparition de ces mouvements respiratoires involontaires serait due à une augmentation des mouvements du diaphragme lors de la phase terminale de l’apnée. Pendant la plongée, l’immersion soulève aussi le diaphragme et comprime les parties inférieures des poumons, ce qui diminue le volume d’air résiduel dans les poumons sans toutefois provoquer l’effondrement des bronchioles.

Le système nerveux sympathique agit également sur le cœur en augmentant la fréquence de ses battements et sa force de contraction, ainsi que celle des vaisseaux sanguins, ce qui augmente la pression sanguine et [régule le débit sanguin vers les organes(https://dx.doi.org/10.2165/00007256-198805010-00004).

Ces activations des systèmes nerveux parasympathique et sympathique ont pour conséquence respective la baisse de la fréquence cardiaque et l’augmentation de la vasoconstriction globale des vaisseaux sanguins. Le débit cardiaque est réduit, la consommation d’oxygène et d’énergie diminuent, mais la pression artérielle globale demeure suffisante pour redistribuer le sang vers le cœur et le cerveau. C’est ce que l’on appelle la « réponse cardiovasculaire de plongée ».

La diminution de la fréquence cardiaque du plongeur est donc davantage due à l’adaptation de son système nerveux autonome qu’à l’augmentation de la pression avec la profondeur. Mais cette augmentation de pression a des conséquences sur d’autres organes.

Quand les poumons se rigidifient

Plus on descend en profondeur – au-delà de 60 m –, plus la pression à l’intérieur du thorax est négative par rapport à l’environnement aquatique. Conséquence : les viscères sont attirés vers le thorax. Le sang présent dans les gros vaisseaux et les capillaires des poumons est alors aspiré et retenu dans la circulation pulmonaire. Ce phénomène, appelé « blood shift », permet de rigidifier les poumons, ce qui leur permet de supporter des pressions plus importantes encore. On parle alors d’une véritable « érection des poumons » !

En parallèle, le sang afflue davantage vers le cœur grâce à un retour veineux de plus en plus important à mesure que l’on descend en profondeur. Le volume sanguin moyen du cœur passe ainsi d’environ 650 mL à l’air libre à environ 900 mL en immersion. Cette augmentation permet au muscle cardiaque d’économiser son énergie de fonctionnement grâce à la loi de Frank-Starling : plus la cavité ventriculaire est remplie en fin de phase de diastole, plus le tissu entourant les ventricules se contractera fortement en phase de systole.

Avec l’augmentation de l’activité du système nerveux sympathique pendant la descente en apnée, la tension artérielle moyenne augmente elle aussi, progressivement. Cette forme d’« hypertension progressive » pourrait fournir une réserve de pression sanguine permettant de maintenir une alimentation optimale du cerveau, en amplifiant lors de la plongée en apnée le phénomène de baisse des résistances vasculaires cérébrales, (résistances à l’écoulement sanguin liées principalement aux diamètres des vaisseaux cérébraux).

Le réflexe respiratoire

Dans l’eau, la pression et le froid amplifient les échanges gazeux, et ce d’autant plus que l’effort est intense. Lorsque la pression partielle en O2 dans le sang, reflétant la quantité d’oxygène transportée dans le sang, passe sous un certain seuil (105 millimètres de mercure ou mmHg), des signaux sont envoyés au bulbe rachidien, à la base du cerveau, par des récepteurs particuliers situés au niveau des carotides et de la crosse aortique. Ces signaux induisent le réflexe respiratoire c’est-à-dire la rupture de l’apnée, afin d’augmenter la ventilation pulmonaire.

Plus encore que le manque d’oxygène, c’est l’accumulation de CO₂ dans le sang lors de la plongée en apnée qui déclenche ce réflexe respiratoire : lorsque la pression partielle en dioxyde de carbone dans le sang devient supérieure à 40 mmHg, la « soif d’air » est beaucoup plus importante.

Des recherches à approfondir

Il a été démontré que la physiologie des Bajau, un peuple insulaire d’Asie du Sud-Est adepte de l’apnée subaquatique depuis des millénaires, avaient subi plusieurs adaptations physiologiques favorables à cette activité, qui leur permettent de mieux supporter le manque d’O2. Leur rate, notamment, peut avoir un volume jusqu’à deux fois plus important que celui d’autres individus. Elle se contracte pendant l’apnée pour « libérer » un surplus d’O2 dans l’organisme (via les globules rouges oxygénés qu’elle contient).

L’une des adaptations sélectionnées chez les Bajau a pour conséquence de les rendre moins sensibles à l’hypothyroïdie. On savait déjà que, chez la souris, les niveaux d’hormones thyroïdiennes et la taille de la rate sont liés. Étudier ces relations chez l’être humain, notamment chez les pratiquants réguliers d’apnée subaquatique, pourrait permettre d’acquérir des connaissances permettant de mieux comprendre les relations entre le manque d’oxygène, la rate et la glande thyroïde, ce qui pourrait s’avérer utile pour la prise en charge de certaines pathologies.

Les effets de l’apnée sur le psychisme méritent aussi d’être explorés. Une étude comparant les niveaux de stress, d’anxiété et d’affects négatifs de 36 apnéistes avec ceux de 41 non-athlètes a mis en évidence qu’ils étaient meilleurs chez les plongeurs. La pratique de l’apnée subaquatique était aussi liée à des caractéristiques psychologiques plus stables. Étant donné est le faible de nombre de participants, il n’est pas possible de généraliser les résultats obtenus, mais il pourrait être intéressant de creuser ce point.

Enfin, réaliser des épisodes répétés d’apnée aquatique entraînerait aussi une amélioration des défenses antioxydantes de l’organisme. À l’issue de plusieurs sessions de plongée – plus de 200 immersions – pendant cinq jours consécutifs, il se produit, en effet, une adaptation des défenses antioxydantes des globules blancs. Ces épisodes répétés d’apnée pourraient engendrer une réponse anti-inflammatoire endogène protégeant les cellules des plongeurs d’une blessure inflammatoire et limitant la toxicité induite par le manque d’oxygène.

Des recherches complémentaires sont encore nécessaires pour évaluer les bienfaits spécifiques de l’apnée sur notre organisme. Mais quoi qu’il en soit, l’apnée est un sport complet, donc sa pratique – si elle n’est pas contre-indiquée par notre médecin – ne peut qu’améliorer notre santé. Alors, prêts pour le grand bain ?

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.

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