ALTÉRATION D£ L'AIR PAR LA RESPIRATION

renferme de la vapeur d'iode, etc. Au poiut de vue de la respiratioa , nous u*avons à nous occuper que des trois premiers gaz.

Leur rapport en volumes est environ de 21 parties d'oxy* gène et de 79 parties d'azote. Les premiers expérimentateurs avaient exagéré la proportion d'oxygène. Scheele(l)admettait 25 parties d'air du feu et 75 d a/r corrompu, Lavoisier (2) avait aussi porté trop haut le chiffre de l*oxygëne. Quant à l^acide carbonique, il y est en trop petite quantité pourmodifier la respiration des animaux ; mais les plantes y puisent une grande partie du earbone qui entre dans leur composition. La proportion dans Tair est, terme moyen, d'après Th. de Saussure (3), sur 10,000 parties d'air, de 4,9. 11 a trouvé ^xiv maximum, % ^9 \ pour/winimum, 3,7.

On se demande : 1^ Si les deux gaz qui composent l'atmosphère sont à Tétat de combinaison ou de mélange ; 2^ si la proportion de ces gaz est la même à la surface du globe et dans les couches élevées de l'atmosphère; 3^ si la marche du temps n'introduit pas lentement des changements dans la masse d'air où les espèces animales et v^étales trouvent aujourd'hui l'une des conditions de leur vie?

La première question partage les chimistes. MM. Falkner , Prout, Dobereiner , et surtout M. Thompson, pensent que l'azote et l'oxygène sont à l'état de combinaison et en proportions parfaitement définies (80 d'azote et 20 d'oxygène) (4); mais un plus grand nombre de chimistes , et entre autres Dation , affirment que Tazote et l'oxygène sont dans l'atmosphère

cherches de M. Chatin sur la proportiCHi d*iode que renferment l*air, les eaux , le sol , doivent élre éludtées. J>n dirai autant de ce principe odorant décrit par le professeur Schonbeiii sous le nom d*ozonc, et rcc herché depui» dans raUDO^>hère par M. PoUi ( Jrch. gén, de méd., 4« sér , t. XXV, p. 224 ].

(1) Traité chimique de l'air etdu feu (suppléme.i), p. 188.

(2) Mémoires de VÀcadémie des sciences, 1777, p. 195.

(3) Annales de physique el de chimie, t. XXXVUI , p. 411.

(4) Dumas et Boussingault , Recherches sur la vérilablê constiluiion de Voir aimosphériçMe ( Comptes rendus des séances de l'AcadénUe des iciencesj t. Xll , p. 1006 ).

h-nîÊt de simple métange. S'il y avait eombinaisen « il iïQdrtit eoriVenir qa*eile émit bien fsieile à rompre , puisqu'il suffirait pmr cela de Taction respiratoire. 11 me semble encore que la praportion beaucoup plus grande d*oxygène dans l*air que les en» dissolvent, fait démontré d'abord par Priestley, nous indique que l'oxygène et l'azote sont à l'état de simple mélange dans l'atmosphère.

S* Relativement à la seconde question : fjcs chimistes qui croient que l'air est un composé chimique, professent qu'il y a unité de composition dans toutes les couches de l'atmosphère, et cette unité de composition devient même pour eux , par une sorte de pétKion de principes, un argument en laveur de l'opinion que l'oxygène et l'azote sont combinés. Quant aux chimistes qui croient à un simple mélange , les uns , considérant que l'oxygène est plus pesant que Tazote , disent que sa proportion est moindre dans les hautes couches de l'atmosphère; les autres prétendent que la tendance à la dlFFusion des gaz établît partout le même rapport entre l'oxygène et Tazote (21 et 79). Un des membres de l'Académie des sciences, M. Babinet(l), établissant des calculs sur la pesanteur différente de Toxygène et de raote, donne les chiffres suivants :

A la surface de la terre. . . 21 cent. d*oxygène.

A 2,000 mètres 20,46

A fi^OOO métrés 19,42

A 10,000 mètres 18,42

Quoique M. Daltou (2) ait publié fles résultats d'expériences qui semblent démontrer que l'oiyigtae diminue à mesure qu'on s*élève dans l'atmosphère, on ol^ecte que l'air pris à 7,000 mètres environ par M. Gay-Lussacdans son ascension aérostatique, que Tair analysé par M. Boussingault sur plusieurs points élevés

(1) Dumas et Bouttingault, Comptes rmidus des séances de l'académie des eeêences, t. XII, p. 1006.

(3) Memoirs of the Uierary and phUos. Soc. of Manchester, 2^ ler., vol. 11 , p. 15.

AtrikkrWH M L'AIR 9AP LA MEgHRATION. 331

de TAmérique, que Htir analTSé ao sommet du Panlhorn par M. la professeur Brunner, de Berne , ne différaient pas , quant à la proportion de Toxygène et de l'azote , de Tair pris à Parts.

Quant à des différences qui résulteraient d'une autre came que rélévation des couches d'air analysées , des expériences plus récentes tendent aies foire admettre. M. Lewjr, chargé par l'Académie d'analyser Pair sur la mer du Nord , a obtenu sur la mer de Copenhague 32,6 d'oxygène pour,100,et 33 à Gopenhague(l). La répétition de ces analyses lui a fait constater des différences beaueonp plus nombreuses sur mer que sur terre. D'une autre part, M. Doyëre, employant un nouveau procédé d'analyse, dit ayoir constaté , à de courts intervalles , dans de 1 air pris au même lieu, des différences telles que l'oxygène a pu varier entre 30,fi0 et 31,50 pour 100 (2).

3^ La troisième question, qui a préoccupé de Laplace et M. Thénard , ne pourra peut-être recevoir de solution positive que dans quelques siècles. Les espèces vivantes, les bouches des volcans, les grands phénomènes de décomposition que les affinités chimiques entretiennent à la surface de la terre , produiront-ils, à la longue, des modiflcations profondes dans l'atmosphère; ou bien cette admirable harmonie que Pricstley a signalée dans la respiration des animaux et des plantes, lesquels purifient sans cesse l'air les uns pour les autres, entretiendra-t-elledans les gaz de cette atmosphère la proportion que nous y observons aujourdliui? Je répète qu'il n'appartiendra qu'à l'avenir de donner la réponse à cette question. NfM. Dumas et Boussingault ont repris, en 1841 (3), l'analyse de Talr; les chiffres qu'ils ont obtenus diffèrent à peine de ceux qui, depuis une trentaine d'années, avaient été considérés comme la formule de la composition de l'air. Voici cas chiffres: 30^1 pour l'oxygène, et 79,19 pour l'azote; ou, en poids , 33,01 d'oxygène pour 7G,99 d'azote. Cette petite difVé* rence s'explique moins par des changements qui seraient sur-

(1) Gaz. méd., 1843, p. 517.

(2) Gaz. méd., 1848, p. 14.

(3) Gaz. méd., 1841 , p. 401 et suiv.

332 DE L.% n£8I*JRATI0N.

venus dans Tatmosphère, depuis les analyses de Berzelius et de Dulongp, que par le soin extrême que les expérimentateurs ont pris de rectifier les données de leurs prédécesseurs, relativement aux densités de Toxygëne et de Tazote. Les analyses faites pendant un temps sec ou pendant un temps très-pluvieux n'ont pas donné de différences sensibles. MM. Dumas et Boussingault ont terminé leur travail par une intéressante considération. Ils disent : a Supposons, avecB. PreVost(l),qoe chaque homme consomme un kilogramme d'oxygène par jour, qu'il y ait mille millions d'hommes sur la terre, et que, par le fait de la respiration des animaux, ou par la putréfaction des matières organiques, cette consommation attribuée aux hommes soit quadruplée ; supposons , de plus, que Toxygène dégagé par les plantes vienne compenser seulement Teffet des causes d'absorption d'oxygène oubliées dans cette estimation : ce sera mettre bien haut, à coup sûr, les chances d'altération de Tair.

« Eh bien , dans cette hypothèse exagérée , au bout d'un siècle , tout le genre humain, et trois fois son équivalent, n'auront absorbé qu'uue quantité d'oxygène égale au poids de 15 ou 16 cubes de cuivre d'un kilomètre de côté, tandis que l'air en renferme près de 134,000. Ainsi prétendre qu'en y employant tous leurs efforts, les animaux qui peuplent la surface de la terre pourraient, en un siècle , souiller l'air qu'ils respirent au point de lui ôter la huit millième partie de l'oxygène que la nature y a déposé, c'est faire une supposition infiniment supérieure à la réalité. »

Quant aux variations de Tacide carbonique , elles sont aujourd'hui insignifiantes pour la respiration des animaux. De Saussure (2) a indiqué des variations diurnes, d'où résulterait qu'il y en a plus en été qu'en hiver, et plus la nuit que le jour. MM. Boussingault et Lewy (3), ayant expérimenté simultanément.

(1) Bibliothèque univenéllê de Genève (iciencos et arts) , 1. 11; p. 194.

(2) annales de physique et de diimie, t U, p. 199.

(3) Comptes rendus des séances de VAcadénùe des sciences, t. XVllI, p. 473.

ALTÉBATION M L'AIR PAR LA RESPIBATIOIV. 333

TunàParis, Taotre à Andilly, ont trouvé que, pour 100 parties d'acide carbonique à Paris , il n'y en avait que 94 à Andjiiy.

Jto la qiuaiitiië d'air mise en clrculailaii pendant

la respiration*

Nous allons essayer de déterminer quelle quantité d'air est admise dans le poumon à chaque inspiration , et quelle quantité en est expulsée.

A ces deux problèmes, il en faut ajouter un troisième , c'est celui de la détermination de la quantité d'air que le poumon retient après l'aspiration. Vous savez déjà qu'il ne peut se vider complètement.

Au premier abord , il parait à peu près impossible de déterminer quelle est la quantité d'air introduite à chaque inspiration, et quelle est la quantité expirée. En effet, deux hommes d'inégale stature n'attireront pas dans leur poitrine le même volume d'air ; l'homme diffère de la femme à cet égard ; et pour un même individu il y a , dit-on, des différences très-grandes dans l'ampleur des inspirations à un temps ou à un autre. Le peu d'accord qui règne entre les expérimentateurs tendrait encore à dégoûter de cette recherche, les uns, comme Abilgard(l), réduisant à 3 ou à 6 pouces cubes la quantité d'air introduite et rejetée; les autres élevant le chiffre progressivement, jusqu'à 30 pouces, avec Dalton (2) , ou même jusqu'à 42 avec Bostock(3) ou Menziès (4). Il ne faut pourtant pas. Messieurs, s'exagérer les difficultés de cette étude, fort attrayante d'ailleurs; vous verrez que les variations dans l'ampleur des mouvements du diaphragme et de la poitrine ne sont pas aussi grandes qu'on le suppose, et que, pendant la respiration calme, chaque individu introduit à

(1) Scberer's, Mlgemeines Journal fur Chemie, B. IV, p. 430.

(2) Memoirs of Ihe lUerary and philosophie. Soc. of Manchesler, 2* ter., TOI. Il, p. 15.

(3) On respiration , In- 8® ; Lirerpoo) , 1 804. ^

(4) Teni. inaog de respiralione; Ediiib.» 1790.

334 PB LA RX8PIRATIM.

peu près le mime Yolume d'air dans des temps successif^ et

égaax.

Le meilleur travail sur ce sujet me parait être celui d'Herbst,

de GœttiDgue (t). Je vais essayer d'en interpréter les résultats. ' 11 a foit usage du pneumooomètrc de Kentische. Une cloche de verre, graduée, de la capacité de 367 pouces cubes, est ouverte à Tune de ses extrémités, est munie à l'autre, c'est-à-dire à son sommet, d'un robinet destiné à ouvrir et fermer la cloche. Un tube de verre recourbé s'adapte à ce robinet ; il sert soit à aspirer Tair contenu dans la cloche, soit à pousser dans la cloche [air de l'expiration. Pour la première opération, la cloche repose sur un vase à larges bords, contenant de l'eau ; l'aspiration fait monter celle-ci dans la cloche, à une hauteur qui indique la quantité d'air introduite dans le poumon. Pour la deuxième opération , on a , au préalable , fait monter l'eau dans la cloche ; l'air expiré repousse le liquide , et l'on voit de combien sa colonne a diminué de hauteur.

Mais il est un autre élément sans lequel on comprendrait difficilement les différences extrêmes qui peuvent exister entre la respiration calme et les inspirations et expûrations exagérées; cet élément , c'est la connaissance de la quantité d'air qui reste dans le ponmon après l'expiration ordinaire. Pour l'apprécier, on ne peut opérer que sur le cadavre, et encore est-il nécessaire que le poumon soit très-sain. On fixe un robinet à la trachéeartère et on le ferme, avant d'ouvrir la poitrine; cela fait, on enlève les poumons sans les blesser, on adapte le robinet au tube de la cloche pleine d'eau, on ouvre le robiaet ; le poumon revenant sur lui-même pousse dans la cloche la plus grande partie de l'air qu'il contient (2).

(1) Capacité du poumon dans l'état de santé et de matadie ( Jrch. far Jnat- und Physiol., 1828, et Arch, gén. de inéd., t. XXI, p 412).

(2) Deux autres mélbodet tont rapportées dans Meckel (Manuel d'ana^ lom/tf, traduction flrançaiie, 1. 111, p. 524).

1° Après avoir lié le ventre pour fixer le diaphragme , on ouvre la poitrine

"« et on la remplit d'eau, qui comprime le poumon et expulse Tair qu'il contient

tncore. Le volume d'eau admis représente le volume d'air que le poumon con-

ALTÉRATION Mi L'AIB PAR LA RESPIRATION. 336

Ceci posé, il faut étudier ce qui a lieu dans la respiration calme , et ce qu'où est capable de produire dans des respirations eiagérées.

Dans la respiration calme, un homme adulte, bien portant, et de taille ordinaire , aspire et expire alternativement de SO à 25 pouces cubes d'air (je laisse décote, pour le moment, la petite quantité d'air qui dteparait par la respiration) ; si c'est un homme de petite stature, il n'y aura que de 16 à 18 pouces cubes mis en circulation.

Les choses sont bien différentes dans des mouvements exa* gérés. Herbst fit Aiire des expiratioos forcées à onze jeunes gens; lé minimum de Tair expiré fut de 90 pouces cubes, le maximum de 240 pouces. Six autres individus furent soumis à la même expérience, Tun d'eux ne rendit que 120 pouces d'air, un autre en expira 2^0 pouces. Tels furent les chiffres minima et maxima.

Vous voyez. Messieurs, un fait que vraisemblablement vous n'aviez pas prévu. Après une expiration ordinaire , et lorsque nous nous disposons à attirer de nouveau de Tair dans nos poumons , Qous pourrions , au lieu de faire cette inspiration ^ expulser encore une énorme quantité d'air.

Essayons de formuler ces différences de manière à les fixer dans la mémoire. Soit un homme adulte , à poitrine bien développée: si sa respiration est calme , sa poitrine contiendra, après l'expiration, 175 pouces cubes dair environ; il attirera par l'inspiration 25 pouces cubes , il les rendra par l'expiration , et il continuera ainsi, ayant alternativement dans la poitrine 175 et 200 pouces cubes d'air.

Soit maintenant le même individu , exécutant des mouvements

tient encore. . . 11 me parait difficile que le diaphragme ne cède pat quelque peu.

7f* On ouvre la poitrine, on reçoit Tair qui n'écluppe dans une veisie adaptée à la trachée, poison plonge dana l'eau le poumon , dont on oonnalt la pcainteur spécifique et la pesanteur absolue ; on pèse to quaiiUté de liquide qu'U déplace, et on détermine sur ces données la quantité cubique d'air qu'il avait

Dfi LA AEJimiATlOBr.

exagérés de la repiration; il pourra pousser rînspiration au point que sa poitrine contienne 260 pouces cubes, au lieu de 200, et il pourra exagérer Texpiration au point que 80 pouces cubes seulement restent renfermés dans les poumons. On pourrait, d'après cela, dresser le tableau suivant :

Respiration modérée. . .

Respiration exagérée . .

Quantité d'air

Quotité d*air

eoDteooe dana

mite eo

la poitrine

cir«alatioo.

aprèa

l*in«piration.

pour» cabM.

povrcs calKs.

Quantité d'air

reatant dana

la poitrine

après respiration.

poocfarulMt.

ni

J'ai eu égard à un grand nombre d'expériences avant de poser ces cbifFres. Ils expriment sinon la moyenne , au moins des nombres intermédiaires à ceux qui ont été proposés par un grand nombre de physiologistes ou de physiciens. Par exemple , j'admets qu'après la plus forte expiration il reste 80 pouces cubes d'air dans ta poitrine d'un homme bien constitué ; eh bien ! Menziès(l), Goodwin(2), Bostock(3), prétendent qu'il en reste 109, tandis que Davy (4) et Herbst (6) disent qu'il n'en reste que 41 pouces cubes. Certes, il y a plus de 41 pouces d'air dans ia poitrine d'un adulte, et j'ai cru devoir même poser mon chiffre plus près de 109 que de 41.

Vous voyez , d'après ce tableau, que dans la respiration calme, la poitrine ne contient jamais tout ce qu'elle peut contenir, et qu'elle ne se vide jamais non plus de tout ce qu'elle peut expulser.

(1) 7\mt. inaiig, de respirationei Ediiib., 1790.

(2) De la connexion de la vie avec la respiration, p. 26«

(3) On respiration: Livé*pool , 1304.

(4) Researches chemical and philosophical ; London, 1800^

(5) Archives générales de médecine, t. XXI, p. 412.

ALTÉRATIOBf DS L'AIR PAR LA RESPIIIATIOIV. 337

Yods voyez aussi , que depuis la respiration calme jusqu'à la Inspiration exa^rée, la quantité d*air en circulation peut varier de 30 à 170 pouces cubes. Ces degrés peuvent se trouver en rapport avec différents états de l'économie, l'essoufflement, reffbrt , la phonation , le chant , les grands exercices , qui , en accélérant la circulation , soumettent nne plus grande quantité de sang à Thématose , etc. Enfin , Messieurs , vous ne méconnaîtrez pas Futilité de cette portion d*air qui reste dans la poifrine après Pexpiration ; la circulation allant comme un torrent dans cet organe , il était bon qu'il y eût toujours de Fair en réserve pour vivifier le sang qai passe.

11 est impossible de continuer pendant un certain temps les mouvements exagérés d'inspiration et d'expiration ; il fiiut défjà un certain effort pour admettre et rejeter un certain nombre de fois 40 pouces cubes d'air.

Dans Finspiration calme, on observe de temps à autre une inspiration et une expiration plus grandes que celles qui les précédent et que celles qui les suivent immédiatement.

Plusieurs circonstances peuvent modifier la quantité d'air inspirée et la capacité du poumon; elles ont été parfaitement étudiées par flerbst.

I3n vêtement serré entrave la dilatation de la poitrine. Un homme , qui habillé n'aspirait que 130 pouces cubes d'air, en introduisit 190 pouces étant nu.

La capacité du poumon est moindre chez les personnes re* plètes , alors même qu'elles sont robustes.

Un homme d'une grande stature peut inspirer 2i0 pouces cubes et expirer 244 pouces cubes.

La capacité des poumons est proportionnellement moindre chez les femmes et chez les enfants.

Elle est moindre aus >i dans l'état de maladie des viscères de la poitrine.

Enfin elle est proportionnellement moindre chez Fhomme que chez les quadrupèdes.

M LA MSnUTIOIV.

I^ véÊmmÊ0 4e Vmàr esplré est HMladre «ue eelni

dto ruir lMvivé#

Dans on mémoire lu à rinsUtut^ le 14 janvier 181t (1), M. Magendie s'eiqurime ainsi : tDea expériences nombreuses me .permettent ^affirmer que lé volume cTes deux airs est absolument semblable. 1 11 a d& reconnaître depuis qu'il s'était trompé. D'autres expérimentateurs, tels que Mayow, Haies, Robert Boyle, avaient reconnu qu'il y avait un déficit dans l'air expiré , et ils avaient même exagéré la difFérence , parce qu'ils recevaient Tair de l'expiration sous Teau , qui dissolvait une certaine projportion d'acide carbonique. La perte , suivant ces expérimentateurs, s'élevait de 0,063 à 0,071.

Il me parait impossible , et je pense qu'il serait tout à fiiit oi- .seux, d'essayer de déterminer la perte pour une seule respiration , car la quantité absolue d'air qu'on fait disparaître varie suivant que les deux mouvements ont été plus ou moins amples. Ainsi je vois Davy (2), après une petite inspiration de 23 pouces cubes d'air, ne faire perdre à l'air que 3 dixièmes de pouce cube ; puis, après une inspiration de 100 pouces cubes , le déficit dans l'air expiré s'élève à 1 ,3 pouce cube ; enfin , après une inspiration de 141 pouces cubes, il fit perdre à l'air que la poitrine avait reçu 2 pouces cubes : cela constituerait V70 environ de l'air inspiré. Guviar (3) portait la somme à y^y

Gomme il nous est loisible de rendre en une seule fois , par une expiration forcée, plus d'air que nous ne venons d'en inspirer, je pense qu'il vaut mieux expérimenter sur une masse d'air déterminée, aux dépens de laquelle l'animal aurait respiré pendant un certain temps. On observe alors une perte très-senaiUe. M.Despretz(4},ayant fiût respirer pendant deux heures six

(1 ) Bibliothèque médicale , t. ttXU , p. 7.

(2) Researches ehemical and philosophicaJ; London, tSOO.

(3) Leçons d'anatomie comparée, t IV, p. 297.

(4) Annales de chimie et de physique, t. XXVl , p. 337.

M.TB]IATKMr*M VABI NUI tA MSmATfOlV. 980

jwnei lapim dans 49 litres d'air, oopstata qu'il y avait eu 1 liti^ de diminution. La perte peut être portée jusqu'à V249 quand l'animal respire le même air jusqu'à ce que l'aUération de l'air ne permette plus de le respirer plus louf^mps; telle est au moins la moyenne des expériences de Lavoisier, Goodwin , Davy , Allen et Pepys, et PfiifF(l).

(1) Annmtei de dUmie, t LV, p. f77.

tê

Sn l>% U HBSmiATIOIf.

QUAnE-TllIfiTltlE LE(ON.

DE lA RESPIBATIOR.

(Suite.)

ALTÉRATION DS l'AIR PAR LA RBSPIRATIOIVJ

(Solte.)

Btirëreneeii eliimiqwes entre l'air expiré et l*air

iiMipirë«

Messieurs,

L^air qai sort du poumou diffère de celui qui a été pris dans ralmosphère ,

V Parce qu'il contient moins d'oxygène;

2° Parce qu'il contient plus d'acide carbonique ;

3^ Par une proportion un peu plus considérable d'azote ( pour le plus grand nombre des cas au moins ) ;

4® Par sa température ;

6** Parce qu'il entraîne avec lui une vapeur chargée de matière animale, et éventuellement de principes volatils que les aliments ou les boissons ont introduits dans la circulation.

V De l'enlèvement de l'oxygène.

Cest là un phénomène capital dans la respiration ; Priestley (1) d'une part, et Scheele (2) de l'autre, qui les premiers Font fait connaître (car on ne se souvenait plus de Mayow), n'ont point eu de contradicteurs.

On peut se Faire une idée de V universalité de ce fait dans la