VII. Résultats généraux de la respiration

L'échange gazeux au niveau des poumons n'est que la résultante des produits des respirations (combustions) partielles qui ise passent au niveau des dilVérents départements de l'organisme. Or, comme respirer c'est vivre, c'est fonctionner, la îjrandeur des échanges gazeux pulmonaires nous donne la meisui^e de la vie, de l'énergie du fonctionnement de l'organisme jen général. Aussi remarque-t-on, selon les circonstances, des tvariations assez considérables dans les quantités d'oxygène absorbé et d'acide carbonique exhalé ; ainsi on a pu établir que •îes échanges sont en raison directe de l'activité des organes ; iqu'ils sont plus considérables dans la veille que dans le sommeil; qu'après le repas on absorbe plus d'oxygène et exhale )plus d'acide carbonique ; que le mouvement et en général le itravail musculaire amènent ces échanges à leur plus haut degré; ique le travail intellectuel les augmente aussi, puisque les élélinénts nerveux consomment de l'oxygène comme tous les aui:res éléments et surtout au moment de leur fonctionnement.

On dirait même que, de tous les tissus, celui qui a le plus besoin de ■ 'oxygène, c'est-à-dire du sang artériel, c'est le tissu nerveux; les premiers ifiYDiptômes de Vasphyxie sont des troubles nerveux, tintements des oreilles, obscurcissement de la vue, troubles intellecluçls, perte de la connaissance, rtroubles qui siègent d'abord dans la partie céphalique du système céphalorachidien, les réflexes de nature médullaire se produisent encore quelque ilcmps (mouvements de défense, de fuite, de natation, etc.), mais ne tardent pas à disparaître aussi. Il semble qu'au momentde l'asphyxie, l'acide carbonique accumulé dans le sang agit par sa présence sur les centres l'iervcux et les excite. C'est ainsi qu'alors on voit certaines facultés psychiques portées au plus haut degré, par exemple, la mémoire, et l'on sait, par des noyés revenus à la vie, qu'au moment de l'asphyxie cette faculté atteint i)On maximum, et qu'en pareil cas, on voit repasser devant ses yeux, en ;noins de quelques secondes, et avec une prodigieuse netteté, toute la série 'les événements qui se sont passés dans la vie et dont on croirait souvent ■orute trace éteinte dans les organes de la pensée et du souvenir.

Comme résultat moyen de la respiration, on admet que 'homme adulte excrète par vingt-quatre heures 850 grammes l'acicle cai-bonique (V. p. 170), ce qui fait en volume à peu près 'iOO litres. La connaissance de ce chiffre a un résultat pratique îui sera de nous enseigner combien il faut d'air pur pour suflire

180 RESPIRATION

à la consommation d'un homme adulte de vigueur moyenne. On admet qu'une proportion d'acide carbonique de i/1000 dans l'air respiré est déjà nuisible. Or si nous rendons en vingt-quatre lieures 400 litres d'acide carbonique, cela fait par heure 16 litres, c'est-à-dire précisément de quoi vicier 4 mètres cubes [ià = imïô)- Il faut donc au moins 4 mètres cubes d'air par heure pour suffire à notre respiration. Mais tenant compte des diverses combustions et décompositions qui se produisent autour de nous et qui contribuent largement à vicier l'air, les hygiénistes ont plus que doublé ce nombre, et il est généralement

l''ig. 143. — Proportion entre le volume d'air qui traverse les poumons en une heure et le cube d'un appartement où peuvent dormir au maximum cinq personnes.

admis que, pour que toutes les conditions de l'hygiène soient remplies, un homme doit disposer de 10 mètres cubes d'air pur par heure (tig. 143). '

Température du corps. — Il est un fait connu depuis longtemps, c'est que la température des animaux supérieurs est indépendante jusqu'à un certain point de la température ambiante ; on appelle ces animaux des animaux à températare constante; ce sont les mammifères et les oiseaux. Dans les autres groupes du règne animal, la température du corps suit plus ou moins les variations de température extérieure ; ce sont des animaux à température variable. On a encore appelé, mais moins heureusement, les premiers, animaux à sang chaud; les seconds, animaux à sang froid.

Certains mammifères (marmotte, loir, etc.) sont dits animaux hibernants. Pendant la mauvaise saison ils s'engourdissent et la vie chez eux semble ralentie. Pendant ce long sommeil ils se comportent comme des animaux à sang froid (température

ï variable); pendant la veille au contraire ils conservent leurs caractères d'animaux à température constante.

Chez riiomme, la température est constante ; un thermomètre, ; placé dans l'aisselle, donne constamment la température de 37° [■environ; si on pénètre plus profondément dans l'économie, on Krouve que la température augmente légèrement^ dans les extréjmités exposées à des déperditions considérables, la tempéraiture est un peu plus basse.

Pour maintenir ainsi la température du corps et résister aux iintluences de la température ambiante, l'économie produit de ia chaleur, d'une part, et, d'autre part, possède des moyens éner- Igiques pour éliminer la chaleur en excès.

Sources de chaleur. — Aujourd'hui il est bien démontré que Jes sources de la chaleur animale sont les combustions qui se produisent dans l'organisme: nous brûlons, au moyen de l'oxy- :gène fourni par la respiration, le carbone et l'hydrogène des laUments ou de nos propres tissus (inanition). On sait que la ■capacité calorifique du carbone est de 8000 calories, celle de l'hydrogène de 34,000, c'est-à-dire que, pour passer à l'état Id'acide carbonique ou d'eau, une unité de chacun de ces corps iproduit une quantité de chaleur capable d'élever de 0° à 100° le ipremier 80 kilogrammes, le second 3 40 kilogrammes d'eau.

La chaleur produite par l'organisme humain en vingt-quatre itieures peut être évaluée de 2700 à 3250 calories en moyenne (on appelle calorie ou unité de chaleur la quantité de chaleur nécesi^aire pour élever la température de 1 kilogramme d'eau de 0° là 1°), ce qui donne 112 calories par heure.

L'organisme humain produit environ 112 calories par heure >pendant le repos, et 221 pendant le mouvement ; le chiffre de calories formées par heure pendant le sommeil tombe à 36 environ.

On voit que nous pouvons produire des quantités considérables de chaleur en vingt-quatre heures, et que ces quantités •seront d'autant plus élevées que la nutrition sera plus active, ties aliments plus abondants et plus riches en carbone et en ihydrogène.

Topographie. — Quant aux lieux précis où se produisent ces combustions, nous avons vu, à propos de la respiration, que ce n'est point au niveau du poumon, mais bien au niveau des capillaires, dans l'intimité des tissus.

Cl. Bernard s'est attaclié à déterminer la topographie de la clialeur dans les différents troncs de l'arbre artério-veineux. Pour cette rcclierclie, il s'est servi d'appareils thermo-électriques sensibles h i/bO de degré, et for-

RESPIRATION

mes d'aiguilles soudées, placées dans une bougie de gomme élastique (fig. 144). L'expérience se fait avec ces appareils de la manière suivante,! Sur un chien, l'artère et la veine crurale étant découvertes, dans la région inguinale, on introduit dans chaque vaisseau une bougie munie de l'aiguille thermo-électrique.. A quelque profondeur que l'on pousse la sonde introduite dans l'artère, on trouve que la température est constante dans ce vaisseau aussi bien que dans l'iliaque, dans l'aorte abdominale, thoracique jusqu'au ventricule gauche. Au contraire, à mesure qu'on enfonce a sonde qui est'placée dans la veine, on voit la température s'élever peu à peu, à mesure que l'extrémité de la sonde arrive dans les parties de la veine cave plus rapprochées du diaphragme. C'est lorsque cette extrémité est arrivée au niveau du diaphragme que l'on constate la température la plus élevée. En ce point, les veines sus-hépaliques viennent se jeter dans la veine cave inférieure. Cette expérience, modifiée de diverses manières, donne toujours des résultats concordant avec la théorie qui place dans le système capillaire la production de la chaleur animale. Si le sang des veines périphériques (surtout des veines superficielles des membres) est plus froid que le sang artériel, c'est qu'il y a une déperdition de calorique Fig. 144. — Aiguille qui en diminue la température ; lorsqu'on examine, au Ihcrmo-électrique. contraire, comme dans les expériences types que nous venons de rappeler, le sang des veines sus-hépatiques, qui n'a point subi cette perte de chaleur, on y trouve l'excès de température que la théorie devait faire admettre.

La chaleur ainsi pi-oduite dans toutes les parties de réconomie, et plus spécialement dans quelques foyers internes (foie), est régulièrement répartie dans le corps par la circulation duj sang. Ainsi plus une partie est vasculaire, plus la circulation y est active, et plus la température de cette partie se rapproche du maximum qu'elle puisse atteindre; en plusieurs régions (choroïde, articulations, etc.), la richesse vasculaire n'a pas d'autre but cà remplir que la caléfaction.

Lutte contre le froid. — Des déperditions de chaleur se font! par la surface du corps quand le milieu ambiant est d'une température inférieure à la nôtre ; mais l'économie présente plusieurs dispositions éminemment aptes à diminuer les fâcheux résultats de ce rayonnement. Le corps tout entier est revêtu par une enveloppe cornée constituée par les couches superficielles de l'épiderme. De plus, la plupart des régions du corps sont couvertes de duvet, de poils, qui tiennent emprisonnée une couche d'air formant un revêtement aussi mauvais conducteur du calorique que les couches épidermiques. Enfin, dans le derme, on trouve une couche spéciale nommée pamcule adi-

peux, fonnée de cellules pleines de graisse, et qui constituent une enveloppe protectrice au point de vue caloriliquc, d'autant plus développée que la perte de chaleur serait plus (acile (par exemple, chez le nouveau-né, chez les animaux des contrées glaciales). Nous avons, de plus, des courants sanguins nombreux et considérables qui circulent avec beaucoup plus d'activité que ne le nécessite la nutrition, dans les parties particulièrement exposées au refroidissement, comme le pavillon de Toreille, la lace (le nez en particulier), la main et l'extrémité des doigts, et qui augmentent considérablement la chaleur de ces parties.

Lutte contre la chaleur. — 11 est plus difficile à l'organisme de lutter contre les élévations exagérées de la température extérieure. Nous retrouvons utiUsés dans ce même but les organes cités précédemment et doués d'un faible pouvoir conducteur, comme les couches épidermiques, l'air emprisonné par les revêtements pileux, le panicule adipeux lui-même. Mais ce qui agit surtout pour lutter contre une trop grande élévation de température, ce sont les phénomènes d'évaporation qui se produisent au niveau du poumon et de la surface cutanée.

Pour ce qui est du poumon, nous savons qu'en général, tandis que les dix mètres cubes d'air inspirés par vingt-quatre heures ne contiennent que 50 à 60 grammes de vapeur d'eau, l'air expiré en renferme en moyenne 300 à 400 grammes et souvent plus ; or le calcul démontre que nous perdons facilement deux cents à trois cents calories employées à mettre cette eau à l'état de vapeur à 35° ou 36° (température de l'air expiré) ; cette déperdition de calorique peut être portée beaucoup plus loin, et, par exemple, chez les animaux qui, comme le chien, ne jouissent guère que de la transpiration pulmonaire, elle peut représenter le principal moyen d'équihbre de la chaleur intérieure, quand celle-ci tendrait à s'élever trop haut, comme dans les exercices violents, dans la course, etc.

Mais, chez l'homme c'est surtout l'évaporation au niveau de la surface cutanée, l'évaporation de la sueur qui nous permet de lutter contre l'excès de chaleur. Nous traiterons plus longuement ce sujet en étudiant les fonctions de la peau et principalement la sécrétion des glandes sudoripares ] qu'il nous suffise de signaler ici que cette fonction de l'exhalaison cutanée nous permet seule d'expliquer la plus facile rcsislance aux chaleurs sèches qu'aux chaleurs humides ; contre ces dernières nous pouvons à peine lutter par l'évaporation, puisque le milieu ambiant

est déjà presque saturé de vapeur d'eau. On connaît des exemples étonnants de neutralisation d une chaleur extérieure énorme grâce à une sudation violente et à une évaporation considérable de la sueur. C'est ainsi qu'on cite des exemples d'individus ayant résisté pendant dix-neuf minutes et plus à urje température de 130". Dans ce cas la sécrétion sudorale peut devenir cent fois plus considérable qu'à l'état normal et produire par suite une grande perte de chaleur puisque la chaleur latente de vaporisation de l'eau est égale à 540.

Variations de la température du corps avec l'âge, etc. — L'homme, à tous les âges, a une température en rapport avec les combustions qui se produisent dans les tissus. L'enfant qui vient de naître a déjà une température presque égale à notre température normale quoique un peu inféj'ieure; mais il est très sensible aux variations extérieures et très peu apte à maintenir sa température propre. Au fur et à mesure que la respiration s'active la chaleur produite augmente et au bout de quelques mois d'existence la résistance de l'enfant au refroidissement est déjà très prononcée. Plus tard, la respiration de l'adolescent doit être considérée comme supérieure à celle de l'adulte; si l'adulte consomme 100, l'adolescent consomme 150.

Mais à partir de l'époque où la croissance est achevée, on constate une diminution dans la production de l'acide carbonique et dans la quantité de chaleur animale ; cela ne veut pas dire que la température doive s'abaisser sensiblement, car, plus le corps est volumineux, moins les causes de déperdition par rayonnement sont prononcées. En effet, le refroidissement par rayonnement agit d'autant plus énergiquement sur un animal que sa taille, son volume sont moindres, les surfaces par lesquelles s'opère la déperdition ne variant entre les individus de forme semblable que comme les carrés, tandis que les volumes varient comme les cubes des diamètres, par conséquent un individu adulte qui pèserait, par exemple, huit fois plus qu'un autre (enfant) n'a cependant qu'une surface quadruple et se trouve proportionnellement deux fois moins refroidi par le fait du rayonnement. Ceci nous exphque pourquoi les animaux de petite taihe produisent (relativement à leur poids, à leur volume) plus de chaleur que les grands animaux, car ils .en perdent plus par rayonnement et par contact, vu leur plus grande surface (toujours relativement à leur volume).

Chez les vieillards, où les phénomènes de nutrition et de combustion diminuent, la chaleur animale est plus faible que chez l'adulte. Ainsi il. y a toujours rapport entre la consommation de

loxygèiie, la production d'acide carbonique et la production de chaleur (V. Physiologie du muscle).

Ces faits prcscnlcnl de nombreuses applications à la pathologie; dans le choléra, par exemple, où la respiration n'est plus une fonction proprement dite, mais semble, vu Tétat du sang, réduite à l'entrée et à la sortie de l'air, il y a refroidissement complet. Dans les affections fébriles, il y a une augmentation de calorique, et nous savons, en effet, qu'il y a dans ce cas une grande activité dans la circulation, dans la respiration, et dans les combustions qui se passent au niveau des tissus.

Influence du système nerveux. — Le système nerveux exerce une influence évidente sur la production de la chaleur animale, influence complexe et qu'il est encore fort difficile d'analyser à certains points de vue. Puisque la chaleur produite par les organes (muscle, glandes, centres nerveux) est en raison directe de l'activité de leur fonctionnement (c'est-à-dire des oxydations qui s'y produisent), il est évident que les nerfs qui amènent ce fonctionnement amènent par cela même une augmentation dans la production de la chaleur. Aussi avait-on remarqué depuis longtemps que les membres paralysés sont d'ordinaire plus froids que les membres sains. C'est en agissant sur les tissus et en amenant les processus chimiques d'oxydation ou de dédoublement, qui accompagnent leurs manifestations vitales, que le système nerveux céphalo-rachidien modilie en même temps la production de chaleur animale.

Mais l'iniluence du grand sympathique sur la calorification est encore aujourd'hui difficile à préciser. On sait que la section du grand sympathique ou sa paralysie amène une hypérémie dans les parties correspondantes du corps; cette hypérémie est accompagnée d'une élévation de température. Par contre, la galvanisation du bout périphérique du grand sympathique amène une anémie des parties correspondantes, anémie qui est accompagnée d'un abaissement de température Les variations locales de température sont-elles dues uniquement à un afflux plus ou moins considérable de sang, qui est le véhicule de la chaleur produite dans les principaux foyers internes de la combustion(foie, rate, viscères en général), ou bien le grand sympathique, en dehors de ses filets vaso-moteurs, exercet-il une influence directe sur la calorification? Nous avons vu précédemment qu'il faut reconnaître, d'après les recherches de Cl. Bernard, deux ordres de nerfs vaso-moteurs : les vaso-constricteurs et les vaso-dilatateurs. Or, l'expérience montre qu'il y a deux ordres de phénomènes de température en rapport avec les deux actions vaso-motrices, c'est-à-dire que les nerfs dilatateurs sont en même temps calorifiques, tandis que les constricteurs sont frigorifiques. Le système nerveux semblerait donc, au premier abord, n'atteindre la calorification, comme la nutrition, que par l'intermédiaire de la circulation. Mais les expériences les plus récentes de Cl. Bernard l'ont amené h admettre une action du grand sympalliique différente de l'action vaso-motrice et qui aurait pour conséquence une sur-

RESPIRATION

activité dans les échanges chimiques avec production de calorique. Inversement, ce n'est pas seulement parce qu'ils rétrécissent les vaisseaux que les nerfs vaso-constricteurs produisent le froid; c'est parce qu'ils réfrènent et ralentissent en même temps le mouvement chimique de nutrition.

La lièvre, caractérisée essentiellement par une élévation de la temperature normale, est le résultat, au point de vue de la physiologie pathologique, d'une suractivité des nerfs calorifiques.

Rôle des vaso-moteurs. — Si le rôle du système nerveux sur la production locale de chaleur est une question encore délicate à résoudre, il n'en est plus de même de son rôle sur la répartition de la chaleur; ici il est facile de comprendre comment les vaso-moteurs fonctionnent pour répartir différemment le sang, c'est-à-dire la chaleur, selon les circonstances, dans les parties profondes ou dans les parties superficielles et régler ainsi la déperdition de calorique.

L'appareil vasculaire représente un système de canaux dans lesquels circule un liquide chauffé, le sang; etsi les organes internes produisent constamment de la chaleur, et que cependant leur température reste constante, c'est que le sang réparti dans les vaisseaux de la surface du corps est soumis, par rayonnement, à une déperdition de calorique, déperdition variable selon les conditions de milieu. C'est là une donnée qui peut paraître assez difficile à comprendre au premier abord, parce qu'elle semble présenter quelque chose de contradictoire, quand on ne considère pas les rapports qui lient entre elles les diverses parties de l'organisme : on peut hésiter à comprendre comment une circulation cutanée plus active, qui produit une augmentation de température de la peau, détermine un abaissement de la température centrale ; mais il est bien évident que plus la peau est chaude, plus elle perd de calorique par rayonnement, ou, en d'autres termes, que plus est considérable la quantité de sang qui passe par les vaisseaux de la peau, plus est considérable le refroidissement de la masse du sang total de l'organisme. De même, si l'on hésite d'abord en face de la donnée d'après laquelle une circulation cutanée plus restreinte, qui ne lutte que d'une façon tout à fait insuffisante contre les causes de refroidissement du tégument, et engendre les sensations subjectives de froid, peut avoir pour conséquence une élévation de la température centrale, il est bien évident qu'ici les effets sont inverses des précédents, c'est-à-dire que la peau froide rayonne moins de calorique et que l'anémie des vaisseaux cutanés a pour conséquence un moindre refroidissement de la masse du sang.

1° L'expérience montre que lorsque la température extérieure s'abaisse, la peau pâlit, ses vaisseaux se resserrent et opposent un obstacle énergique à la circulation cutanée. Les veines ne ramènent donc alors de la surface du corps qu'une faible proportion de sang refroidi. Ce sang, se mélangeant ensuite avec celui des organes internes, n'y détermine, en raison de sa faible quantité, qu'un abaissement de température insignifiant, comparé à celui produit dans les conditions ordinaires par le sang qui revient dc-^ mêmes vaisseaux cutanés.

2° La lutte contre la chaleur exagérée doit se faire par un mécanisme inverse : Si le milieu intérieur tend à trop s'échauffer, la dilatation des vaisseaux cutanés amènera une grande masse de sang à la surface, sang qui, refroidi au contact du milieu extérieur, retournera se mélanger au sang des organes internes et concourra à y faire baisser la température. L'organisme sera alors comparable à un appartement chauff'é dont on aurait

lUIT DE LA SÉCRÉTION. — GLANDES.

oiiverl les fenêtres : Fair cliaïul de riiUéi-ieur y esl remplacé par l'air froid venu (lu dehors; rinléricur de rappartcmeiU se refroidit au profit du dehors.