II. L

La physiologie est la science des phénom^tes qui se passent n'gulièreiiienl dans les coii)s doués de vie, les plantes étales animaux. Ces phénomènes particuliers aux corps vivants, et dont Tenscmble constitue la vie, peuvent être ramenés à trois actes principaux : \^ celui de leur constitution; 2° celui des forces qui agissent en eux ; 3** celui de leur forme. On cherchait autrefois' la cause de ces phénomènes particuliers dans des propriétés héréditaires appartenant aux organismes seuls et dont Tensemble était désigné sou^ le nom de f force vitale. » Mais on a abandonné cette manière de voir peu précise depuis qu'une étude plus approfondie des phénomènes vitaux a fait reconnaître en eux les mêmes lois fondamon** taies que dans la nature inorganique. Suftout, depuis qut le grand et nouveau principe des sciences physiques , la loi de transformation des forces, appliquée aux sciences de la vie, a montré la dépendance réciproque qui existe dans les organismes entre les échanges ëde la matière et les rapports des forces. Ces faits permettent d'admettre que les corï)s doués de vie , de môme que ceux qui ne le sont pas, obéissent aux mômes forces Régies pit les mômes lois , et "que les phénomènes jusqu'ici incompris, les phénomènes morpholbgiques, par exemple, seront un jour ramenés à des principes connus. Cette idée nouvelle, T>utre sa vraisemblance, a l'énorme mértte d'avoir

ouvert la voie aux reclierches exactes dajis l'étude des sciences organiques. C*est elle qui servira de hase à notre expt)sition de Torganisme humain, hien qu'elle ne soil pas entièrement démontrée.

Le corps de l'homme, ainsi que le corps de tout animal, est un organisme dont les parties constitutives mettent, par leur oxydation, des forces en liherté, c'est-à-dire transforment des forces de tension en forces vives. Ces dernières apparaissent connue le produit ou le travail du corp^ (i ) .

Des forces de tension existent dans l'organisme par cela même (|u'il contient à côté les unes des autres, et connue un ap[)rovisionnement constant, des matières qui tendent à entrer en comhinaison : d'une part, rox\'géne ou l'agent d'oxydation, d'autre part, le matériel oxydable du corps. Dès que par combinaison, c'est-à-dire par oxydation, ces forces de tensioa deviennent libres, il se produit des mouvements sous les différentes formes soit de travail mécanique (mouvemenl de^ masses), soit de chaleur ( mouvement moléculaire), etc., et ces mouvements sont appelés travaux de l'organisme. On doit regarder comme un travail dans ce sens, comme un travail mécanique, les changements^qui s'opèrent dans la configuration des éléments, tels ) que la croissance, la scission, etc.

La mite en liberté de forces par l'oxydation (ce dont la combustion ordinaire nous fournit l'exemple le plus connu) peut s'expliquer de la manière suivante d'après les idées qui ont cours aujourd'hui : Deux molécules qui tendent à se combiner, \uie molécule de carbone, par . exemple, ^ une molécule dioxjgène, représentent tant que leur union est empêchée par quelque circonstance, une certaine quantité de force de tension. Le mouvement des molécules, la force vive ne peuvents^ produire que si l'obstacle est éliminé. S'il vient à être éliminé, l'union se fait, c'est-à-dire que le premier phénomène qui accompagne la mise en liberté de la force de tension, est une rencontre des

(1) Ces deux expressions, forces vives ;lebendifîe| kriifle) et forces de tension (spann-kriute^ ont Hé introduites dans la science parllelrahollz. EUesont l'avantage d'exprimer parfaitement l'état moléculaire de corps en présence, selon que les moléculet sont maintenues séparées (force de tension) ou 4irelles viennent à s'unir (force vive). E.O.

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doux molécules. D'après la loi de transformation des forces, il est impossible qu'une force devenue libre disparaisse sans laisser de trace; elle doit continuer à agir sous une forme quelconque, tant que par la séparation des deux molécules unies, elle n'a pas été transfoUnée de nouveau en force de tension. La forme de ce mouvement peut varier â rinflni. On est porté à se représenter tous les mouvements moléculaires comme des vibrations des molécules (et des atomes d'étber qui les entourent); les différentes formes de ces mouvements constituent la cbaleur, la lumière, l'électricité, etc. Si au mouvement moléculaire se joint un chanfement de lieu dépassant Te^ce que peut occuper la molécule, on l'appelle mouvement de masse ou travail mécanique.

On peut envisager comme cause de la mise en liberté des forces, non-seulement l'oxydation mais encore toute autre espèce d'union nudéculaire, que ce soit une combinaison de molécules jusqu'albi*s séparées, un rapprocliement plus étroit entre des molécules faiblement unies, connue, par exemple, la formation des bydrates, des sels, etc., ou bien l'entrée dans une combinaison cbimique stable d'une foule de gaz de peu d'affinité réciproque. De tous ces pbénoniénes, nous ne mentionnons que celui de l'oxydation, parce q\\'\ï est le seul démontré dans l'organisme.

Les intensités des forces mises en liberté dans le corps et par consécpient les yramleurs de tout travail organique dépendent Uniquement du développement que prennent les phénomènes d'oxydation ainsi que des forces de tension représentées par les matières oxydables. Produit-on, par exemple par la combustion de i gramme de sucre de raisin, une première fois de la cbaleur, uneautre fois du travail mécanique, ces deux produits sont d'abord complètement équivalents entre eux et de plus leur grandeur est déterminée par la force de ten- Hioit dcmnée par 1 granmie de sucre de raisin en vertu de sa faculté d'oxydation. (Cette force, dans ce cas, doit être calculée sur le poids total, parce que la combustion est complète.)

L'é(|uivalcnce de deux produits de forme différente, chaleur et travail mécanique, par exemple, consiste en ce que une quantité 4u premier [HMil-élre transformée en une quantité déterminée du second et réciproquement.-'Ainsi la quantité de chaleur désignée sou» le nom de calorie^ ou unité de chaleur, se transforme en un travail méCâ-*

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nique de 430 grammètres, et inversement, un grainmètre de travail mécanique se transforme par frottement en 1/450 de calorie (i).

Les diverses formes que revôt le travail de l'organisme dépendent de conditions dont Tessence, ici comme dans toutes les sciences naturelles, nous est encore complètement inconnue. On sait seulement que certaines d'entre elles sont liées à certains appareils de l'organisme désignés sous le nom (Vorganes, différant les uns des autres aussi 'bien par leur composition chimique que par leur structure particulière. On sait de plus que quelques-unes de ces formes de travail, la formation delà chaleur, par exemple,-8e présentent plus souvent que d'autres ; enfm que dans un même organe, à différentes époques, on voit ces formes varier et que ces variations dépendent en partie du fonctionnement du système neiweux dont nous parlerons plus loin.

Aucun travail du corps ne s'effectue, d'après ce que nous avons dit, sans une perte d'oxygène et de matière oxydable. Or, comme la réduction des produits de l'oxydation (acide carbonique, eau, etc.) ne s'opère pas dans le corps lui-même, puisque ces produits en sont continuellement chassés, il est évident que la compensation de aUte perte incessante ne peut provenir que du dehoi's par l'absorption d'oxygène nouveau et de nouvelles matières oxydables. C'est ce qui a lieu en effet; l'organisme reçoit continuellement du dehors: 1* do Toxygène; S'* des substances qui se transforment en parties constitutives des corps susceptibles d'oxydation, c'est-à-dire des matières nutritives organiques.

Outre ses pariies oxydables, l'organisme en contient d'autres qui ne le sont point. L'importance de ces parties, qui constituent les matières nutritives inorganiques, n'est pas encore complètement éclaircie. Quelques-unes d'entre elles semblent n'avoir ([u'un rôle mécani-

(i) M. Ilcrmann prend ici le gramme pour unité; jMjur lui une calorie est la quantilô de chaleur nécessaire fwur élever de un depré cenlijrrade un tri*ainnie d'eau. Un prannnétrc est le travail mécanique nécessaire pour élever im ^n*ainnie à la hauteur d'un nièlr(\ En général, on prend pour unité le kilogramme, et dans presque tous 1rs ouvrages de physique on n<>uimt> calorie la chalour nécessaire pour élever d'un degré un kilograinmc d'eau et kilogi*amniètre le travail mécanique nécessaire p(»ur élever un gramme à la hauteur d'un mètre. \a} cliitVit! i.'iO est à peu près la moyeime des chilTres trouvés par l'expérience, car ipn'lqnes savants ont donné le chiffre 494 cl d autn»s 453. On comprend qu'il est diflicih' d'obtenir une évaluation luailiématiquement exacte. E. 0.

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que et servir d'agent de dissolution ; d'autres contribuent essentiellement à la formation de parties solides du corps. Les matières inorganiques sont, comme les autres, rejetées au dehoi*s en certaines quantités et dissolvent en partie les produits de l'oxydation qui d(»ivent être constamment remplacés par de nouvelles matières ena|lruntées au dehors.

La consistance matérielle de l'organisme est donc formée à chaque instant : 4° par' certaines quantités d'oxygène libre; 2" par des matières organiques oxydables et arrivées à différents degrés d'oxydation; 5"* par des matières inorganiques. Il ressort en même temps de ce que nous avons dit jusqu'ici que cet ensemble est soumis par l'absorption et l'excrétion à un échange continuel désigné sous le nom de circulation des matières de l'organisme.

 côté de cette circulation matérielle il s'opère dans le corps une suite régulière de changements dans les formes élémentaires (scission, croissance, etc.) qui amène peu à peu des changements do formes dans le corps tout entier. Les rapports immédiats entre les changements et la circulation des matières sont encore inconnus, bien que les forces nécessaires pour produire ces changements de forme soient comme toutes les autres un résultat de la circulation matérielle.

En opposition avec l'organisme animal, l'organisme végétal parait essentiellement consister dans un acte de réduction et par conséquent dans la transformation de forces vivantes en forces de tension. La plante absorbe des combinaisons oxygénées, principalement les produits de l'oxydation animale (acide carbonique, eau, sels ammoniacaux, ceux-ci résultant de certaines excrétions animales et de corps en décomposition), les réduit, en garde les radicaux (carbone, oxygène, azote, etc.) unis soit entre eux soit avec de l'oxygène, et abandonne à Tatmosphére la plus grande partie de l'oxygène devenu libre. La séparation des molécules exige, pour s'effectuer, des qunptités de forces vives égales aux forces de tension qui se trouvent en présence après cette séparation. On peut donc dire que par la réduction, les forces vives sont transformées en force de tension. Les forces vives, qui sont fournies à la plante par la chaleur de l'atmosphère, ser\ent à faire cette réduction, par le rayonnement solaire, par la lumière qu'elle absorbe ( rayons^ cbimiques), enfin par les

forces que les combinaisons qui s'effectuent en elle mettent en liberté. D'un autre côté, la force de tension en laquelle ces forces vivantes sont transformées est représentée par la mise en présence dans la plante de l'oxygène devenu libre et des combinaisons organiques oxydables qu'elle a déposées en elle. (On ne doit pas oublier qu'il se passe dans les végétaux des phénomènes analogues à ceux de la vie animale; quelques parties des plantes produisent de la chaleur et les changements de forme exigent en elles comme chez les animaux l'action de forces vives). Il en résulte cette conséquence des plus importantes ; c'est que le monde animal et le monde végétal se conditionnent réciproquement. La plante use la force vive et la transforme en force de tension, en réduisant; l'animal transforme la force de tension en force vive, en oxydant. La plante absorbe les produits de l'oxydation animale, €ô„ H,Ô, etc., l'animal absorbe les produits de réduction de la plante, d'un côté 0 et de l'autre les combinaisons organiques qui se forment en elle €, H, N, 0, etc. Ces dernières constituent avec les matières inorganiques la seule nourriture des animaux; car môme les carnivores ne s'assimilent en définitive que la nourriture des plantes transformée.

Les phénomènes d'oxydation, et par cela même le travail de l'organisme, sont soumis, du moins en grande partie, à l'influence régulatrice d'un appareil particulier, le système nerveux. Cette influence s'étend naturellement aussi bien sur la quantité des produits de l'oxydation que sur la grandeur des forces mises en liberté ou sur le travail organique. Il est vrai que suivant ce que nous considérons comme la fonction essentielle d'un organe, nous sommes habitués à mettre au premier rang tantôt Tune, tantôt l'autre de ces conséquences. Dans un muscle par exemple, nous regardons comme essentiel l'influence du nerf sur le mouvement, c'est-à-dire le travail, et nous négligeons l'influence simultanée de ce même nerf sur l'espèce et la quantité des produits oxydés. Dans une glande au contraire, ce qui nous paraît essentiel c'est l'influence du nerf sur les produits d'oxydation (les parties constitutives de la sécrétion), et nous laissons de côlé l'influence simultanée sur la formation de la chaleur, c'est-à-dire sur la production de force. — Envisagée mécaniquement (bien que son mécanisme nous soit complètement inconnu) cette influence s'annonce

comme une force de dégagement^ c'est-à-dire comme une force qui transforme une certaine somme de force de tension en force vive. Chacun sait qu'une force de dégagement imperceptible peut mettre en liberté de grandes quantités de force de tension , et il est très-vraisemblable queles forces de dégagement du système nerveux, mesurées, comme forces, n'ont qu'une valeur très-faible. Par la même raison il est probable que les phénomènes d'oxydation qui leur servent de base ainsi qu'à toute production de force organique n'ont qu'un cercle restreint. Une seconde influence déjà mentionnée du système nerveux et également inexpliquée sq rapporte à la forme du travail organique par lequel se manifestent les forces mises en liberté. Cette influence qualitative parait concorder étroitement avec l'influence quantitative.

Éclaircissons l'idée de dégagement et de la force de môme nom. One fonSi de dégagement est celle qui détruit l'obstacle qui empêchait une force de tension accumulée quelque part de se mettre en liberté. Une horloge montée, mais relentfe dans sa marche par une clavette ou un crochet, représente, par exemple, une certaine somme de tension; la pesanteur du poids ou l'élasticité du ressort ne peuvent produire leur effet sous forme de mouvement. Dès que l'obstacle est enlevé les forces de tension deviennent libres ou vives, le poids tombe, le ressort se rapproche de sa forme naturelle, l'horloge marche. La force qui retire le crochet, qui dégage l'horloge et met en liberté ses forces de tension se nomme force de dégagement. Sa grandeur n'a évidemment presque point de rapport avec celle de la force dégagée ; la force employée pour retirer le crochet qui retient une horloge tendue par un poids d'un kilogramme suffirait pour en dégager une autre tendue par un quintal. On peut encore citer comme exemples de dégagement : une étincelle qui enflamme mie masse de poudre et met ainsi en liberté d'énormes quantités de force. H est cependant des cas où la force de dégagement ne rend pas libre d'un seul coup, comme dans ces derniers exemples, toute la somme des forces de tension. Qu'une masse d'eau soit retenue par une écluse à porte rectangulaire, les quantités d'eau qui s'écouleront et les forces vives qu'elle re[frésentent seront entre elles comme les hauteurs auxquelles la porte aura été élevée ou comme les forces de dégagement nécessaires pour produire cette élévation. C'est dans cette dernière espèce, selon

toute apparence, que rentrent les faits de dégagement produits dans l'organisme.

En considérant de plus près le système nerveux on reconnaît que les différentes parties qui le constituent, produisent les unes sur les autres, les mêmes effets de dégagement que le système entier sur les organes de travail du corps (et nous nommons ainsi, pour les distinguer des organes nerveux, les organes dans lesquels des quantités de force assez importantes sont mises en liberté, tels que les muscles et les glandes où se produisent , d'une manière facilement appréciable, de la chaleur, du travail mécanique, etc.). Une partie du système nerveux— celui qu'on nomme conducteur — peut être envisagée comme une suite de particules possédant chacune des forces de tension et unies entre elles de telle sorte, que les forces mises en liberté dans Tune d'elles dégagent les forces de tension dans une autre. Dans ces conditions, l'influence d'une force de dégagement sur la première particule d*une semblable rangée produit une série et comme une chaîne de dégagements successifs sur toutes les autres, jusqu'à ce qu'enfin les forces devenues libres de la dernière particule, aillent dégager des forces dans un autre organe (un organe de travail, par exemple les muscles). Ces chaînes de dégagement se divisent en deux classes avec différents points de départ et d'arrivée. L'une part des organes des sens, c'est-à-dire de c^ux dans lesquels une influence extérieure (pression, chaleur, son, lumière) produit un dégagement, et se termine dans les organes appelés centres nerveux — elle se nomme centripète — l'autre part des centres nerveux et aboutit aux organes de travail — elle se nomme centrifuge.

On doit donc considérer les centres nerveux comme les points de départ et d'aboutissement de toutes les chaînes de dégagement. Quels sont dans le premier cas, les phénomènes qui donnent la première impulsion, et dans le second ceux qui apparaissent comme les résultats, dans les centres nerveux, des dégagements successifs de la chaîne centripète; sur cette question, il n'y a encore que des hypothèses dont nous parlerons à propos des organes centraux. Mentionnons seulement, qu'il est des cas , où le problème parait résolu d'une manière très-simple, ceux par exemple qui nous montrent une chaîne centripète, dégageant immédiatement dans un organe central une force centrifuge, de telle sorte qu'il n'y a en activité qu'une seule chaîne

et

I5TR0MCTI0!!. »

pariaot d'un or^iane des sens pour aboulir à un organe de IravaiK Mentionnons encore, pour ne rien omettre , que dans une (vartie des centres de l'organisme, certains phénomènes matèriets sont Ih>s d'une manière encore inexpliquée aux faits indéfinissaUes de rinipre^ sion et de la ptrceptkm. Ce sont, entre autres, ceux qui produisent une action de dégagement sur les chaînes centrifuges, et ceux qui n>sultent de la communication avec les centres nerveux des chaiues centripètes. Dans ces deux cas les activités cérébrales portent le m ^ de volonté et de sensation. On appelle âme Tensemble de toutes les activités cérébrales efliectuèes ou possibles dans Torganisnie.

La physiologie a pour tâche d*étudier les actions moléculaires do toute espèce produites dans Torganisme, et d'expliquer par elles tout le travail des organes. Gomme il est encore impossible de rameiuT ù un principe connu les phénomènes psychologiques, on ne peut, bien entendu, les traiter scientifiquement. La physiologie doit donc provisoirement se contenter de Fètude des organes auxquels ils sont liés. Quant au reste de sa lâche, dont la solution peut être reganlée comme possible, une faible partie seulement est complètement éclaircie.

11 est difficile de trouver une marche strictement logique pour Texposition des questions soulevées jusqu^ici. Notre connaissance dos rapports qui existent entre les phénomènes chimiques et les travaux de l'organisme est si faible qu'elle est presque épuisée par les considtV rations générales qui précédent. Il vaut donc mieux renoncer ù l'exposition de ces rapports, si étroit que soit le lien qui les unit, et traiter séparément de la circulation des matières et de rédunigo des forces (car c'est ainsi que nous désignons brièvement la transformation des forces de tension en forces vives). — Il est vrai qu'une difficulté nouvelle se présente encore ici. Les travaux de Torganisme, principalement les travaux mécaniques, résultats de l'échange des forces sont souvent et diversement employés à la direction des matières, de sorte qu'il faut déjà les connaître pour comprendre la circulation matérielle. Dans la première partie de cet ouvrage, qui traite! de cette circulation, nous serons donc forcés de parler de divers mouvements, sans toutefois remonter à leur origine. D'un autre côté nous

avons une si faible connaissance de la circulation maténelle spéciale à certains organes de travail particulier , que pour diverses raisons nous en renverrons Tétude à la seconde partie, au chapitre sur les muscles, par exemple. — Une troisième partie traitera des organes de dégagement ou du système neneux. — Dans la quatrième et dernière partie nous exposerons, l'origine, le développement, les changements et la mort de l'organisme.