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minalion de l’eau, mais ce n'est pas le seul, aussi doit-il s’établir un équilibre entre les divers appareils remplissant cette fonction, équilibre qui doit être rompu et modifié dans une foute de cas ; il est presque inutile de dire que l’alimentation aqueuse plus ou moins abondante aura aussi une influence très-marquée sur la quantité de liquide sécrété.

Hé4BetloB* èt oxYdatloBi de l'or^BBlame.

Nous avons vu plus haut quel sens il faut attacher aux expressions d’oxydation et de réduction, si nous cherchons à appliquer à la physiologie les connaissances générales acquises à ce sujet, si nous embrassons d’un coup d’œil d’ensemble les phénomènes chimiques qui se passent dans les deux règnes organiques, nous sommes frappés au premier abord des différences profondes que semblent présenter dans leurs réactions les plantes et les animaux.

En effet, nous voyons les végétaux élaborer les principes immédiats qui entrent dans leur constitution aux dépens des combinaisons du carbone, de l’hydrogène et de l’azote les plus oxygénées et les plus simples, l’acide carbonique, l’eau et les azotates. Pour transformer ces substances en composés tels que les acides végétaux, les coqis hydrocarbonés, les alcaloïdes, les graisses, les résines, les huiles essentielles exclusivement composées de carbone et d’hydrogène, la plante doit nécessairement offrir des phénomènes de réduction très-nombreux, et

CHWIB PBVSIOLOGIQl'B.

très-énergiques, en prenant cette expression dans le sens le plus large, tel que nous l’avons défini plus haut.

La réduction dans les plantes nous est encore directement révélée par le dégagement d’oxygène opéré d’une manière continue pendant le jour sur toute la surface des parties vertes, dégagement qui restitue à l’atmosphère un élément si important.

D’un autre côté, on sait que les animaux trouvent dans les aliments dont ils se servent les principes immédiats nécessaires à la nutrition de leurs organes. Ces principes n’ont plus guère à subir pour devenir aptes à l’entretien du corps que des transformations moléculaires susceptibles de les rendre solubles et absorbables. Le phénomène chimique qui prédomine dans cette classe d’êtres organisés est la respiration, véritable combustion qui détruit les principes immédiats en les amenant à l’état d’eau et d’acide carbonique, points de départ de la synthèse végétale.

D’après ce rapide aperçu, le règne végétal et le règne animal formeraient une chaîne fermée que les éléments nutritifs traversent dans le même sens et d’une manière continue, en subissant des actions réductrices dans la partie correspondante aux végétaux, et des actions oxydantes du côté animal.

On peut encore exprimer ces résultats en disant : Les plantes fonctionnent comme des appareils réducteurs, les animaux comme des appareils oxydants. Il suffit de suivre avec un peu plus d’attention la marche des phénomènes pour se convaincre que cette manière de voir, si séduisante, est néanmoins trop exclusive.

Htol'CTlOnS ET OXYDATIONS. 257

Il est vrai de dire que dans ies plantes les réactions désoxydantes occupent la première place, tandis que dans le règne animal l’inverse a lieu, mais il est vrai aussi que dans le premier groupe nous trouvons des phénomènes d'oxydation très-importants, et parmi les faits chimiques qui se passent au sein de l’organisme animal on observe des désoxydations remarquables. Examinons maintenant ces réactions de plus près, et dans cet exposé suivons l’ordre que nous indique la nature elle-même, c’est-àdire commençons par l’étude des réactions végétales.

Le fait le plus important, celui qui domine tous les autres, c’est l’absorption et la désoxydation de l’acide carbonique de l’air par les parties vertes des plantes, sous l’influence de la lumière solaire. On doit à Priestley et à Sennebier la première notion de cette fonction des feuilles.

L’absorption de l’acide carbonique n’a lieu que par les parties vertes, elle exige pour se manifester l’action de la lumière solaire directe ou dilTuse. Parmi les rayons élémentaires qui composent la lumière blanche, ceux qui produisent l’impression du vert et du jaune sont seuls actifs.

On sait qu’outre les rayons lumineux proprement dits le spectre contient des rayons calorifiques et chimiques qui peuvent le déborder ; nous ne voulons donc pas dire que c’est le rayon vert qui est actif, mais que l’agent qui détermine la réaction est dans son voisinage, après la décomposition par ordre de réfrangibilité opérée par le prisme.

CHlMtE PHYSI0LO6IQDE.

L’absorption d’acide carbonique se fait avec une rapidité rcmarqual)le ; elle est toujours accompagnée d’un dégagement d’oxygène, et d’après les déterminations faites, le volume de l’oxygène exhalé est à peu près égal à celui de l’acide carbonique absorbé ; cependant ce dernier point n’est pas encore suffisamment éclairci.

En étudiant la composition des plantes dans ses détails, on trouve que les substances les plus riches en oxygène, après les acides végétaux peu importants par leur masse, sont les corps hydrocarbonés, dans lesquels l’hydrogène et l’oxygène sont dans les justes proportions pour faire de l’eau, et pour la formation desquels on pourrait admettre une désoxydation complète de l’acide carbonique avec simple addition d’eau. A coté de ces corps nous en voyons d’autres, tels que les graisses, les résines, les essences, etc., qui contiennent un plus ou moins grand excès d’hydrogène. La génération de ces produits ne peut s’expliquer qu’en supposant, comme le fait Ingenhousz, que l’eau elle-même subit une réduction dans l’organisme végétal. Ces vues ont été pleinement confirmées par les beaux travaux de M. Boussingault ; il a prouvé, balance en main, que pendant la végétation la plante gagne du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, mais que l’oxygène de la plante pris en masse ne suffit pas pour brûler la totalité de l’hydrogène. 11 résulte de là que l’oxygène exhalé par une plante provient de deux sources, l’acide carbonique et l’eau, et par conséquent son volume doit être supérieur à celui de l’acide carbonique absorbé.

En n’envisageant que le commencement et la fin de ce

•rtiv

RÉDUCTIONS ET OXYDATIONS. 2J9

* phénomène capilal de la végétation, à savoir l’absorption d’acide carbonique et d’eau d’un côté, le dégagement d’oxygène de l’autre on pourrait être conduit à expliquer d’une manière très-simple la génération des principes immédiats et dire : l’acide carbonique et l’eau sont réduits, le carbone et l’hydrogène s’unissent en proportions \ ariables pour former, avec ou sans les éléments de l’eau et de l’ammoniaque, les corps les plus complexes.

Mais cette explication très-vague dont on pouvait se contenter autrefois, lorsqu’on faisait jouer un rôle trèsactif aux forces vitales, ne cadre nullement avec les idées qu’on peut SC faire aujourd’hui de la synthèse organique. Les progrès de la chimie moderne nous ont appris que pour arriver aux combinaisons complexes que nous offre le règne organique, il faut aller du simple an composé en passant par une série de degrés successifs. Aussi personne ne peut plus admettre la possibilité de faire du sucre en combinant directement le carbone avec l’eau. Nous prévoyons dès à présent, sans crainte de nous tromper, que si la nature ne procède pas absolument comme le chimiste dons son laboratoire, elle suit néanmoins des voies analogues et parallèles en utilisant les mêmes forces.

Longtemps avant les beaux travaux de Iterthelot sur la synthèse, Liebig avait tracé d’une manière générale la marche probable des phénomènes. Il admet que la désoxydation de l’acide carbonique et de l’eau ne se fait pas tout d’une pièce, mais d’une manière progressive. C’est ainsi que ces composés se transformeraient d’abord en acides riches en oxygène (acides oxalique, tartiâque,

CBIHtE PHTSIOLOGIQUE.

citrique, malique). Ces acides se réduiraient à leur tour pour passer à l’état de substances hydrocarbonées; enfin ces dernières, en perdant encore de l’oxygène, donneraient les graisses, les cires, les résines et tes huiles essentielles. Si toutes ces transformations n’ont pas encore été effectuées en dehors de l’économie vivante, et c’est là que doivent tendre les efforts des chimistes pour la solution complète et définitive du problème, on connaît cependant assez de faits pour pouvoir souscrire à la possibilité de ces réactions. Ainsi, l’acide carbonique peut être amené à l’état d’oxyde de carbone, qui, en s’unissant aux éléments de l’eau, produit de l’acide formique. L’acide formique se change dans certaines circonstances en acide oxalique. On est arrivé d’autre part à produire de l’alcool avec l’acide formique; par oxydation l’alcool se change en acide acétique. Les acides tartrique, citrique et malique se dédoublent en acides oxalique et acétique, circonstance qui fait prévoir la synthèse de ces acides complexes au moyen des composés du groupe oxalique et acétique.

L’acide tartrique a été préparé par l’oxydation du sucre. Rien ne s’oppose donc à l’idée que le sucre sera un jour à son tour régénéré avec de l'acide tartrique.

En oxydant le sucre et les gommes on obtient l’acide mucique et l’acide oxysaccharique qui ne diffèrent de l’acide citrique que par un atome d’eau en plus. Quant à la production des graisses aux dépens des substances hydrocarbonées, elle doit être également reconnue comme possible. Car nous savons d’un côté, par les recherches de M. Pas-

RÊDUCTIORt ET OXYDATIONS. S61

leur, que la glycérine qui entre dans la constitution des corps gras neutres est un produit constant de la fermentation alcoolique des sucres ; d’un autre nous n’avons qu’à rappeler la fermentation butyrique

pour montrer comment un acide gras de la série C*°U®'’0* peut prendre naissance aux dépens d’un sucre.

Les phénomènes qui se passent pendant la maturation des fruits viennent à l’appui de l’idée d'une transformation des acides végétaux en substances hydrocarbonées. On obsenc en effet qu’à mesure que les fruits mûrissent, les acides végétaux disparais.sent et sont remplacés par des sucres.

Après ce rapide aperçu hypothétique et à vol d’oiseau des phénomènes au moyen desquels doit s’opérer la génération des principes immédiats, nous signalerons encore quelques réductions frappantes, pais d’un moindre intérêt général.

On sait que certains végétaux renferment des huiles essentielles sulfurées, telles que l’essence de moutarde, ou sulfocyanure d’allyle, et l’essence d’ail ou sulfure d’allyle. Si nous cherchons l’origine du soufre qui a servi à la production de ces essences, nous ne la trouvons que dans les sulfates minéraux, introduits par les racines et puisés dans le sol. Ces sulfates ont dû subir une réduction complète et énergique.

L’azote des plantes peut provenir de deux sources :

CHIMIE PHTSIOLOGIQCE.

raminontaque et les nitrates. Des expériences positives prouvent l’influence très-marquée des nitrates sur le développement de la plante. 11 est évident, que pour fournir l'azote nécessaire à la génération de composés tels que le gluten, l’albumine, la caséine végétale, ces nitrates ont perdu leur oxygène. La transformation des nitrates en ammoniaque ou en composés analogues, est du reste un fait bien connu. A côté de ces réductions nombreuses qui constituent un des rôles les plus marquants de la vie chimique de la plante, nous trouvons d’autres transformations où l’oxydation a une part active.

En même temps qu’on découvrait la respiration diurne des plantes, on observait aussi que la nuit ou pendant l’obscurité il se produit un elTet inverse; de l’o.xygène est absorbé et de l’acide carbonique se dégage des feuilles. On crut naturellement avoir affaire à une combustion comparable à celle de la respiration animale. Les plantes défont, disait-on, la nuit ce qu’elles ont édifié le jour, et leur développement n’est qu’un résultat de deux effets antagonistes.

Des recherches récentes ont conduit à une interprétation plus rationnelle et purement physique du phénomène nocturne. 11 serait le résultat d’un échange par diffusion des gaz de l’atmosphère et de Vacide carbonique en excès que renferment les liquides intracellulaires; cet acide carbonique provient soit de celui qui, absorbé le jour, n’a pas encore été réduit, soit de celui qui a pénétré en solution par les racines. 11 est évident que cet échange doit continuer le jour, mais il est rendu inappré-

RÉDUCTIONS ET OXYDATIONS.

ciable par l’échange inverse qui prédomine. Reste à savoir sil'oxygène ainsiabsorbé peut jouer un rôle chimique. Pour admettre une conclusion négative à cet égard, il ne suffit pas de prouver, comme l’ont fait MM. Cloez et Gratiolet, que dans l’obscurité les parties vertes ne produisent pas d’acide carbonique, car nous avons vu qu’il peut y avoir oxydation sans dégagement d’acide carbonique.

C’est surtout pendant la germination des graines et la floraison que l’oxydation est évidente et nécessaire.

Voici en résumé les conclusions auxquelles on est arrivé :

1" La présence de l’oxygène est indispensable pour que l’acte de In germination commence et se continue.

2° Pendant la germination la semence absorbe de l’oxygène et dégage de l’acide carbonique.

M. Boussiiigault a prouvé de plus, en comparant la composition de la graine à celle de la plante formée à ses dépens pendant la germination, qu’il y a perte de matière organique, c’est-à-dire de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène ; le poids de l’oxygène ainsi émis à l’état d’acide carbonique et d’eau, est supérieur à celui de l’oxygène perdu par la plante, l’excès représente le gaz enlevé à l’atmosphère.

On sait encore que dans les germoirs des brasseurs, où l’on accumule de grandes quantités d’orge humectée, la température s’élève très-notablement. Ce fait physique vient à l’appui de l’idée qu’on se fait de la germination au point do vue chimique en la comparant à la respiration animale. Pendant la floraison on observe également une

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CHIMIE PHYSIOLOGIQUE

absorption d’oxygène et un dégagement d’acide carbonique. D’après d’anciennes expériences de De Saussure le rapport des deux gaz serait égal à l'unité. Les quantités de gaz émis et absorbés varient avec la nature de la fleur et la partie de la fleur considérée. 11 y a toujours corrélation directe entre l’énergie de la combustion et la quantité de chaleur dégagée.

Lorsque la feuille doit cesser de remplir ses fonctions, en automne par conséquent, sa chute est toujours précédée d’un changement frappant dans sa couleur. De verte qu’elle était, elle prend une teinte jaune, en passant par diverses nuances intermédiaires. Ce phénomène coïncide avec un arrêt ou une perturbation des réactions qu’elle est chargée d’opérer. Aux réductions énergiques succèdent des oxydations qui déterminent les modifications de la matière colorante.

Des phénomènes d’oxydations si limitées que nous offre la vie des plantes, passons à ceux beaucoup plus importants du règne animal.

Le nombre des principes immédiats qui entrent dans la'^ constitution de l’organisme animal est plus restreint que dans les plantes ; leur nature est aussi plus uniforme.

En effet, si nous voyons chaque famille, quelquefois chaque genre et chaque espèce élaborer des corps particuliers qui lui sont propres et la caractérisent aussi bien que la forme de la fleur, nous devons passer, pour trouver des différences dans la nature des composés organiques des animaux, d’une des grandes divisions de la zoologie à l’autre.

RÉDUCTIONS ET OXYDATIONS. 26 S

Ce n’est par exemple que dans les animaux inférieurs, que nous voyons la cellulose remplacer la fibrine dans la composition des muscles efdes organes.

Commençons, pour entrer dans le domaine des réactions, par rechercher, comme nous l’avons déjà fait pour les plantes, quel genre de matériaux l'animal prend au dehors pour entretenir le mouvement chimique qui forme une des manifestations de la vie.

Les voies par lesquelles ces matériaux peuvent pénétrer sont, d’un côté, la surface atmosphérique des vésicules pulmonaires et la peau, de l’autre, le tube digestif dans toute sa longueur, et plus particulièrement l’estomac et l’intestin grêle.

Les vésicules pulmonaires et la peau ne peuvent admettre que des éléments gazeux empruntés à l’atmosphère, en supposant, bien entendu, l’animal plongé dans ce milieu. (L'expérimentation a de plus démontré d’une manière certaine que le seul élément utile, emprunté par l’animal à l’atmosphère, est l’oxygène.)

Le tube digestif sert à l’introduction dans l’organisme des matériaux liquides et solides préalablement dissous, c’est-à-dire des aliments.

On donne généralement le nom d’aliments aux produits solides ou liquides que l’animal introduit par un effet de sa volonté dans le tube digestif; nous restreindrons pour le moment cette définition, et nous appellerons aliments les substances qui peuvent être absorbées et concourir d’une manière utile à l’entretien ou au développement de l’organisme, et même, comme pendant

CniMIB PHYSIOLOGIQUE.

la digestion il 'n’intervient aucun phénomène d’oxydation et de désoxydation, nous les supposons toutes prêtes à être absorbées.

Ceci posé, nous avons vu que les aliments, en apparence très-divers, se groupent en quatre classes distinctes.

A savoir : 1° Aliments azotés, analogues à l’albumine, ou aliments protéiques;

2’ Aliments hydrocarbonés (sucres, gommes, dextrine);

3° Matières grasses diverses ;

4” Aliments minéraux (eau et sels minéraux).

Ces produits peuvent être tous fournis soit par la nourriture végétale, soit par la nourriture purement animale.

Si maintenant nous comparons la composition des organes et des principaux liquides de l’économie à celle des produits alimentaires, nous y trouvons de l’eau, des substances protéiques, des matières grasses et des sels semblables.

L’oxygène et les substances hydrocarbonées ne se retrouvent que dans les liquides de l’économie, et notamment dans le sang. Ainsi, le sucre absorbé dans le tube digestif, ou formé dans le foie, traverse encore les poumons, mais disparait dans son passage à travers le système artériel. Nous trouverons plus loin quelles sont les fonctions des corps de cette espèce, et comment ils s’éliminent.

De tout cela nous sommes en droit de conclure que pour l’entretien de ses organes, le corps de l’animal trouve au dehors les principes immédiats tout formés, et

Diÿnzea'uy V. '“ff

RÈDUCTI0R8 ET OXYDATIORS. 167

qu'ils n’ont besoin pour être assimilés que de subir des transformations beaucoup moins marquées que ceDes des aliments des plantes.

Ce n’est donc pas dans la période de régénération et de développement des tissus que nous devons chercher les phénomènes chimiques les plus saillants, mais dans celle de destruction, c’est-h-dire dans la période où les anciens éléments des tissus font place à de nouveaux, et disparaissent en se transformant en produits excrémentitiels propres à être éliminés.

Cette période, on doit s’en souvenir, nous a fait complètement défaut dans l’étude des réactions végétales, non parce qu’elle n’existe pas, mais parce qu’elle est encore peu connue, et certes des recherches dans cette voie fourniraient d’utiles résultats.

Pour pouvoir nous rendre compte de la marche de ces phénomènes, nous avons dù étudier les produits excrémentitiels.

Les voies par lesquelles les matériaux devenus impropres à l’organisme sont expulsés, sont les poumons, la peau, les reins, et l’extrémité du gros intestin. Nous ferons abstraction dans les matières fécales des résidus d’aliments non absorbés.

Les produits excrétés par les poumons, en laissant de côté la partie de l’air atmosidiérique qui n’est pas utilisée après l’inspiration, sont l’eau, l’acide carbonique et l’axote, c’est-à-dire les mêmes corps qui sortent d’un tube' à combustion, lors de l'analyse élémentaire d’une substance azotée brûlée avec de l’oxyde de cuivre.

CBIHIB PHYSIOLOGIQUE.

La peau fonctionne comme les poumons, et sécrète en outre des acides tels que l'acide sudorique, l'acide formique, l’acide acétique et peut-être les acides propionique et butyrique.

Dans l'urine, outre l'eau et les sels minéraux, nous avons trouvé comme produits principaux :

1° L’urée,

2° L'acide urique,

3“ L’acide hippurique,

La créatine et la créatinine,

5° Une matière colorante en proportions très-minimes.

L’élimination par les matières fécales ne renferme que les produits plus ou moins modifiés de la bile, et des autres glandes qui déversent leurs liquides dans le tube digestif.

Tous ces produits excrémentitiels sont très-riches eu oxygène, en comparaison des aliments et des principes immédiats de l’organisme. Ce sont évidemment des dérivés d'oxydation plus ou moins avancés des graisses, des substances hydrocarbonées, des matières protéiques, et nous pouvons prévoir facilement que l'agent oxydant n'est autre que l'oxygène absorbé pendant la respiration.

PhSnomèaca chinl^aei de la. reaplration.

Par la contraction d'un certain ensemble de muscles l'animal augmente la capacité thoracique. Les poumons, que nous pouvons considérer comme un sac membraneux