L.da

son tissu, se maintient entre certaines limites.

J'ai cherché à montrer le bien fondé de cette vue dans une longue série de recherches, et nous allons entrer maintenant plus avant dans ce sujet. Je ferai d'abord remarquer que les ions Mg peuvent, comme les ions Ga, exercer une action inhibitrice.

Tous les sels à métaux monovalents agissent, d'autre part, comme les sels de soude, — car ils provoquent des contractions rythmiques; — mais tous ces sels ont des effets accessoires par suite desquels les contractions ne durent pas aussi longtemps que dans les solutions de NaGl. G'est ainsi que dans le KGl, le muscle se contracte un petit nombre de fois, puis devient inexcitable. Dans LiGl les contractions peuvent durer un jour. Mais comme K et Na sont les seuls métaux monovalents présents dans le muscle, nous n'avons pas besoin d'envisager ici l'action de NH4 ou de Li. Les sels de Mg, comme les sels de Ga, empêchent Faction excitante d'une solution de NaGl. Gomme je le remarquais déjà il y a six ans, si les muscles de notre corps ne se contractent pas continuellement comme notre cœur, nous le devons aux sels de Mg et de Ga de notre sang.

LOEB 10

Nous pouvons peut-être répondre maintenant, au moins d'une manière provisoire, à la question de savoir comment il se fait que les sels de soude, m peu important» pour les plantes, soient indispensables aux animaux. Si notre hypothèse est exacte, on peut admettre que toutes les contractions musculaires reposent sur une substitution d'ions Na ou K aux ions Ca ou Mg, ou vice versa. Chez les^plantes, qui n'ont pas de muscles, le NaCl peut donc manquer. II en est de même pour le Ga, comme le montre ta solution de Raulin. ^

Dans une solution de NaCl ^, il s^écoule ordinairement

un temps assez long (une heure ou plus, à la température du laboratoire) avant que les contractions commencent, tandis que dans une solution plus concentrée les secousses commencent plus vite. J'en conclus qu'une quantité suffisante de molécules de NaCl ou d'ions Na doit diffuser dans le muscle avant que les contractions puissent se produire,

G.Na et que dans le muscle normal le quotient ./ p est trop petit

pour qu'elles se produisent.

L'addition d'une petite quantité de NaOH accélère le phénomène, peut-être en accélérant la diffusion du sel dans le muscle. L'action inhibitrice du GaCl^ me conduisit à faire des. recherches avec les sels qui précipitent le calcium, ou qui abaissent la concentration des ions Ga ou Mg libres. J'ai pu alors constater que les sels comme l'oxalate, le fluorure, le citrate, le tartrate de soude, provoquent, à des concenirations beaucoup moindres et beaucoup plus rapidement que le chlorure ou le succinate de soude, des contractions rythmiques dans le muscle isole de la grenouille.

Quand on plonge le nerf dans des solutions de ces sels, il se développe en lui, avant que les secousses commencent, une augmentation d'extabilité électrique, semblable à

(1) LoEB, Am, Journ. ofPhysiol., vol. V, p. 862, 1901.

nionemuSj hydroméduse de Wood's Hole, dans une solution de NaCl isotonique ou hypertonique vis-à-vis de Feau de mer, les contractions apparaissent; ajoutons une quantité suffisante d'un sel de Ca ou de Mg, l'apparition des contractions est retardée ou empêchée. Dans une solution pure de NaCl, les contractions cessent bientôt pour réapparaître si on ajoute un peu de CaCl2.

Ce phénomène laisse supposer que dans l'eau de mer normale le centre des méduses contient relativement trop de Ca ou de Mg ; les contractions ne deviennent possibles que si on Te met dans une solution pure de NaCl, ce qui

(^ TVT

élève la valeur du quotient >t7s- . Mais dès que ce quotient

atteint une valeur trop forte, elles cessent, et ne réapparaissent que si, en ajoutant un sel de Ca, on abaisse de nouveau la valeur de ce quotient.

Sur mon conseil, le D^ Lingle (1) a fait des recherches sur le ventricule du cœur de tortue, pour voir si les conditions de la contraction cardiaque n'étaient pas les mêmes. On sait que le sinus veineux isolé du cœur delà grenouille bat avec le même rythme que le cœur intact, mais que le ventricule isolé ne continue pas à battre dans le sang. Le sinus veineux se comporte ainsi comme le bord de l'ombrelle de la méduse, et le ventricule comme le centre. Lingle a trouvé que le ventricule peut battre spontanément, si on le plonge une demi-heure dans NaCl pur. Il cesse de battre si on le laisse longtemps dans cette solution, probablement parce qu'il pénètre trop de Na dans le ventricule. Si on le retire à temps de la solution de NaCl et qu'on le mette un certain temps dans une chambre humide, il peut, s'il est bien fourni d'oxygène, continuer à battre pendant des jours. Aucune autre substance ne peut

(1) Lingle, Amer. Journ. ofPhysiol., vol. IV, p. 265, 1901; vol. VIII, p. 75, 1902.

si

iN

le d r d a o

Si

SI

rr

ai

150 IMPORTANCE BlOLOCIiQUE DES SELS

fications dans Torgane vivant. Tel paraît bien être le cas

pour les contractions rythmiques du muscle d^ Gonione-

mus.

Le D*" Lingle a répété la même expérience sur le

ventricule, et il a trouvé que dans les solutions pures de

sucre, il ne se produit pas de contractions, même quand

le muscle reste une journée entière dans cette solution,

N mais que si on le met ensuite dans le NaCl — elles recom-

mencent aussitôt. C'est donc que les contractions étaient impossibles dans la solution sucrée sans que le muscle subît un dommage irréparable.

Lingle a recherché quel degré de concentration devait atteindre la solution de NaCl pour provoquer les contractions du ventricule. 11 a trouvé que dans un mélange de

98 ce. de saccharose -r — [- ^ ce. NaCl—, ou 96 ce. de

saccharose y -p 4 ce. NaCl— , il ne se produit pas de con- 4 o

tractions spontanées, tandis qu'un mélange de 90 ce. de

saccharose y -j- 10 ce. de solution de NaCl — provoque

des contractions rj^thmiques.

Tout coci semble indiquer que la cause des battements rythmiques doit être cherchée dans un échange entre Na (ou K) et Ca (ou Mg) dans certains composés contenus dans le muscle. Dans mon livre sur la Physiologie comparée du cerveau (notamment dans l'édition anglaise), j'ai Indiqué que la variable qui décide de ce phénomène pourrait être un changement dans la tension superficielle.

En 1901, j'ai décrit une forme d'excitabilité dumuscle qui n'avait pas encore été signalée, autant que je sache. Cette excitabilité est provoquée par les sels qui précipitent le calcium ou diminuent la concentration de ses ions, à savoir les citrates, les oxalates, les fluorures, carbonates, phos-

THÉORIE DE l'eXCITABILITÉ 151

phates, etc. (1). Quand on met un muscle de grenouille

N dans une solution — de citrate de soude, et qu'il y reste 2

ou 3 minutes, il donne des contractions tétaniques ou convulsives dès quon Ven retire. Ces contractions peuvent durer une minute; elles s'arrêtent dès qu'on replonge le muscle dans la solution. On peut répéter ce phénomène plusieurs fois de suite.

Le D'' Zœthout a trouvé dans mon laboratoire que cette réaction peut être provoquée plus vite et plus sûrement si on ajoute à la solution une petite quantité d'un sel de K. Le K agit peut-être en inhibant la tendance qu'a le muscle à se contracter rythmiquement dans la solution même. J'ai souvent remarqué que les muscles qui ont commencé une fois à se contracter rythmiquement dans la solution de citrate, ne donnent plus, lorsqu'on les en retire, les contractions-violentes et convulsives plus haut décrites. J'ai nommé provisoirement cette réaction « réaction de contact », parce qu'elle résulte d'un changement du milieu dans lequel se trouve le muscle. La figure 15 représente l'appareil employé pour mettre ce fait en évidence.

Quand on ne met qu'une partie du gastrocnémien hors de la solution, seuls les faisceaux de fibres en contact avec Fair entrenten contraction tonique. Ceux qui restent dans la solution demeurent en repos. La réaction est donc un phénomène purement local, se produisant dans chaque cellule muscmlaire.

Cette réaction se produit non seulement lorsque le muscle est mis en contact avec l'air, mais encore avec CO2 , l'huile, le toluène, une solution de sucre ou de glycérine. Or, tous ces corps sont des non-électrolytes et je croyais d'abord n'avoir affaire ici qu'à la « secousse d'ouverture » d'un courant galvanique. Mais toute une série de faits semble contredire cette idée. D'abord, on n'obtient pas de « secousse

(1) Lœb, Amer, Journ. of. Physiol., vol. V, p. 862, 1901.

iL=

de fermeture » — c'est-à-dire que le muscle ne se contracte pas — quand il passe de Tair dans la solution de

citrate. Ensuite ta période de latence, c'est-à-dire le temps qui s'écoule entre le moment où Ton sort • le muscle de la solution de citrate et la contraction, est relativement grand, car il peut être d'une seconde ou plus.

Quand le muscle a atteint son plus haut degré d'excitabilité dans. la solution de citrate, il y a aussi tétanos si on le retire d'une solution de sucre ou de glycérine pour le laisser à Tair, tandis que la contraction cesse dès qu'on le remet dans la solution de sucre.

Mais dans cette dernière solution , l'excitabilité diminue tellement vite qu'il faut ensuite replonger le muscle dans la solution de citrate de soude pour faire réapparaître le phénomène. L'excitabilité de contact (1) que le muscle acquiert dans

(1) « Kontaktreizbarkeit ». L'auteur emploie en anglais le terme de « contact irritability » [N, du Trad.).

FiG. lo- — Dispositif permeLlant de montrer la « réaction de contact » du muscle. Le verre D, contenant la solution saline, repose sur une plaque métallique S, mobile le long du pied vertical. En élevant ou abaissant S, le muscle M peut être mis à volonté dans la solution ou dans l'air, sans lui imprimer de secousse.

■««■«■«^■•■■■iHmiHiHBn

THÉORIE DE l'eXCITABILITÉ 153

une solution de citrate de soude ou de K, disparait très vite non seulement dans une solution de sucre, mais encore dans le chlorure de sodium ou le LiCl.

Les solutions qui précipitent le calcium ou abaissent la concentration de ses ions sont les seules à produire Texcitabilité de contact. Quelle que soit l'action de ces sels, le fait que cette forme d'excitabilité apparaît déjà au bout d'une minute ou même moins, prouve qu'il n'y a que la couche superficielle du muscle ou de ses cellules qui soit modifiée. FI est impossible que les anions de ces sels pénètrent plus profondément dans les cellules, dans un temps aussi court. Il se produit donc dans la couche superficielle des cellules du muscle une diminution de la concentration des ions Ca. Dès que cette couche superficielle anormale est réalisée, le muscle se contracte pour chaque passage du citrate, carbonate, ou fluorure, à l'air, l'acide carbonique, Phuile, etc.. Mais s'il reste dans l'un de ces derniers milieux, ou dans le chlorure de sodium pur, il perd son « excitabilité de contact », ce qui est dû, à mon avis, à ce que les sels de calcium ou les ions Ca vont de l'intérieur de la fibre musculaire à la surface, de sorte que la surface se rapproche de sa composition primitive. Remettons ensuite pendant un temps très court le muscle dans le citrate ou le carbonate de soude, il y a de nouveau diminution des ions Ca à la surface, et l'excitabilité de contact réapparaît.

Zœthout a trouvé que dans une solution pure d'un sel de calcium le muscle se relâche, tandis qu'il a tendance à se raccourcir dans une solution d'un sel de K. Il admet, en conséquence, que la réaction de contact est due à ce que les ions K entrent en combinaison dans le muscle à la place des ions Ca. Cela est possible, mais n'explique pas pourquoi cette réaction ne se produit que lorsque le muscle est retiré de la solution de citrate et non pendant qu'il est dedans.

Je crois, cependant, que l'idée d'après laquelle la con-

traction musculaire serait due à une substitution d'ions K aux ions Ca mérite d'être considérée sérieusement. Il y a plusieurs années que j'ai fait remarquer, dans mes leçons, que la contraction musculaire que détermine l'excitation galvanique peut être due à une substitution de ce genre (noter, à ce sujet, que la vitesse de transport des ions K est beaucoup plus grande que celle des ions Na).

Tontes ces recherches montrent donc qu'un échange d'ions K ou Na contre des ions Mg ou Ca (ou réciproquement) dans certaines combinaisons du protoplasma parait être une condition essentielle et peut être la cause des phénomènes de contraction. Mais une question se pose tout de suite : qnel rôle jouent alors les phénomènes diastasiques, tels que les oxydations, la production de GOg ? (La présence de l'oxygène est très nécessaire à la contraction). J'ai indiqué autrefois (dans l'édition anglaise de ma Physiologie du cerveau) que le rôle des sels n'est peut-être que de réaliser une certaine fluidité du protoplasma ou de maintenir la tension superficielle à un certain niveau, ce qui permettrait auxprocessus diastasiques de déterminer les changements nécessaires à la contraction. Mais il y a encore une autre hypothèse à considérer. Les métaux n'existent pas seulement à l'état de combinaisons dissociables, mais aussi à l'état de combinaisons non dissociables (fer de l'hémoglobine). Les phénomènes diastasiques ne pourraient-ils pas avoir pour rôle de libérer certains métaux de combinaisons de ce genre et de les ioniser, — ce qui faciliterait l'échange des ions entre certaines combinaisons dissociables ? Le rôle des sels dans la coagulation du lait montre la vraisemblance d'une telle hypothèse : certains métaux devant être libérés d'une certaine combinaison, pour qu'agissent les sels introduits du dehors.

Il y a deux ans, j'ai fait des recherches qui semblent montrer que les sels jouent un rôle de ce genre dans les contractions d'une méduse de la oôte de Californie, Po/i/or-

THÉORIE DE l'eKCITABILITÉ 155

ccA/s. Comme elles n'ont pas encore été publiées, J'entrerai dans un peu plus de détails à leur sujet.

Ringer avait déjà observé que les sels de Ba provoquent des secousses dans le muscle de grenouilte : j'ai pu confirmer cette d^Dnnée. Tous les sels solubles de baryum provoquent des contractions rythmiques du muscle isolé de grenouille, et le seuil d'excitation J est beaucoup plus bas pour les sels de baryum que pour les sels correspondants de sodium. Mais les contractions s'arrêtent bientôt à cause de la grande toxicité des sels de baryum. Je supposais qu'une solution pure de CaClg ou SrClg agirait sur le muscle comme une solution de BaCl^, mais cette hypothèse, faus&e dans le cas du muscle, se confirma pour une méduse, le Polyorchis . Le centre isolé de cette méduse ne donne pas de contractions rythmiques dans Teau de mer, et se comporte à ce point de vue comme celui de Gonionemus; il s'en distingue en ce qu'il ne donne pas de contractions dans le chlorure de sodium pur pendant les deux à six premières heures. Les jours suivants, il donne longtemps et à plusieurs reprises des contractions spontanées.

Dès que ces contractions ont cessé dans une solution pure de NaCl, on peut à tout moment provoquer quelques contractions isolées en mettant au contact de la sousombrelle une goutte d'une solution d'un sel de potassium. Mais on ne peut pas obtenir par ce moyen de contractions rythmiques et durables.

Pour avoir des contractions rythmiques régulières du centre isolé de Polyorchis, il faut ajouter à la solution de NaCl une petite quantité d'un sel précipitant le calcium (oxalate, fluorure, citrate, etc., de soude). J^ai employé habituellement le citrate de soude, parce qu'il est relativement inoffensif, et cependant très actif. Quand on mélange 10 centimètres cubes d une solution moléculaire de citrate

de soude à 100 centimètres cubes d'une solution - N de

JVaCl, il y a la plupart du temps apparition immédiate de

contractions rythmiques du centre isolé, qui peuvent durer

ensuite une heure ou plus longtemps.

On peut encore provoquer immédiatement l'apparition

des contractions, en ajoutant une trace d'acide. L'acide

carbonique est suffisant dans ce but, et je suppose que cet

acide, qui se forme continuellement dans l'organisme, joue

un rôle capital dans la production des contractions

rythmiques. L'addition d acide fait battre le centre isolé

de Polyorchis même dans Teau de mer; il faut ajouter pour

N cela 1 ce. 5 à 2 centimètres cubes d'HCl -rrrrr à 100 centi-

mètres cubes d'eau de mer. Les alcalis ont une action

inverse. Je suppose queTacide agit ici comme les citrates,

oxalates, etc., c'est-à-dire en faisant sortir le calcium (et

le magnésium ?) de leurs combinaisons organiques dans

la cellule musculaire et en facilitant ainsi l'échange entre

Ca (ou Mg) et Na (ou K).

Cette idée est basée sur l'analogie avec les observations faites relativement à l'action des acides, oxalates, citrates, dans la coagulation du lait (1).

Nous arrivons maintenant à un fait très remarquable, et qui semble au premier abord en contradiction avec ce qui vient d'être dit : on peut provoquer avec une sûreté absolue des contractions rythmiques dans le centre isolé de Polyorchis, quand on le met dans une solution pure de CaClg, BaClg, SrClg. Au lieu de dissoudre le GaGlg dans l'eau distillée, on peut l'ajouter à une solution de sucre

^r Nou — . On a ainsi une solution dont la pression osmo-

tique est plus voisine de celle de Teau de mer. Dans un

mélange de 10 ce. CaClg ^-N + 50 ce. saccharose -N les

contractions rythmiques peuvent durer trois ou quatre heures. On peut même obtenir des contractions rythmi-

(1) LoEWENHART, Zeitschrift fiir physioL Chem., vol. XLI, p. 177, 1904.

tard, les ferments peuvent aussi agir pour n*ettre te calcium en liberté) .

Mais pourquoi le centre isolé ne bat-il pas dans Teau de mer normale? Puisque le chlorure de calcium même produit des contractions, celui qui est dissous dans Teau de mer ne doit donc pas être mis en cause ; son efficacité est plutôt inhibée par le NaCl également présent dans ce milieu. En fait, une solution de CaClg, pure ou dans le saccharose, provoque plus sûrement des contractions rythmiques qu'une solution de ce sel dans du NaCl. Le NaCl empêche peut-être la diffusion du CaCl2 dans le muscle.

Mais cette action empêchante du NaCl n'est pas absolue :

car j'ai pu observer parfois des contractions du centre isolé

de Polyorchis dans un mélawge NaCl -\- GaCl^. On a plutôt

l'impression que c'est le Mg contenu dans l'eau de mer

qui arrête les contractions rythmiques. Si on provoque les

contractions du centre isolé de Polyorchis dans un mélange

de 50 ce. NaCl -N + ^0 c. c. de citrate de soude N et

qu'on le plonge ensuite dans le NaCl pur ou une solution

de 50 ce. NaCl + 1 ou 2 ce. GaCl^, les contractions con-

tinueut. Mais si on le met dans uue solution de NaCl à

laquelle on ajoute autant de Mg qu'il y en a dans l'eau de

mer (soit un mélange de 100 ce. NaCl ^N + 10 ce. MgClg

^N), les contractions sont empêchées.

Les recherche» exposées jusqu'à présent ne permettent pas encore de savoir si c'est le remplacement de NaCl ou KCl par CaCl2, ou le phénomène inverse qui cause la contraction. Peut-être l'obsf^rvation suivante je tte-t-elle quelque lumière sur ce sujet. Plongeons un centre isolé de Polyorchis dan« un mélange de 50 ce. de saccharose

~ N + 10 ce. CaClg ^N. Les contractions commencent de

suite et durent encore quand on met le centre dans une

THEORIE DE L EXCITABILITE 159

solution de 50 ce. -r N saccharose + 10 ce. citrate de soude

normal. Si nous plongeons au contraire le centre d'abord dans le citrate de soude jusqu'à apparition des contractions, elles cessent dès qu'on le place ensuite dans le chlorure de calcium. Variées et poussées dans diverses directions, ces expériences semblent bien montrer que c'est la substitution de Na ou de K à Ga (et à Mg ?) qui cause la contraction; mais je ne considère pas encore la question comme tranchée.

Gomment se fait-il que dans une solution pure de chlorure de sodium les contractions ne commencent pas de suite, mais seulement au bout de quelques heures ?

On pourrait penser que le chlorure de sodium ne diffuse que lentement dans leâ tissus de la méduse, mais si telle était la cause du phénomène, la période de latence devrait être d'autant plus petite que serait plus grande la concentration du NaGl. Jen'ai pas trouvé qu'il en soit ainsi; elle

3 A 5 6 reste la même dans des solutions q, q, ô, et ^ N. Je crois

que ces longues périodes de latence sont plutôt dues à ce que le calcium doit d'abord entrer en quantité suffisante dans une combinaison déterminée et pour cela doit être préalablement libéré d'une autre combinaison. Les contractions apparaissent ensuite. La quantité de calcium nécessaire pourrait être libérée soit directement par les ferments hydrolytiques, soit indirectement par le secours d'un acide, GOg par exemple (1).

Faisons ici une remarque. La façon dont se comportent les centres de Polyorchis et de Gonionemus dans les solu-

(1) Cette hypothèse repose sur une analogie avec ce qui se passe dans l'action du lab sur la coagulation du lait. Ici, le ferment n'a pour rôle que de mettre en liberté le calcium naturellement contenue dans le lait à l'état de combinaison organique, non utilisable pour la coagulation et de le rendre propre à ce but. Voie Loewenhart, art. cité.

tions pures de NaCl est différente : le centre de Gonionemus commence immédiatement à battre, celui de Polyorchis au contraire ne commence qu'après une longue pause. Cette différence peut tenir à ce que les cellules de Gonionemus possèdent d'avance suffisamment de calcium dans la combinaison qui convient pour la contraction, tandis que ce n'est pas le cas pour les cellules musculaires de Polyorchis.

Quelle est donc la cause de ce cycle ininterrompu de contractions rythmiques, desquelles dépend la vie des animaux supérieurs ?

Je crois que des variations incessantes de composition chimique, — oxydations, formation d'acides, phénomènes diastasiques, — libèrent constamment de petites quantités de calcium des combinaisons où il se trouve; il entre alors dans d'autres composés dissociables, dans lesquels le K ou le Na peut lui être substitué, ou inversement. Certaines variables physiques sont ainsi changée? dans la cellule, ce qui détermine ou facilite Fapparition de la contraction. L'acide carbonique formé dans les cellules peut jouer, notamment, un rôle important dans cette mise en liberté du calcium.

Nous n'avons pas encore considéré les circonstances qui font battre, au moins quelque temps et dans toutes les solutions, le bord richement innervé de l'ombrelle des méduses. Je suis enclin à croire, d'après ce qui précède, que les processus chimiques ou diastasiques nécessaires pour la mise en liberté du calcium, ont lieu avec une intensité particulière dans les cellules nerveuses. Les ions métalliques dont l'échange est, d'après nous, une condition de l'excitation, doivent être présents en nombre suffisant. Mais voici encore une observation qui jette une certaine lumière sur le rôle des ions métaHiques dans la contraction musculaire. Mettons le bord isolé de Polyorchis dans une solution de

100 ce. NaCl I N, 2 ce. KCl | N, 2 ce. CaCl, |n, il y a

THEORIE DE L EXCITABILITE 161

tendance à une contraction tonique maximale (systole), qui arrête le jeu alterné des diastoles et des systoles et par conséquent les contractions rythmiques. Ce phénomène est causé par le calcium présent dans la solution.

Ajoutons 10 ce. de MgCl2 ^N, l'arrêt en systole extrême

disparaît, et des contractions périodiques régulières se produisent. Le magnésium semble donc favoriser la tendance du muscle à se relâcher et rendre possible ainsi la diastole. Ce fait montre à quel point l'activité rythmique dépend des ions métalliques.

Ce ne sont pas seulement les processus rythmiques, mais encore l'excitabilité et la sensibilité des organes qui dépendent de Taction des sels. Overton a montré qu'un muscle de grenouille perd rapidement son excitabilité dans une solution de sucre pure, mais la conserve ou la récupère si on ajoute à la solution un peu de NaCl. Aucune autre substance ne produit cet effet (1).

Lingle a montré qu'un lambeau du ventricule du cœur de la tortue ne peut donner de contractions musculaires ni par excitation électrique ni par excitation mécanique, s'il n'est imbibé préalablement de NaCl. Si on met le lambeau de ventricule dans une chambre humide, sans l'imbiber avec une solution de NaGi, un courant constant ne provoque pas de contractions rythmiques ; mais si on l'humecte, dans la chambre humide ou hors de la chambre humide, avec une solution de NaCl, le passage d'un courant constant provoque des contractions (2). On a ainsi l'impression que l'excitabilité du muscle demande, pour être conservée, un apport d'oxygène et mi apport d'ions ou de sels de Na.

Si l'excitation consiste vraiment dans un remplacement d'ions Nâ ou K par des ions Mg ou Ga, ou réciproquement,

(1) Overton, Pfîugers Archiv, vol. XCII, p. 346, 1902.

(2) Lingle, Sc/e/ice, vol. XXI, p. 887, 1905. (Lingle avait déjà découvert ce fait avant l'apparition du travail d'Overton.)

LOEB 11

et si l'excitabilité normale a pour condition préalable la présence en de certaines proportions de ces ions métalliques, un changement dans ces proportions devrait conférer aux tissus des propriétés qu'ils ne possèdent pas normalement. Tel est bien le cas, et l'excitabilité de contact du muscle, ci-dessus exposée, peut en servir d'exemple.

Mais l'exactitude de cette idée peut être démontrée pour les terminaisons des nerfs sensibles. Quand on suspend verticalement une grenouille décapitée à un support, et qu'on laisse pendre les pattes postérieures dans l'eau, on n'a pas de réaction. Si on les laisse tremper dans un acide, elle les retire violemment. Mais on peut rendre les pattes de la grenouille aussi sensible au contact de l'eau qu^elles le sont à celui de Pacide. Pour cela, il suffît de les tremper une demi-minute ou une minute dans une solution de chlorure d'aluminium, ou de citrate de soude (1). Si on les plonge ensuite dans de l'eau distillée (ou dans de Peau de canalisation), l'animal les retire et fait des mouvements si violents que l'observateur pourrait être tenté de considérer le phénomène comme preuve de l'existence d'une « âme médullaire ». Le fait est d'autant plus remarquable qu'en général l'immersion des pattes dans le chloinire d'aluminium ou le citrate de soude ne provoque pas de tels effets. — Je crois que des modifications de concentration des différentes combinaisons métallo-organiques, faisant suite à la production de résidus anormaux du métabolisme peuvent jouer un rôle important dans la pathologie des maladies nerveuses.

En ce qui concerne l'action des sels sur les nerfs moteurs du muscle de grenouille, ma propre expérience se limite au fait que les sels précipitant le Ga augmentent leur excitabilité vis-à-vis de l'excitation électrique. Mathews a fait des recherches sur le sciatique de la grenouille, pour voir quelle était la concentration minimale à laquelle

(1) LoEB, Pfiagers Archiv, vol. XGI, p. 248, 1902.

THÉORIE DE L*EXGITABILITÉ 163

les sels, en agissant sur les nerfs, pouvaient provoquer des secousses musculaires. Dans ce qu'ils ont d'essentiel, ses résultats concordent avec ceux que m'ont donnés le muscle et le Gonionemus, et les conditions de Fexcitation paraissent être les mêmes. Mathews (1) donne cependant une explication autre que la mienne. Il admet que les anions sont directement excitants et que leur charge électrique joue un rôle. Je pense plutôt que si les sels qui précipitent le Ga agissent plus énergiquement sur le nerf que NaGl, c'est qu'ils sont capables de se combiner fortement aux ions Ga et facilitent ainsi l'échange entre les ions Na ou K et les ions Ga ou Mg, dans certaines combinaisons organiques des tissus.

Mais le nerf diffère du muscle par un trait essentiel; la déshydratation des nerfs aboutit à des phénomènes d'excitation qui font contracter le muscle qu'ils innervent; le muscle ne se contracte jamais seul par déshydratation. Pour obtenir ce résultat, on peut provoquer la déshydratation du nerf d'une manière ou d'une autre indifféremment, par des solutions salines hypertoniques ou par l'évaporation.

D'après Mathews, le saccharose et l'urée provoquent les

N contractions aune concentration de —, tandis que celle du

N N KGl doit être —, ou -7- seulement. La concordance est k 5

bonne si Ton considère le degré de dissociation de- ces substances. Pour les sels décalcifiants, la limite est naturellement beaucoup plus basse.

Un fait m'a frappé au-cours de mes recherches : les sels qui agissent particulièrement bien comme purgatifs, sont justement ceux qui agissent le plus comme excitants du nerf et du muscle. Tels sont les citrates, oxalates, fluo-

(1) Mathews, Am, Journ, of PhysioL^ vol II, p. 455, 1904.

lu IMPORTANCE BlOLOGigUE DES SELS

rures, notamment à Tétat de composés sodiques. Le chlorure de baryum, qui fait si rapidement contracter les muscles, est aussi le plus actif dçs purgatifs et ne peut être employé à cet usage que chez les chevaux. Schmiedeberg et Gushny ont admis que ces sels, introduits dans Tintestin, empêchent, par leur action osmotique, l'absorption du suc intestinal contenu dans l'intestin, et que c'est cet excès de liquide qui détermine TefTet purgatif. Il me semble plus probable que ces sels provoquent une augmentation de l'excitabilité des nerfs et muscles intestinaux, ce qui met enjeu le péristaltisme et provoque ainsi la défécation (1).

Si cette hypothèse était exacte, les purgatifs devaient agir aussi activement par injection sous-cutanée ou intraveineuse que lorsqu'on les introduit par le canal digestif, Mac Callum a trouvé qu'en effet les sels de Ba, les citrates, les fluorures, agissent comme purgatifs lorsqu'on les injecte sous la peau ou dans les vaisseaux. Les mouvements péristaltiques et la défécation apparaissent plus vite, quand les

N sels (solution — ) sont versés goutte à goutte sur la surface o

péritonéale de l'intestin. Ces mouvements péristaltiques de l'intestin peuvent être inhibés par injection d'une solution de CaClg ou ingestion de GaClg ou MgClg, ce qui est d'une grande importance thérapeutique. Mac Callum (2) a fait d'autre part la découverte surprenante que la liquidité des selles dues à l'action des purgatifs, tient à une sécrétion intestinale active, et non à une rétention de liquide comme Schmiedeberg et Cushny l'admettaient. Une anse de l'intestin grêle du lapin, isolée, se remplit rcipidement d'un liquide clair, lorsqu'on fait tomber sur sa surface péritonéale quelques gouttes d'une solution de

(1) LoEB, Ppagers Archiv, vol. XCI, p. 259, 1902.

(2) J.-B. Mac Callum, Univ. of. California Public. Physiol , vol. ï, p. 4, 1903, p. 115 et 125, liiOl. — Pfîugers Archiu, vol. CIV, 1904. — Am. Journal of Physiol., vol. X, p. 101, 1903 et 259, 1904.

THEORIE DE L EXCITABILITE 165

citrate du sou le ou do BaCl2. Par ce procédé, on peut obtenir en un temps très court 20 c. c. ou plus d'un liquide parfaitement clair, dans tout Tintestin d'un lapin. Enfin cette sécrétion do liquide peut être empêchée par le CaCl,.

Mac Callum a également montré qu'on peut accélérer la sécrétion d'autres glandes par injection de ces sels, ot rinhiber, au moins pour un temps, par le chlorure de calcium. Tel est le cas, par exemplejpour la sécrétion rénale(l). Nous avons déjà indiqué combien ces faits peuvent êtnî importants pour une théorie de la sécrétion, en tant qu'ils donnent une indication sur les forces qui, à côté de la pression osmotique, interviennent dans Tactivité sécrétoire. L^s sels présents dans l'organisme jouent donc un gran«l rôle dans la régulation des phénomènes vitaux.

Citons un autre exemple. Bock et Hoffmann (2) ont trouvé, et d'autres auteurs ont confirmé ce fait, que les solutions de sels de soude, NaCl, NaBr, provoquent la glycosurie chez le lapin lorsqu'ils sont injectés en quantité suffisante dans le sang de cet animal. 11 faut, dans ce

N cas, une concentration de NaCl plus grande que •^. Selon

Martin Fischer, plus la concentration est forte, plus la glycosurie apparaît rapidement; les citrates sont beaucoup plus actifs que les chlorures, et la glycosurie saline peut être inhibée partiellement ou totalement par le chlorure de calcium (3). Ces faits semblent favorables à l'idée de Pflûger, pour lequel il s'agit ici d'une influence exercée sur certains éléments nerveux de la moelle allongée. Il est possible que sous l'action des sels de Na la teneur en sucre du sang soit augmentée, pour un certain temps, et

(1) J.-B. Mac Callum, Univ. of Calif. Publ. P/?i/.s/o/., vol. î, p.81,1903.

(2) Bock et Hoffmann, 7?e/c/?er/'s und du Bois-Reymonds Archiv, p. 550,

(3) M. Fischer, Univ. of California Publications^ Physiology^ vol. I, p. 77 et 87, 1904.

que le calcium inhibe cette action. Mac Callum a observé le fait très intéressant que le sucre est excrété, dans ce cas, non seulement par le rein, mais encore par l'intestin.

Résumons brièvement tous ces faits. Nous en conclurons que tous les phénomènes qui dépendent de l'activité des muscles, nerfs, ou glandes, sont influencés d'une façon primordiale par les sels, et qu'en particulier, des modifications dans le rapport des ions Na, K, aux ions Mg, Ca, dans les cellules, modifient les propriétés de ces dernières. L'idée que nous avons poursuivie, à savoir que la substitution de Na ou K. à Mg ou à Ca, ou réciproquement, dans certaines combinaisons organiques, est la cause de la contraction, devra peut-être subir des modifications dans le détail, et sans aucun doute, il nous faudra posséder des matériaux plus nombreux avant de pouvoir formuler une théorie définitive de ces phénomènes. Dans ses traits généraux, je crois cependant que cette théorie se rapprochera de celle que j'indiquais dans mes travaux des années 1899 et 1900. — En somme, les propriétés normales, notamment l'excitabilité des tissus animaux, dépendraient de la présence des ions Na, K, Ca, et peut-être des ions Mg, dans certaines proportions. Ces ions seraient liés en partie à des colloïdes (corps gras ou albuminoïdes). Chaque variation dans le rapport de ces ions à Tintérieur de ces combinaisons colloïdales changerait les propriétés des tissus, et pour une variation suffisamment rapide, il y aurait, soit excitation, soit inhibition, suivant le sens de la variation. Enfin, je pense que les phénomènes rythmiques comme les contractions cardiaques, les mouvements respiratoires, etc. , sont dus à une substitution de certains ions métalliques à d'autres. Normalement, ces substitutions seraient provoquées parles phénomènes diastasiques qui se produisent d'une manière ininterrompue et détermineraient, entre autres effets, la mise en liberté de certains ions métalliques, qui pourraient alors entrer dans d'autres combinaisons.

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