PROPIÎIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DE LA MÉTHÉMOGLOBINE

Constitution de la méthémoglobine. — On a beaucoup discuté siirles relations de composition qui existent entre la méthémoglobine et l’oxyhémoglobine (voy. plus haut). D’après Ilüfner et Otto(I), la méthémoglobine et l’oxyhémoglobine {du sang de porc) présentent sensiblement la même composition centésimale, ainsi que le montre le tableau suivant :

Oxjhémoglobine. Méthémoglobine.

(Porc.) (Porc.)

Hydrogène . 7,38 7,13

Azote . 16,23 16,19

Hydrogène . 7,38 7,13

Azote . 16,23 16,19

Soufre . 0,66 0,66

For . 0,43 0,45

Oxygène . 21,36 21,58

C’est cette grande similitude de composition qui suggéra à Hüfner et Otto l’hypothèse suivante relativement à la constitution de la méthémoglobine. Cette substance ne différerait de l’oxyhémoglobine que par le mode de fixation de l’oxygène déplaçable par les réducteurs. L’hémoglobine fixe la même quantité d’oxygène pour se transformer en oxyhémoglobine ou en méthémoglobine, mais dans le premier cas cet oxygène est plus faiblement lié à la molécule que dans le second. Les expériences nouvelles et intéressantes que Hüfner, Otto et Külz ont produit à ce sujet donnent à cette hypothèse un très grand caractère de vraisemblance et ont positivement mis fin à la longue polémique qui s’était engagée à ce sujet. Dans toutes les expériences antérieures le problème était resté purement spectroscopique. Il s’agissait de constater, par exemple, si dans la transformation de la méthémoglobine en hémoglobine on peut constater ou non l’apparition transitoire du spectre de l’oxyhémoglobine. On ne retracera pas ici les expériences extrêmement nombreuses qui ont été faites à ce sujet et à la suite desquelles on a considéré la méthémoglobine soit comme un produit d’oxydation de l’hémoglobine moins élevé que l’oxyhémoglobine (Hoppe-Seyler, Marchand, Weyl, Anrep, Henninger, etc.), soit comme un peroxyde de l’hémoglobine (Sorby, Jœdcrholnes, etc.). Hüfner et ses élèves (2) se sont, au contraire, efforcés d’aborder le problème plus directement. Ils ont constaté d’abord que lorsque dans une dissolution d’oxyhémoglobine on provoque une transformation partielle de l’oxyhémoglobine en méthémoglobine, la quantité d’oxygène qui reste déplaçable par la pompe à mercure correspond exactement à la quantité d’oxyhémoglobine dosée dans le mélange à l’aide du spectrophotomètre (Otto). Ils ont essayé, en outre, de mesurer indirectement la quantité d’oxygène que perd la méthémoglobine en se transformant en hémoglobine. A cet effet, ils ont transformé des quantités connues de méthémoglobine en hémoglobine oxyazotique par l’action du bioxyde d’azote. L’oxygène déplacé se porte sur le bioxyde d’azote, le transforme en acides azotique et azoteux, et ce dernier

(1) Hüfner et Otto, Zeitschr. f. physiol. Chem., t. YII, p. 65, 1882.

(2) J. OIto, Pflilger’s Arch., t. XXXI, p. 245, 1883.

-i± ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE. — LAMBLING.

peut être dosé par la quantité d’azote qu’il dégage au conlact de l’urée. En soumettant à cette série de réactions deux solutions, l’une de méthémoglobine, l’autre d’oxyliémoglobine aussi identiques que possible, Ilüfner et Külz (1) ont obtenu départ et d’autre le même volume d’azote. Malgré les critiques dont sont passibles ces expériences (2), l’hypothèse de Hüfner et de ses élèves reste pour l’instant la plus vraisemblable. Elle n’est d’ailleurs en contradiction avec aucun des faits connus.

-Ajoutons qu’au cours de ses expériences Otto a constaté que la méthémoglobine est transformée quantitativement en hémoglobine par la putréfaction.

Recherche de la méthémoglobine. — D’après Hoppe-Seyler, la séparation de la méthémoglobine et de l’oxyhémoglobine peut être obtenue à l’aide du sous-acétate de plomb qui ne précipiterait que l’oxyhémoglobine. Mais Bertin-Sans soutient que ce réactif précipite simultanément les deux matières colorantes. La recherche de la méthémoglobine dans le sang se fait le plus commodément par voie spectroscopique. Les deux bandes que la méthémoglobine acide ou alcaline présente entre D et E peuvent difficilement servir à cette recherche, car elles sont couvertes dans le sang par celles de l’oxyhémoglobine. Mais la bande 1 du rouge est à elle seule caractéristique par sa position pour la méthémoglobine acide. Elle ne pourrait être confondue qu’avec celle de l’hématine en solution acide. Mais l’hématine n’apparaît en général dans le sang que sous l’action d’agents beaucoup plus énergiques (addition d’acides en quantité relativement considérables, etc.) que ceux qui provoquent l’apparition de méthémoglobine (acides très étendus, ferricyanure, etc.). L’addition des alcalis fait disparaiître la bande dans le rouge pour l’hématine comme pour la méthémoglobine, et la bande qui apparaît dans ces conditions un peu à gauche de D, tant pour l’hématine que pour la méthémoglobine alcalines ne permet pas facilement une différenciation de ces deux substances. La bande que l’hématine alcaline présente à gauche de D, et couvrant un peu D, est à la vérité plus large, plus estompée que celle de la métliémoglobine. Son centre est ajissi un peu plus près de D que celui de la bande 1 de la méthémoglobine alcaline, mais ces divers caractères laisseront en général dans l’embarras. L’addition d’un réducteur à la solution alcaline fournira une indication précieuse. La méthémoglobine est transformée dans ces conditions en hémoglobine et l’hématine en hémochromogène. Le spectre de cette dernière matière colorante est très caractéristique (voy. plus loin) et ne laissera aucun doute, si l’on a simplement à distinguer l’hématine de la méthémoglobine. Il n’en est pas absolument de même si, à côté de l’hématine ou de la méthémoglobine, le

(1) Hüfner et Külz, Zeitschr. f. physiol. Chem., t. VII, p. 366, 1883.

(2) Lambling a indiqué une méthode permettant de mesurer directement la quantité d’oxygène cédée par la méthémoglobine dans sa transformation en hémoglobine. Cette méthode consiste à faire passer un courant d’hydrogène dans une dissolution de méthémoglobine d’un titre connu. Lorsque le liquide est complètement privé d’aii-, on le fait- passer dans le flacon réducteur de l’appareil de Schützenberger pour le dosage de l’oxygène dans le sang à l’aide de l'hydrosulfite. Dans ces conditions, en effet, l’indigo blanc est bleui et la méthémoglobine est ramenée h l’état d’hémoglobine, ainsi que l’auteur s’eu est assuré au spectroscope. En titrant l’indigo bleu formé à l’aide de l’hydrosulfite, on peut doser la quantité d’oxygène libérée. Les résultats obtenus par l’auteur confirment ceux de Hüfner et Külz et do Otto (Lambling, Bul. Soc. de Biol., n” du

DÉRIVÉS DE LA MÉTHÉMOGLOBINE

liquide contient de roxyliémoglobine,ce qui arrive en général dansles recherches sur le sang. Celte dernière est alors réduite à l’état d’hémoglobine, à laquelle vient simplement s’ajouter l’hémoglobine provenant de la réduction de la méthémoglobine. L’hématine au contraire donnera de l’hémochromogène, mais la bande la plus caractéristique de cette substance se confond sensiblement avec la bande de Stockes; et la seconde bande de l’hémochromogène qui tombe entre E et b est beaucoup moins intense et pourra parfois n’être perçue que difficilement.

La meilleure garantie sera finalement fournie par une délimitation exacte de la position de la bande I du rouge de la méthémoglobine acide, examen qui sera complété par la mesure des intensités lumineuses au spectrophotomètre. On pourra même reconnaître ainsi, dans un mélange, la présence d’une quantité de méthémoglobine trop faible pour qu’elle puisse provoquer l’apparition d’une bande (1).

DÉRIVÉS DE LA MÉTHÉMOGLOBINE

Thiométhémoglobine. — Hoppe-Seyler (2) appelle ainsi une matière colorante verte, encore mal connue et qui se produit quand on fait agir l’hydrogène sulfuré libre sur l’oxyhémoglobine ou sur le sang oxygéné. Tandis que les sulfhydrates ou les sulfures alcalins n’agissent sur l’oxybémoglobine que comme réducteurs

— à cette condition, toutefois, qu’ils ne soient pas employés en trop fort excès

— l’hydrogène sulfuré libre transforme l’oxyhémoglobine en une matière colorante nouvelle, analogue à la méthémoglobine par ses réactions spectrales et dont la production s’accompagne manifestement d’une fixation de soufre dans la molécule hémoglobine. Ce corps apparaît très vite lorsqu’on fait passer de Tair chargé d’hydrogène sulfuré dans une solution neutre d’oxyhémoglobine. Si, au contraire, la solution est ammoniacale, le sulfhydrate d’ammoniaque qui se produit réduit l’oxyhémoglobine à l’étal d’hémoglobine, qui n’est attaquée qu’à la longue par l’hydrogène sulfuré.

L’apparition de la thiométhémoglobine peut être provoquée dans l’intérieur même du globule. Si l’on fait passer un courant d’air mêlé d’bydrogène sulfuré dans du sang défibriné, celui-ci présente bientôt, à la lumière transmise, une couleur rouge sombre en couche épaisse, verte, au contraire, en couche mince, et celte modification de couleur s’accentue fortement si l’on prolonge le courant, sans que la nouvelle matière colorante passe dans le sérum (3). Les globules ainsi altérés ne se dissolvent pas dans les solutions étendues de set marin, mais sont détruites par l’addition d’eau et d’éther. Ni Hoppe-Seyler, ni Araki n’ont réussi à faire cristalliser la thiométhémoglobine contenue dans ces dissolutions;

(1) Voy. Bertin-Sans, loc. cii., p. 109.

(2) Hoppe-Seyler, Med. chem. Untersuch., Berlin, 1866, p. 131. — Physîol. Chem., Berlin, 1881, p. 386.

(3) T. Araki, Zeitschr. f. physiol. Chem., t. XIV, p. 412, 1830.

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si bien que cette substance n’est guère caractérisée encore que par la couleur et les réactions spectroscopiques de ses dissolutions. Ces réactions sont d ailleurs les mêmes, que l'on soit parti du sang défibriné ou d’une dissolution d’oxyhémoglobine.

Les dissolutions de thiométhémoglobine sont vert foncé lorsqu’elles ont été produites par une action prolongée du mélange d’oxygène et d’hydrogène sulfuré. Étendues d’eau, elles donnent des précipités fins, de couleur verte et qui se redissolvent par l’addition de très petites quantités de soude. Les acides étendus et même l'acide carbonique reproduisent ce précipité qui, d’ailleurs, n’est pas soluble dans les solutions étendues de sel marin et qui, par conséquent, ne contient aucune substance du groupe des globulines.

Les réactions spectroscopiques pour les dissolutions exemptes d’alcali sont les suivantes, d’après Araki (1). Une première bande assez nette et sombre s’étend de 60 à 68 (X =: 625 — 609). L’espace de 55 à 60 (X = 636 — 625) est légèrement ombré, mais plus clair que l’espace 43-55 (X = 657 — 636), et beaucoup plus clair que l’espace 60-68. Il résulte de là que toute la région 45-70 {X — 6'àl — 606) donne l’apparence de deux bandes d’absorption séparées par un espace intermédiaire moins obscurci. Dans la région D-E, on trouve également, même après une action très prolongée du mélange d’hydrogène sulfuré et d’air, des bandes d’absorption qui coïncident soit avec celles de l’oxyhémoglobine, soit avec la bande de l’hémoglobine. Si la solution sanguine est abandonnée à elle-même pendant un certain temps, on trouve au spectroscope la bande de l’hémoglobine, à laquelle succèdent les deux bandes de l’oxyhémoglobine, si on agite le liquide à l’air.

Ce phénomène se produit pour des dissolutions d’oxyhémoglobine ou de sang, qu’elles aient été soumises peu de temps ou, au contraire, pendant très longtemps à l’action du mélange d’oxygène et de gaz sulfhydrique. Ce n’est qu’en prolongeant considérablement l’action du mélange gazeux et en séparant constamment, à l’aide du filtre, les précipités qui se forment successivement, que l’on arrive finalement à obtenir un liquide qui ne présente plus ces bandes. Ou ne voit plus alors entre ü et E et un peu au delà de E, qu’un obscurcissement diffus, un peu plus accentué que celui que l’on [observe entre D et la bande du rouge.

Les dissolutions étendues qui présentent ces phénomènes sont vertes. Enfermées à cei état dans des tubes scellés, elles continuent à présenter les mêmes apparences spectroscopiques.

L’addition d’une petite quantité d’alcali ne modifie pas ce spectre. En présence d’un excès d’alcali, une décomposition profonde s’opère, surtout si on élève un peu la température. La plage 45-55 et la plage 35-60 restent inaltérées, mais l’espace 60-70 devient tout à fait clair. En ajoutant un peu de sulfure d’ammonium, on voit apparaître le spectre de l’hémochromogène. Cette réaction démontre que dans la thiométhémoglobine le groupe hémochromogène de

(1) T. Araki, loc. cit., p. «3. — Araki n’indique la position des bandes que d’après l’échelle mierométrique de son appareil, en notant que G = 46, D = 80, E, 123, b = 131, F 165 de son échelle. Les longueurs d’onde que nous donnons ci-dessus ont été approximativement déduites par nous de la courbe que l’on peut construire d’après ces indications.

DÉRIVÉS DÉ LA MÉTHÉMOGLOBINÉ

l’hémoglobine s’est probablement conservé intact. Pourtant Araki n’a pas réussi, malgré un grand nombre de tentatives, à préparer des cristaux d’hémine avec la thifométhémoglobine.

C’est à la tliiométhémoglobine qu’est due la coloration verdâtre que l’on observe à la surface de la viande pourrie, où l’hydrogène sulfuré produit par la putréfaction et l’oxygène de l’air peuvent agir concurremment sur la matière colorante du sang.

Cyanométhémoglobine. — On a signalé depuis longtemps comme signes caractéristiques de l’empoisonnement par l’acide cyanhydrique ou les cyanures la remarquable coloi’ation rouge clair des taches cadavériques, et également la très belle coloration rouge clair que présente parfois, dans sa totalité, la muqueuse stomacale. Robert (1) explique ces phénomènes par la production d’un dérivé particulier de la matière colorante des globules, qu’il appelle cyanométhémoglobine. Robert fait remarquer d’abord que les colorations rouge clair, signalées plus haut, apparaissent précisément dans des régions où l’on pouvait prévoir une formation facile de méthémoglobine. On devait donc se demander si l’acide cyanhydrique n’a pas précisément la propriété de transformer la couleur brune de la méthémoglobine en rouge clair. Or, c’est etfectivement ce que l’on constate in vitro. Une dissolution de méthémoglobine à 2 p. 100 devient d’un rouge vif magnifique par addition de quelques gouttes d’acide prussique étendu. Au spectroscope on constate que le spectre de la méthémoglobine a disparu; on ne trouve plus qu’une seule bande entre D et E, occupant à peu près la position de la bande de Stokes, mais à contours beaucoup moins nets. Cette bande unique ne peut pas être rapportée à de l’hémoglobine. Elle ne disparaît pas par agitation à l’air; même un courant d’air prolongé pendant plusieurs heures ne fait pas reparaître les deux bandes de l'oxyhémoglobine. C’est ce nouveau composé que Robert appelle cyanométhémoglobine et auquel il rapporte les colorations cadavériques signalées plus haut.

l.a production de la cyanométhémoglobine est empêchée par de trop grandes quantités de ferricyanure de potassium (qui est la substance la plus fréquemment employée pour la production de la méthémoglobine) ou d’acides libres. L’opération réussit le plus facilement lorsqu’on part de l’oxyhémoglobine cristallisée. La cyanométhémoglobine présente une assez grande stabilité. Elle résiste assez longtemps à la putréfaction et peut être caractérisée encore très facilement dans des cadavres huit jours après la mort. Elle résiste de même nettement aux agents oxydants et même à l’oxygène naissant. Le sulfure d’ammonium est sans action sur elle. Robert a montré, en outre, que la production de la cyanométhémoglobine est une réaction extrêmement sensible. Il suffit de 'Os'^,000.003 de CAzH (à une dilution de 3 p. 2.000.000) pour modifier d’une manière caractéristique 1" d’une dissolution de méthémoglobirve à t p. 100. La réaction peut servir pour la recherche de l’une ou l’autre des deux substances, et Robert a fait étudier, par un de ses élèves, l’application de cette réaction à l’étude médico-légale des taches du sang (2).

(1) Robert, Maly’s Jahresb., t. XXI, p. 413, 1891.

(2J Voy. A. Klein, Dissert, inaug., Dorpat, 1889. — En ce qui concerne l’acide cyanhydrique,

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Cholométhémoglobine. — La bile normale des jeunes chiens présente souvent un spectre à trois bandes ayant les mêmes apparences que celui de la méthémoglobine; mais le sulfure d’ammonium est sans action sur les deux bandes situées entre D et E; la bande dans le rouge persiste également, même en présence des alcalis. La matière colorante qui donne un tel spectre n’est donc ni de la méthémoglobine, ni de l’hémoglobine. Wertheimer et Meyer lui ont donné provisoirement le nom de cholomélhémoglohine (Arch. de Physiol. (5), t. I, p. 602).

Méthémoglobine oxycarbonée. — Weyl et Anrep ont admis l’existence d’une méthémoglobine oxycarbonée, qui prendrait naissance, d’après ces auteurs, lorsqu’on traite par du ferricyanure de potassium une dissolution d’hémoglobine oxycarbonée. Mais en réalité il se forme de la méthémoglobine ordinaire; l’oxyde de carbone, devenu libre, reste physiquement dissous dans le liquide (Bertin- Sans et Moitessier) (1).