A. — RECHERCHES SUR LE MÉTABOLISME DES TISSU IN VITRO

Ces recherches commencées en 1923 dans le laboratoire de Physiologie générale de la Faculté des Sciences de Strasbourg ont été faites sous la direction et, en partie, en collaboration avec le Professeur E. F. Terroine.

a) Consommation en oxygène des tissus d’homéothermes in vitro [ 1 , 4 , 6 ] L' intensité du métabolisme de base présente des différences considérables chez les animaux homéothermes des diverses espèces. Pour certains physiologistes, les écarts observés sont sous la dépendance d’une ((masse active» des tissus, pour les autres, ils ont une cause extérieure aux tissus, nerveuses (Richet) ou circulatoire (Terroine). Pour les premiers, les combustions des organismes au métabolisme de base dépendent donc des propriétés de la «masse active» (composition chimique, structure) ; pour les seconds, la «masse active ne fait qu’exécuter des ordres qui viennent d’ailleurs». Afin de soumettre à l’expérience ces opinions, le Professeur Terroine et moi avons étudié l’intensité respiratoire in vitro des tissus homologues de divers homéothermes adultes de productions caloriques très éloignées : si les causes des différences dans l’intensité du métabolisme de base tiennent à la «masse active» on doit retrouver ces écarts dans la respiration des tissus in vitro, soustraits à toute influence nerveuse ou circulatoire. Dans le cas contraire, les tissus homologues des divers homéothermes doivent présenter des échanges gazeux voisins.

Dans une première partie du travail nous avons établi une technique de mesure de la respiration des tissus à l’aide du microrespiromètre de Krogh. Cette méthode permet de suivre de minute en minute la consommation d’oxygène d’un fragment de tissu de 0,1 gramme environ.

Les tissus homologues (cerveau, foie, rein, muscle) d’homéothermes, (lapin, poulet, cobaye, pigeon, souris, veuve à collier d’or) séparés entre eux par des différences considérables de production calorique (3 à 5 calories par kilogramme heure pour le lapin et 35 à 40 pour la veuve) présentent une intensité respiratoire du même ordre de grandeur :I1 faut donc rechercher en dehors des tissus eux-mêmes les causes qui provoquent les différences observées dans la grandeur du métabolisme de base chez les divers animaux.

La grandeur de la respiration élémentaire d’un tissu, indépendante de l’espèce animale d’où provient le tissu, est, par contre, caractéristique de l’espèce cellulaire considérée, comme 1 est également la composition chimique en ce qui regarde les constituants permanents: eau, protéides, phosphatides, ( A. Meyer et G. Schaeffer).

b) Sur l’action de la température sur la respiration des tissus d’homéothermes et de poikilotherme in vitro. [27, 28].

Un tissu d’homéotherme (muscle de pigeon) et un tissu de poikilotherme (muscle de grenouille)isolés de 1 organisme augmentent leur consommation d’oxygène au fur et à mesure que la température du milieu augmente, et cela jusqu à une température critique de 43° à 45° pour le muscle de pigeon et de 32° à 34° pour le muscle de grenouille température à laquelle la respiration

cesse rapidement. Le tissu isolé d’homéotherme ne présente pas d’ébauche de régulation des échanges, laquelle ( Richet, Terroine) doit être considérée comme un mécanisme extracellulaire. Un tissu de poikilotherme isolé présente un accroissement de ses échanges en fonction de la température, d’une valeur sensiblement identique à celle qu’on observe dans les mêmes conditions sur l’animal total. C’est là la preuve d’une absence totale de régulation extracellulaire chez les poikilothermes.

L’amplitude des variations de l’intensité respiratoire pour un même écart thermique est plus grande pour un tissu d’homéotherme que pour un même tissu de poikilotherme. La régulation des combustions de celui-ci paraît basée uniquement sur des facteurs cellulaires dont les principaux sont : la lenteur de la mise en équilibre avec la température extérieure ( Richet ) et la faiblesse des variations des échanges gazeux des tissus en fonction de la température.

c) Sur la consommation en oxygène du sang in vitro.

Ces recherches, publiées en collaboration avec Mme E. Siegler-Soru, ont pour objet l’étude de la consommation en oxygène du sang' de diverses espèces animales à hématies nucléées ou anucléées. Nous avons observé les faits suivants : La consommation en oxygène du sang de divers homéotKermes adultes (cheval, bœuf, porc, chien, lapin, cobaye, dindon, oie, canard, poulet, pigeon) présente une constance intraspécifique relative et des différences interspécifiques importantes. A égalité de globules, les sangs à hématies nucléées consomment plus d’oxygène que

ceux à hématies anucléées, comme l’avait déjà établi Warburg. Mais, à égalité de volume certains sangs à globules rouges anucléés, peuvent présenter une consommation d’oxygène plus intense que d’autres à globules nucléés. C’est ainsi qu’en général le sang de cobaye, par exemple, consomme plus d’oxygène que le sang d’oie.

Si l’on classe en deux groupes distincts et par ordre de consommations en oxygène croissante les sangs à hématies nucléées et anucléées, l’ordre des divers animaux ainsi obtenu correspond, à quelques exceptions près, à celui des mêmes animaux ranges par productions caloriques croissantes. Mais il n’existe pas de proportionalité entre l’intensité respiratoire du sang d’un animal et sa production calorique.

Les importantes différences interspécifiques de consommation en oxygène du sang in vitro s’opposent à la quasi-identite des échanges gazeux des autres tissus d homeothermes. Elles s’expliquent aisément par le fait que chez ces derniers le sang est le seul tissu dont le métabolisme ne puisse être réglé par un mécanisme nerveux ou circulatoire. Elles sont à rapprocher des écarts observés sur une large echelle par A. Hee et moi (recherches inédites) dans la consommation d’oxygène in vitro des tissus de poikilothermes, animaux ne possédant pas de mécanisme extracellulaire régulateur des échanges, (moule escargot, écrevisse, tanche, grenouille, tortue).

De nombreuses données sur la teneur en hémoglobine du sang des divers animaux, établies au cours de ce travail ont permis de constater l’indépendance de la consommation en oxygène du sang et de sa teneur en pigment respiratoire.

Le sang des animaux à hématies nucléées présente une respiration plus intense chez les sujets jeunes que chez les adultes.

d) Action de l’insuline sur le métabolisme du sang in vitro

J ai étudié avec Kauffmann-Cosla l’action de l’insuline sur la production de 1 acide carbonique et sur la glycolyse du sang. L augmentation de la production de l’acide carbonique a pu être régulièrement notée, tandis que l’action de l’insuline sur la glycolyse a présenté de grandes irrégularités. Eu égard à 1 époque à laquelle ont été faites ces expériences (1925) les préparations d’insuline employées étaient trop impures pour qu’on puisse attribuer d’une façon certaine à l’insuline l’action inconstante des préparations sur la glycolyse.

B. RECHERCHES SUR L’AVITAMINOSE B.

Ces recherches sont des essais de mise en évidence d’un trouble métabolique dans l’avitaminose B. Elles ont eu pour objet l’étude soit de l’urine des animaux carencés, soit de la consommation en oxygène de leurs tissus in vitro. Dans toutes les expériences qu’elles ont comporté, j’ai précisé la part qui revenait à l’inanition dans les troubles observés, ce qui m’a amené à étudier certains aspects du métabolisme des animaux inanitiés.

a) Respiration des tissus dans l’avitaminose B [3, 5],

Parmi les théories avancées pour expliquer le mécanisme des troubles provoqués par la carence en facteur B, Tune d’elles, for-

mulée par Abderhalden, Wertheimer et Schmidt, Hess, invoquait une «diminution des oxydation cellulaires», se traduisant par un abaissement de la consommation en oxygène des tissus in vitro. J’ai pu montrer à l’aide de la technique indiquée dans un précédent paragraphe (voir page 54) que la consommation en oxygène des tissus de pigeon carencé présentant les crampes nerveuses habituelles aux animaux avitaminosés est identique à celle des tissus normaux. Ce résultat a depuis lors été confirmé par Drummond et Marrian.

J’ai en outre noté que les tissus des animaux inanitiés consomment in vitro un peu plus d’oxygène que les tissus homologues des sujets normaux. Ce fait, qui s’explique aisément par la disparition des réserves (inertes au point de vue respiratoire) des tissus au cours de l’inanition, a depuis lors été signalé par Meyerhof et ses élèves.

b) Modifications de la composition de l’urine dans l’avitaminose B [37, A3, AA, 56, 60]. Variation du rapport C/N urinaire suivant la nature de l’alimentation. [24, 26].

De nombreux trauvaux dûs à l’école de Bickel ont montré que le rapport carbone total/azote total (C/N) urinaire présente chez le chien carencé en toutes les vitamines une valeur notablement plus élevée que chez l’animal normal. J ai pu, avec Kauffmann-Cosla, confirmer ce fait et observer qu il va de pair avec l’élimination urinaire de petites quantités d’acide lactique et 1 aldéhyde acétique, phénomène qui pouvait être également mis en évidence chez l’homme diabétique. Dans une expérience faite sur deux chiens maintenus pendant sept mois en carence en vi-

tamines A, B, C, D, auxquels j’ai, par la suite, administré successivement ces vitamines, j’ai observé que seule l’ingestion de facteur B provoque un retour du rapport C/N urinaire à sa valeur normale ( ou, suivant la terminologie proposée par Nicloux, fait cesser la dyscarbonurie). Cette réaction physiologique m’a paru devoir être rattachée à la théorie de Mme Randoin et Simonnet faisant intervenir dans la carence en vitamine B un trouble du métabolisme des glucides.

De nombreux travaux ont montré que l’élimination des divers constituants connus et dosables de l’urine ne présente chez les sujets carencés que des modifications irrégulières. Aussi, afin de déterminer si les troubles métaboliques de l’avitaminose B, dont l’existence est universellement admise, se traduisent par des modifications de la composition de l’urine en rapport avec la carence^portant, comme c’est le cas dans divers troubles métaboliques ( Bouchard, Desgrez, Lambling), sur 1’ «indosé urinaire», j ai étudié les variations du rapport C/N urinaire dans la carence en facteur B. Ces recherchas ont porté sur environ cinquante rats, recevant le régime au saccharose de Mme Randoin et Simonnet. Elles ont montré que la carence en facteur B provoque une augmentation nette de la valeur du rapport C/N urinaire, lequel reprend une valeur normale lorsque les rats carencés reçoivent une quantité suffisante de vitamine B. Mais cette augmentation, qui peut être rapportée à l’élimination de produits intermédiaires du métabolisme des glucides, est tardive; elle ne se manifeste que lorsque les animaux ont déjà subi un amaigrissement prononcé. Elle ne doit pas toutefois être attribuée à l’inanition, car j’ai noté que celle-ci provoque au contraire un abaissement marqué de la valeur du rapport C/N. En outre l’étude du

bilan azoté chez le rat carencé et celle de l’évolution de la carence chez des animaux recevant une alimentation pratiquement dépourvue d’azote m’ont montré qu’on ne saurait rapporter à une inanition protidique les troubles métaboliques provoqués par la carence ; cependant, les rats en croissance cessent rapidement de fixer de l’azote lorsqu’on supprime la vitamine B de leur alimentation ; de plus, chez eux, l’inanition protidique détermine une très forte augmentation de la valeur du rapport C/N (d’une unité environ), et l’on ne note aucune différence, tant dans les variations de ce rapport, que dans la survie des animaux carencés ou non.

Il ressort de ce travail que les troubles métaboliques dûs à l’avitaminose B comportent des manifestations urinaires nettes, mais pas assez précoces pour être caractéristiques. En outre ces troubles ne sont pas limités aux glucides. Aussi doit-on considérer que la valeur du rapport : ;-règle, plus probable

aliments totaux

que celle du rapport— i ———- la quantité de facteur B nécessaire glucides

à 1’ «équilibre)) d’une ration alimentaire.

Les faits relatifs aux variations du rapport C/N chez le rat carencé ont été récemment confirmés par S. K. Kon.

Des essais faits avec divers régimes m’ont permis de constater certaines variations de la valeur du rapport C/N urinaire avec l’alimentation : cette valeur est d’autant plus élevée que la ration est plus riche en glucides, ce qui vient à l’appui de l’opinion souvent exprimée, que le «carbone inconnu» de l’urine est en partie constitué par des dérivés glucidiques ou d’origine glu-

cidique, En outre des expériences faites avec Kauffmann-Cosla ont établi que, suivant la nature des protides ingérés, le rapport C/N et la carbonurie présentaient des valeurs diverses : l’ingestion de caséine et plus encore celle d’ovalbumine, détermine une élimination urinaire de carbone non uréique représentant une perte carbonée non négligeable (6 à 8% du carbone de la protéine ingérée),, et une augmentation de la valeur du rapport C/N. Au contraire l’ingestion d’albumine de blé ne détermine l’excrétion d’aucun surplus important de carbone urinaire non uréique; ce protide est donc mieux utilisé, par le chien tout au moins, que les précédents.