PHÉNOMÈNES D'OXYDATION ET DE NUTRITION

L'air atmosphérique et les aliments, c'est-à-dire l'oxygénation et la nutrition, représentent les deux conditions fondamentales de l'existence dos êtres organisés.

Ile l'oxygène dans l'économie animale.

I. — « Si Ton examine, dit M. Dumas, quels sont les deux principaux produits excrétés par un animal, on constate que par les poumons il expulse de l'acide carbonique et de l'eau, parles urines il perd de l'oxyde d'ammonium. Un simple coup d'œil jeté sur ces matières nous fait voir qu'elles sont des produits d'oxydation, et nous pouvons en conclure que, dans un animal, les fonctions de la vie se font par des procédés d'oxydation. Mais, pour oxyder du carbone et de l'hydrogène, il faut de l'oxygène; or, la respiration en fournit, qu'elle emprunte à l'air atmosphérique. L'oxydation du carbone et de l'hydrogène est accompagnée d'un dégagement de chaleur et d'électricité, l'animal doit donc, produire aussi de la chaleur et de l'électricité. L'oxygène est aussi indispensable à la plante qu'à l'animal dans toutes les périodes de la vie. »

Par l'acte même de la respiration, l'oxygène de l'air qui nous environne s'introduit dans les terminaisons bronchiques, où il pénètre par endosmose à travers les parois dos capillaires ; en contact avec les liquides de

l'économie, il est absorbé et passe à l'état de dissolution. Les globules, la fibrine, le sérum, sont les trois parties du sang susceptibles de fixer ce gaz , mais dans des proportions différentes ; la fibrine et le sérum en absorbent fort peu, ce sont les globules qui en absorbent le plus. L'augmentation et la diminution, dans certaines limites, de la quantité d'oxygène introduite dans le poumon, est également sans influence sur la respiration, car les globules, dans le cas d'augmentation, n'absorbent jamais que la quantité qu'ils ont la propriété d'absorber, et, dans le cas de diminution, ils s'emparent de tout l'oxygène qu'ils peuvent prendre, tant qu'il y en a dans l'air.

II. — Les phénomènes d'oxydation ont lieu dans toutes les parties du corps où pénètre le sang chargé d'oxygène ; toute matière organisée, morle ou vivante, est douée de la propriété d'absorber et de fixer de l'oxygène, ainsi que l'a démontré Spallanzani.

L'oxygène se combine avec le carbone des substances organisées, non-seulement dans les poumons, mais encore dans tout l'organisme; il le brûle pour faire de l'acide carbonique qui se dégage. Chez les animaux, la quantité d'oxygène absorbée est, en général, plus grande que celle que renferme l'acide carbonique rejeté ; cet. excès d'oxygène est employé à la combustion d'autres corps.

L'oxygène exerce son action dans l'économie sur le carbone, l'hydrogène, le soufre, le phosphore. 11 attaque les principes immédiats, sang, albumine, fibrine, graisse, etc. , ainsi que les matières alimentaires, soit animales, soit végétales, qui, introduites dans la cavité digeslive, passent dans le torrent circulatoire pour servir à la nutrition.

18 de l'oxygène dans l'économie animale.

Parmi ces matières, les unes sont azotées : fibrine, albumine, caséum, gluten, gélatine; elles se combinent plus ou moins lentement avec l'oxygène pour former une certaine quantité d'eau, d'acide carbonique, d'acide urique, d'urée, de sulfates, de phosphates; mais, tout en s'oxydant en plus ou moins grande proportion, elles ne doivent point disparaître par la combustion , elles ne prennent qu'une part fort restreinte dans la production de la chaleur, et sont destinées, en grande partie, à l'entretien et à la réparation des organes de l'économie : c'est pourquoi elles sont appelées aliments plastiques.

Les autres sont des matières végétales , hydrocarbonées, telles que les sucres et les substances amylacées, qui, pendant la digestion, ont passé à l'état de glycose ; elles s'unissent promptement à l'oxygène et se brûlent presque entièrement, en donnant naissance à de l'eau, de l'acide carbonique, et à un grand dégagement de chaleur. L'excès qui échappe à cette combustion est utilisé dans l'économie ou rejeté par les urines. Elles sont dites aliments respiratoires, en raison de la grande part qu'elles prennent à la calorification et à la respiration, phénomènes auxquels viennent également concourir les matières grasses et huileuses.

ïl ne faudrait pas, cependant, donner une valeur trop absolue à la distinction que nous venons d'établir avec les physiologistes modernes, entre les aliments plastiques et les aliments respiratoires. Cette distinction est plus théorique que réelle. En effet, chez l'animal qui engraisse, une portion des aliments dits respiratoires se dépose dans la trame de ses tissus, dont elle devient partie

constituante, c'est-à-dire qu'elle est transformée en aliment plastique. Chez l'animal qui maigrit, au contraire, ou chez celui qu'on met à la diète, des substances qui avaient fait partie intégrante de la trame organique fournissent des matériaux à l'oxygène de la respiration, c'est-à-dire qu'elles deviennent aliments respiratoires. Mais il n'est nullement nécessaire d'envisager ces conditions exceptionnelles : chez tout animal il s'opère sans cesse un mouvement de composition et de décomposition dans tous les organes ; les substances dites plastiques qui font partie de leurs tissus sont brûlées au bout d'un certain temps par l'oxygène du sang, pour être rejetées au dehors à l'état d'urée ou d'acide urique, et sont remplacées par d'autres matériaux plastiques.

Aux phénomènes de dissolution et de combinaison de l'oxygène dans l'économie , correspondent des phénomènes d'élévation de température : toutes les fois qu'il y a dans l'organisme diminution de la quantité d'oxygène absorbé, on voit peu à peu la température du corps s'abaisser; et toutes les fois, au contraire, que cette quantité augmente, la température du corps s'élève. 11 y a corrélation entre ces deux phénomènes.

III. — • L'importance de l'oxydation et de l'influence qu'elle doit exercer sur l'économie nous paraît être en raison de l'étendue considérable des surfaces et de l'extrême porosité des tissus (1) avec lesquels l'oxygène est

(1) <( Si l'on compare, avec les propriétés que nous venons d*énu- » mérer, et dont jouissent tous les corps poreux, les propriétés des » substances animales qu'on signale chez elles dans des circonstances » analogues, on acquiert la conviction que, dans de certaines directions,

•20 dr l'oxygène dans l'économie animale.

incessamment en contact par suite de l'activité non interrompue du torrent circulatoire qui lui sert de véhicule. Ces surfaces multipliées et cette extrême porosité des tissus sont propres à produire de puissants effets chimiques, tout aussi bien qu'un morceau de platine en éponge ou un corps poreux analogue.

Le pouvoir chimique inhérent à ces conditions d'étendue et de porosité est connu. M. Dumas a démontré avec quelle facilité l'acide sulfhydrique se transforme en acide sulfurique sous la seule influence des toiles humides.

Les expériences de M. Dœbereiner sur les sucres fermenteseibles en contact avec du noir de platine alcalinisé légitiment parfaitement la comparaison que nous établissons entre les tissus animaux et les corps poreux.

11 est donc permis de chercher l'explication des faits chimico - physiologiques d'oxydation dans cette texture particulière des membranes animales, disposées de telle manière que les liquides qui les imprègnent sont sans cesse mis en contact avec l'oxygène, lui livrent les substances qu'il doit oxyder au profit de l'organisme, et entraînent ensuite au dehors les résidus inutiles auxquels cette oxydation a donné naissance.

Ainsi, une surface immense d'une texture poreuse et perméable, un mouvement circulatoire continu qui répète

» elles ont des pores, quoique les méats soient d'une finesse telle, que » les meilleurs microscopes ne puissent les découvrir dans la plupart » des tissus. » (Juslus Liebig, Recherches sur quelques-unes des causes du mouvement des liquides dans l'organisme animal, dans Annales de chimie et de physique, 3e série, t. XXV.)

et multiplie les contacts à l'infini, une température assez élevée et constamment uniforme, telles sont les conditions que la nature a fait concourir à l'accomplissement de l'oxydation des matières assimilées.

IV. — Si l'on compare la composition chimique des produits des diverses excrétions du corps avec celle des matières ingérées qui fournissent les éléments nécessaires à la nutrition et à la respiration, on verra que ces produits des excrétions ne sont, en définitive, que le résultat d'une véritable combustion vivante ; c'est-à-dire que la plupart des matières absorbées pendant l'acte de la digestion subissent dans le travail de la nutrition une série de transformations comparables à celles qui résulteraient de leur contact avec l'air libre, aidé d'une température plus ou moins élevée.

La combustion incessante, mais lente et partielle, qui s'opère dans l'économie, n'est pas un phénomène entièrement identique avec la combustion active d'un foyer. Il existe, entre le foyer de l'économie et un foyer de laboratoire, une différence capitale. Dans ce dernier, toute substance combustible est entièrement brûlée ; sous l'influence d'une oxygénation si puissante , tout produit organique est détruit ; après avoir été préalablement transformé en produits plus complexes, qui sont ceux de la distillation sèche, il donne ordinairement, pour résultat final, eau et acide carbonique. Dans le foyer de l'économie , l'action comburante est beaucoup plus limitée : l'oxygène n'attaque pas indistinctement toutes les matières qu'il rencontre sur son passage, mais seulement celles qui, de leur nature, sont aptes à se combiner avec

22 de l'oxygène dans l'économie animale.

lui, ou bien qui le deviennent par suite des transformations qu'elles ont subies dans l'organisme.

V. — On peut diviser en trois groupes toutes les substances organiques introduites dans le torrent circulatoire :

1° Substances directement oxydables par l'économie;

2° Substances indirectement oxydables ;

3° Substances qui résistent à l'oxydation au sein de l'organisme.

Premier groupe. — Ces matières sont toutes très facilement décomposées par l'oxygène, soit à l'air libre, soit au sein de l'économie vivante; elles absorbent l'oxygène d'autant plus abondamment qu'elles présentent plus de surface, et d'autant plus rapidement qu'elles ont plus de solubilité.

Ce sont les hydrogènes sulfuré, sélénié, arsénié et autres , l'alcool , les huiles volatiles , le tannin , les matières extractives, les sels alcalins à acides organiques, tels que les tarlrates, les citrates, etc., les matières albuminoïdes, etc.

Les chimistes savent que, au contact de l'air et à la température ordinaire, ces corps éprouvent une oxydation lente, mais réelle : les hydrogènes sulfuré, sélénié, arsénié, donnent naissance à de l'eau et à des produits acides dont le degré d'oxydation peut varier suivant les circonstances; l'alcool passe peu à peu à l'état d'acide acétique, transformation à laquelle on peut singulièrement aider en élevant légèrement la température et opérant l'extrême division du liquide ; les huiles volatiles se résinifient; le tannin en dissolution se change en acide gai-

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liquc et autres acides ; les dissolutions des tarifâtes et des citrates alcalins et autres sels analogues laissent pour résidu des carbonates alcalins; enfin, les matières albuminoïdes se transforment en divers produits d'oxydation encore mal connus, et dont l'ensemble a reçu le nom de fermentation putride.

VI. — Toutes ces réactions se présenteront aussi bien au sein de l'organisme qu'au contact de l'air. C'est ainsi que les hydrogènes sulfuré, sélénié, arsénié, ont une action vénéneuse presque instantanée sur l'économie animale; action vénéneuse qui reconnaît pour cause, d'une part, l'arrêt brusque de l'oxydation vitale résultant de la rapidité avec laquelle ces substances s'emparent de l'oxygène dissous dans le sang; et, d'autre part, l'absorption des produits nouveaux qui naissent de cette combustion. Si l'hydrogène arsénié est plus vénéneux que l'hydrogène sulfuré , c'est que l'acide arsénieux produit par l'oxydation du premier est plus toxique que l'acide sulfuriquc résultant de l'oxygénation du second.

Les huiles volatiles entravent également l'oxydation respiratoire , et quelquefois assez brusquement pour devenir toxiques.

Quelques huiles essentielles subissent , même dans l'organisme, des transformations plus complètes qu'à l'air libre : par exemple, l'huile volatile d'amandes amères, laquelle passe d'abord à l'état d'acide benzoïque, puis à l'état d'acide hippurique qui est rendu par les urines, fait que les belles recherches de MM. Wœlher et Frerichs ont parfaitement démontré.

11 en est de même pour l'essence de cannelle, qui se

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transforme en acide cinnamique, puis en acide hippurique.

Le tannin s'oxyde en produisant de l'acide gallique. Or, M. Wcelher avait anciennement annoncé que le tannin, pouvant être constaté dans les urines, ne devait subir aucune altération dans son passage à travers les voies circulatoires. Mais, à la suite de nouvelles recherches en collaboration avec M. Frerichs, cet habile chimiste a reconnu son erreur, et a déclaré que ce qui a été regardé comme du tannin était réellement de l'acide gallique, transformation parfaitement conforme aux principes que nous avons établis.

Les sels alcalins à acides organiques sont brûlés dans le foyer vital, en donnant pour résidus des carbonates alcalins que l'on retrouve en dissolution dans le liquide urinaire.

L'alcool est entièrement brûlé ; c'est pourquoi on n'en trouve jamais trace dans les urines.

Les matières albuminoïdes et azotées s'oxydent en produisant de l'eau, de l'acide carbonique, de l'acide urique, de l'urée, divers acides, etc.

Tous les corps de ce premier groupe sont donc oxydables dans l'économie animale comme ils le sont dans le milieu atmosphérique; et, ainsi que nous l'avons déjà fait remarquer , les conditions inhérentes à l'économie vivante sont beaucoup plus favorables encore à l'oxydation que ne le sont celles des milieux chimiques ordinaires. Aussi cette oxydation y est-elle bien plus rapide et plus complète, puisqu'il suffit de quelques heures à l'organisme pour transformer des substances qui, dans l'air

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ambiant, ne s'oxydent qu'incomplètement et en un temps beaucoup plus long.

VII. Deuxième groupe. — Ce groupe renferme les matières hydrocarbonées neutres qui, incapables d'absorber directement l'oxygène, acquièrent cette faculté sous l'influence des liquides alcalins de l'économie : ce sont la glycose avec ses isomères et les matières grasses.

Les matières sucrées et amyloïdes puisées dans l 'alimentation végétale, l'amidon, le sucre de canne, etc., doivent, pour pouvoir être assimilées, subir, dans les cavilés digestives, des modifications qui les transforment en glycose. Cette glycose ne pourrait nullement donner lieu à des produits oxygénés, tels que les acides glycosique et formique, Fulmine, etc., sans l'intervention des alcalis contenus dans les humeurs animales ; fait que nous avons constaté en I8/4Z1 . Nous avons prouvé que, contrairement à l'opinion générale des chimistes, le sucre de raisin, ou glycose, n'a par lui-même aucune action réductive sur les sels de cuivre, soit à froid, soit à chaud, et qu'il n'acquiert cette propriété désoxygénante que sous l'influence d'une substance alcaline libre ou carbonatée.

Une expérience de Dœbereiner vient à l'appui de cette assertion. Ce chimiste a vu le noir de platine prendre, sous l'influence des alcalis, un pouvoir oxydant tel, que tous les sucres susceptibles de fermenter se décomposaient rapidement, par son seul contact, en acide carbonique et en eau. L'observation de M. Dœbereiner est parfaitement exacte, seulement il attribue au noir de platine une influence qu'il ne possède pas ; c'est l'alcali qui transforme les sucres fermentescibles en composés oxydables,

et ces composés, en présence des corps poreux organiques ou inorganiques, brûlent en donnant naissance à des produits nouveaux, eau et acide carbonique. Nous traiterons avec plus de détails (article Diabète) cette question si importante de l'oxydation de la glycose dans l'économie.

Les matières grasses, malgré leur assez grande affinité pour l'oxygène, nous paraissent nécessiter l'intervention des alcalis pour opérer complètement leur oxydation. Ce qui tendrait à confirmer cette opinion, c'est que les substances alcalines, prises avec excès, déterminent un notable amaigrissement de l'économie ( par exemple, chez les personnes qui ont fait un long traitement à Vichy), et que la litharge, dont le rôle est le même que celui des alcalis, additionnée aux huiles grasses, les rend plus siccatives, c'est-à-dire plus oxydables.

VIII. Troisième groupe. — Dans ce groupe se rangent toutes les substances qui, n'étant ni fermentescibles, ni putrescibles, ne s'oxydent au contact de l'air ni directement ni indirectement, et n'éprouvent, par conséquent, aucune action de la part des réactifs de l'économie. Aussi ces substances traversent-elles les voies digestives sans y éprouver la moindre altération, et en sortent-elles dans le même état qu'elles y étaient entrées. La mannite et la gomme nous en fournissent les preuves. Nos expériences sur la manne, et celles de M. Boussingault sur la gomme, ont parfaitement démontré ces résultats.

Il en est de même d'un grand nombre de principes colorants, tels que celui de l'indigo en dissolution dans l'acide sulfurique, celui de la gomme-gutte, de la rhu-

de l'oxygèine dans l'économie ANIMALE. 27

barbe, de la garance, du bois de Campêche, des betteraves, etc.

Les alcalis organiques sont dans le même cas. Aucun des réactifs de l'économie n'étant assez puissant pour les détruire, ces composés traversent tout l'organisme sans se décomposer, et se retrouvent dans les produits excrémentitiels. Cependant on serait porté à croire qu'il n'en est pas de même pour la morphine. Cet alcaloïde a des propriétés réductives très prononcées sur les sels de peroxyde de fer et sur l'acide iodique. 11 se pourrait donc que, dans l'économie, il fût, en tout ou en partie, soumis à l'oxydation vitale. Nous possédons un fait qui vient à l'appui de cette hypothèse : un malade qui prenait souvent jusqu'à 2 grammes d'extrait d'opium ne présentait dans ses urines, malgré les recherches les plus scrupuleuses, aucune trace de morphine.

IX. — En se basant sur les caractères des trois groupes que nous venons d'établir , on pourra prévoir comment une substance quelconque se comportera au sein de l'organisme.

Ces notions peuvent aussi éclairer sur le traitement à diriger contre certaines maladies, car, non-seulement les médicaments, mais l'alimentation même, exercent la plus grande influence sur la composition chimique des humeurs et des sécrétions de l'économie.

L'alimentation animale renfermant, dans ses éléments albuminoïdes , du soufre et du phosphore , donne naissance, par leurs combinaisons avec l'oxygène, aux acides sulfurique et phosphorique.

L'alimentation végétale engendre des produits de

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nature alcaline , parce que les acides organiques qui saturent les bases alcalines, dans les plantes, en se brûlant dans l'économie, laissent pour résidus des carbonates et des bicarbonates alcalins.

Les urines nous fournissent une excellente preuve de ces diverses transformations : elles sont acides cbez les carnivores, alcalines chez les herbivores. Or, le veau présente un exemple remarquable de ces deux états : tant qu'il prend le lait de vache, il a les urines acides; mais, dès qu'il change de nourriture, qu'il est mis à un régime végétal , il a les urines fortement alcalines.

Lorsqu'un animal est soumis à une diète prolongée, les phénomènes de combustion continuent à se produire, car ils sont indispensables au maintien et à la manifestation de la vie; mais alors, en l'absence d'alimentation extérieure, ils ont lieu aux dépens des éléments organiques de l'animal lui-même. Il en résulte un amaigrissement plus ou moins rapide et un excès d'acidité dans les humeurs, acidité qui prend sa source dans les résidus d'oxydations qui sont identiquement les mêmes que ceux provenant d'une alimentation animale.

Les phénomènes d'oxydation interstitielle, en s'opérant d'une manière plus ou moins complète, donnent lieu à des modifications chimiques très remarquables.

Les urines des gens sédentaires contiennent une grande quantité d'acide urique et très peu d'urée ; tandis que les urines des gens qui marchent beaucoup, qui font un violent exercice, contiennent à peine des traces d'acide urique, et sont très riches en urée, produit d'une oxyda-

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lion plus avancée. Une oxydation complète est donc une corrélation d'une bonne santé.

X. — L'oxydation intravasculairc est un phénomène incessant et tellement nécessaire, qu'il ne peut cire entravé, anéanti, sans que la vie soit immédiatement en péril. Il devient ainsi possible d'expliquer les cffcls si délétères de certains corps sur l'économie animale; les uns déplacent seulement l'oxygène, les autres s'en emparent pour former des produits nouveaux plus ou moins toxiques.

Le chloroforme, l'éther sulfurique, n'ont rien de vénéneux par eux-mêmes ; dès qu'ils sont introduits dans le torrent circulatoire, ils déplacent l'oxygène du sang, arrêtent la combustion et suspendent la vie plus ou moins longtemps : nous ne saurions mieux comparer l'action de ces agents qu'à celle de l'azote. Aussi l'inhalation de l'oxygène, proposée par M. Duroy, nous parait-elle le moyen le plus rationnel à employer dans l'asphyxie qui résulte de l'usage des aneslhésiques.

De même les huiles volatiles , par leur avidité pour l'oxygène , arrêtent momentanément les phénomènes d'oxydation, et cette suspension ne peut devenir nuisible à l'économie que si elle est trop longtemps prolongée.

Tandis que les hydrogènes sulfuré, sélénié, arsénié, déterminent, non-seulement des désordres, en s'emparant de l'oxygène, mais encore des empoisonnements souvent irrémédiables , en formant instantanément de nouveaux produits toxiques.

On comprendra donc aisément avec quelle rapidité deviendrait mortelle une substance qui s'emparerait sur-

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le-champ de tout l'oxygène destiné, dans le sang, aux besoins de la respiration et de la nutrition.

Tel serait le cas du phosphore si, par hypothèse, il était possible de l'administrer à l'état gazeux. Il en serait de même d'un composé qui, sans absorber l'oxygène, aurait la faculté d'anéantir brusquement le phénomène de la combustion intravasculaire. Un semblable composé agirait comme un coup de foudre. Or, il existe une substance dont les effets toxiques sont comparables à la foudre elle-même : c'est l'acide cyanhydrique. Nous savons, d'après les recherches de M. Millon, que cet acide a une grande tendance à entraver certains phénomènes d'oxydation ou de combustion ; que même, en très petite quantité, il arrête complètement la combustion ordinairement si rapide et si complète de l'acide oxalique par l'acide iodique. D'après la relation qui lie ces deux phénomènes, l'oxydation et la respiration , il est permis de penser que l'acide cyanhydrique n'a d'autre effet sur l'organisme que d'arrêter brusquement l'oxydation vitale, et de produire par là une mort instantanée. Cet acide paraîtrait ne mettre obstacle au phénomène de l'oxydation que d'une manière en quelque sorte mécanique, car il n'est pas brûlé lui-même, ainsi qu'on peut s'en assurer par la persistance de l'odeur prussique, caractéristique dans le corps des sujets qui ont succombé à cet empoisonnement. Cette explication nous paraît plus vraisemblable que celle qui attribue à l'acide cyanhydrique une influence spéciale et tout à fait hypothétique sur le sang ou sur le système nerveux.

L'acide arsénieux possède, quoique à un moindre

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degré, la propriété d'entraver l'oxygénation. M. Millon a vu qu'une ou deux gouttes de solution d'aeide arsénieux empêchaient le fer décapé de se dissoudre dans l'acide sulfurique étendu au douzième.

L'émétique aussi présente le même phénomène, mais à un degré beaucoup plus faible. Cette action rendrait compte, à nos yeux, de l'efficacité de l'émétique dans le traitement de la pneumonie, du rhumatisme articulaire aigu, etc. M. Mulder a, en effet, démontré que la couenne inflammatoire n'est pas constituée par de la fibrine, comme on l'avait cru jusqu'à lui, mais qu'elle est le résultat d'une oxydation outrée derélémentalbumineux primordial, la protéine ; oxydation que l'émétique vient réduire et ramener à son type normal. Les acides cyanhydrique et arsénieux, envisagés sous ce point de vue, pourraient peut-être remplir avantageusement cette même indication, et devenir des médicaments utiles contre les maladies inflammatoires, pneumonie et rhumatisme en particulier.

XI. — Il résulte de tout ce qui précède, que l'oxygène est, dans l'organisme, l'agent des réactions chimiques les plus remarquables et la source des principaux phénomènes vitaux ; c'est en attaquant incessamment les diverses substances avec lesquelles il est mis en contact, en les brûlant pour les divers besoins des fonctions nutritives et respiratoires, qu'il entretient en même temps la chaleur animale et la vie.

Tel est si bien le rôle de l'oxygène dans l'économie animale, que toute substance qui entrave cette oxygénation incessante est toxique , que toute substance qui l'anéantit est mortelle.