IÔ
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ramener à la forme normale par addition de KCl. Ringer en tire cette conclusion qu'il y a entre le potassium et le calcium un antagonisme semblable à celui que Schmiedeberg a découvert entre certains poisons du cœur, par exemple l'atropine et la muscarine. Biedermann a montré que les solutions de sels alcalins produisent dans le muscle des contractions, et Ringer a vu qu'on peut empêcher celles-ci de se produire en ajoutant du calcium. Depuis ces expériences, beaucoup d'autres exemples d'actions salines antagonistes ont été découverts.
On admet généralement que l'action antagoniste de deux sels tient à ce que chacun des sels, employé isolément, agit d'une manière opposée à celle de son antagoniste. Nous verrons que dans certains cas au moins d'action saline antagoniste, cette opinion n'est pas d'accord avec les faits.
Quel est le mécanisme de l'action saline antagoniste ? Je pense trouver une réponse à cette question dans les observations suivantes sur les œufs de Fwidulus. Ces œufs portés aussitôt après leur fécondation dans une solution pure de sel marin isotonique à l'eau de mer, meurent ordinairement sans former d'embryon. Si cependant on ajoute rien qu'une trace de sel de calcium ou d'un autre sel de métal bivalent ^exception faite pour le mercure, le cuivre et l'argent) à une solution demi normale de sel marin, on en diminue ou même on en détruit la toxicité. Même des
sels très toxiques, tels que ceux de baryum, de zinc, de plomb, de cobalt, de nickel, de manganèse et d'autres métaux bivalents sont capables de rendre une solution pure de sel marin inoffensive, assez au moins pour que les œufs y puissent vivre un temps suffisant pour former un embryon . Le fait qu'une substance aussi toxique que le zinc ou le plomb peut rendre inoffensiv^ une substance aussi indifférente que le chlorure de sodium paraît assez paradoxal pour demander une explication, et cette explication nous éclairera sur la nature de l'action protectrice ou antao-oniste des sels. L'action antagoniste qu'un sel de plomb ou de zinc exerce contre laction toxique du chlorure de sodium ne peut consister qu en ce (|ue le premier sel protège l'embryon contre l'action du second. Mais comment cette action protectrice est-elle possible ?
Nous avons indiqué qu'un jeune poisson plongé aussitôt après son éclosion dans une solution pure demi-moléculaire de chlorure de sodium y meurt rapidement et qu'il peut au contraire vivre indéfiniment dans une telle solution additionnée à la fois de CaCl" et de KCl. Comment se peut-il que pour l'embryon, aussi longtemps qu il est dans Venveloppe de Vœuf, l'addition de CaCl'"^ à la solution de NaCl soit suffisante, tandis que le poisson une fois hors de Cœiif, l'addition de CaCP cesse d'être suffisante et que celle de KCl devienne aussi nécessaire ? De plus, si le poisson une fois sorti de Vœuf, nous essayons de lui conserver la vie en ajoutant à la solution demimoléculaire de sel marin du sulfate de zinc ou
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de l'acétate de plomb, nous le voyons mourir encore bien plus rapidement que sans cette addition *.
Si nous examinons quelle peut être la cause de cette différence, notre attention est attirée par ce fait que le poisson, tant qu'il est dans Tœuf, est séparé de la solution qui l'environne par la membrane de Toeuf. Cette mem.brane possède une petite ouverture, nommée micropyle, à travers laquelle le spermatozoïde pénètre dans l'œuf, Je suis porté à croire que ce micropyle n'est pas aussi hermétiquement fermé aussitôt après la fécondation que plus tard, car l'œuf très récêmmetit fécondé est tué plus rapidement par une solution demi-moléculaire de sel marin que un ou deux jours plus tard. On peut imaginer que le micropyle contient un bouchon de substance colloïdale qui se durcit peu à peu jusqu'à prendre une consistance cornée si lœuf demeure dans Teau de mer. Ce durcissement, ce tannage, le rend plus imperméable à la solution de sel. Le même durcissement paraît se produire très rapidement si, à une solution demi-moléculaire de sel marin nous ajoutons une trace de sel d'un métal bivalent : calcium, baryum, zinc, plomb, manganèse, cobalt ou nickel, etc. Il est également possible que des changements analogues se produisent dans toute la membrane. Si cette addition de
I. R. LiLLiE a trouvé que pour les larves à' Areiiicola on peut observer un faible antagonisme entre NaCl et ZnSO*. Cela montre que les lois générales de l'antagonisme entre deux sels différent en degré, mais non en principe dans l'organisme vivant et dans l'enveloppe non vivante de l'œuf de poisson.
métal bivalent rend la solution demi-moléculaire de sel marin inoffensive pour l'embryon du poisson, c'est, semble-t-il, en rendant le micropyle ou peut-être toute la membrane de l'œuf plus imperméable au sel qu'elle ne l'était auparavant.
Mais nous n'avons là qu'une partie des faits qui jettent de la lumière sur l'action protectrice ou antagoniste des sels. Les expériences que jai faites, encore sur les œufs de Fiuidnlus, avec le professeur Gies fournissent d'autres données. Gies et moi, nous avons pu voir que, non seulement les sels de métaux bivalents rendent inoffensive la solution de chlorure de sodium, mais que l'inverse se produit également, c'est-à dire que pour rendre inoffensives les solutions de beaucoup de métaux bivalents, par exemple du sulfate de zinc, du sel marin est nécessaire. Que Uion sultate SO'' n'ait rien à faire ici, c'est ce qu'ont montré précédemment des expériences sur le sulfate de sodium.
Si après fécondation on porte aussitôt les œufs dans l'eau distillée, il y en a une forte proportion, quelquefois loo p. loo, qui se développe, et les larves formées dans l'eau distillée sont capables de croître. Si, au contraire, nous ajoutons à loo centimètres cubes d eau distillée la quantité de sulfate de zinc nécessaire pour rendre la solution de sel inoffensive, tous les œufs sont rapidement tués et il n'y en a pas un seul qui arrive à former un embryon. A ce même liquide, ajoutons maintenant diverses quantités de sel marin; nous trouvons qu'à partir d'une certaine concentration de celui-ci, les effets toxiques du
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sulfate de zinc sont arrêtés et que beau oup d'œufs peuvent former des embr)ons. C'est ce que montre le tab.eau suivant, dans lequel la somtion de suliate de zinc employée est partout 1/32 moléculaire :
Tableau I
, Po'ircen'-age
d'œuf;; U 1 .i.aUt
Nature de la solution. uneiiiby^u
100 cra^ d'eau distillée 49
100 cm^ d'eau distillée-4- 8 cm^ de sulfate de
zinc o
100 cin-^ de sel marin 1/64 moléculaire -[- 8 cm^
de sulfate de zinc o
100 cm^ de sel marin 1/32 moléculaire -|- 8 cm^
de sulfate de zinc 3
100 cm' de sel marin 1/16 moléculaire + 8 cm^
de sulfate de zinc 8
100 cm^ de sel marin 1/8 moléculaire -f- 8 cra^
de sulfate de zinc 44
100 cm-^ de sel marin 1/4 moléculaire -f- 8 cm^
de sulfate de zinc 38
100 cm-^ de sel marin 3/8 moléculaire -f- 8 cm^
de sulfate de zinc 37
100 cm'^ de sel marin i/u moléculaire + 8 cm^
de sulfate de zinc 34
100 cmj^ de sel marin 5/8 moléculaire -\- 8 cm^
de sulfate de zinc 29
100 cm^ de sel marin 6/8 moléculaire -\- 8 cm^
de sulfate de zinc 8
100 cm' de sel marin 7/8 moléculaire -f- 8 cm°
de sulfate de zinc 6
100 cm'^ de sel marin i moléculaire -f 8 cm^
de sulfate de zinc i
On voit, d'après ce tableau, que, à partir et au-dessus d'une certaine concentration (1/8 mo-
léculaire), le sel marin rend le sulfate de zinc en solution, relativement inofFensif.
Si nous admettons maintenant que le sulfate de zinc rend inoffensive la solution 5/8 moléculaire de sel marin, en rendant la membrane de l'œuf relativement imperméable à ce sel, nous sommes également obligés d'admettre qu'inversement le sel marin rend cette membrane relativement imperméable au sulfate de zinc. Nous arrivons par suite à concevoir d'une manière nouvelle l'antagonisme des deux sels : nous le faisons en effet résulter, dans ce cas au moins, dune action commune, sùnidtafiée, des deux sels sur la membrane de l'œuf, cette action ayant pour effet de rendre la membrane entièrement ou relativement imperméable à l'un et à l'autre. Nous sommes conduits par là à cette conclusion nouvelle que si chacun des sels, pris isolément en solution, est toxique, c'est qu'il diffuse avec une vitesse relativement grande à travers la membrane et vient ainsi en contact direct avec le protoplasme de l'œuf.
Tant que nous admettions que chacun des sels pris isolément agissait en sens opposé de son antagoniste, il était impossible d'interpréter ces expériences ou de trouver quelque chose d'analogue dans la chimie des colloïdes. Mais, s'il est vrai que le sel marin à lui seul se montre toxique parce qu^il n'est pas capable de rendre la membrane de l'œuf imperméable, et s'il en est de même pour le sulfate de zinc, tandis qu'en mélange ces sels sont inofifensifs (parce que le «: tannage » de la membrane exige l'action simulta-
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née des deux sels), les expériences deviennent faciles à interpréter.
Nous devons pour être complets ajouter que l'on n'obtient qu'avec les sels de semblables eiFets antagonistes : rien de pareil avec la gh^cérine, l'urée ou l'alcool. D'autre part, le sulfate de zinc ne rend pas inoffensif seulement le sel marin, mais encore les chlorures de lithium, d'ammonium, de calcium, etc., et vice versa.
Une importance théorique notable s'attache à ces expériences sur l'œuf de Fundîihis. parce qu'elles ne laissent aucun doute que, dans ce cas au moins, l'action « antagoniste » des sels consiste en une modification de la membrane de l'œuf, due à leur intervention simultanée, et qui la rend moins perméable à chacun d'eux.
Il n'est pas facile de trouver dans la littérature des exemples d'expériences qui nous donnent de la nature de l'action antagoniste des sels une interprétation aussi peu équivoque. Je pense toutefois que quelques expériences récentes de Osterhout satisfont à cette condition.
Ce fut longtemps une question de savoir si les cellules sont ou non, en quelque manière que ce soit, perméables aux sels. Personne ne nie que la diiTusion des sels dans les cellules ne doive être beaucoup plus lente que dans Teau, mais quelques auteurs comme Overton et Hober leur refusent d'une façon absolue la possibilité de diffuser dans les cellules. L'opinion d'Overton est en partie
fondée sur des expériences de plasmolyse faites avec des cellules végétales Si de telles cellules, celles par exemple de Spirogyra, sont placées dans une solution de sel marin ou d'un autre sel de pression osmotique assez élevée, le volume du contenu de la cellule diminue par perte d'eau, et le protoplasme se retire surtout des angles de la paroi rigide de cellulose. Overton prétend que cette plasmolyse est permanente, et en conclut que l'eau seule, à l'exclusion des sels, peut diffuser à travers la paroi de la cellule. Si au contraire, les sels pouv^aient peu à peu diffuser de la solution dans la cellule et par suite accroître la pression osmotique à 1 intérieur de celle-ci, l'eau finirait par rentrer en diffusant, elle aussi, à Tintérieur de la cellule et par lui rendre son volume normal. Or, c'est ce qui, d'après Overton, ne doit pas arriver.
Osterhout a récemment constaté que les observations d'Overton étaient incomplètes en un point tout à fait capital, et qu'en réalité la plasmolyse, qui se produit lorsqu'une cellule se trouve placée dans une solution hypertonique, finit par disparaître en un temps qui varie avec la nature de la solution saline. Ce stade de rétrogradation de la plasmolyse a échappé à Overton. Il est vrai toutefois que, si une cellule est laissée en contact permanent avec une solution hypertonique de chlorure de sodium, on peut observer une rétraction de son contenu qui offre avec la plasmolyse une ressemblance superficielle, bien qu'elle n'ait rien à faire avec ce phénomène; elle est en relation avec la mort de la cellule. UindépenJauce
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de cette seconde « fausse j)lasmoljse » (ainsi rappelle Osterhout) et du caractère hypertonique de la solution résulte de ce qu'on peut produire le même phénomène avec des solutions hypotoniques de substances toxiques.
Dans une expérience décrite par Osterhout, une portion de filament de Spirogyra était plasmolysée dans une solution contenant 0,2 molécule-gramme par litre de Cad" et non dans une solution en contenant 0,195. Or la pression osmotique de la première solution est sensiblement la même que celle d'une solution contenant 0,29 molécule-gramme par litre de NaCl. Cependant, dans cette dernière solution, un fragment du même filament de spirogyre ne subissait aucune plasmolyse et l'on n'obtenait ce phénomène qu'en augmentant jusqu'à 0,4 molécule-gramme par litre la concentration de ce sel.
Osterhout explique cette différence dans la concentration des deux sels nécessaire pour produire la plasmolyse en admettant que la diffusion de NaCl se fait dans les cellules plus rapidement que celle de CaCl', conclusion à laquelle j'étais précisément arrivé en me basant sur mes expériences faites avec les animaux.
Les expériences d'Osterhout montrent également que l'antagonisme de NaCl et de CaCl" dépend en partie du fait que les deux sels gênent leur diffusion réciproque dans les cellules, et cette conclusion s'appuie entre autres sur l'expérience suivante :
En divisant un filament de spirogyre en plusieurs portions, on trouve que sa limite de plas-
molyse est comprise entre des concentrations (exprimées en molécule-gramme de sel par litre) de 0,2 et 0,195 pour CaCP et de 0,38 et 0,375 pour NaCl. Mais dans un mélange de 100 centimètres cubes de NaCl à la concentration 0,375 avec locentimètres cubes de solution de CaCl" à la concentration 0,195, d'autres portions du même filament se plasmolysent rapidement et très fortement.
Nous expliquerons ce fait par le grand retard que les deux sels en mélange apportent à leur diffusion réciproque à Tintérieur de la cellule. Même dans un tel mélange, la cellule plasmolysée peut bien, au bout d'un temps fort long, se gonfler de nouveau, mais bien plus tard que dans une solution pure de NaCl.
Ces expériences sont à mettre en parallèle avec celles qu'on a faites sur l'embryon des œufs de Fundithcs : dans ce cas, le sulfate de zinc diffusait rapidement soit à travers le micropyle, soit à travers la membrane, tandis que cette diffusion était empêchée ou fortement retardée en présence des deux sels.
Si les observations d'Osterliout montrent qu'Overton n'était pas fondé à tirer de ses expériences sur la plasmolyse la preuve que les sels neutres ne peuvent diffuser dans les cellules, elles ne prouvent pas en revanche qu'une telle diffusion se produise dans les conditions normales. Dans les expériences d'Osterhout, les solutions qui bai,£>naient les cellules étaient fortement hypertoniques, et il ne s'ensuit pas que des solutions isotoniques, en équilibre avec les cellules, agissent de même.
LE ROLE DES SELS
Nous avons récemment, Wasteneys et moi, observé que leffet toxique que les acides produisent sur Fnndiilus peut être détruit par les sels. Si nous ajoutons un demi-centimètre cube d'acide butyrique décinormal à loo centimètres cubes d'eau distillée, le poisson y meurt en deux heures et demie au plus. Si la solution ne contient que o cm"\4 d'acide ou moins, il y peut vivre une semaine et davantage. Si maintenant nous introduisons le demi-centimètre cube d'acide butyrique dans loo centimètres cubes de solutions diversement concentrées de sel marin, nous trouvons qu'au-dessus d'une certaine limite, le sel rend l'acide inofFensif. Il est bien entendu que le sel dont on se sert dans ces expériences est rigoureusement neutre et que la quantité d'acide présente dans le mélange d'acide et de sel est dosée. L'expérience suivante peut servir d'exemple. On a mis 6 poissons dans 500 centimètres cubes de chacun des 7 mélanges dont la composition est indiquée ci-dessous :
i) 100 cm-^ d'eau + 0,5 cm"^ d'acide butyrique i/io moléculaire.
2) 96 cm^ d'eau -j- 4 cm"' de sel marin demi-molécul. H- 0.5 cm^ d'acide butyrique i/io molécul.
3) 94 cm'* d'eau -\- 6 cm-^ de sel marin demi-molécul. -}- 0,5 cm^ d'acide butyrique i/io molécul.
4) 92 cm^ d'eau -f- 8 cm-* de sel marin demi-molécul. + 0,5 cm^ d'acide butyrique i/io molécul.
5} 90 cm'' d'eau -|- 10 cm'^ de sel marin demi-molécul. -j- 0,5 cm^ d'acide butyrique i/io molécul.
6) 88 cm"^ d^eau + 12 cm^ de sel marin demi-moîécul. 4- 0,5 cm^ d'acide butyrique i/io molëcul.
7) 85 cm"^ d'eau + 15 cm^ de sel marin demi-molécul. + 0,5 cm^ d'acide butyrique i/io molécul.
De temps en temps, on note le nombre de poissons survivants. Les résultats obtenus sont inscrits dans le tableau II.
Tableau II
