CHAPITRE XXVT
Le substratum chimique de l'incitation des éléments cellulaires.
Il est des recherches qui signalent positivement l'existence d'opérations chimiques à la période d'excitation de la cellule nerveuse ; l'apparition dans la substance grise corticale pendant qu'elle est en activité d'une réaction acide, d'une élévation thermique, ainsi que de modifications correspondantes de son métabolisme, leur donner de concert avec les métamorphoses des cellules appartenant aux parties du système nerveux en travail constatées sous le microscope, une confirmation formelle.
L. Bourdeaux ( I ) apprécie avec un sens parfait l'importance de la substance nerveuse :
« Plus complexe et plus muable que tout autre, elle renferme parmi ses composants des combinaisons spéciales entre lesquelles s'effectue un chassé-croisé de réactions : c'est une albumine en quelque état particulier ; ce sont des composés oxygénés ternaires, des combinaisons alcalines quaternaires et phosphorées quinaires. A raison de son instabilité chimique émanée de la complexité de cette constitution, la pâte nerveuse s'assi-
(1) Probl. do la vie, déjà cité, p. 30 à 31
mile très facilement les éléments du sang, les acides, les alcalis, les alcaloïdes, les combinaisons albumineuses dont la force latente s'accumule à l'état de tension dans le système nerveux, pour se dégager sous l'influence des causes excitantes et devenir ainsi une force vive ou un stimulus d'ortgine interne, issu de la décomposition fonctionnelle des tissus. Il est aisé de comprendre la mobilité de ces fragùles amoncellements d'atomes qui s'unissent et se disjoignent alternativement en vertu de la faiblesse extrême de leurs affinités réciproques ».
On sait que la cellule nerveuse constitue un corps assez compliqué. On y distingue un noyau et le protoplasma. Le protoplasme à son tour se compose d'une matière amorphe achromatique à canaux séreux ; d'une matière achromatique à structure fibrillaire formée par les prolongements des fibres névrogliques ; enfin d'une substance tigroïde qui consiste en grains chromafophiles de grandeurs diverses s'allongeant pour certains auteurs en fibres d'un sens déterminé.
' Tandis qusle noyau, qui manifeste la propriété de se gonfler par l'humidité, de se rider et de changer de place dans la cellule en quittant le centre qu'il y occupe d'ordinaire pour la périphérie, a pour fonctions principales la nutrition et la reproduction, le protoplasme est la substance aux dépens de laquelle s'effectue l'activité fonc tionnelle de la cellule nerveuse. On constate d'ailleurs que la substance colorable ou tigroïde du protoplasme, les corpuscules de Nissl, comme on les appelle, témoignent d'une inconstance quantitative souvent grande et sont exposés dans certains cas à se dèsag-réo-er
A quoi sert la substance tigroïde ? Pour les uns, elle contient la provision de la matière nutritive (Becker, Cajal, Leenhossek, Van Gehuciiten, etc.) ; d'autres en
font un condensateur du courant nerveux (Marinesco, etc.). Nous croyons que, bien qu'il soit impossible de nier ses relations avec la nutrition de la cellule, il y a bien des données en faveur de l'idée que les corpuscules de Nissl sont de préférence des vecteurs de l'énergie de réserve de la cellule nerveuse.
De même que pour tous les processus de métabolisme il se doit dans la cellule nerveuse effectuer deux phases de mutations chimiques , des opérations de décomposition, des opérations d'édifications qui évidemment sont intimement liées entre elles . Les opérations de décomposition doivent se rattacher à la transformation de l'énergie de réserve en énergie vive, c'est-à-dire en chaleur, travail moléculaire, etc., celles de création se traduisent par l'absorption d'énergie vive, notamment par une fixation d'électricité, de chaleur, etc., et, par ce moyen engendrent l'énergie de réserve. Il va de soi que ces deux phases de l'activité des cellules nerveuses marchent toujours et partout bras dessus bras dessous, mais sans empêcher la prédominance de l'une d'entre elles aux divers moments de l'activité cellulaire.
On s'est, dans ces dernirs temps, à plusieurs reprises, livré à des recherches visant à expliquer les changements de structure que subissent les cellules nerveuses quanp elles agissent. Malheureusement on n'y a pas suffisamment tenu compte de la modalité de l'état des éléments anatomiques. de leur activité vraiment normale ou de l'épuisement qui pouvait déjà les avoir atteints. Il semble que telle est l'origine de quelques contradictions entre les auteurs. Parmi les travaux les plus dignes d'attention, citons ceux de Koriboutte-Daskievn itch, Hodge, Vas, Lugaro, Pergens, Lambert, Mann, Pugnat, Pick, luchsenburg.
Les expériences de K. Daskiewi'tch ont porté sur la grenouille dont il irritait la huitième paire de nerfs rachidiens au moyen du courant faradique. 11 a trouvé des modifications dans la proportion des noyaux. Les noyaux colorables à la safranine avaient plus que triplé par rapport aux noyaux colorés par l'hématoxyline : le 3 31
chiffre exact est de — — . A l'endroit qui correspondait
à l'entrée du nerf la proportion des premiers était encore plus forte : elle atteignait 3,66 : 1.
Hodge irrite au courant d'induction les ganglions intervertébraux et les racines postérieures des nerfs rachidiens ; il recherche ensuite les modifications des cellules en se servant de l'acide osmique, et, en d'autres cas de la méthode de Gaule. Il examine en outre l'état du ganglion céphalique de l'abeille et autres insectes après le repos de la nuit, et à la suite de l'activité de la journée. L'irritation qui, il y a lieu de le croire, fournit les modifications ressortissant à la fatigue, se z'ésume ainsi. Le protoplasme cellulaire ne présente qu'une diminution infime de son volume ; la coloration à l'acide osmique en est plus faible; on y remarque des vacuoles. Le noyau révèle les mêmes modifications de coloration que dans les expériences de Daskiewitch, mais l'auteur pense que son irritation, allant de pair avec la coloration à l'hématoxyline, le faisait paraître p us sombre que le corps de la cellule et lui donnait un aspect rétracté et diminué de volume.
F. Vas opère sur des lapins. 11 en irrite avec le courant faradique un des ganglions cervicaux supérieurs en agissant sur le nerf à trois centimètres du ganglion. L'irritation dure quinze minutes. Il conclut de ses recherches que ni le corps de la cellule, ni le noyau ne
perdent de leurs dimensions. Par conlre, et contrairement aux résultats de Hodge, il déclare que cellules et noyaux du côté irrité, s'amplifient. 11 note aussi que les corpuscules de chromatine périnucléaires se retirent à la périphérie; il en résulte que la portion centrale de la cellule prend une teinte plus claire. Le noyau lui-même se déplace vers la périphérie ; M. Vas ne pense cependant pas que ces constatations prouvent que la substance chromatinique ait diminué à raison de l'état d'activité de la cellule.
Lambert, en contrôlant le travail de Vas, accepte ses résultats ; il n'a pourtant pas trouvé que la cellule et son noyau aient augmenté de dimensions.
Lugauo, de même que Vas, et presque par le même procédé, explore les ganglions sympathiques. La cellule irritée, pour lui, augmente d'abord de volume pour, plus tard, diminuer par suite de la fatigue.. Le volume du noyau et du nucléole se modifie de même façon. Cette amplification dépendrait d'une absorption plus vive de lymphe plasmatique qui emplit les espaces interfibrillaires. La position relative du noyau et du nucléole dans les cellules ne subit aucun changement.
Pergens explore la rétine. Il compare l'état des cellules de l'œil soumis à l'action de la lumière et celui des cellules de l'œil préservé. 11 trouve que la chromatine a diminué dans presque toutes les couches des cellules rétiniennes du premier ; en même temps celles de la couche ganglionnaire sont rapetissées.
G. Mann examine les cellules sympathiques, motrices et sensitives. A l'égal de Vas, il voit une augmentation de volume des cellules et des noyaux sous l'influence de
leur activité ; mais il n'observe pas de déplacement à la périphérie des grains de cliromatine. Il explique l'éclaircie de la portion centrale du protoplasme cellulaire par l'accumulation de lymphe à l'intérieur de cet élément quand il agit, de sorte que la partie colorable du protoplasme subit un changement de composition ; les corpuscules de chromatine seraient donc consommés pendant la phase d'activité.
Autres constatations de Mann. Le hyaloplasme du noyau de la cellule irritée ne se colore pas ; celui de la cellule indemne se colore. La substance chromatinique, c'est-à-dire colorable du noyau diminue un peu ; mais le nucléole augmente légèrement et pâlit. La cellule ellemême grandit également; il en résulte que l'espace péricellulaire diminue. Toute irritation durant plusieurs heures rend le noyau plus sombre, tend à le rétracter quelque peu, mais la plupart du temps d'un seul côté; le nombre des corpuscules tingibles (chromatiniques) est moindre, mais ils sont plus pâles.
Pour l'examen des cellules motrices, Mann a eu recours aux chiens. Les uns étaient laissés en repos, les autres étaient assujettis à un travail musculaire de dix heures. Il a ainsi constaté que, chez les chiens qui avaient travaillé, les cellules de la région motrice de l'écorce cérébrale avaient un aspect pâle, bien que la substance interfibrillaire se colorât. Les noyaux des cellules étaient plus grands, comme tuméfiés ; leur hyaloplasme ne se colorait pas. Les cellules delà portion lombaire delà moelle étaient également pâles; les grains de chromatine présentaient aussi une teinte plus pâle et offraient des dimensions moindres. Les noyaux, fortement ridés, fortement colorés, semblaient homogènes.
Enfin les cellules nerveuses de la rétine, examinées
parallèlement sur l'œil de l'animal privé de lumière pendant douze heures, et sur l'autre œil demeuré libre, ont produit les résultats que voici. Les noyaux des cellules rétiniennes de l'œil qui avait subi l'action de la lumière étaient plus petites, et plus pâles ; les corpuscules de chromatine de ces cellules s'étaient crispés et avaient pris un aspect stelliforme.
De l'ensemble de ces recherches circonstanciées, l'auteur conclut que la substance colorable, chromatinique, qui s'amasse dans la cellule à l'état de repos, est consommée pendant qu'elle agit; simultanément la cellule augmente dans toutes ses dimensions : celte augmentation porte sur le corps, le noyau, le nucléole. Toutes les espèces de cellules, motrices, sensitives et sympathiques, sont d'ailleurs sujettes aux mêmes modifications. La fatigue a pour expression : la contraction du noyau et du corps de la cellule ; la formation d'une substance chromatinique diffuse dans le noyau.
Pugnat prend de jeunes chats ; il irrite par le nerf les ganglions spinauxan moyen du courant faradique. Résultats : réduction des cellules, disparition de la substance chromatinique, colorable, du protoplasma; diminution proportionnelle du noyau cellulaire qui ne se déplace pas vers la périphérie. Les courants intenses et de courte durée produisent des modifications plus profondes que les courants faibles et prolongés.
Relatons ici les travaux de Magini et Valexza sur Y organe électrique de la torpille.
Magini l'a successivement exploré chez de jeunes poissons de ce genre qui n'avaient pas encore donné de décharges électriques, chez des- torpilles adultes qu'onavait laissé mourir lentement à l'air, chez des torpilles tuées en pleine santé. Dans le premier et le second cas, les noyaux cellulaires occupaient le centre de l'élément ; ils s'étaient, dans le dernier cas, déplacés dans la direction du neri électrique; c'est, pour l'auteur, un indice de l'état d'activité des cellules de l'organe électrique.
Valenza n'a pas trouvé de modifications dans les cellules de l'organe électrique à la suite d'une irritation prolongée des nerfs correspondants.
Par contre, si l'on procède à son irritation directe à l'aide d'un fort courant électrique, on observe deux genres de transformation selon que l'endroit observé est plus ou moins éloigné du lieu d'application de l'agent irritant. Dans les points où l'irritation a agi immédiatement, le noyau de la cellule est diminué ; en son milieu est entassé une plus grande quantité de substance colorable (chromatinique). Un peu plus loin, le noyau est plus grand; l'accumulation de substance colorable est plus rapprochée de son enveloppe .
F. Pick irrite les centres corticaux d'un hémisphère cérébral chez des animaux plongés dans la narcose ; il examine ensuite la portion correspondante de la moelle par la méthode de Nissl et compare le côté irrité avec l'autre.
11 attribue à l'irritation un aspect finement grenu des cellules qui dépend de la désagrégation de la substance
bei;hterew kéraval
colorable ; il signale l'augmentation des dimensions du noyau et du nucléole.
Parmi les investigations postérieures à l'aide de la méthode de Nissl, le travail de I. Luxexbouhg (1). mérite une mention particulière. Chez de jeunes lapins et chiens, endormis, il ouvre le canal vertébral et pratique deux sections de la moelle. Par l'une d'elles il détache le côté gauche du côté droit ; l'autre, transversale, supprime l'influence du cerveau. Puis il met à nu un des nerfs cruraux, qu'il soumet à des courants faradiques assez forts pour provoquer dans l'extrémité correspondante des contractions nettes. L'irritation est prolongée pendant une heure, mais par séries de cinq minutes séparées par des intervalles de repos d'égale durée. L'expérience se termine par une section sous-bulbaire qui tue l'animal. On plonge alors les centres "dans un liquide fixateur et on colore généralement par la méthode de Nissl,
Conclusions : 1° La substance colorable (chromatinique) des cellules /notrices de la moelle récèle une réserve d'énergie potentielle ; 2° l'état d'activité des •cellules motrices s'accompagne de modifications morphologiques s'exprimant par la désagrégation de la substance colorable ; 3°lagrandeur du corps de lacelluleet deson'noyau pendant la période d'activité n'est en somme pas modifiée ; les nucléoles augmentent de volume ; 4° le noyau ne change pas de place ; 5° les rameaux protoplasmiques des cellules nerveuses participent à leur activité ; 6° l'épuisement des cellules s'accompagne de modifications ultérieures des substances colorables et non colorables (chromatinique et achromatinique).
(1)1. Luxenburg. Neurolog. Centralbl., n° 14, 1899.
Enfin dans mon laboratoire, le docteur Passer a procédé à des recherches en faisant agir le courant faradique sur les centres corticaux moteurs séparés de la moelle par une coupe transverse à la région dorsale ; il examinait ensuite les cellules du renflement cervical qui avaient pris part à l'épilepsie corticale et celles du renflement lombaire qui étaient demeurées en repos.
Ce qui frappa dans les cellules du renflement cervical actionnées, ce fut l'excentricité du noyau, sa diminution de volume, une chromatophilie très accentuée.
L'irritation avait-elle durée un temps plus considérable ou avait-elle été plus aiguë, le noyau, tout en demeurant au centre, présentait des rides, une diminution de volume, parfois même des brèches ; on constatait dans le protoplasme de la cellule des phénomènes de chromatolyse très marqués allant jusqu'à la complète disparition de la substance colorable (chromatinique) ou tigroïde.
Evidemment ces résultats plaident péremptoirement en faveur du rôle de fonds de réserve de la substance colorable de la cellule , chargé avant tout d'alimenter le débit. d'énergie nerveuse de la cellule pendant qu'elle est en activité.
En résumé, si l'on tient compte des toutes dernières recherches, d'une exactitude plus précise, grâce aux méthodes les plus fines (de N.ssl) on n'éprouve aucune hésitation,
Les modificationscapitalesqui s'opèrent dans la cellule nerveuse en action ou plus ou moins épuisée se traduisent par la consommation de la substance colorable ou chromatinique de l'élément et de ses rameaux protoplas-
miques (dendrites). Cette substance contient la provision d'énergie latente des centres nerveux.
Les autres modifications consistent en : agrandissement des dimensions de la cellule ; changements de volume du noyau et du nucléole ; déplacement du noyau. Mais elles se distinguent certainement par une constance moins grande que les premières.
L'amplification des proportions de la cellule s'explique à coup sûr par l'afflux plus grand de suc nutritif à l'élément en travail de production ; toutes les parties intégrantes de son protoplasma en sont plus ou moins sensiblement gonflées.
Les diverses espèces de changements du noyau et du nucléole sont, suivant toutes probabilités, les unes passives, les autres actives ; la disparité de leur caractère est explicable par le degré d'épuisement de la cellule.
Il est clair que la substance colorable ou chromatinique forme la partie la plus active, la cheville ouvrière de la cellule, le magasin de réserve de l'énergie nerveuse. En effet, rappelons-nous que le noyau joue dans la multiplication et la nutrition delà cellule le rôle marquant ; il faut donc que la substance colorable soit tenue pour la plus caractéristique |des portions intégrantes du protoplasme, puisque la trame filamenteuse de l'élément cellulaire sert indubitablement de prolongement aux fibrilles que l'on découvre dans le cylindraxe et, conséquemment, doit représenter la partie conductrice de la cellule.
Le protoplasme delà cellule, à raison du changement qu'il subit à la phase d'activité de celle-ci, exerce son influence sur les fibrilles intrà-cellulaires qui se continuent ensuite dans le cylindraxe jusqu'à ses ramifications terminales. Nous devons donc tenir compte avant tout des
processus chimiques qui se passent dans les cellules nerveuses stimulées ; d'où il suit que la stimulation de leur activité doit avoir pour substratum le processus chimique qui s'accomplit (la chose est d'une netteté indiscutable) dans la partie colorable du protoplasme, autrement dit dans les corpuscules de chromatine de Nissl.
Il y a pleine raison d'admettre que les terminaisons périphériques des fibres nerveuses sensitives, qui le plus souvent sont protégées par des épithéliums d'aspects variés, sont des appareils d'un genre spécial, dans lesquels, au moment où ils sont impressionnés, s'accomplissent des phénomènes moléculaires se réfléchissant sur les fibres sensibles attenantes.
Il est plus que probable que le processus fondamental qui détermine la rupture de l'équilibre de l'énergie électrique dans la fibre nerveuse est aussi expressément chimique ou, plus exactement, chimico-moléculaire ; qu'il s'opère dans la substance de la cellule nerveuse ou dans l'appareil périphérique ; et qu'il forme le substratum de leur excitation spécifique.
11 en est à peu près, en ce cas, comme du dévelop-' pement de l'oscillation électro-négative émané d'une avarie artificielle du tissu nerveux, qui aboutit à un processus mécanique et chimique de décomposition dans le territoire endommagé.
Nous croyons donc que le processus chimique ou chimico-moléculaire qui se passe dans les cellules pendant qu'elles sont stimulées, en troublant l'énergie électrique des fibres nerveuses, devient la cause de l'oscillation négative de ces dernières.
Les cylindraxes des fibres ne contiennent pas de subslance colorable ou chromatinique, ils ne se composent que de fibrilles. Cette structure nous fait toucher du doigt la
différence essentielle qui sépare au point de vue fonctionnel la cellule de la fibre. La première est une chambre d'énergie de réserve d'un genre spécial. La seconde joue le rôle de simple conducteur ; toute son importance se ramène à transmettre l'excitation, -autant que possible sans perte inutile, jusqu'aux ramifications terminales de la fibre où l'excitation se propage au neurone suivant en y mettant en branle l'activité de sa cellule.
C'est sûrement ainsi que s'explique la lenteur du cours de l'oscillation électro-négative dans le nerf, mouvement qui jure avec celui du courant électrique ; sa vitesse est en effet déterminée directement par celle du processus chimique qui s'accomplit dans les cellules.
