À MON MAITRE ET PRÉSIDENT DE THÈSE

MONSIEUR LE PROFESSEUR Louis LAPICQUE

Professeur de Physiologie générale à la Faculté des Sciences de Paris

Membre de l’Institut Membre de l’Académie de Médecine

Qui guida mes premiers pas en physiologie générale et m’a fait l'honneur d'accepter la présidence de cette thèse.

Faible témoignage de ma reconnaissance.

Avant Propos

Depuis que Monsieur le Professeur LAPICQUE nous a fait l’honneur de nous accueillir dans son laboratoire de la Sorbonne, nous n’avons cessé de bénéficier de son enseignement.

Nos études médicales nous avaient rapproché de ce chapitre de la Science et les connexions si intimes de la Physiologie avec la Clinique ne pouvaient que nous passionner davantage dans une telle voie.

La spécialisation des études médicales nous ayant porté vers l’oto-rhino-laryngologie, il était naturel que nous nous soyons dirigé vers un sujet se rapportant à cette branche et nous devons remercier ici Monsieur le Professeur LAPICQUE de nous avoir permis d’aborder un sujet si vaste et si fécond en observations que celui qui fait l’objet de cette thèse.

Ce nous fut une joie de reprendre avec les méthodes si fidèles et si sûres de la Chronaximétrie l’étude d’un système complexe sur lequel les physiologistes et les cliniciens avaient si souvent expérimenté. Nous avons ainsi cherché, grâce aux données de l’Electro-physiologie, d’établir la nature de certaines actions et de les expliquer en partie,

Le sujet que nous nous sommes proposé est loin d’être épuisé et si nous avons ainsi limité notre étude, nous avons l’intention de poursuivre plus avant ces recherches.

Le larynx est en effet un organe complexe, tant par sa structure que par sa physiologie. Il serait impossible de citer tous les noms des auteurs qui ont contribué à son étude et d’ailleurs celle-ci reste toujours ouverte.

Nous pensons cependant que grâce aux méthodes nouvelles utilisées, nous avons pu apporter quelques précisions sur cette question. En effet, l’application de la chronaximétrie à l'étude du larynx n’avait jamais été faite jusqu’à ce jour, ce qui explique que nous ne ferons qu’un court résumé de physiologie générale sans historique se rapportant directement à la question. De même, dans la bibliographie, nous n’indiquerons que les principaux ouvrages qui nous ont guidé, renvoyant pour une recherche plus complète aux bibliographies plus spécialisées de ceux-ci.

Qu'il nous soit permis de remercier ici Madame et Monsieur les Docteurs A. et B. CHAucHARD. C’est grâce à leur collaboration si précieuse que nous avons pu poursuivre nos expériences d’une technique délicate, parfois difficile, et qu’il eût été le plus souvent impossible de réaliser seul. Ils nous ont initié aux techniques et aux méthodes employées, ne cessant pas de suivre nos expériences, nous en suggérant d’autres. Le temps précieux qu'ils nous ont consacré est pour nous un gage de plus de leur bienveillance. Qu'ils soient assurés de toute notre gratitude et de l’excellent souvenir que nous gardons de leurs conseils et de leurs encouragements.

Introduction

Notre étude portant sur l’excitabilité, il faut que nous rappelions ce que l’on entend par là et que nous fassions un historique rapide de cette question.

L’irritabilité est la propriété primordiale de la matière vivante. C’est elle qui fait que celle-ci réagit aux différents facteurs extérieurs et d’une façon dépendante de ses propriétés physiologiques et non de la simple action extérieure excitante.

Dans certains organismes complets, on constate qu’il ne se produit de réponse que pour une excitation bien définie ou pour une valeur particulière de celle-ci ; il y a une véritable spécialisation, et on peut prévoir que l’excitabilité présente un ordre de grandeur.

L’excitabilité est la propriété d’une portion de matière organisée possédant une fonction définie. L’excitabilité indique Le un degré de détermination de plus que l’irritabilité.

Dans certains cas, la réaction à l’excitant se manifeste d’une façon visible : soit par une contraction, soit par une sécrétion par exemple lorsque l’on excite un muscle ou une glande. L’excitation d’un nerf, au contraire, ne donne pas de phénomènes visibles. Elle se traduit par un phénomène de conduction constituant « l’influx nerveux ».

L’excitabilité étant une propriété particulière à l’organe considéré, cette fonction n’est pas mesurable directement et ce sont les caractéristiques de l’agent excitant que l’on peut mesurer.

Parmi tous les excitants, le courant électrique est le mieux défini, le plus facile à manier, et, comme il ne laisse généralement pas de perturbation permanente, c’est lui que l’on emploie couramment. D’autre part, les phénomènes électriques sont facilement mesurables. Enfin seule l'électricité permet de mettre en jeu des quantités d’énergie infiniment faibles (de l’ordre du millième d’erg par exemple). D’autre part, il faut pouvoir régler les phénomènes d’excitation de telle sorte qu’ils ne durent que des temps également infiniment petits, ce qui est plus facile à réa-

mots

liser avec une excitation électrique que par des moyens mécaniques ou chimiques.

Il n’y a pas là une simple coïncidence. La nature des processus d’excitation ne paraît pas très différente des phénomènes électriques, l’excitabilité physiologique semblant être en rapport étroit avec la conduction électrolytique (mouvements d’ions).

L'étude des systèmes neuro-musculaires a montré qu’il existait des systèmes essentiellement différents et nous rappellerons pour mémoire la classique distinction entre muscles striés et muscles lisses, les premiers, lents, s’opposant aux seconds, rapides, dont la réponse paraît instantanée à nos yeux. La simple expérimentation fait reconnaître l’existence de seuils dans la valeur de l’excitation. Une étude plus minutieuse permettrait de reconnaître également l'existence d’un seuil pour le temps de l’excitation. (Intensité et durée de l’excitation apparaissent donc comme les deux paramètres de l’excitabilité).

Enfin la variation de l'intensité en fonction du temps a une action facilement mise en évidence.

Ces quelques facteurs étudiés séparément semblent opposer par leurs caractères les muscles lisses et les muscles striés. En réalité les faits sont les mêmes à une constante près caractéristique de chaque cas.

Le facteur temps est capital dans l’excitabilité. Le physicien Dove prévoyait déjà son rôle.

Chaque organe est en effet caractérisé par une constante de temps qui affecte ses processus d’excitation. Tel est le résultat de toutes les recherches qui ont eu pour but l’étude de l’excitabilité.

Du Boïs REYMOND est le premier qui ait tenté d'appliquer une méthode quantitative à cette étude. C’est lui qui formula la loi générale de l’excitation montrant l'influence de sa variation et qui, sous une forme plus mathématique, se traduit par la formule : « l’excitation est fonction de la dérivée de la densité du courant par rapport au temps » (formulée en 1848).

Déjà RiTrER, en 1792 (peu après la découverte de l’excitabilité électrique des muscles par Galvani), montrait que l’on pouvait provoquer l'excitation d’un muscle à condition que le courant soit établi brusquement.

Vers 1860, Ficx et ENGELMANN montrent l'influence de la durée de l'excitation grâce à l’utilisation des muscles lents.

Tous ces expérimentateurs employaient soit des courants continus variables, soit la bobine d’induction (chariot de Du Bots REYMOND).

C’est HorwEG qui, en 1892, grâce à l’emploi des décharges des condensateurs, ouvre la série des recherches modernes sur l’excitabilité. Il étudie, sur un circuit de résistance constante, comment, avec des capacités croissantes, doit varier le potentiel de charge pour provoquer une excitation liminaire (c’est-à-dire le

ed

seuil de l’excitation). Il trouve que c’est la plus grande capacité qui, pour un même potentiel, est la plus efficace, et qu’il faut élever le potentiel à mesure que l’on passe aux petites capacités. Ce fait est en opposition avec les déductions que l’on pouvait tirer de la loi de Du Bois REYMOND.

Weiss, voulant manier d’une façon définie les variations de courant, cherche à posséder un courant continu de courte durée que l’on puisse mesurer. Il établit son rhéotome balistique. Les temps les plus courts deviennent ainsi facilement mesurables. Il peut de la sorte déterminer le temps de passage du courant utile correspondant à une intensité liminaire, Etudiant le facteur énergie comme facteur essentiel, il constate l’existence d’un point où l’énergie dépensée est minimum. Il aboutit ainsi aux mêmes résultats que HORWEG.

La loi linéaire de Weiss des quantités d’électricité mises en jeu revient d’ailleurs à la loi hyperbolique de HORWEG représentant l'intensité liminaire en fonction du temps.

Mais de nombreuses expériences pratiquées à partir de 1903 montrent que ces lois ne sont qu’approchées.

L. et M. LaAPiCQuE constatent que le temps le plus court capable d’exciter l’organe en expérience, avec la même intensité qu’un courant très prolongé, est variable avec les tissus et organes considérés mais constant pour cet organe chez les différents individus. Ils l’appellent « temps utile ». Mais cette durée est difficile à déterminer d’une façon précise, Au contraire, si lon prenait une intensité supérieure à l’intensité liminaire, la précision de la mesure serait beaucoup plus grande.

L. LAPICQUE supposait que, lorsque l’on passe d’une matière excitable à une autre, les divergences que l’on pouvait constater ne dépendaient pas de plusieurs sortes d’excitabilité, mais de formes diverses d’un même phénomène, dépendant de paramètres caractéristiques de chacune d'elles.

L'expérience a démontré cette hypothèse et c’est à l’un de ces paramètres que L. LAPICQUE a donné le nom de « chronaxie ».

En effet, toutes les courbes de l’excitabilité sont sensiblement superposables à condition de ramener leur coordonnée à la même valeur d’origine. Il devait donc exister deux paramètres, l’un d’eux devait être homogène à une intensité, l’autre à un temps.

Ces paramètres sont convenablement choisis pour être mesurés facilement.

Le premier, appelé « rhéobase » (ancien seuil galvanique de Du Bois REYMOND), est « l’intensité liminaire correspondant à une durée de passage infini d’un courant constant ».

Le second paramètre ou « chronaxie » est pris d’après la définition suivante : « C’est le temps liminaire pendant lequel il faut faire passer un courant dont l'intensité constante est par définition fixée au double de la rhéobase ». Cette durée de passage du courant est propre à l’objet. On la représente par la lettre grecque 7.

La chronaxie caractérise l’excitabilité de la matière vivante considérée dans des conditions de milieu bien déterminées. (Elle ne la caractérise d’ailleurs que dans la région cathodique).

La vitesse d’excitabilité est liée à la chronaxie et varie en sens inverse.

L. et M. LaPicQuE ont démontré que le muscle et son nerf moteur avaient la même chronaxie, C’est lä loi d’isochronisme du nerf moteur et du muscle.

La mesure de la chronaxie peut se faire soit au moyen d’appareils mécaniques ou rhéotomes qui fractionnent le courant, soit par la méthode des condensateurs.

Si les nerfs de la vie de relation répondent en général à un stimulus unique, d’autres nerfs, sympathique et parasympathique (nerfs vaso-moteurs en particulier), éléments à grande chronaxie, exigent la réitération de l’ordre. Le phénomène est comparable au phénomène de « sommation » ou d’ « addition latente » étudié par RicHEerT. Dans ce cas, il s’agit de l’addition d’excitations sous-liminaires. L. et M. LapPicQUuE établirent en 1910 que l’addition latente dépend du rapport entre la durée des excitations et la chronaxie de l’organe excité. Les stimulus doivent être très brefs par rapport à cette chronaxie,

En utilisant des expériences faites dans ce but par A. et B. CHAUCHARD, L. LAPICQUE établit une théorie des phénomènes rendant compte des résultats expérimentaux.

Dans le cas d’excitations itératives, chaque excitation laisserait dans le tissu vivant un résidu d’excitation, de sorte que, si la répétition de l’un des stimulus se produit avant l’effacement de l’action du précédent, il pourra se faire une addition des « résidus d’excitation ». L’excitation ne se propagera dans l’organe innervé que lorsque la somme des résidus aura atteint une certaine valeur déterminée par la loi d’excitabilité de cet organe.

On voit donc l’intervention, dans ces cas, de nouveaux paramètres, et l’on a pu observer les résultats suivants.

Le nombre et la fréquence des excitations restant fixes, la variation du voltage liminaire en fonction de la capacité suit la même loi que pour les muscles ordinaires et leurs nerfs moteurs. À condition de prendre un intervalle suffisamment petit, et un nombre d’excitations suffisamment grand, il est facile de mesurer la chronaxie,

La capacité et la fréquence (ou l'intervalle) des excitations restant fixes, le voltage liminaire décroît en même temps que le nombre des excitations croît. Néanmoins, à partir d’un certain nombre limité d’excitations, le voltage ne varie pratiquement plus. Le produit de ce nombre limite par l’intervalle-de temps séparant deux excitations reste constant lorsque l’on change-la fréquence. L. LAPICQUE a appelé ce temps < temps de sommation » (que l’on représente par T. S.). C’est le temps maximum

| . Û pendant lequel les excitations peuvent efficacement s’additionner.

La capacité et la durée de sommation étant fixées (pratiquement on prend cette durée égale au temps de sommation), si l’on fait varier l’intervalle de temps séparant les excitations, le voltage liminaire qui reste constant pour les grandes fréquences s’élève ensuite à partir d’un certain intervalle suivant une courbe plus ou moins relevée caractéristique de l’organe étudié et des conditions d’observation, Cette courbe semble en forme d’S allongé comme l’indiqueraient les développements des théories mathématiques qui ont été exposées sur les nerfs itératifs.

Pour L. LAPICQUE, dans les excitations itératives comme dans l’addition latente, on doit provoquer la réponse d’un organe par une sommation d’excitations sous-liminaires ou insuffisantes, brèves, répétées à intervalles égaux un nombre suffisant de fois.

Pour expliquer cette nécessité de répéter les excitations dans le cas des nerfs itératifs, L. LAPICQUE a émis l’hypothèse d’une hétéro-chronaxie du nerf et de l’élément innervé. Si l’on pose que l’organe d’aboutissement a une chronaxie beaucoup plus grande que le nerf, les ondes d’influx nerveux constituent pour J’organe des excitations trop brèves, il faudra donc les sommer.

C’est le cas pour les nerfs vaso-moteurs. Ainsi, par exemple, les nerfs vaso-moteurs de la membrane interdigitale de la grenouille ont une chronaxie de 256, alors que la chronaxie des fibres musculaires lisses des vaisseaux correspondants, mesurés directement, est de 1,5 seconde, soit 150056, l’hétéro-chronisme est donc manifeste (M. LAPICQUE).

Pour LAPICQUE, dans un système itératif, la chronaxie caractériserait le nerf excité. Le temps de sommation serait caractéristique de l’organe innervé dont on ne peut prendre directement la mesure de chronaxie.

Nous n’avons pas encore considéré l’action possible des centres supérieurs et nous n’avons raisonné que sur des systèmes isolés, Mais si l’on cherche à pousser plus loin, et que l’on étudie en particulier les réflexes, alors, plusieurs neurones doivent entrer en action et le mécanisme de l'excitation devient plus complet. Il faut faire entrer en jeu une suite d’actions élémentaires qui suivent un trajet déterminé : l’arc réflexe, par l’intermédiaire de relais successifs. Nous ne rappellerons pas la classique expérience de la grenouille décapitée ni celle du chien spinal. Mais nous dirons que, dans tout réflexe, la progression de l’influx nerveux ne peut se faire dans les neurones successifs que grâce à l’aiguillage par isochronisme de ceux-ei.

Or, un même système, possédant une chronaxie propre lorsqu’il est isolé, peut, sous l'influence d’un autre neurone, voir sa chronaxie se modifier. M. LAPICQUE a vérifié ce fait pour la première fois, en 1923. La chronaxie de la préparation nerf-muscle d’un gastro-cnémien de grenouille isolée est sensiblement toujours la même. Lorsque l’on opère sur une grenouille intacte, au contraire, les fibres nerveuses motrices du même gastro-cnémien

| Ven

présentent une chronaxie variable et en général plus petite. Si l’on sectionne alors le bulbe ou simplement le nerf, isolant ainsi les fibres excitées de l’action de l’encéphale, la chronaxie s'élève et revient à l’état fixe à la valeur habituellement observée.

A l’état normal, il y a probablement et d’une façon constante des interventions de ce genre : la « chronaxie de constitution », chronaxie du neurone isolé en repos, faisant place à une « chronaxie de subordination », dépendant d’influences diverses.

L'influx nerveux cheminant suivant l’isochronisme des relais neuroniques successifs peut être aiguillé de différentes façons. Sous l'influence du cerveau, on peut observer des réactions variées en réponse à une même excitation.

Le cerveau lui-même comporte des neurones qui possèdent probablement chacun une chronaxie de constitution qui peut être modifiée par l’action des neurones qui y aboutissent. Et en effet la chronaxie des centres moteurs corticaux est assez variable.

A. et B. CHAUCHARD ont les premiers obtenu des mesures (en 1925). Ils ont vu l'influence des anesthésiques qui augmentent considérablement la chronaxie corticale alors qu’ils n’agissent que peu sur celle des nerfs périphériques. De leurs expériences, ils ont pu mettre en évidence qu’en dehors de l’action des anesthésiques, la chronaxie corticale est le plus souvent changeante.

RizzOoLO (en 1927) a pu faire varier cette chronaxie corticale en déterminant les modifications de la partie du corps correspondante, et CARDOT a trouvé des variations en rapport avec le nerf pneumogastrique et le système thyroïdien.

En conclusion à cette influence des centres, on voit que l’on peut attribuer au cerveau un pouvoir d’aiguillage constant par modification des diverses chronaxies périphériques. Nous voyons également que lorsque nous expérimentons sur des animaux profondément endormis, les mesures que nous pratiquons sont essentiellement des mesures de chronaxie de constitution identiques à celles obtenues après section nerveuse. Lorsque, au contraire, l’animal a été peu endormi ou se réveille, les chiffres enregistrés caractérisent les chronaxies de subordination. Il est alors fréquent de les voir varier.

Considérations anatomo-physiologiques

Avant tout exposé de faits, avant d'indiquer les différentes techniques qui furent employées au cours de cette étude, il est indispensable de faire un résumé de l’anatomie de cet organe complexe qu’est le larynx, et de ses connexions, de même qu’il nous faudra connaître sa physiologie.

On sait qu’embryologiquement, le larynx est un anneau musculaire. Il possède deux fonctions essentielles : une fonction vocale, et une fonction respiratoire.

La physiologie de la glotte et, par suite, celle des cordes vocales, résume toute la physiologie du larynx.

Ce sont elles, en effet, dont le jeu complexe règle les différentes fonctions du larynx et qui ont permis à certains auteurs de comparer la glotte à un sphincter alors que d’autres, et en particulier NÉGus, la ramènent à une double valve. Nous verrons que c’est plutôt à cette comparaison qu’il nous faut aboutir.

La glotte est formée par deux valves opposées dont l’ouverture et la fermeture sont commandées par deux systèmes musculaires antagonistes.

Anatomie du larynx du chien

Au début de notre étude, il importe de siluer le larynx, de le décrire et d'indiquer les principaux rapports.

La description du larynx que nous allons faire est particulièrement inspirée du livre sur « l’Anatomie du Chien » de Er- LENBERGER et BAuM. Des dessins anatomiques, certains ont été inspirés de ceux de cet ouvrage, la plupart ont été schématisés d’après nos dissections personnelles.

Le larynx a la forme d’une petite boîte quadrangulaire peu élevée, supendue à l’os hyoïde par ses cornes supérieures et par la membrane et le muscle thyro-hyoïdien.

Situé au niveau des premières vertèbres cervicales, formant la base antérieure et inférieure de la cavité pharyngienne, il touche du côté oral à la base de la langue, du côté aboral il se continue par la trachée et correspond à l’origine de l’œsophage situé en arrière de lui.

On lui décrit quatre parois : ventrale, dorsale, et deux latérales. Il est ouvert aux deux extrémités : orale et aborale.