CHAPITRE VI
ACTION PHYSIOLOGIQUE DU GAZ ACIDE CARBONIQUE SUR LES ORGANES ET LES FONCTIONS DE LA RESPIRATION.
Les organes de la respiration sont ceux qui éprouvent le plus énergiquement et le plus promptement les effets de l'acide carbonique.
Si vous placez un oiseau ou un petit animal mammifère sous un bocal rempli de gaz carbonique, vous le verrez, après peu d'instants, tomber comme mort. — Si l'oiseau n'est pas resté pendant trop longtemps asphyxié, il reviendra à la vie au bout de quelques minutes d'exposition au grand air. En lui frottant le bec avec un peu d'ammoniaque, vous pourrez accélérer son retour à la vie.
Le gaz carbonique pur est irrespirable ; il irrite le larynx et détermine l'occlusion convulsive et involontaire de la glotte. Dès les premiers essais d'inspiration, des contractions douloureuses de ces organes empêchent l'introduction du gaz dans les voies aériennes. La respiration est momentanément suspendue ; le gaz ne peut donc parvenir
de cette manière dans les poumons. L'asphyxie a lieu promptement et présente des phénomènes analogues à ceux que produirait la suffocation déterminée par la strangulation ou par toute autre cause mécanique; c'est absolument de même que si l'individu était plongé dans l'eau, pendu, etc. Mais, si le gaz carbonique est mélangé aune proportion peu considérable d'air atmosphérique, alors le mélange peut très-bien être respiré.
L'air qui ne contiendrait même que 40 pour 100 de gaz carbonique est irrespirable.
Si Ton inspire de l'air riche en acide carbonique, mais cependant encore respirable, l'absorption de l'oxygène se ralentit; en même temps l'exhalation de l'acide carbonique diminue, tandis que celle de l'azote augmente un peu.
Quand la proportion d'acide carbonique est trop forte, la poitrine est très-fortement oppressée, il y a une toux suffocante et convulsive.
Dans une atmosphère contenant 5 à 6 pour 100 d'acide carbonique produit par les effets de la respiration ou de la combustion, la flamme d'une bougie s'éteint; la vie peut continuer, mais la respiration est pénible et les animaux à sang chaud sont déjà en proie à un malaise profond. (M. Leblanc.)
Les analyses d'atmosphères artificielles tendent à établir que la dose d'acide carbonique pur qu'un homme pourrait supporter/sans succomber immédiatement, estassez considérable, à en juger sur les effets observés sur les animaux.
La vie d'un chien peut se prolonger quelques inslants dans une atmosphère contenant 30 pour 100 d'acide carbonique et 70 pour 100 d'air ordinaire, le gaz renfermant encore 16 pour 100 d'oxygène.
L'air recueilli au moment où le chien allait expirer contenait 304,4 d'acide carbonique sur 1,000 d'air. [M. Leblanc.)
On a eu plusieurs fois l'occasion de reconnaître, dans les mines, que des ouvriers ont pu vivre dans une atmosphère où la combustion ne pouvait se soutenir; mais il y a un danger grave à séjourner dans un tel milieu.
Dans la mine de Poullaouen, les ouvriers travaillent dans des atmosphères qui contiennent 4 à 5 pour 100 d'acide carbonique et seulement 14 à 15 pour 100 d'oxygène; les lampes s'éteignent souvent dans cet air. (M. Leblanc.)
J'ai vu quelquefois, dit Graefe, § 148, mais rarement, des personnes qui ont pu respirer un mélange d'air atmosphérique et de gaz carbonique contenant 8 pour 100 de ce dernier, sans en éprouver quelque inconvénient, quoique ce mélange, suivant Braid (1), détermine souvent le délire, la fureur, le coma et la catalepsie.
Le gaz carbonique, lorsqu'il est étendu avec une grande quantité d'air, pénètre dans l'intérieur du poumon, et même jusque dans les cellules pulmonaires.
Mais, dans ce cas, le gaz n'agit pas seulement sur le poumon, son action se fait sentir avec une grande rapidité sur le système nerveux,
Séguin (2) a essayé de respirer le gaz carbonique mélangé à l'air atmosphérique dans des proportions variées : « 1/13 de ce gaz, mêlé à l'air, produit peu d'effet; avec 1/10 ce mélange picote les poumons et cause un resserre-
(1) Braid in Christison, page 836.
(2) Mémoire lu en 1792, à l'Académie des sciences, Annales de chimie, LXXXIX, xxxix, p. 251.
ment de la poitrine; 1/5 ou 1/4 détermine l'asphyxie, » lui-même a subi cet accident, et alors on observa que son pouls s'était élevé de 73 à 137 pulsations, et qu'il retomba à 98 quand il fut exposé à l'air libre.
L'audacieux et infortuné Pilatre de Rozier avait aussi tenté une expérience à peu près semblable ; il se fit descendre, par des cordes attachées à ses épaules, dans une atmosphère d'acide carbonique exhalé par la fermentation de la bière; bientôt un picotement le force à fermer les yeux; il éprouve des vertiges, des bourdonnements d'oreilles; un étouffement et une suffocation violents; son visage devient bleu, pourpre, etc.
Attumonelli(l), qui a essayé à respirer, pendant quelques secondes, les vapeurs qui s'exhalent du sol chaud de la grotte du Chien, et qui le reconnut à la hauteur de 7 à 8 pouces seulement, dit avoir ressenti la plus violente irritation :
« Les larmes, dit-il, coulaient abondamment de mes yeux, et une chaleur mordicante se faisait sentir au visage, même lorsque je tenais la tête dans la vapeur sans respirer. » Il a vu que le chien, plongé dans cette mofette, éprouve d'abord seulement une sorte de resserrement du poumon; la respiration devient ensuite gênée; le sang se porte à la tête, les yeux sont chargés et à demi ouverts, l'abdomen très-tendu; enfin, après six ou sept minutes, il reste immobile et roide; mais, quoique mort en apparence, il peut, si Ton ne le laisse pas trop longtemps dans le gaz, être rappelé à la vie. Il a conclu de ces observations que le gaz acide carbonique n'agit pas seulement
(1) Mémoire sur les eaux minérales deNaples, Paris, 1804, in-8°.
d'une manière négative, mais en irritant fortement le cerveau et les nerfs.
Dans l'échelle zoologique, les oiseaux sont le plus rapidement asphyxiés par le gaz carbonique, parce que leurs organes respiratoires ont proportionnellement un développement beaucoup plus considérable que ceux des mammifères et des autres animaux.
Nous avons remarqué, à Neyrac (Ardèche), un grand nombre de petits oiseaux qui tombaient asphyxiés, en passant au-dessus de l'ouverture d'un puits peu profond duquel se dégage spontanément du gaz carbonique.
Les mammifères résistent à l'action du gaz carbonique trois fois plus longtemps que les oiseaux; les sauriens, les batraciens et les mollusques surtout y vivent pendant plusieurs heures.
Enfin les insectes résistent pendant un temps considérable. Nous avons vu souvent vivre, pendant plusieurs jours, des larves de teignes du blé, linea granella, sous une couche de plusieurs décimètres d'épaisseur d'un mélange de gaz carbonique et d'air atmosphérique dans lequel la bougie s'éteignait instantanément (1).
L'acide carbonique exerce son action non-seulement sur l'homme et les mammifères, mais aussi sur les poissons, qui meurent rapidement dans de l'eau qui contient les trois quarts de son volume d'acide carbonique. Les grenouilles ne peuvent supporter ce mélange plus de dix à douze minutes (2).
D'après les expériences de Humboldt et Provençal, des poissons dorés vécurent une heure et quarante minutes
(1) M. Herpin, Mémoire sur la destruction de Valucile.
(2) Orfila, Toxicologie, tome I.
dans de l'eau bouillie; peu de minutes suffirent pour causer la mort de ces animaux dans de l'eau chargée d'acide carbonique el dans le gaz acide carbonique, tandis qu'ils ne moururent qu'au bout de cinq heures dans les gaz azote et hydrogène, où leurs opercules se ferment.
Biot a vu des blaps et des ténébrions vivre, pendant huit jours, sous une cloche où l'air était raréfié et n'avait qu'une tension de 1 à 2 millimètres. Schrœder van der Kolk s'est assuré que les larves de taons vivent longtemps dans le gaz irrespirable. Les larves de quelques insectes vivent dans des matières végétales et animales en putréfaction, et paraissent avoir peu besoin de gaz oxygène libre, quoiqu'on ne connaisse aucun insecte qui ne possède pas un système de trachées, et qui, par conséquent, ne contienne de l'air dans son corps. Berzélius a vu des larves vivre dans des sources qui contenaient de l'oxyde ferreux et un peu de gaz sulfite hydrique. Les sangsues paraissent vivre longtemps sans que l'eau se renouvelle. Suivant Tiedmann, les holothuries meurent en un jour dans l'eau de mer qu'on ne change pas. Les entozoairss semblent, d'après leur séjour dans des êtres vivants, n'avoir pas besoin de respiration, et en général celle-ci ne paraît pas être essentiellement nécessaire à la vie des animaux les plus inférieurs (1).
Il résulte de diverses expériences faites dans la grotte de Pyrmont, ou dans la grotte du Chien, près de Naples, que la mort survient, terme moyen, chez les poules après une minute ;
Chez les chiens el les chats, après deux ou trois minutes ; chez les lézards, les serpents, les grenouilles, après six à
(1) Muller, Physiologie.
douze minutes seulement, quelquefois même plus tard encore.
Des limaces de jardin, qui, après un séjour de dix-huit heures dans la grotte, étaient dans un état de mort apparente, ont recouvré la vie en les exposant à l'air.
Enfin des larves d'alucite, teigne de blés, des vers de farine, après être restés pendant huit jours dans le gaz, étaient encore vivants.
M. Pasteur a communiqué à l'Académie des sciences une observation très-curieuse d'infusoires qui vivent trèsbien dans l'acide carbonique, et qui, au contraire de la plupart des autres êtres organiques, périssent au contact de Pair atmosphérique.
« Dans la fermentation appelée lactique, il se forme, entre autres corps, de l'acide butyrique ; et le ferment butyrique n'est autre qu'un animalcule infusoire en forme de baguettes cylindriques composées de trois ou quatre articles ayant chacun de 0 millim. 002 à 0 millim. 02. On peut semer ces infusoires comme on sèmerait de la levure de bière; ils se multiplient si le milieu est approprié à leur nourriture.
« L'existence d'infusoires possédant le caractère des ferments est déjà un fait qui semble bien digne d'attention; mais une particularité singulière qui l'accompagne, c'est que ces animalcules infusoires vivent et se multiplient à l'infini sans qu'il soit nécessaire de leur fournir la plus petite quantité d'air ou d'oxygène libre.
« Non-seulement ces infusoires vivent sans air, mais l'air les tue. Que l'on fasse passer dans la liqueur où ils se multiplient un courant d'acide carbonique pur pendant un temps quelconque, leur vie et leur reproduction n'en sont aucunement affectées. Si, au contraire, dans des
SUR LA RESPIRATION. 153 conditions exactement pareilles, on substitue au courant d'acide carbonique un courant d'air atmosphérique pendant une ou deux heures seulement, tous périssent, et la fermentation butyrique liée à leur existence est aussitôt arrêtée.
« Nous arrivons donc à cette double proposition :
« 1° Le ferment butyrique est un infusoire; « 2° Cet infusoire vit sans gaz oxygène libre.
« C'est le premier exemple connu de ferments animaux, et aussi d'animaux variant sans gaz oxygène libre (1). »
Dans les expériences faites sur des animaux dans les grottes de Pyrmont et de Naples, par Andrewski, Steinmetz, Graefe, on a remarqué généralement sur les cadavres de tous les animaux asphyxiés que les yeux sont brillants, les pupilles très-dilatées, quelquefois si fortement que l'on ne peut plus apercevoir que le bord de l'iris. La langue ainsi que la muqueuse de la bouche ont une teinte violacée; la glotte n'est jamais fermée, pas même lorsqu'on l'examine aussitôt après la mort. Les parois du pharynx et de la trachée-artère sont quelquefois légèrement rouges, mais souvent elles ne le sont pas du tout. Le plus ordinairement les poumons sont déprimés et ne remplissent pas la cavité de la poitrine : leur teinte diffère rarement de celle qu'ils ont à l'état normal ; cependant elle est quelquefois d'une couleur rouge cramoisi.
Presque toujours le cœur ne contient qu'une petite quantité de sang qui est partagée à peu près également dans les deux ventricules. Les membranes du cerveau
x (1) Comptes rendus de V Académie des sciences, année 1861, tome 52, page 345 .
sont toujours un peu rougies ; le système vasculaire du tissu cérébral était rarement engorgé de sang. Sur le canal intestinal on trouve souvent des taches rouges et parfois sugillées. Le tissu des reins de presque tous les animaux asphyxiés par le gaz contient beaucoup de sang; la vessie est souvent encore pleine d'urine, malgré que d'abondantes excrétions ont eu lieu. Enfin les fibres musculaires sont ordinairement d'un rouge très-foncé.
Suivant Orfila, les cadavres des individus morts asphyxiés parle gaz carbonique ou par le gaz oxyde de carbone conservent proportionnellement leur chaleur animale plus longtemps; le corps est, en général, un peu gonflé, et il présente, en plusieurs endroits, des taches bleues; le visage est toujours enflé; le teint ordinairement rouge, mais cependant quelquefois il est pâle. Les yeux sont brillants; la langue est tuméfiée, la luette a une couleur foncée; le tissu des poumons est comme gonflé; les veines du cerveau et des poumons sont engorgées par un sang noir liquide, mais les artères sont vides.
Le degré de susceptibilité, ou d'impressionnabilité par le gaz carbonique, varie beaucoup suivant les individus.
Il est arrivé souvent que plusieurs personnes étant descendues dans des puits contenant du gaz carbonique, les unes ont éprouvé presque instantanément des symptômes d'asphyxie, tandis que d'autres ont pu respirer pendant quelque temps ce mélange méphitique, y résister et porter du secours à leurs compagnes.
Quoique nous ne connaissons pas la cause des diverses idiosyncrasies, il paraît que la susceptibilité ou l'aptitude à recevoir l'impression du gaz carbonique est plus grande dans le jeune âge, chez les personnes qui ont le système
nerveux plus sensible, dont les poumons ont une plus grande capacité.
Il est reconnu que le gaz carbonique agit plus énergiquement sur les enfants /sur les femmes, et généralement sur les personnes très-sensibles, que sur des hommes adultes ou des sujets torpides.
Le degré d'impressionnabilité qui est propre à diverses espèces d'animaux constate ce fait que ceux qui sont doués d'un système nerveux plus parfait et des organes respiratoires les plus développés sont aussi ceux qui ressentent le plus fortement les effets du gaz.
Pour une même espèce d'animaux, la force et la grandeur de l'individu ont une influence notable sur la résistance qu'il peut opposer à l'action mortifère du gaz.— Les petits chiens, toutes proportions gardées, meurent plus vile que les gros, et ceux qui sont déjà affaiblis par les expériences que Ton a faites sur eux meurent beaucoup plus tôt que ceux qui sont bien portants.
