PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DE L’HÉMOGLOBINE

moglobine, a permis à Hüfner et à ses élèves d’entreprendre le dosage simultané de deux maiières colorantes par voie spectrophotométrique (1). — On remarquera ici encore la constance du quotient des rapports d’absorption

Réactions chimiques. — l.a réaction chimique capitale de l’hémoglobine est sa facile et rapide transformation en oxyhémoglobine au contact de l’air. Cette réaction est d’une sensibilité extraordinaire, et les dissolutions très étendues d’hémoglobine constituent un réactif des plus délicats pour la recherche de traces d’ox3"gène dans un mélange gazeux. Hoppe-Seylcr (2) a montré que les deux bandes de l’oxyhémoglobine apparaissent très nettement lorsqu’on agite une dissolution d’hémoglobine avec un mélange gazeux ne contenant que 0,19 p. 100 d’oxygène, ce qui équivaut à une tension en oxygène de 1,46 millimètres. Hoppe-Seyler a de même étudié de la sorte la teneur en oxygène de certains produits de sécrétion (salive, bile, urine) que l’on amène au contact de la solution d’hémoglobine, directement au sortir du canal excréteur(3).

L’hémoglobine fixe avec la même avidité l’oxyde de carbone, le bioxyde d’azote, et, avec certaines particularités, l’acide carbonique. Hoppe-Seyler (4) a montré que les dissolutions d’hémoglobine sont également un réactif très délicat pour la recherche de l’oxyde de carbone dans les mélanges gazeux.

Les dissolutions d’hémoglobine ne sont pas modifiées par l’éther, le chloroforme. L’alcool concentré les précipite et altère la matière colorante. Le sublimé donne un précipité rouge gris sale qui se dépose au fond d’un liquide limpide et incolore. Le nitrate d’argent colore le liquide en brun.

Des réactions mieux étudiées sont celles que produisent la chaleur, les acides et les alcalis. Chauffée à 100°, une dissolution neutre d’hémoglobine abandonne un précipité d’une belle couleur rouge. Le liquide sus-jacent est également rouge et contient, comme le précipité, de Y hémochromogène (Voy. plus loin). En présence des alcalis caustiques (en dissolution aqueuse ou alcoolique), l’hémoglobine se décompose en un alcali-albumine et en héraochromogène. L’action des acides peut être d’emblée plus profonde, ou s'arrêter, pendant quelque temps, à l’iiémochromogène. .4insi les acides tartrique ou phosphorique étendus

(1) Voy. t. IX de l’Encyclopédie chimique [Analyse chimique des liquides et tissus de l'organisme), par Garnier et Schlagdentiauftcn, p. 28 et 168).

(2) Hoppe-Seylor, Physiol. Chem. Berlin, 1881, p. 388, et Maly’s Jaresbericht, t. Vil, p. 108 et 112, 1877.

(3) Rappelons à ce propos une expérience très élégante de Hoppe-Seyler, démontrant le dégagement d’oxygène par les parties vertes d’une plante soumise à l’insolation. Dans un tube de 1,5 à 2 centimètres de diamètre et de 20 à 30 centimètres de long, on introduit un fragment à’Elodea canadensis d’une longueur de 1 à 1"“,5. On couvre entièrement la plante avec de l’eau additionnée d’un peu de sang putréfié et on étire le tube ii la lampe, de telle manière qu’il soit rempli d’eau aussi complètement qu’il est possible. Si l’on abandonne le tube dans une obscurité relative, la putréfaction ne tarde pas A consommer tout l’oxygène et l’on ne voit plus au spectroscope que la bande unique de l’hémoglobine; mais sitôt qu’on expose le liquide aux rayons solaires, les bandes de l’oxyhémoglobine apparaissent d’abord pour les parties du liquide en contact direct avec la plante, puis pour toute la masse. Ces alternatives d’oxydations et de réductions peuvent être observées un grand nombre de fois pendant plus de huit jours (Zcitschr. f. physiol. Chem., t. Il, p. 425).

(4) Hoppe-Seyler, Physiol. Chem., p. 389.

ENCVCLOP. CHI.M. 4

50 ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE. — LAMBLINC.

dédoublent d’abord l’hémoglobine avec production d’hémochromogène. Au contraire, les acides minéraux et les acides organiques énergiques décomposent rapidement l’hémochromogène en séparant le fer sous la forme de sels ferreux et la transforment en hématoporphyrine (Voy. plus loin). Même les dissolutions étendues d’acide oxalique provoquent la formation d’hématoporphyrine.

Enfin, l’alun ajouté à une dissolution d’hémoglobine lui communique d'abord une belle couleur rouge, puis il se produit un léger précipité, pulvérulent, brun rougeâtre, en même temps que le liquide fournit un spectre d’absorption ressemblant beaucoup à celui de l’hématoporphyrine.

Toutes les réactions qui viennent d’être décrites doivent être faites à Tabri de l’air et avec des réactifs privés d’oxygène.

Pour cela, les réactifs et la dissolution d’hémoglobine sont introduits dans des appareils à boule, à travers lesquels on fait passer pendant plusieurs heures un courant d’hydrogène. On ferme ensuite à la lampe les deux extrémités de l’appareil, et par une inclinaison convenable on produit le mélange des deux liquides. Un procédé plus simple et dû, comme le précédent, à Iloppe-Seyler (1), consiste à placer une dissolution d’hoxyhémoglobine au fond d’un tube assez, large, dans lequel on introduit un deuxième tube plus étroit, ouvert comme le précédent à une extrémité et prolongé, à son extrémité fermée, par une tige en verre. Ce tube rempli de réactif est glissé dans le tube à oxyhémoglobine dans lequel il se maintient, grâce à la tige en verre, au-dessus de la dissolution do matière colorante. On ferme alors le tube extérieur à la lampe, et l’on abandonne le tout jusqu’au moment où la putréfaction qui s’empare de la dissolution a réduit l’oxyhémoglobine à l’état d’hémoglobine, et consommé tout Toxygène contenu dans l’atmosphère sus-jacente et dans le réactif. On s’assure que ce résultat est atteint en inclinant légèrement l’appareil et en constatant au spectroscope que le liquide qui reflue le long des parois ne donne plus aucune des bandes de Toxyhémoglobine.

Par une inclinaison convenable, on fait alors couler le réactif dans la dissolution d’hémoglobine. Ce procédé n’est applicable que pour les dissolutionsaqueuses de réactifs non volatils; au contraire, l’alcool, l’éther, le chloroforme, etc., donnent des vapeurs qui entravent à tel point le travail de putréfaction, que la consommation de l’oxygène contenu dans l’appareil dure indéfiniment et qu’une partie de la matière colorante se maintient toujours à l’état d’oxyhémoglobine.

Dans les réactions de dédoublement qui viennent d’être décrites, l’hémoglobine apparaît comme une substance très altérable. Dans d’autres conditions, au contraire, elle montre une résistance remarquable. Hoppe-Seyler (2) le premier a attiré l’attention sur ce fait que les micro-organismes de la putréfaction, dont l’action sur les substances de nature albuminoïde est si rapide et si puissantef sont sans action sur l’hémoglobine. Même en présence du tissu pancréatique, et contrairement d’ailleurs à une assertion de Kühne, cette résistance semble être indéfinie, lorsqu’on observe le sang en tube scellé. Mais si le contact de l’air est assez largement assuré pour que l’oxygène qui pénètre dans la dissolution ne

(1) Hoppe-Seyler, Physiol. Chem. Berlin, 1881, p. 390.

(2) Hoppe-Seyler, Zeilschr. f. physiol. Chem., t. 1, p. 121 .

PARAHÉMOGLOHl.NE.

soit pas immédiatement consommé par les phénomènes de putréfaction, une partie de la matière colorante reste ou repasse constamment à l’état d’oxyhémoglobine infiniment plus altérable. 11 se forme alors de la méthémoglobine, puis des décompositions plus profondes interviennent et détruisent peu à peu la matière colorante (1).

PARAHÉMOGLOBINE.

Cette dénomination a été appliquée par Nencki et Sieber (2) à une modification de l’oxyhémoglobine que l’on obtient en maintenant cette dernière pendant plusieurs heures avec dix volumes d’alcool absolu, à une température voisine de 0». La transformation en parahémoglobine est complète dans ces conditions. Avec l’oxyhémoglobine de cheval, on obtient ainsi une masse rouge, formée par des cristaux prismatiques, courts et épais, appartenant au système quadratique, et dont la couleur est un peu plus foncée que celle de l’oxyhémoglobine. lissent biréfringents et présentent les bandes d'absorption de l’oxyhémoglobine. L’eau les gonfle, leur fait perdre leur biréfringence; mais celle-ci réapparaît après la dessiccation. Ces cristaux pulvérisés donnent une poudre rouge brun, d’aspect velouté, perdant à 115 — 120”, 1,88 p. 100 d’eau. L'analyse élémentaire donne la composition suivante :

Carbone . '>4,91 p. 100

Hydrogène . 7,04 —

Azote . 17,04

Soufre . 0,68 —

Fer . 0,468 —

Oxygène . 19,86 —

Ces cristaux ont donc la même composition que les oxyhémoglobines de cheval analysées par Kossel, Otto et Bücheler. Nencki et Sieber en concluent que la parahémoglobine est un isomère ou un polymère de l’oxyhémoglobine. — Il est probable que dans leurs premières observations sur les cristaux du sang, Reichert et Kunde ont eu entre les mains la parahémoglobine.

Elle est soluble dans les alcalis fixes qui la décomposent lentement en hématine et en alcali-albumine. La dissolution est rouge brun et présente une bande

(1) Ainsi s’explique ce fait, que du sang complètement putréfié, conservé dans un flacon mal bouché ou simplement couvert, conserve sensiblement la capacité respiratoire du sang frais primitif. L’oxygène atmosphérique ne peut agir que sur une mince couche de sang, è la surface du liquide. Là, une petite quantité d’hémoglobine passe à fétat de méthémoglobine ; dans la profondeur, au contraire, les phénomènes réducteurs dus à la putréfaction sont si intenses, que la totalité de la matière colorante est maintenue à l’état d’hémoglobine, et par conséquent préservée de toute altération.

(2) Nencki et Sieber, Ber. d. d. chem. Gesellsch., t. XVIll, p. 392, 1885. — Lachowicz et Nencki, ibid., t. XVIII, p. 2126, 1883.

d’absorption dans le rouge. Les acides en précipitent un corps brun, amorphe. L’alcool absolu saturé d’ammoniaque dissout la parahémoglobine sans décomposition, et à l’abri de l’air et de l’humidité, elle peut être facilement recristallisée dans ce véhicule, sans aucune décomposition. Cette dissolution présente une bande d’absorption au milieu de l'espace D — E , puis, après un repos de plusieurs mois, la couleur devient un peu bleuâtre, et on voit apparaître deux bandes d’absorption analogues à celles de l’oxyhémoglobine et de l’hémoglobine oxycarbonée, mais un peu déplacées du côté du violet.

La parahémoglobine se décompose sous l’influence des alcalis en hématine et en albumine, mais l’oxygène et l’eau interviennent dans cette décomposition. Une dissolution de parahémoglobine dans l’alcool absolu ammoniacal, peut être conservée pendant deux jours sur le mercure, avec un certain volume d’oxygène, sans aucune altération. Mais aussitôt que l’on introduit de l’eau, le liquide brunit, la bande de l’hématine apparaît dans le rouge. En même temps, il y a absorption d’oxygène (environ 6 p. 100).

Avec l’hémoglobine oxycarbonée et la méthémoglobine, Lachowicz et Nencki n’ont pas pu obtenir de modification para.

PSEL’DOHÉMOGLOBIA’E.

Pour expliquer certaines particularités que présente la réduction de l’oxy hémoglobine par l’hydrosulfite de sodium, Siegfried (1) admet qu’il se forme vers la fin de l’opération une combinaison particulière d'hémoglobine et d’oxygène qu’il désigne sous le nom de pseudo-hémoglobine. L’expérience montre que dans un mélange d’hémoglobine et d’oxyhémoglobine, on peut reconnaître encore, à l’aide du spectroscope, la présence de 0,5 p. 100 d’oxyhémoglobine contre 99,5 d’hémoglobine. Or, si dans un appareil particulier on traite une solution sanguine par de l’hydrosulfite de sodium titré, jusqu’à ce que les bandes de l'oxyhémoglobine disparaissent. On constate que l’on ne dose ainsi qu’une partie de l’oxygène faiblement combiné, contenu dans le sang; le reste peut en être extrait au moyen de la pompe à mercure. Comme la solution sanguine réduite par l'hydrosulfite jusqu’à disparition du spectre de l’oxygémoglobine ne peut contenir que des traces de cette substance, il faut admettre, d'après Siegfried, que l’hydrosulfite réduit d’abord l’oxyhémoglobine à l’état d’une pseudo-hémoglobine qui contient encore de l’oxygène faiblement combiné tout en ne présentant plus le spectre de l’oxyhémoglobine. Sous l’action de la pompe à mercure, la pseudo-hémoglobine serait réduite à son tour et perdrait son oxygène, mais sans changer de spectre. Par contre, il faut admettre que dans l’oxydation d’une solution d’hémoglobine au contact de l’air, il se reproduit tout de suite de l’oxyhémoglobine, et non pas d’abord de la pseudo-hémoglobine, sans quoi on n’observerait pas sans dentela sensibilité exquise avec laquelle les dissolu-

(1) Siegfried, Arch. f. Anat. u. PhysioL, physiol. Abth., 1890, p, 183.

HÉMOGLOBINE OXYCABBONÉE.

Lions d’hémoglobine décèlent au spectroscope la moindre trace d'oxygène. En étudiant, à l’aide de l’hydrosulfite, le sang veineux, Siegfried a constaté de même qu'une partie de l’oxygène faiblement contenu y est fixé à l’état de pseudohémoglobine.

Ces faits sont à coup sûr très curieux; mais peut-être conviendrait-il, avant de créer de toutes pièces une nouvelle e.spèce chimique, de chercher l’explication de ces phénomènes dans le mode d’action de l’hydrosulfite, puisque déjà Schützenberger et Rissler (i) ont signalé, dans la manière dont se comporte ce réducteur, plus d’une singularité.

HÉMOGLOBINE OXYG.àRBONÉE.

L’action de l’oxyde de carbone sur le sang a été étudiée d’abord par Cl. Bernard (2) qui, dès 1849 environ, avait signalé dans ses leçons au Collège de France la couleur rutilante que prend le sang au contact de l’oxyde de carbone et la persistance de cette coloration. Plus tard. Cl. Bernard (3) fit voir que l’oxyde de carbone agit sur les globules, qu’il déplace volume à volume l’oxygène fixé par ces derniers, et que du sang saturé d’oxyde de carbone retient ce gaz avec une grande ténacité et est devenu incapable de fixer de nouveau l’oxygène atmosphérique.

Après la découverte de l’oxyhémoglobine, F. Hoppe-Seyler (4), qui venait de démontrer que les cristaux du sang abandonnent, sous l’influence du vide, de l’oxygène faiblement combiné, fut naturellement conduit à rapporter également à la matière colorante du sang la fixation de l’oxyde de carbone. D’ailleurs le déplacement de l’oxygène par le gaz oxyde de carbone volume à volume rendait déjà fort probable l’existence d’une combinaison chimique définie. De fait, en traitant du sang ou des solutions sanguines saturées d’oxyde de carbone d’après la méthode qui lui avait servi pour la préparation de l’oxyhémoglobine, Hoppe- Seyler obtint de même, à l’état cristallisé, l’hémoglobine oxycarbonée, et fit voir que, soumise à l’action du vide et de la chaleur, cette combinaison abandonne, bien que difficilement et d’une manière incomplète, son oxyde de carbone.

Préparation de l’hémoglobine oxycarbonée.

On peut partir de l’oxyhémoglobine pure correspondante. Une dissolution concentrée de cette substance, maintenue dans de l’eau glacée, est traitée par un

(1) Schützenberger et Rissler, Bull. Soc. Chim., t. XX, 1873.

(2) Voy. Cl. Bernard, Leçons sur les liquides de l’organisme, Paris, 1869, p. 429.

(3) CL Bernard, Leçons sur les substances toxiques et médicamenteuses, Paris, 1837, p. 184, et Leçons sur les liquides de l'organisme, t. I, p. 365 et t. II, p. 427. — Voy. aussi Lothar Meyer, De sanguine oxydo carbonico infecto, Dissert., Breslau, 1858.

(4) F. Hoppe-Seyler, Arch. de Virchow, t. XXIX, 1863, el Med. chem. Untersuch, Berlin,

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE. — LAMBLING.

courant d’oxyde de carbone jusqu’à saturation. On agite ensuite vigoureusement le liquide et on l'additionne du quart ou du tiers de son volume d’alcool. Le mélange, abandonné dans un mélange réfrigérant, fournit une abondante cristallisation. On essore la masse et on la lave avec de l’alcool étendu au quart et refroidi à 0° (1).

La préparation directe, c’est-à-dire en partant du sang, est également facile. Comme les hémoglobines oxycarbonées cristallisent en général plus facilement que les oxyhémoglobines correspondantes, la préparation reste aisée, même pour des espèces sanguines dont la matière colorante oxygénée est difficilement cristallisable. Voici comment opère R. Külz (2) pour le sang de porc :

Du sang de porc défibriné, bien frais, encore chaud s’il est possible, est additionné de dix volumes d’une dissolution de chlorure de sodium. Lorsque les globules se sont déposés (3), on les recueille par décantation et on les dissout dans un minimum d’eau à 40”. On filtre, on refroidit à 0° et on fait passer à travers le liquide, que l’on agite fréquemment, un courant prolongé d’oxyde de carbone. On refroidit de nouveau à 0° et on ajoute au liquide un quart ou un tiers du volume d’alcool absolu. Le mélange, bien agité, est abandonné dans un mélange réfrigérant. Si le sang a été pris bien frais, la cristallisation est ordinairement achevée au bout de douze heures. Dans le cas contraire, ou bien si l’on a employé pour dissoudre les globules un volume d’eau trop considérable, la cristallisation est plus lente, ne se fait parfois qu’après l’addition de nouvelles quantités d’alcool, ou enfin manque complètement. Les cristaux, séparés autant que possible des eaux mères par décantation, sont lavés sur un filtre à plis à l'aide d’un mélange, refroidi à 0“, d’eau et d’alcool (1 p. d’alcool et 3 p. d’eau), puis dissous dans très peu d’eau à 40°. Après une nouvelle saturation par le courant d’oxyde de carbone, il suffit d’ajouter à celte dissolution un cinquième ou un sixième de son volume d’alcool absolu pour obtenir à 0° une très belle cristallisation. 11 convient de ne pas ajouter trop d’alcool, afin d’obtenir une cristallisalion lente. Les cristaux sont alors plus volumineux et peuvent être facilement lavés par filtration, toujours avec le même mélange d’eau et d'alcool refroidi à 0°. Si toutes ces opérations sont faites à une température voisine de 0°, une nouvelle recristallisation suffit pour achever la purification du produit.

-Ajoutons que pour l’étude d’un grand nombre des propriétés de l’hémoglobine oxycarbonique, il suffit de saturer d’oxyde de carbone du sang ou une dissolution sanguine.

Propriétés physiques et chimiques de l’hémoglobine oxycarbonée.

Les cristaux des hémoglobines oxycarbonées sont isomorphes avec ceux des oxyhémoglobines correspondantes, mais leur couleur est d’un rouge un peu bleuâtre. Pour ceux du sang de porc, Külz signale ce fait que les cristaux produits parles dissolutions étendues sont d’un rouge moins foncé que ceux qui

(1) Bücheler, Dissert, inaug., Tübingen, 1883, p. 23.

(2) R. Külz, Zeitsch. f. physiol. Chetn., t. VH, p. 383, 1883.

(3) Voy. p. 9 et 25 ce qui est relatif à l’emploi de la machine à force centrifuge.