CHAPITRE II

Observations sur le mode d'influence qu'exerce la pression atmosphérique relativement aux phénomènes chimiques et physiologiques de la respiration.

Après avoir établi , contre l'opinion de quelques physiologistes , que les mouvements alternatifs d'expansion et de resserrement des poumons n'étaient pas essentiellement subordonnés à ceux des parois de la cavité qui les renferme , et que la simultanéité de ces mouvements , condition nécessaire de l'intégrité du mécanisme de la respiration , pouvait être influencée soit par un état pathologique , soit par les variations de la pression atmosphérique , je vais examiner les résultats que peuvent avoir les mêmes variations, quant aux phénomènes chimiques de l'hématose dans ses rapports avec la fonction respiratoire.

La raréfaction de l'air, opérée artificiellement par la machine pneumatique, a montré qu'au-delà d'un certain degré , la vie des animaux s'éteignait promptement dans un milieu dont les principes constituant moins

condensés conservaient , d'ailleurs , leur proportion normale. On a conclu de là qu'une diminution comparativement légère de la pression atmosphérique ordinaire devait allanguir toutes les fonctions de la vie (1).

Cela est vrai en général lorsque cet abaissement est rapide et alterne avec des oscillations en sens contraire , dont la fréquence ne permet pas à l'organisme de coordonner ses fonctions à chaque modification nouvelle du milieu où nous vivons; car on verra plus tard que la plénitude de la vie est parfaitement compatible avec une atmosphère constamment et notablement plus rare que celle qui presse le niveau des mers.

L'observation qui montre un certain affaiblissement des fonctions de la vie comme consécutif à l'abaissement de la pression atmosphérique manifeste de même une exaltation de la vitalité sous l'influence d'un accroissement de cette pression , et c'est là le fondement essentiel du conseil donné à quelques malades d'habiter de préférence le voisinage des bords de la mer.

Je vais rechercher à quelles circonstances on peut attribuer la modification favorable que paraît éprouver l'hématose , lorsque la respiration a lieu dans une atmosphère naturellement ou accidentellement plus dense.

Est-ce , comme on le croit généralement, parce que l'air comprimé contient , sous un volume donné , une plus grande quantité absolue d'oxygène, qu'il active et

(1) Lo scarso ossigene attrato nei polmonidiniinuiscel'eireUo di quai processo qualcunque, pel quale nei sangue si opéra l'ultinia assimilaziorie , che lo fa ricco di parle ribrinosa, e alto a soniministrare buona materia nutrizia. (Buffalini, pag. 306.)

perfectionne la sanguification ? Les expériences de quelques physiologistes sembleraient conduire à cette conclusion. Ainsi, Allen et Pepys ont avancé que l'exhalation de l'acide carbonique était augmentée dans l'oxygène pur ; Brougton affirme , en outre , que le sang veineux des animaux à qui l'on fait respirer de l'oxygène sans mélange devient écarlate et plus coagulable, même dans le système de la veine cave , ce qui suppose une plus grande absorption de ce gaz.

Muller pense de même que la quantité relative ou absolue d'oxygène dans des volumes égaux d'air atmosphérique doit avoir de l'influence sur celle de l'acide carbonique qui se produit. « L'air chaud , dit-il , contient moins d'oxygène que l'air froid ; c'est pourquoi l'on expire plus de carbone en hiver qu'en été. »

D'un autre côté , Lavoisier avait émis, vers la fin du dernier siècle, une opinion contraire à celle des auteurs que je viens de citer ; ayant fait respirer des animaux dans l'oxygène pur, il avait constaté que la production d'acide carbonique ne différait pas de celle qui a lieu dans l'air normal. Des résultats semblables ont été récemment observés par MM. Regnault et Reiset. Suivant ces habiles physiciens , dont la méthode expérimentale paraît réunir toutes les conditions d'exactitude , « la » respiration des animaux dans une atmosphère forte- » ment chargée d'oxygène ne présente rien de particu- » lier ; on trouve sensiblement le même rapport entre » les quantités d'oxygène absorbé et l'acide carbonique » produit que lorsque la respiration a lieu dans l'air o normal ; le dégagement d'azote reste le même , et » le poids d'oxygène consommé ne change pas d'une

» manière sensible ; les animaux ne paraissent , d'ail- » leurs, pas éprouver de malaise (t). »

Si entre ces assertions contradictoires on inclinait pour la dernière, comme produite sous la garantie d'expérimentateurs réputés plus exacts , on ne serait pas embarrassé toutefois d'expliquer comment l'air condensé peut donner d'autres résultats que l'oxygène pur, ou présenté seulement en plus grande quantité à l'absorption pulmonaire.

En effet , c'est à la pression ordinaire que Lavoisier , MM. Regnault et Reiset ont recueilli leurs observations; or, on sait, d'après M. Biot, que la quantité, en poids, des gaz dissous dans un liquide, croit proportionnellement à la pression que ces gaz supportent.

Ily a donc dans l'action de l'air condensé sur l'organisme un autre élément que la multiplication des molécules d'oxygène sous un volume donné ; cet élément

(1) 11 faut observer que toutes ces expériences ayant été faites sur des animaux, dont la constitution n'est pas absolument identique à celle de l'homme , les conclusions qui en découlent , quelles qu'elles soient , ne sauraient être appliquées à celui-ci ; en second lieu , si on les admettait pour l'homme sain , elles pourraient encore être contestées pour l'homme malade ; car , suivant la remarque de Burdach et du docteur Edwin Faust , il peut exister un état de saturation du sang par l'oxygène , état correspondant à l'intégrité des fonctions de la vie , dans lequel une plus grande quantité absolue ou relative de ce gaz dans l'air respiré ne saurait modifier notablement l'hématose. Cette réserve théorique permet d'expliquer les résultats favorables ou nuisibles donnés dans le traitement de certaines maladies par l'inspiration de l'oxygène pur ou mélangé en diverses proportions avec l'air atmosphérique.

est une force mécanique supérieure à celle qui agit sur les gaz expérimentés à la pression ordinaire de m ,76 ; cette différence entre les conditions d'absoq)tion fait pressentir une différence correspondante entre les résultats fournis par l'inspiration de l'oxygène pur et celle de l'air atmosphérique, simplement comprimé. Nous allons voir que l'expérience confirme cet aperçu de la théorie.

On doit regretter que MM. RegnaultetReiset n'aient pu réaliser le projet qu'ils avaient formé de répéter sur l'homme sain et sur l'homme malade les expériences qu'ils ont faites sur différentes classes d'animaux, lis auraient été probablement conduits par l'enchainement des idées à faire varier la pression des gaz ou de l'air atmosphérique, pour observer, dans cette condition nouvelle , les phénomènes de la respiration , et nul doute qu'ils fussent arrivés à des résultats encore plus remarquable que ceux qu'ils ont constatés. Ils avaient bien senti l'importance de ces recherches pour la thérapeutique , ainsi qu'on le voit par ce passage qui termine leur savant mémoire :

« L'étude de la respiration de l'homme , dans ses » divers états pathologiques , nous paraît un des sujets s les plus dignes d'occuper les hommes qui se vouent » à l'art de guérir ; elle peut donner un diagnostic pré- » cieux pour un grand nombre de maladies , et rendre » plus évidentes les révolutions qui surviennent dans » l'économie. Les beaux résultats obtenus dans ces » dernières années par l'inhalation de l'èther et du » chloroforme , en montrant la rapidité avec laquelle » l'absorption se fait par la voie aérienne , font près-

» sentir qu'on peut administrer avec succès des inédi- » caments gazeux, dont l'action, à petite dose , mais » longtempts prolongée peut être efficace dans le traite - » ment de beaucoup de maladies qui ont résisté aux » médications ordinaires. »

Nul ne pouvait mieux que ces deux savants physiciens remplir les desiderata de la science , en ce qui concerne les rapports de l'hématose avec la respiration observée dans des conditions physiologiques , physiques et chimiques diverses ; mais , à leur défaut , le problème dont ils ont ajourné l'étude n'est pas resté toutà-fait inexploré , et si une solution rigoureuse et complète ne résulte pas des procédés qui ont été mis en usage pour l'éclairer , on peut dire néanmoins qu'on en a obtenu quelques données , d'autant plus probables qu'elles sont conformes à l'induction tirée de notions physiologiques antérieures.

Voici l'historique de ce qui a été exécuté à cet égard.

En 1849, deux élèves distingués de l'école de médecine de Lyon, MM. Hervier et Saint-Lager, avaient adressé à l'Académie des Sciences un mémoire intitulé : Recherches sur les quantités d'acide carbonique exhalé par le poumon à l'état de santé et à celui de maladie. Ayant plus tard répété à ma demande et avec mon concours leurs expériences , sous des pressions atmosphériques diverses, ils en ont publié les résultats dans un second travail dont je vais donner l'analyse succincte ; j'exposerai d'abord la méthode que les auteurs ont suivie pour recueillir et mesurer l'acide carbonique contenu dans l'air expiré.

Les appareils très simples qu'ils emploient consistent :

1" Dans un système de tubes, au nombre de deux, embranchés à angle droit l'un sur l'autre. Le premier, qui sert à l'inspiration, porte d'un côté une embouchure , et de l'autre une soupape s'ouvrant de dehors en dedans ; le second est aussi garni, au-delà du point de jonction , d'une soupape dont le jeu a lieu de dedans en dehors ; il donne issue à l'air expiré.

2° Un flacon d'une capacité connue.

3° Un long tube gradué , qui peut s'adapter au flacon à l'aide d'un bouchon qui le termine.

4° Un pince-nez.

Pour procéder à la carbonométrie , on engage le tube d'expiration dans l'ouverture du flacon renversé , on applique le pince-nez , et l'on fait respirer le sujet pendant cinq minutes à travers l'embouchuret Au bout de ce temps, on dégage le flacon du tube d'expiration , et on approche de son orifice le tube gradué, rempli de baryte. Après avoir bouché le flacon , on le retourne et on l'agite pour faciliter l'absorption de l'acide carbonique par la baryte ; puis, le flacon étant renversé de nouveau , on attend le dépôt de carbonate de baryte. Lorsqu'il est achevé, on note sur l'échelle graduée le point où il s'arrête , et l'on obtient ainsi un indice de la quantité d'acide carbonique expiré. Si l'on veut une appréciation plus exacte , on filtre le dépôt, on l'incinère dans un creuset de platine, et on pèse le résidu.

Les auteurs pensent être arrivés par cette méthode à des résultats d'une précision suffisante pour être comparables. En effet, en vertu de la différence de température , l'air chaud expiré remplace l'air froid du flacon. Ce fait ne serait point prouvé si on ne faisait

qu'un nombre d'inspirations produisant un volume d'air égal à celui du flacon ; mais on sait qu'à chaque expiration il sort environ un demi-litre d'air; cette quantité répétée vingt fois par minute produit dix litres , et comme on opère pendant cinq minutes , cela fait cinquante litres. Ainsi on comprend aisément qu'au bout de cinq minutes l'air du flacon est complètement chassé par le courant d'air chaud qui arrive du poumon.

Malgré les précautions indiquées par MM. Hervier et Saint- Lager pour rendre comparables les résultats de lacarbonométrie chez des malades de constitution différente, on pourrait élever quelques doutes sur l'exactitude de leur méthode appliquée à des cas pathologiques; mais il n'en est pas ainsi lorsqu'il s'agit de constater les variations qu'éprouve , sous des pressions diverses , l'exhalation de l'acide carbonique chez un sujet en bonne santé, dont la respiration s'exécute d'une manière normale , parce que l'on peut facilement rendre identiques toutes les conditions de l'expérience , sauf celle dont on veut mesurer l'influence , savoir, la différence de pression.

Je regarde donc comme incontestable l'exactitude des observations mentionnées dans le second mémoire de MM. Hervier etSaint-Lager, et dont voici le résumé, corrigé de quelques erreurs de chiffres :

1° La quantité d'acide carbonique exhalé dans le bain d'air comprimé s'élève au-dessus des proportions de l'état normal , jusqu'à la pression de 10 à 12 centimètres ; au-dessus de cette limite , le poumon exhale moins d'acide carbonique qu'avant le bain.

2° L'effet consécutif de l'air comprimé, à la sortie de l'appareil , est l'accroissement de l'exhalation de l'acide carbonique. Cet effet qui se prolonge pendant plusieurs heures n'atteint son maximum qu'un certain temps après le bain.

Quelques-unes des particularités de ces conclusions expérimentales paraissent d'abord assez singulières ; mais en les rapprochant de la théorie la plus généralement admise aujourd'hui sur les phénomènes chimiques de la respiration , on se les explique bientôt d'une manière satisfaisante. En effet, d'après Muller, le rôle de la respiration dans la part qu'elle prend à l'hématose est premièrement d'introduire dans le sang l'oxygène nécessaire à la vivification des organes , ensuite de débarrasser ce liquide de l'acide carbonique qui se produit dans les vaisseaux capillaires.

L'endosmose de l'oxygène, qui estl'office priucipal de la respiration, est favorisée par toutes les circonstances qui augmentent la solubilité de ce gaz dans le sang ; or , l'accroissement de la pression atmosphérique est évidemment au nombre de ces circonstances , d'après l'expérience déjà citée de M. Biot ; ainsi dans l'air comcomprimé , il doit y avoir sursaturalion du sang veineux par l'oxygène , mais ce phénomène ne peut se manifester immédiatement par une exhalation plus considérable d'acide carbonique , car l'exosmose de ce gaz est enrayée par la même force mécanique qui augmente l'absorption de l'oxygène.

Lorsque la respiration vient à se faire de nouveau dans l'atmosphère normale , la suroxydalion des globules sanguins qui s'était produite pendant la durée du

bain d'air comprimé ne peut manquer de donner lieu à des symptômes d'exaltation vitale , et.à l'élimination en plus grande quantité du produit gazeux de la combustion du carbone , devenue plus active , puisque ce gaz cesse d'être soumis à la pression supérieure qui coerçait son expansibilité (1).

(1) D'après les expériences de MM.Roucher etCoulier, publiées dans l'Annuaire de Chimie pour 1848 , le mécanisme de la coloration du sang veineux par l'oxigène tient à une sorte de lutte entre les globules sanguins et la lymphe où ils nagent; il y a de part et d'autre affinité pour l'oxygène qui peut rester dissous dans la lymphe ou s'incorporer aux globules. L'oxygène est-il en excès , les deux affinités sont satisfaites , la lymphe cède aux globules l'oxygène qui afflue, et les globules s'artérialisent.

Les solutions salines concentrées qu'on ajoute au sang veineux le rendent vermeil et produisent le même résultat qu'un excès d'oxygène , parce qu'elles diminuent le pouvoir dissolvant de la lymphe pour l'oxygène, et celui-ci , déplacé en quelque sorte , se porte sur les globules.

Cette théorie, fondée sur des faits d'une délicatesse extrême, comme le fait remarquer M. IMillon dans ses Eléments de chimie organique , est très propre à donner la raison des phénomènes physiologiques consécutifs à l'usage du bain d'air comprimé, qui ont été mentionnés parMM. Hervier et Saint-Lager, telsque l'augmentation rapide de l'appétit, poussé jusqu'à la voracité , et l'accroissement non moins prompt de9 forces musculaires.

Elle explique aussi l'amélioration obtenue dans certaines dyscrasies par l'emploi de quelques solutions salines qui artérialisent le sang veineux , comme le chlorure de sodium, conseillé dans la phthisie tuberculeuse , l'iodure et le bromure de potassium , usités contre les scrophules.

Il est cependant une distinction à faire entre les effets produits par les sels et ceux que détermine la condensation de l'air atmosphérique. Les premiers n'augmentent pas la quantité d'oxygène dissous dans la lymphe , mais facilitent seulement son dégagement et sa combinaison consécutive avec les

On voit qu'un accord parfait existe entre les résultats d'expérience énoncés par MM. Hervier etSaint-Lager et la théorie chimique de la respiration la plus accréditée. Cette concordance remarquable me paraît apporter un nouvel argument en faveur de la rationnante de cette dernière.

Bien que le fait d'un accroissement dans la quantité d'acide carbonique exhalé , se manifestant quelque temps après que la respiration a cessé de s'exécuter dans l'air comprimé soit un indice très fort d'une plus grande absorption d'oxygène par le poumon , (1) les

globules , tandis que l'air comprimé semble propre à produire à la fois l'an et l'autre résultai ; ils ne sont donc point, comme celui-ci, des intégrants de la vitalité.

Une induction pratique découle de cette distinction , c'est que dans le traitement des maladies de la nutrition il peut être convenable d'associer l'usage du bain d'air comprimé à celui des altérants salins employés ordinairement contre ces affections générales, car, par le premier moyen, on enrichit la lymphe d'un* plus grande proportion du principe vivifiant de l'atmosphère, et, par le second, on favorise la combinaison de ce principe avec les globules sanguins.

(1) Il semble d'abord que l'on pourrait encore interpréter d'une autre manière l'accroissement de l'exosmose de l'acide carbonique qui a lieu pendant un certain temps , après que la respiration a cessé de se faire sous une pression plus grande que celle de 0°,76 , en supposant que ce gaz accumulé jusque là dans le sang doit s'en échapper plus abondamment lorsqu'il n'est plus coërcé par une force supérieure à celle qui agit ordinairement sur lui pour le tenir en dissolution ; mats, s'il en était ainsi , les phénomènes qui accusent un excès de veinosité du sang, c'est-à-dire des symptômes d'asphyxie, devraient se manifester , puisque , d'après l'hypothèse , ils ne seraient pas neutralisés par la surexcitation qui résulte d'trne pïus

physiciens pourraient trouver cette preuve insuffisante. Pour les satisfaire entièrement , il faudrait parvenir à mesurer directement la quantité d'oxygène qui a disparu de l'air comprimé pendant la respiration , mais ce problème offre de grandes difficultés, comme l'ont reconnu MM. Regnault et Reiset, et demanderait des frais d'appareils considérables. Heureusement les physiologistes ont d'autres données que celles fournies par la balance et l'eudiomètre, pour affirmer les modifications très importantes que l'organisme éprouve d'un accroissement de la pression atmosphérique. Ces données , le but de

grande absorption d'oxygène; or, il ne se produit rien de semblable dans l'air comprimé , car, au contraire , comme on le verra plus loin , toutes les fonctions vitales acquièrent plus d'activité.

Le fait d'une absorption plus considérable d'oxygène sous Tinfluence de la compression de l'air paraissant établi , l'analogie conduit à penser qu'il en est de même pour l'azote.

On sait qu'en général l'absorption et l'exhalation de ce gaz pendant la respiration se compensent assez exactement , d'après les observations de M. Edwards ; maintenant , si cet équilibre est en effet rompu dans l'air comprimé , à l'avantage de l'absorption, en résulterait-il quelque utilité pour la nutrition ? Je suis disposé à le croire , d'après l'observation de MM. Regnault et Reiset , qui ont vu chez les animaux amenés à l'état d'inanition une certaine quantité d'azote disparaître constamment pendant la respiration; en sorte que cet élément de l'air atmosphérique, outre le rôle qu'on lui attribue d'atténuer l'action comburante de l'oxygène, semblerait encore destiné , d'après les vues de la nature conservatrice , à suppléer , dans une certaine mesure , à l'alimentation par les organes digestifs. Si l'on admettait cette hypothèse très plausible, on aurait une nouvelle donnée pour l'explication des bons effets obtenus par l'usage du bain d'air comprimé dans les cas où il y a langueur des fonctions digestives par atonie.

cet essai, est de les mettre en évidence , et j'espère les réunir en assez grand nombre , et avec un choix assez scrupuleux pour entraîner les convictions les plus réfractaires , mais avant d'entrer dans le champ de la physiologie pure , il nous reste encore à exposer l'influence mécanique que la pression de l'air exerce sur d'autres fonctions que l'hématose ; ce sera le sujet du chapitre suivant.