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combinaisons du potassium et du rubidium émettent un faible

( 2112 Ë rayonnement analogue au rayonnement P des éléments radio-

actifs (1). Cette découverte remarquable devait apporter à la biologie un moyen d’accès tout à fait inattendu dans le domaine de la radioactivité.

A partir de 1916, en effet, ZWAARDEMAKER, physiologiste d'Utrecht, et ses élèves s’efforcent de contrôler par la biologie que le potassium et le rubidium sont effectivement radioactifs en même temps que de préciser le rôle biologique que l’élément potassium peut exercer par sa radioactivité dans le fonctionnement des organes, en particulier du cœur, de l’homme et des animaux (111, 112, 113, 114). Les observations physiologiques de ZWAARDEMAKER, si elles n’ont pas atteint de façon indiscutable le but proposé (36, 49, 50, 65, 66, 110), ont donné lieu à tout un ensemble de très belles expériences qui ont le mérite certain d’avoir montré les ressources que les méthodes de la biologie peuvent fournir en cette matière.

On a pris également l’habitude de désigner les phénomènes étudiés par l'Ecole d’Utrecht du nom de Bioradioactivité ou de Radioactivité Biologique que TOMMASINA a créé pour désigner la radioactivité propre aux êtres vivants. Mais dans son objet même, le problème étudié par ZWAARDEMAKER $e distingue essentiellement de celui que TOMMASINA a abordé en 1904. TomMMmasiNA s’efforce en effet de mettre en évidence l’émission par la matière vivante d’un rayonnement en tous points semblable, dans ses effets sur un électroscope chargé, à celui des éléments radioactifs. ZWAARDEMAKER, au contraire, limitant le problème à l'influence que la radioactivité du potassium réparti dans les tissus vivants peut exercer sur l’organisme, admet implicitement, hypothèse d’ailleurs que l’expérience a consacrée aujourd’hui de façon cer-

(1) Depuis lors, l’existence d’un très faible rayonnement Y du potassium a été annoncée. Nous n’en tiendrons pas compte dans cet exposé: il apparaît en effet que pour observer un tel rayonnement, qui représente à peine 1 % du rayonnement total (17), il faut mettre en œuvre le plus souvent des masses: considérables de sels de potassium. KoOLHÔRSTER qui l’a découvert (54) utilise 250 kgs de KCIl; dans la suite BEHOUNEK (10) opère sur 120 kgs et MunLHorr sur 10 kgs 5 du même sel (72). Lorsqu'on s'intéresse à de très petites quantités de potassium, comme c’est le cas ici, ce rayonnement Y n’est pas décelable dans les conditions habituelles; G. OnBax (81) en a fourni la preuve directe par l’examen négatif qu’il en a fait à la chambre de Wilson, et nous-mêmes nous avons eu l’occasion maintes fois de nous en

essurer (Voir p. 126).

taine, l'émission par cet élément d’un tel rayonnement et il s'applique à déterminer le rôle que cette émission peut jouer dans la vie de nos organes. Comme il le dit lui-même (114), il pense que « nous devons voir dans la Bioradioactivité, le moyen dont la nature se sert pour rendre possible des automatismes à périodicité permañente », tels que, par exemple, l’automatisme du cœur. En d’autres termes, ZWAARDEMAKER admet l'existence de la Bioradioactivité qu'il attribue à la radioactivité du potassium et il s'efforce d’en étudier les effets au sein même de la matière vivante. TOMMASINA, au contraire, cherche à faire la preuve de l’existence de la Bioradioactivité chez les êtres vivants par la mesure directe de l’ionisation qu'ils exercent en dehors d'eux-mêmes.

En ce qui nous concerne, c’est à cette dernière conception que nous réservons ici le nom de Bioradioactivité, la distinguant ainsi par le but qu’elle se propose de la Radioactivité Biologique au sens de ZWAARDEMAKER.

Bioradioactivité et Rayonnement Mitogénétique.

On peut également se demander s’il existe quelques rapports entre la Bioradioactivité telle que la concevait ToMMaAsINA et le Rayonnement Mitogénétique découvert en 1922 par GURWITSCH (48). Comme on le sait, en effet, on désigne sous ce nom le rayonnement qui prendrait naissance au cours des processus biologiques qui caractérisent l’activité vitale des organismes et qui serait capable d’accélérer à distance la division cellulaire des tissus vivants. Mais ce rayonnement, selon les conceptions actuelles, paraît s'exercer à la manière d’un rayonnement électromagnétique analogue au rayonnement ultraviolet de longueur d’onde 2.000 A° environ, et ce fait n’est pas en désaccord, semblet-il, avec les idées généralement admises aujourd’hui qui associent aux réactions chimiques les plus diverses l’émission d’un rayonnement vibratoire.

Dans ces conditions, par leur nature même, les radiations mitogénétiques se distinguent du rayonnement, en grande partie probablement corpusculaire, qui caractérise la Bioradioactivité, et il semble, pour l'instant, que l’on soit en présence de deux manifestations distinctes de l’activité vitale.

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Toutefois de l’examen critique d’une série de notes publiées par M. L. PErri (82, 83, 84, 85, 86) une certaine tendance paraît se dégager selon laquelle les deux phénomènes seraient étroitement liés. Cela résulte de la conception particulière que M. Perri s’est faite de la Bioradioactivité. Ainsi que nous le verrons avec plus de détails dans la suite, l’émission d’un tel rayonnement serait selon lui la conséquence des transformations chimiques qui se produisent dans l’organisme vivant sous l’action spécifique des diastases. L'auteur appuie son opinion sur le fait observé par lui, en 1922, que « l’air en contact de la surface libre d’un liquide contenant une diastase active devient de façon appréciable conducteur de l’électricité par rapport à ce qui a lieu lorsque la diastase est rendue inactive ».

Remarquant alors que des réactions diastasiques nombreuses se produisent au sein des êtres vivants au cours de leur développement, PETRI fait état de ce résultat expérimental pour admettre à cette époque que « cette ionisation pourrait avoir quelque rapport avec la question de l’existence de la Bioradioactivité » (82).

Or plus récemment, en 1933 (86), il paraît rattacher le phénomène observé par lui de l'effet GuRWITSCH « Réexaminant aujourd’hui, dit-il, les résultats de mes expériences antérieures, je ne puis ne pas reconnaître que ceux-ci se rattachent directement aux notions modernes sur les radiations mitogénétiques, envisageant celles-ci comme la manifestation d’une « chimicoluminescence » c’est-à-dire comme une émission de radiations de courte longueur d’onde et de faible intensité (environ 2000 quanta par cm? et par seconde) qui se produirait au cours des processus d’oxydation ou de scission moléculaire par action fermentative (protéolyse, glycolyse et probablement autres processus diastasiques hydrolytiques) ».

Faut-il alors déduire, par suite de l’évolution des idées de l’auteur concernant l'interprétation de ses premières expériences, qu'il y ait identité entre la Bioradioactivité et le Rayonnement Mitogénétique? Nous ne le pensons pas, car certaines contradictions apparaissent lorsque nous comparons les procédés d’étude adoptés par l’auteur au cours de ses expériences successives.

Dans les premières expériences de 1922, alors qu’il n’était pas encore question de radiations mitogénétiques, Perri utilisait

un microélectroscope du type Wilson ordinaire. Il observait que des tissus vivants réduits rapidement en bouillie provoquaient une légère ionisation, qui d’ailleurs n’était que temporaire. Par contre, ainsi qu'il le signale en 1928 (84), des racines en voie de croissance qui, selon GURWITSCH, sont une source intense du rayonnement mitogénétique ne produisent aucune ionisation appréciable de l’air susceptible d’être décelée avec un tel électroscope. Or, ayant adapté à l’organe de dispersion de la chambre d’ionisation de l’appareil de mesure un disque constitué par une mince lamelle de cadmium, PETRI constate, en 1932, une dispersion plus rapide de la charge électrique de l’appareil sous l’action de certains tissus de graines en germination.

Ces dernières expériences apportent donc la preuve d’une émission de radiations ultraviolettes qui, agissant sur le cadmium par effet photoélectrique, provoquent une émission secondaire d'électrons. Il y aurait bien ici effet mitogénétique, tandis que dans les expériences initiales sur les bouillies de tissus vivants en l’absence d’électrode au cadmium l’ionisation paraissait due selon les conceptions de l’auteur à une émission directe d'électrons au cours des réactions diastasiques, c’est-à-dire à ce qu'il eroit être la Bioradioactivité. Il apparaît ainsi qu’il n’existe pas de relation certaine entre les deux phénomènes. C’est pourquoi nous allons discuter de l’existence de la Bioradioactivité, en dehors de toute relation avec l’effet Gurwitsch.

Il nous reste cependant à signaler dans cet ordre d'idées l'opinion originale émise récemment en 1932 par A. VACCARI (103) sous la forme suivante : le potassium, élément radioactif, étant répandu dans tous les tissus vivants ne pourrait-il exercer quelque influence dans les phénomènes qui se rapportent à l’action à distance des radiations mitogénétiques? Cette question tend aussi à rattacher au rayonnement de GURWITSCH la Bioradioactivité que certains auteurs comme nous allons le voir croient devoir attribuer à la présence constante de cet élément actif dans les tissus vivants.

La suggestion est intéressante, mais elle ne semble pas avoir été discutée si ce n’est par l’auteur lui-même qui d’ailleurs n’a pas réussi à la confirmer par des preuves expérimentales.

Mais, même si nous considérons le seul phénomène de la

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Bioradioactivité selon la conception de ToMMaASsINA, plusieurs questions se posent immédiatement à notre attention.

1°) L'émission d'un rayonnement ionisant par les êtres vivants existe-t-elle vraiment? Est-il couramment admis que les expériences qui ont suggéré son existence sont hors d’atteinte de toute critique?

2°) Et en admettant qu’un tel rayonnement existe, quelle est son origine?

En particulier, est-il nécessaire pour que cette émission se produise que la matière végétale ou animale soit à l’état vivant? A l’état inerte, lorsque les tissus sont morts, cette matière cesset-elle d'émettre un rayonnement ionisant?

En d’autres termes, on peut se demander si cette radioactivité est strictement sous la dépendance de la vie comme le croyait TOMMASINA — à moins que la vie ne soit en quelque sorte, comme l’ont discuté quelques auteurs (21, 87, 90) et en particulier ZWAARDEMAKER, une conséquence de cette radioactivité.

Doit-on alors parler de Bioradioactivité proprement dite ou tout simplement d’une Radioactivité au sens rigoureusement physique du terme, qui se manifesterait chez les végétaux et chez les animaux par suite de la présence dans leurs tissus de certains éléments radioactifs? Dans ce cas, point ne serait besoin de faire intervenir la vie pour expliquer l’émission d’un rayonnement ionisant; on serait alors en présence du phénomène ordinaire de la radioactivité, qui se traduirait chez les êtres vivants de la même manière que chez certains minéraux.

1° —— La Bioradioactivité existe-t-elle ?

A la suite des travaux de TOMMASsINA, un certain nombre de recherches ont été effectuées dans l’intention de contrôler le phénomène annoncé. Or les faits observés sont tout à fait contradictoires.

La plupart des expérimentateurs, au nombre desquels il faut citer en France M. Paul BECQUEREL (5,8) et Daniel BERTHELOT (13), n’ont pu confirmer les résultats annoncés par TOMMASINA. Critiquant le mode opératoire adopté par ce dernier, ils attribuent le succès de ses expériences à de simples apparences dues à l'humidité que dégagent par transpiration les organismes vivants

introduits directement dans la chambre d’ionisation de l’électromètre de mesure. |

Par contre, vingt ans après les expériences de TOMMASINA un physicien et astronome français Albert Nopon (74,75) découvre à nouveau l'existence de la Bioradioactivité.

Nopox signale en effet à l’Académie des Sciences, dans une série de notes présentées par Daniel BERTHELOT à partir de 1924, qu'il a mis en évidence à l’aide d’un électroscope sensible lionisation provoquée par les cellules vivantes. L’intensité du phénomène est d’ailleurs particulièrement grande, puisque l’activité mesurée dépasse parfois celle d’un échantillon de baryum radifère 15 fois plus actif que l’uranium. Cette radioactivité, rigoureusement propre aux êtres vivants, serait intimement liée au phénomène de la vie : elle serait même fonction du degré de vitalité de ces organismes, les végétaux et les animaux ne manifestant aucune radioactivité appréciable après leur mort.

Nous sommes bien ici en présence du phénomène de la Bioradioactivité au sens de TOMMASINA qui affirmait d’ailleurs lui aussi, en 1904, que l'intensité du rayonnement des êtres vivants mis en expérience « paraissait être proportionnelle à l’intensité de leur énergie vitale ». Cependant les expériences de Nopon ont été accueillies avec scepticisme, en particulier par P. BECQUEREL et par D. BERTHELOT lui-même, au même titre que celles bien antérieures de TOMMASINA. Par exemple, P. BECQUEREL critiquant ies résultats de NopoN (8) s’exprime en ces térmes : « comme nos appareils de mesure sont susceptibles de déterminer une radioactivité inférieure à 1/300 de celle de l’oxyde d'uranium lorsque nous nous mettons à l’abri de toute cause d’erreur, il est de toute évidence que la Bioradioactivité, constatée par TomMMa- SINA, ensuite par NoDoN, qui était parfois de 4.000 à 5.000 fois plus forte, n’aurait pas échappé à l’exactitude de nos mesures ».

2° —— Quelle est l’origine de la Bioradioactivité ?

Trois théories séduisantes ont été émises pour l’interpréter. Les voici dans l’ordre chronologique :

J. — Théorie de M. L. Petri : les réactions diastasiques.

En 1922, dans une étude critique sur l'existence de la Bioradioactivité (82), étude qui d’ailleurs paraît être passée inaperçue,

M. L. PETRI suggère une explication ingénieuse, basée sur le mécanisme d’action des réactions diastasiques.

La théorie de M. PETRI à son origine dans les idées de BARENDRECHT concernant le rôle des diastases, idées qui auraient été confirmées de facon remarquable au cours d'expériences relatives aux diastases des diholosides (2,3) et à l’uréase (4).

D'après BARENDRECHT, les diastases exercent leur action spécifique par rayonnement, à distance, et cette action se traduit par une émission d'énergie, probablement, pense-t-il, sous forme d'électrons. Ce rayonnement est absorbé dans la molécule de la substance fermentescible et aussi en partie, dans le cas de l’uréase, dans les ions H+. La raison d’être de cette conception c’est que l’auteur y trouve une excellente interprétation de la variation de la vitesse de réaction, déterminée pour l’uréase à température constante et à concentration en ions H+ constante (4).

M. L. PETRI reprend cette hypothèse (82). Il y voit une modification de la vieille de Li1EB1G (64) sur les fermentations selon laquelle les agents de fermentation auraient la propriété d’induire un mouvement vibratoire désagrégeant dans les molécules des substances fermentescibles, avec l’avantage que cette modification s’accorde avec les opinions actuellement admises sur le mécanisme d’action des catalyseurs chimiques.

On sait en effet que les théories récentes sur la cinétique chimique, s'appuyant sur la structure électronique de la matière, attribuent à quelques substances lorsqu'elles sont suffisamment stimulées la propriété d'émettre des électrons de leurs atomes qui se trouvent alors dans des conditions convenables pour réagir à la cause activante. En particulier, précise PETRI, dans la photosynthèse des glucides chez les plantes à chlorophylle, on tend à admettre l’utilisation dans une partie du chloroplaste de l’énergie interatomique qui se trouve libérée dans les molécules du pigment sous l'effet des radiations les moins réfrangibles du spectre et également, suivant l’opinion de M. LANGEVvIN, la lumière dans les réactions photochimiques n’exercerait pas une action chimique directe, mais provoquerait d’abord un phénomène photoélectrique avec libération d’électrons.

D'autre part, remarque-t-il, on peut obtenir expérimentalement « in vitro » sous l’action de rayons ultraviolets quelques-