SUR LES EFFETS PHYSIOLOGIQUES DE LA TOXINE DIPHTÉRITIQUB

Par MM. ÇNRIQUEZ et HALLION

(Travail da laboratoire de physiologie pathologique des Hautes-Études.)

Nous avons commencé, il y a plus de trois années, des recherches physiologiques sur le mode d'action des toxines engendrées par les microbes pyogènes, surtout par le streptocoque. Nous appliquions à ces recherches, suivant ^exemple de MM. Charrin et Gley, et comme le firent ensuite divers physiologistss tels que MM. Morat et Doyon, Gourmont, Rodet, les procédés habituels de la méthode graphique.

En poursuivant ces études, nous nous sommes assurés qu'elles comportaient des causes d'erreur très notables, contre lesquelles nous n'étions pas d'abord prémunis. C'est ainsi que les cultures du streptocoque pyogène, après flltration, étaient relativement peu toxiques; il en fallait employer des doses considérables; nous injections dès lors, en même temps que les toxines spécifiques, des substances diverses, dissoutes dans le milieu. Or ces dernières causent par elles-mêmes des accidents assez difficiles à séparer des phénomènes que l'on veut seuls mettre en lumière.

Avec les bouillons diphtéritiques filtrés nous avons évité ces écueils; on peut les obtenir, en effet, très toxiques sous un faibltî volume, de sorte que les effets des substances étrangères aux poisons spécifiques deviennent nuls ou négligeables.

Dans cette étude préliminaire, nous indiquerons sommaircmoiit l'ensemble des résultats obtenus.

Effets. physiologiques du bouillon. — Nous avons à maintes reprises injecté, par la voie intraveineuse, du bouillon simple peptonisé à 10 0/0, préparé suivant une formule classique.

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Si rinjection est faite avec une grande leoteor, d*ane façon parfaitement régoliére et continue, on voit survenir, a partir d*une certaine dose, d*ailleurs assez variable, une chute progressive de la pression artérielle, en même temps que diminuent d*amplitnde les oscillations spontanées de cette dernière et les oscillations artificiellement provoquées par voie réflexe.

Si Ton suspend Tinjection, la pression artérielle se relèvera lentement par la suite: elle regagnera le niveau primitif si la quantité de bouillon introduite n*a pas excédé un certain chifiDre ; elle peut ne se rétablir qu*impaHaitement, si la dose a été plus forte.

Quand Finjection est pratiquée un peu rapidement, ou d'une façon irrégulière, par à-coups^ on constate des variations brusques de la pression artérielle, du rythme cardiaque, du volume des organes explorés par la méthode pléthysmographique.

L*amplitude de ces diverses modifications circulatoires, le sens môme dans lequel elles se produisent, ne sont pas constants, mais varient un peu suivant les cas.

Ceci est également vrai des phénomènes respiratoires, qui apparaissent aussi dans les mêmes conditions.

Ajoutons que des phénomènes moteurs surviennent également : agitations, convulsions, contraction^ musculaires plus ou moins soutenues.

Ces divers accidents, nous le répétons, sont inconstants dans leur intensité et dans leur type ; ils se produisent plus aisément sur certains animaux que sur certains autres de même espèce et de même taille : on les obtient plus sûrement quand on injecte le bouillon dans des troncs veineux assez proches du cœur, tels que les jugulaires ; enfin, ils vont d'ordinaire en s'atténuant à mesure qu'on répète les injections provocatrices.

11 ne nous parait pas démontré que ces phénomènes relèvent tous et toujours d*une intoxication proprement dite, d'une imprégnation des éléments nerveux entraînant un trouble de leur fonctionnement. N'y a-t-il pas là une part à faire à des actions réflexes, résultant principalement de l'apport d*une substance étrangère, irritante, au contact des surfaces sensibles endovasculaires et surtout endocardiaques ? Des solutions variées peuvent, comme on sait, engendrer, par leur pénétration dans le torrent circulatoire, des phénomènes semblables.

Quoi qu'il en soit, il est malaisé, quand on injecte à des animaux des toxines microbiennes diluées dans une assez forte dose de bouillon de culture, de distinguer, parmi les effets immédiats, ceux qui appartiennent à la toxine spécifique de ceux que revendiquent les substances associées. Ces dernières sont représentées en premier lieu par des substances primitivement contenues dans le bouillon, en second lieu par des composés divers, des sels ammoniacaux par exemple, engendrés par suite de la culture, mais dont la production

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toute contingente n'a rien de spécial à une espèce microbienne donnée.

Il est désirable, pour éviter toute erreur, toute hésitation dans Tinterprétation des expériences pratiquées avec les toxines, d'employer ces dernières à l'état d'isolement; à défaut de cette condition, il importe d'utiliser autant que possible, comme type de recherches, un bouillon de culture très nocif sous un faible volume. Dans les deux cas, il est essentiel de pratiquer les injections avec une suffisante enteur.

Technique.-^Nos expériences ont surtout porté sur le chien ; cet animal est très sensible, comme on sait, au poison diphtéritique. Le plus souvent, nous n'usions pas de la curarisation préalable ; Tanimal, maintenu dans rétuve chaude, ne se refroidissait pas au cours de Texpérience : nous nous en assurions par des explorations thermométriques réitérées. Une veine était pourvue d'une canule, et reliée par un tube de caoutchouc à un récipient renfermant le bouillon à injecter ; le récipient, placé à une hauteur convenable, laissait couler son contenu avec une vitesse de débit constante, toujours très faible, n'excédant pas ou n^excédant guère un centimètre cube par minute. La veine choisie à cet elTet était de préférence une des veines dorsales du pied ; parfois Tinjection avait lieu par le bout périphérique de Tartère fémorale ; en somme, nous assurions le mélange intime du liquide avec le sang, avant que celui-ci gagnât le cœur.

Les bouillons de culture injectés étaient toujours fortement toxiques ; leur puissance avait été vérifiée par des injections sous-cutanées sur des cobayes et sur des chiens. Ces bouillons provenaient en partie de l'Institut Pasteur, et nous devons à ce sujet des remerciements à M. Roux, qui a bien voulu nous les fournir.

Les explorations portaient sur la pression artérielle, sur la respiration, souvent sur les volumes de divers organes: rein, rate, pattes, etc. Un grand appareil enregistreur nous permettait d'inscrire ces renseignements d'une façon continue et prolongée.

Période latente. — On peut constater, par l'observation pure et simple, à la suite des injections de toxines microbiennes diverses : charbonneuse, tétanique, diphtéritique, etc., l'existence d'une période silencieuse plus ou moins longue, durant laquelle aucun symptôme n'apparaît encore.

Par l'emploi des procédés délicats dont la physiologie expérimentale nous permet l'usage, nous pouvons pénétrer plus avant dans l'étude de cette période extérieurement latente. Il y a tout lieu de croire que nous saisirons ainsi, plus tôt qu'on ne peut le faire dans les conditions habituelles de l'observation, les troubles fonctionnels initiaux. Or, par l'exploration de la pression sanguine, par l'enre- Arch. db phys., 5» SÉRIE. — VII. 34

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giôtrement continu du rythme respiratoire, par rinterrogation deâ réflexes, nous avons constaté, chez des animaux soumis à Tintoxication diphtéritique, même alors que le poison était directement projeté dans une veine,rabsence d^aucun trouble appréciable, durant une phase plus ou moins longue, de la maladie provoquée.

C'est en vain que, pour chercher à supprimer cette phase, on introduit dans le sang des doses bien supérieures à la dose mortelle; on peut à la vérité, en forçant les doses, diminuer la durée de la période silencieuse, mais jamais la supprimer; nous l'avons toujours vue mesurer plusieurs heures. 11 serait inutile d'insister sur la différence essentielle qui sépare, dès lors, les empoisonnements bactériens de ceux qu'on réalise avec la plupart des autres substances toxiques injectées à doses massives : les alcaloïdes, par exemple.

Nous rapporterons sim[)lement, d'une manière succincte, une des expériences qui mettent cette particularité en lumière.

Un chien, pesant 6 kilogrammes, est immobilise et mis dans Tétuve, sans curarisation ni narcose. On enregistre la respiration et la pression artérielle fémorale. A 11 h. 25 m., Tenregistrement commence; il sera poursuivi presque sans interruption jusqu*à 7 heures du soir.

A ce moment, la pression artérielle moyenne est égale à 17 centimètres de mercure; les mouvements respiratoires sont au nombre de 26 par minute. A H h. 30 m., on commence à injecter très lentement, par le bout central d*un veine dorsale du pied préparée à cet effet, 13 rentimètres cubes d'un bouillon diphtéritique filtré, provenant de rinstitut Pasteur, et d'une toxicité telle que I/IO* de centimètre cube tue le cobaye en vingt-quatre à trente-six heures.

L'injection est pratiquée d'une façon continue, à Taide d'un déversement automatique qui laisse passer lentement, goutte à goutte, le bacille injecté ; elle dure douze minutes.

L'injection une fois terminée, les courbes continuent à se dérouler, semblables à ce qu'elles étaient au début de l'expérience. Midi, T. 39»,8.

A 1 h. 40 m., température rectale 40<^, 5; pression sanguine et respiration sans modifications appréciables.

A 2 h. 20 m., même état. La respiration demeure régulière ; de loin en loin, se produit une inspiration profonde, suspirieuse. T. 40^,6.

A 2 h. 4Q m., la pression artérielle s'est un peu abaissée ; soo niveau moyen est à 150 millimètres Hg. A 3 h. 25 m., T. 40^.

A 4 h. 15 m., l'expérience est interrompue. Manomètre 150 millimètres.

A 5 h. 15 m., l'expérience est reprise. L'animal s'agite et se plaint, la respiration est ir régulière. La pression moyenne dans la fémorale est tombée à 135 millimètres de mercure. Le pouls est très notablement accéléré.

A 6 h. 20 m., l'animal devient plus calme; la pression est k HB millimètres de mercure. L'accélération du pouls persiste. T. 39»,5.

A 7 heures, la preasion moyenne est égale à 95 rniHimèir^. La i

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ration est calme, régulière, entrecoupée, toutefois, de périodes d'agitation qui durent de quelques secondes à une minute. On sacrifie Tanimal, faute de temps pour continuer Texpérience.

Dans l'expérience qui précède, une période de trois heures s'est écoulée avant que le premier signe appréciable de l'intoxication, à savoir un abaissement de la pression sanguine, commençât à se manifester.

De leur côté MM. Courmont et Doyon * furent conduits, par l'exploration réitérée de la température chez les animaux soumis à l'empoisonnement diphtéritique, à des conclusions conflrmatives des nôtres.

Dans l'expérience que nous venons de rapporter, on voit la température s'élever pendant une certaine phase, avant que la pression artérielle ne soit modifiée. Nous avons noté cette ascension thermique plusieurs fois, mais la température de l'étuve ayant peut-être varié, nos constatations n'ont pu servir à l'étude régulière de l'évolution de la température rectale.

Comment peut-on interpréter le retard considérable des accidents sur l'injection toxique ? MM. Courmont et Doyon émirent, il y a deux ans, à propos d'une étude sur le tétanos, une ingénieuse théorie pour expliquer le délai observé entre l'injection des produits solubles du microbe tétanique et l'apparition des contractures caractéristiques.

La toxine tétanique n'engendrerait pas les symptômes qui en dépendent par une action directe, immédiate, sur certains éléments anatomiques, mais elle provoquerait la formation, au sein de l'organisme, d'une substance anormale qui, elle, devient l'agent direct, immédiat, des phénomènes observés. Le retard de ces phénomènes correspondrait au stade de formation de cette substance, facteur d'une véritable auto-intoxication secondaire. Cette théorie très séduisante sera peut-être confirmée ; elle admet encore certaines réserves, car, ainsi que le faisait observer récemment M. Charrin *, les faits expérimentaux dont l'étayèrent ses auteurs peuvent être diversement interprétés. MM. Courmont et Doyon émirent en outre l'hypothèse que d'autres toxines microbiennes pourraient agir par le même procédé; ils ajoutaient : « peut-être faudra-t-il expliquer ainsi les paralysies et autres accidents tardifs de la diphtérie. » Les expériences que nous avons faites pour vérifier cette théorie, en ce qui regarde les manifestations initiales de l'empoisonnement diphtéritique, ne nous permettent pas, on raison précisément des difficultés

* Soc, de bioL, 2 févner 1896.

^ ihvue fféaérêlv fhs scieaceSy 15 Janvier 1881.

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d'interprétation qu'elles comportent, de formuler encore une conclusion à cet égard.

Mais, quoi qu'il en soit de l'interprétation, il apparaît clairement que certains produits bactériens, parmi lesquels le poison diphtéritique, se signalent par un mode d'action bien particulier. La différence qui les sépare des alcaloïdes est encore mise en évidence par l'expérience suivante. Chez un chien curarisé, dont les deux caro- Udes sont liées, on dénude une des deux artères vertébrales, et on injecte, dans le bout central de ce dernier vaisseau, avec une lenteur très grande, deux centimètres cubes d'un bouillon diphtéritique tuant le cobaye en vingt-quatre à trente-six heures, à la dose de 1/10* de centimètre cube. Aucun phénomène ne se produit dans la circulation, explorée simultanément par diverses méthodes et en particulier par l'inscription de la pression artérielle. Un quart d'heure après, on injecte, par la même voie, une dose minime de morphine en solution à 2 0/0 : aussitôt la pression artérielle s'abaisse énormément, puis, l'injection étant dès ce moment suspendue, elle remonte peu à peu. Dans le premier cas, le sang circulant dans le bulbe, bien que fortement chargé de poisons bactériens, n'a pas produit d'effet immédiat; dans le second, au contraire, il s'est produit presque instantanément des troubles graves, mais les troubles ont tendu à se dissiper à mesure que s'est réalisée l'élimination de la substance toxique au niveau du bulbe. Nous ne saurions, de cette expérience unique, tirer des conclusions et des déductions définitives; nous nous proposons de la renouveler, de la varier, de l'étendre à des organes divers, et de prolonger davantage l'observation des phénomènes consécutifs.

Les faits que nous venons d'indiquer, concernant la période latente de l'intoxication diphtéritique, nous semblent offrir quelque nouveauté. En effet, si l'observation pure et simple des animaux soumis à l'ihjection de produits microbiens solubles avait permis de constater en divers cas l'absence de manifestations toxiques rapidement produites, il n'en était pas de même de l'expérimentation physiologique, appliquée à l'étude de la circulation et de la respiration. Au contraire, jusqu'à présent, à notre connaissance, les expériences pratiquées dans ces conditions, et relatives à des bouillons de culture de provenances diverses, avaient montré des troubles circulatoires et respiratoires rapides à apparaître ; c'est sur ces symptômes que les expérimentateurs avaient particulièrement insisté (Charrin et Gley, Rodet et Gounnont, etc.).

Période d'intoxication manifeste. — Après un temps plus ou moins long commence une phase de troubles fonctionnels manifestes.

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La pression sanguine diminue peu à peu; ia respiration se trouble à son tour. La réactivité des centres bulbo-médullaires va décroissant; il faut des excitations de plus en plus intenses des nerfs sensibles pour déterminer des réflexes appréciables, aussi bien dans le domaine des muscles striés que dans celui des fibres lisses; réflexes moteurs, respiratoires et cardio-vasculaires s*atténuent de concert.

L'expérience suivante nous montre un type des accidents qui surviennent alors, et de leur évolution progressive :

Un chien reçoit, le 9 juin 1894, une injection sous-cutanée de bouillon diphtéritique filtré. 36 heures après, il présente un ensemble de symptômes tel que sa mort est manifestement très prochaine ; il est très faible, se traînant à peine. On rattache sur la planche à expérience, et on explore, à l'aide d'appareils inscripteurs, sa pression fémorale et sa respiration.

Les mouvements respiratoires, parfaitement réguliers, sont au nombre de 16 par minute. De temps à autre, à des intervalles qui varient de une à quelqpies minutes, il se produit une inspiration profonde. La pression artérielle marque 40 millimètres de mercure.

A 8 h. 50 m., température rectale : 39*», 8.

A 9 h. 15 m., pression artérielle: 30 millimètres.

Plusieurs excitations électriques du nerf crural, excitations de très forte intensité, et prolongées de 10 à 20 secondes, restent sans aucun effet sur la pression et sur la respiration. Celte dernière s'est accélérée progressivement depuis le début de l'expérience, le chiffre des mouvements respiratoires est maintenant de 36 à 42 par minute.

A 9 h. 23 m. La respiration passe brustjuementà un rythme très accéléré. On comptait antérieurement 42 mouvements respiratoires par minute, tandis que, durant une phase qui dure 35 secondes, on note 51 mouvements. Ces derniers sont de faible amplitude, à part deux d'entre eux, qui montrent une ampliation très considérable.

Elnsuite, la respiration reprend, presque brusquement, son allure antérieure. De nouveau des accélérations passagères se montrent : les phases intercalaires de respiration relativement lente deviennent moins prolongées, tandis que les phases de respiration accélérée se multiplient et se prolongent. Cependant la pression artérielle tombe lentement et progressivement. Enfin, au bout de quelques minutes, la respiration, très ralentie, s'interrompt par instants, tandis que le pouls devient plus lent, montre des intermittences de plus en plus prolongées ; bientôt, la respiration et le pouls se suspendent définitivement ; la pression artérielle devient nulle.

Le bulbe de ce chien, examiné histologiquement par la méthode de Nissl, n'a montré aucune altération appréciable ; les cellules nerveuses avaient l'aspect normal.

Nous nous contenterons, aujourd'hui, de signaler ces résultats,

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qui ont été fort semblables à eux-mêmes dans les diverses expériences que nous avons réalisées sur le même modèle, et qui concordent assez bien, comme on peut voir, avec les notions acquises par la clinique sur la marche, la forme et le mode de terminaison des diphtéries graves.

L'absence de lésions bulbaires appréciables, constatée par nous dans deux cas d'intoxication à marche rapide, mérite d'être relevée et d'être opposée aux lésions nerveuses centrales que nous avons décrites, entre autres altérations anatomiques, dans des cas à évolution lente.

Dans un prochain travail, nous décrirons avec plus de détails les phénomènes que nous avons signalés, et nous chercherons à en élucider le mécanisme.