HYPOTHÈSES SUR LA CONTRACTION MUSCULAIRE

J. R. Mayer, qui a découvert Téqui valent mécanique de la chaleur, concevait le muscle comme une machine thermodynamique; pour lui, Ténergie chimique se transformait en chaleur et la chaleur en énergie mécanique. Helmholtz pensait de même. 11 est évident que, si cette idée est juste, la chaleur produite* par Ténergie chimique, même chez les animaux à sang froid, cesse d'apparaître comme un pur déchet. Mais ni Mayer ni Helmholtz n'ont montré comment la chaleur pouvait être transformée par le muscle en énergie mécanique : le premier schéma de cette transformation a été donné par Engelmann (1). — Le muscle strié se compose de bandes alternantes de substance isotrope et de substance anisotrope. Engelmann a observé que, dans la contraction musculaire, la substance anisotrope augmente de volume, tandis que la substance isotrope diminue. Gomme le volume total du inuscle ne change pas pendant la contraction, il conclut de là qu'une partie de la substance isotrope est absorbée par la substance anisotrope lors de la contraction. Il prouva, d'autre part, qu'on peut obtenir, par une élévation de température, une absorption de ce genre, suivie de contraction. Ses expériences ont été faites sur des cordes ^e violon présentant, comme la substance anisotrope du muscle, le phénomène de la double réfraction. Une corde de violon, suspendue dans l'eau et tendue par un poids, se raccourcit et soulève le poids, si on élève brusquement la température de l'eau. Ce raccourcissement, d'après Engelmann, est provoqué par une « imbibition » de la corde, que détermine l'élévation de la température. Comme le muscle, la corde devient plus courte et plus épaisse; comme lui elle fournit du travail, puisqu'elle soulève le poids. Le processus est en partie réversible : refroidie, la corde se raccourcit.

Engelmann admet donc que, dans la contraction musculaire, l'excitant provoque une oxydation d'hydrates de

(1) Engelmann, Ueber den Ursprung der Muskelkraft. Leipzig, 1893.

carbone qui produit de la chaleur, que Télévation de la température amène une absorption d'eau par la substance anisotrope aux dépens de la substance isotrope, et que c'est cette absorption d'eau qui détermine le changement de forme du muscle et le travail qu'il fournit.

Pour obtenir ce raccourcissement de la corde de violon par la chaleur, il faut élever la température de l'eau de 10 degrés ou plus, tandis qu'un muscle de grenouille, dans une contraction simple, n'élève sa température que de 0°,001 environ. Mais Engelmann fait remarquer avec raison qu'il se peut que l'élévation de la température soit beaucoup plus forte en certains points du muscle, qui seraient ceux où se produit l'oxydation : l'élévation de la température du muscle pris dans son ensemble ne permet pas de juger de ce qui peut se passer en des points particuliers. — La difficulté que rencontre l'hypothèse d'Engelmann est la suivante : les muscles peuvent se contracter et se relâcher plusieurs fois en une seconde, — ceux des ailes des insectes jusqu'à cent fois par seconde. Or la conduction de la chaleur est un processus trop lent pour qu'oi puisse concevoir une série de cent échauffements et refroidissements notables des éléments musculaires en une seconde.

Ainsi donc, la partie thermodynamique de la théorie d'Engelmann me paraît se heurter à des difficultés. Mais son observation relative à l'augmentation de volume de la substance anisotrope pendant la contraction peut avoir une importance fondamentale. — Etant donné que nous savons que certaines conditions chimiques influencent l'absorption de l'eau par la substance anisotrope, on pourrait songer à admettre qu'il y a là une liaison entre certaines modifications chimiques, déterminées dans le muscle par l'innervation, et le changement de forme observé. Engelmann, pour sa part, n'accepte pas cette hypothèse.

tlO MANIFESTATIONS PHYSIQUES ÉLÉMENTAIRES DE LA VIE

déplacer les particules suivant OA ; 2° la tension superficielle entre Thuile et Tair, qui tend à les déplacer suivant la tangente OB ; 3° la tension superficielle entre l'huile et Teau qui tend à les déplacer suivant la tangente OC. Mais la tension superficielle à la limite de Tair et de Teau est plus grande que la somme des deux autres (1). En conséquence, la particule O est transportée vers la gauche, à la surface de Teau, et il en est de même pour toutes les particules d'huile placées dans les mômes conditions, jusqu'à ce que la surface de séparation entre l'air et Toau soit remplacée par une mince couche d'huile.

Or les phénomènes d'étalement tels que celui-ci sont

liés à des mouvements qui se produisent dans les milieux à la surface desquels a lieu l'étalement. Quand l'huile s'étale à la

FiG. 8. — Les flèches indiquent la direction des SUrface de l'air et courants qui se produisent dans l'eau lorsque i i, n

l'huile s'élale à la surface de l'eau. Cie l eaU, elle en-

traîne, par suite du frottement, la couche d'eau la plus voisine. Il se produira donc, à la surface de l'eau, des courants partant du centre d'étalement, et, dans les régions profondes, des courants dirigés vers le centre d'étalement (fig. 8).

Quincke admet que ce sont des processus d'étalement de ce genre qui sont la cause de totis les courants protoplasmiques. Dans les cellules de certaines plantes (Chara, Nitella), on observe un courant ininterrompu du protoplasma dans une direction conj?tante. Quincke explique le fait de la façon suivante. Tout protoplasma, animal ou végétal, contient de l'huile ou de la graisse. Par suite, la sur-

(1) D'après Quincke, la t. s. entre l'air et l'eau serait de 8 milligr. 25, la t. s. entre Thuile d'olive et l'air dé 3 hiilligr. 76, et la t. s. entre l'huile d'olive et l'eau de 2 milligr. 73.