QUARANTE-QUATRIÈME LEÇON
QUANTITÉ ET COMPOSITION DES GAZ INSPIRÉS ET EXPIRÉS. — CONDITIONS QUI PRÉSIDENT A LABSORPTION ET A LEXHALATION DE CHAQUE GAZ.
Quantité d’air inspiré on expiré. — Lorsqu’on fait une inspiration aussi profonde, puis une expiration aussi complète que possible, on chasse du poumon un certain volume de gaz, qui, apprécié à la température et à la pression qu’il a au moment de sa sortie de la bouche, porte, depuis Hutchinson, le nom de capacité vitale du poumon. Mais quelque prolongée que soit l’inspiration, il reste dans les vésicules pulmonaiies un leste de gaz qu on ne peut expulser, c’est le résidu respiratoire. Chez un adulte de taille moyenne, la capacité vitale est de 5 600 centimètres cubes environ; le résidu respiratoire est de 1 100 cà 1 150 centimètres cubes. Les poumons ont donc un volume total de T 750 centimètres cubes chez un homme ordinaire.
On a calculé que pour un adulte de 50 cà 55 ans faisant 17 inspirations et expirations cà la minute, le volume de l’air qui entre ou sort du poumon durant la respiration normale et calme est de 450 centimètres ^ cubes, c’est-à-dire exactement le 8e de la capacité vitale et le 10e de ! la capacité totale des poumons. Le rapport des volumes de l’air inspiré ou expiré à la capacité totale des poumons a été nommé par Gréhant, coefficient de ventilation. Il est normalement, comme on le voit, de 10 pour 100. Ce coefficient augmente nécessairement avec le volume de l’inspiration et peut s’élever à 25 ou 26 pour 100.
Etant donnée la conformation régulière du tronc, si l’on prend les nombres de Hutchinson relatifs à la capacité vitale de chaque âge,
' S1 r°n ad°pte d’autre part les chiffres de Quetelet sur la fréquence 'de la respiration, enfin si l’on admet que le volume d’une respiration normale ordinaire est le 8e de la capacité vitale, l’on arrive pour l'homme moyen de nos climats aux nombres suivants
LA RESPIRATION
Ages.
Capacité
vitale.
Volume
d’une
inspiration.
Nombres
d’inspirations
par
minute.
Volumes d’air inspiré en 1 minute.
Volumes d’air inspiré par jour.
De 15 à 25 ans . .
12 480 litres.
De 25 à 50 ans . .
De 55 à 40 ans . .
De 40 à 50 ans . .
7lil, 770
De 55 à 60 ans . .
Nous admettrons donc qu’un adulte moyen de 50 à 55 ans consomme 450 à 460 centimètres cubes d’air par chaque inspiration, 458 litres’ par heure et ] 1 mètres cubes environ en 24 heures, ou 7 litres à peu près par kilo et par heure (!). Ces quantités concordent, ainsi qu’on le verra, avec les changements de volume et de composition de l'air expiré. On prendra donc ces chiffres comme des moyennes ; nous verrons plus loin comment ils varient avec la taille, le mode d’alimentation, le sommeil et la veille, le repos et le mouvement, etc.
COMPOSITION DES GAZ EXPIRÉS
L’on sait que l’air atmosphérique est formé pour 100 volumes de :
Oxygène ....
Azote
Acide carbonique
Composition de l'air inspiré.
avec un peu de vapeur d’eau.
Les gaz qui sortent des poumons contiennent sensiblement la même quantité d’azote que l’air (2 à 5 millièmes environ en plus), mais pour 79vol,20 de ce gaz, on n’y trouve plus que 15 cà 17 volumes en moyenne d’oxygène, au lieu de 20,9. Voici leur composition volumétrique
moyenne :
Oxygène rn’^n ^ Composition
Azote . . 1 l des (jaz expirés.
Acide carbonique 4,oi> ;
gaz
Le tableau suivant indique les proportions limites et moyennes des expirés rapportés à 100 volumes. Us résument 41 expériences dues
à Speck :
Oxygène
Maximum
Minimum
Moyenne
de CO*.
de CG*.
do CO*.
m> um Richet et Hanriot donnent le chiffre de 10 litres par kilo et par heure, mais il opéraient sur un individu petit, du poids moyen de 50 kilos, et 1 on verra que les petits md vidus respirent davantage.
d’où :
COMPOSITION DES GAZ EXPIRÉS
Oxygène disparu 3, GO 5, 7G 4,80
Azote exhalé 2,15 0,65 0,55
CO’2 apparu 5,19 5,29 4,54
Il n ^ u donc pas un î apport constont entre les volumes d’oxygène disp, u us et d acide carbonique apparus dons les gaz expirés. On nomme quotient respiratoire, le rapport des volumes de l’oxygène
absorbé à l’acide carbonique produit, soit : — oI C0~ .
1 1 Vol O2
En moyenne, il n apparaît que o7 volumes d’acide carbonique environ pour 100 volumes d’oxygène disparus. Le reste de ce dernier gaz est employé, comme on le montrera, à brûler 1 hydrogène des tissus et à ^e transformer en eau et produits fixes divers.
Nous verrons qu’un adulte respirant librement entre deux repas, exphe pai minute, environ o20 centimètres cubes d’acide carbonique, il emprunte donc dans ce temps, d après les nombres qui précèdent, o55,n cent. cub. d’oxygène à l’air qu’il respire. Or, dans une minute, il a inspiré, comme on l’a vu, 7 500 cent. cub. d’air. Théoriquement la composition de cet air devrait donc être en volume :
0xygène 16,16
Azote • • 79,55
Acide carbonique 4,50
Ce sont là, en effet, presque les chiffres moyens des expériences brectes de Valentin et Brünner ainsi que de Speck : les quantités centésimales, en volume, d’acide carbonique contenu dans l’air expiré ocraient les suivantes, d’après divers auteurs,
Valentin et Brünner ‘4 58
sPeck 4*21
Nussbaum 5,80
Richet et ltanriot 5,50
Ce dernier chiffre, et même le précédent est certainement trop faible. Le volume des gaz expirés pris à la température de l’expiration est rès approximativement égal à celui de l’air inspiré ; mais si l’on dessèche >es gaz expirés et qu’on en calcule le volume à la température initiale de ’air inspiré, on ne retrouve plus que 98,5 à 99 volumes au lieu de 100.
a 1,5 volume a donc disparu : cette différence porte principalement ur l’oxygène dont une partie (1 à 2 pour 100, comme on verra) sert à ormer de l’eau, de l'urée et d’autres produits.
■ gaz de l’expiration emportent une quantité notable de vapeur eau. Nous en éliminons par cette voie : 500 grammes environ dans îs 24 heures, soit 0gr,340 par minute. C’est, donc 0gr,05 (ou 50 cent.
A. Gautier. — Chimie biologique. 32
LA RESPIRATION
cub. à 15°) de vapeur d’eau qu’emporte en moyenne chaque litre d’air expire.
Les gaz expirés par la bouche contiennent en outre une trace d’ammoniaque et peut-être d’ammoniaques composées (0gr,0104 d’après Lossen, par 24 heures) et, dans quelques cas, un peu d’hydrogène libre et d’hydrogènes carburés, en particulier chez les ruminants et chez les omnivores soumis à une alimentation herbacée ( Reiset ).
Le tableau suivant donne, d’après les expériences de Régnault et Reiset, l’ensemble des phénomènes respiratoires et perspiratoires dans la série animale. Tous les nombres sauf ceux de la dernière colonne sont calculés pour une heure et par kilogramme d’animal :
