CHAPITRE IX

Historique et comparaison des méthodes employées pour étudier les changements de volume des organes sous l'influence des changements dans la pression du sang. — Expériences sur les changements de volume de la main : influences d'ordre mécanique, compression artérielle, compression veineuse; influences des nerfs vasculaires, action du froid, de l'électricité. — Conclusion des expériences. — Vitesse du sang.

Historique et comparaison des méthodes employées pour l'étude des changements de volume des organes sous l'influence des changements de la pression du sang.

J'emprunte à un mémoire de François-Franck la plupart des détails historiques suivants* : En 1846, Piégu^ communiquait à l'Académie des sciences une note sur les mouvements des membres dans leurs rapports avec le cœur et la respiration. Il avait vu, en poussant une injection dans le membre inférieur d'un cadavre immergé dans un grand vase rempli d'eau tiède, le liquide du vase déborder quand l'injection distendait les vaisseaux. Le débord augmentait dans la mesure de la pénétration de l'injection ; il cessait quand cessait la poussée du piston. Tel fut le point de départ de ses recherches. Bientôt, expérimentant sur l'homme vivant, il enferma une extrémité tout entière ou une portion de membre dans une boîte contenant de l'eau tiède et fermée de toutes parts, sauf en un point qui donnait passage à un tube d'exploration. 11 vit alors, très-amplifiées, les oscillations que Poiseuille avait constatées en enfermant une grosse artère dans son appareil à déplacement: à chaque impulsion du cœur, à chaque

1. François-Franck: Éludes sur les changements de volume des organes. Travaux du laboratoire, 1876.

2. Piégu, C. R. Acad. se., 1846, t. XXH, p. 682, et Mûller's Arch. fiir anat. Jahrgang. 1847.

diastole artérielle, correspondait une élévation du niveau du liquide ; à chaque repos du cœur se produisait un abaissement en rapport avec l'évacuation du sang par les veines.

Ces oscillations circulatoires étaient combinées avec des excursions plus étendues, plus lentes, en rapport avec les mouvements respiratoires, et Piégu vit clairement que la dépression du niveau du liquide était à son maximum pendant l'inspiration, et l'élévation de ce môme niveau à son maximum pendant l'expiration.

Le rapprochement de ces phénomènes et de ceux qui s'étaient offerts à Bourgougnon *, dans ses expériences sur les mouvements du cerveau avec un tube ouvert vissé dans le crâne d'un animal, ne pouvait échapper à Piégu. Cet auteur a même particulièrement insisté, dans un travail complémentaire plus récent % sur l'identité, admise par lui en 1846, des causes qui produisent des phénomènes identiques : ainsi, au lieu d'attribuer les mouvements du cerveau à des soulèvements de la masse encéphalique par la dilatation des artères de la base, il les mit sur le compte de l'expansion vasculaire générale produite dans l'organe par l'afflux du sang artériel; l'affaissement de la pulpe cérébrale fut de même attribué par lui au retrait des petits vaisseaux.

En 1850 parut le travail de Chelius ' dans lequel l'auteur annonçait qu'il avait vu les mouvements du pouls traduits par les oscillations d'une petite colonne d'eau dans un tube vertical qui surmontait un cylindre contenant l'extrémité d'un membre. Mais Chelius n'insista pas sur l'importance de cette méthode et ses recherches restèrent ignorées. Nous savons que Piégu avait déjà étudié les mômes mouvements avec le môme appareil; mais sa priorité n'atténue en rien le mérite de Chelius, car celui-ci ne connaissait évidenmient point les recherches de notre compatriote, pas plus que les auteurs qui sont venus ensuite n'eurent connaissance des siennes.

Un perfectionnement important fut introduit par Chelius dans cette expérience : il suspendit librement son appareil, et amoindrit ainsi l'influence des mouvements musculaires du membre et les effets des oscillations du corps sur les variations du niveau de la colonne liquide.

\. Bourgougnon, Th. 7^ar«s, 1839. — 2. Piégu, Arch. phys., 1872.

3. Chelius, Bcilragc zur Veruolstandigimg der Plujsikalischen Diagnostik. — V'œrleljahrsdirifj'l fiir die praklische Heilkunde, hcrausgegeben der Med. FacuUat in Prag. VU Jahrgang, 18b0, XXII B., S. 103.

Mosso, ignorant ce détail des expériences de Chelius, eut la même idée, et appliqua très-heureusement à son Plétysmographe un procédé de suspension analogue.

Jusqu'ici on s'était contenté de suivre du regard les déplacements du liquide dans le tube ouvert à l'air libre, et, avec cette méthode d'exploration, on ne pouvait voir que ce qu'on a vu, c'est-à-dire que le niveau exécutait une grande ascension pendant l'expiration, une grande descente pendant l'inspiration, et que ces excursions respiratoires très-amples se produisaient par petites saccades isochrones avec les battements du cœur (Piégu). Mais la fixation de ces mouvements sur le papier ne pouvait manquer d'être bientôt tentée, car l'emploi des instruments enregistreurs, inauguré par Ludwig en 1847, commençait à prendre dans les recherches physiologiques le rang qu'il méritait.

Fick% quelques années après Chelius, entreprit d'inscrire avec le kymographion les mouvements alternatifs de dilatation et de resserrement présentés par la main enfermée dans un appareil analogue à ceux qui ont déjà été indiqués. Les déplacements du liquide étaient transmis à un manomètre à mercure en U : le flotteur de la longue branche inscrivait sur une bande de papier les grandes oscillations respiratoires et les petites oscillations cardiaques du membre en expérience.

L'appareil de Fick offre déjà ce grand avantage que les changements de volume rapides du membre sont en totalité transmis au manomètre. La membrane de caoutchouc qui laisse passer l'avant-bras est, en effet, rendue fixe par l'addition d'une épaisse couche d'argile consolidée elle-même à l'aide d'une plaque métallique : il résulte de cette suppression des mou\îements de l'obturateur que les moindres variations du volume de la main se traduisent par des oscillations correspondantes de la colonne manométrique.

Mais une autre objection plus grave semble devoir être faite à ce mode d'inscription : la vitesse acquise du liquide déforme les indications. Le tube du manomètre, cylindrique, forcément étroit, renferme une longue colonne liquide qui, projetée au moment de l'afflux du sang dans le membre, dépasse le point auquel elle devait s'arrêter, et vice versa.

Fick s'est préoccupé spécialement d'étudier les variations ra-

1. A. Fick, Untersuch. a. d. Ziirchcr phijsiol. Laboraf., I, p. 1.

pides du volume de la main en rapport avec les mouvements du cœur et les variations plus lentes déterminées par le double mouvement respiratoire. Mosso, dans ses recherches sur les changements de volume des organes, remontant à 1874', a poursuivi un tout autre problème : il a voulu surtout inscrire les mouvements des vaisseaux, indépendamment des oscillations rhythmiques dues à la double influence cardiaque et respiratoire. Ce sont donc spécialement les changements absolus de volume qu'il s'est attaché à déterminer. Pour cet ordre de recherches, son appareil à déversement est excellent et d'une précision indiscutable; la description en a été donnée par l'auteur dans un mémoire important^ Je n'en rappellerai donc ici que les points principaux.

Dans un manchon de verre horizontalement placé sur une tablette librement suspendue, on introduit le membre supérieur jusqu'au-dessus du coude. Une forte membrane de caoutchouc ferme en haut l'appareil et s'oppose à l'écoulement de l'eau dont il est rempli. De l'autre extrémité du cylindre sort un tube horizontal qui se coude ensuite à angle droit et plonge dans une éprouvette. Cette éprouvette se trouve équilibrée par une petite masse à laquelle elle est reliée par l'intermédiaire d'une poulie.

L'éprouvette, plongeant dans de l'eau alcoolisée, va s'enfoncer chaque fois que le volume du membre immergé dans le cylindre viendra à augmenter; elle émergera au conlraire quand le volume du membre diminuera, et ce double mouvement d'abaissement et d'élévation de l'éprouvette commandera à son tour l'ascension ou la descente d'un contre-poids qui lui fait équilibre.

iMosso a adapté à ce contre-poids mobile dans le sens vertical une plume qui trace sur un cylindre tournant ou sur la bande du kymographion de Ludwig. Toute augmentation du volume du bras [c'est-à-dire toute dilatation vasculaire) s'accompagnera d'une ascension de la courbe ; toute diminution de volume {resserrement vasculaire) faisant remonter l'éprouvette, fera d'autant redescendre la plume écrivante.

1. A. Mosso, Von einige neuen Eigenschaften der Gefcisswand. Leipzig, 1874.

2. A. Mosso, Movimenli dei vasi sanguigni nelV uomo. Acad. Scient, di Torino.

62(i TECHNIQUE. — CHAPITRE IX.

Le but principal poursuivi par Mosso est d'étudier les effets des mouvements propres des vaisseaux se produisant indépendamment des variations que leur imprime l'action rhylhmée du cœur, et sous l'influence des propriélés inhérentes à leur tissu.

On sait que Buisson avait enregistré les battements du cœur en appliquant sur la région de la pointe la circonférence d'un entonnoir rempli d'air et communiquant, par un tube de caoutchouc également plein d'air, avec un second entonnoir semblable. Sur la membrane de celui-ci reposait un levier inscripleur. « Si l'on remplace, dit-il, l'entonnoir explorateur par un bocal rempli d'eau dans lequel on plonge la main, on peut transmettre à dislance, au moyen d'un tube vertical, les oscillations de l'eau du bocal. »

Yoilà ce qu'on savait lorsque François -Franck entreprit ses expériences. Buisson avait rendu inscripleur l'appareil à l'aide duquel Piégu avait constaté le premier les doubles mouvements d'expansion et de resserrement des membres.

L'appareil de Buisson était fort imparfait, celui de François-Franck reçut quelques perfectionnements : ainsi un opercule métallique rabattu sur la membrane que traverse l'avantbras s'oppose aux mouvements de celte membrane qui eussent absorbé presque entièrement les effets des changements du vo-

Fig. 327. Appareil inscripleur des changenienls

lume de la main. D'autre pari,

de volume de la main. COmmC IC lubc OÙ l'caU CXéCUte

ses changements de niveau pouvait amener une déformation des tracés s'il s'y faisait des oscillations trop rapides, on évite ce danger en mettant sur le trajet du tube un renflement dans lequel se font les oscillations du liquide. En outre, une poignée que le patient tient à la main l'immobilise à peu près parfaitement dans l'appareil. Enfin, celui-ci étant suspendu à un lien de caoutchouc, n'a pas le point d'appui nécessaire pour que la main se déplace par rapport

" CHANGEMENTS DE VOLUME DES ORGANES. 625 au vase qui la contient lorsqu'il se produit quelque mouvement involontaire.

La main introduite dans l'appareil imprime au liquide des oscillations dont la forme est identique à celle du pouls, et qui, de même que le pouls, retardent sur l'instant où se produit la pul-

Fig. .'Î28. C, pulsations du cœur; V, changenipiils de volume de la main des repères montrant les coïncidences dans les deux tracés.

sation cardiaque. La figure 328 représente le tracé du cœur et celui des changements de volume de la main recueillis simultanément.

Expériences sur les changements de volume de la main. Influences d'ordre mécanique.

Effets de la compression artérielle. — La, main et l'avant-bras étant plongés dans l'appareil à déplacement, le tracé des changements de volume de ces régions s'inscrit sur une ligne sensiblement horizontale.

A un certain moment de l'expérience, on comprime sans secousse, avec le bout du doigt de la main restée libre, l'artère humérale au pli du coude.

Quand l'effacement de l'artère est complet, la voie d'afflux principal étant interrompue, le sang n'arrive plus que par des voies collatérales étroites, et la partie du membre immergé se vide, par les veines restées libres, du sang qu'elle contenait.Aussi voit-on, à partir du point G (fig. 329), les pulsations disparaître de la ligne du tracé, et cette ligne s'abaisser graduellement jusqu'à un niveau qui représente la diminution de volume maximum : ce niveau

reste à peu près constant jusqu'à ce qu'on cesse en C la compression de l'humérale.

Compression veineuse. — L'appareil étant disposé comme il a été dit précédemment, les oscillations alternatives de la colonne liquide mettent en mouvement le levier inscripteur, et l'on recueille, au début de la ligne, quelques pulsations dont le niveau servira plus tard de terme de comparaison.

Au point G de chacun des deux tracés de la figure 329 on serre progressivement un lien placé au-dessus du pli du coude comme pour l'opération de la saignée.

La compression circulaire est assez énergique pour rendre impossible l'écoulement veineux, pas assez pour empêcher le sang d'affluer par les artères. Après avoir été maintenue le temps jugé nécessaire, la compression est brusquement suspendue, ou, au contraire, graduellement relâchée : ces deux cas sont représentés dans la figure 330.

Nous avons à examiner les modifications survenues dans la circulalion de la région immergée : 1° pendant la compression; 2" après la compression.

1° Pendant que la compression se produit par la constriction graduelle du lien circulaire, les veines émettent une quantité de sang de plus en plus faible, jusqu'à ce que le retour du sang soit complètement entravé. A mesure que s'opère cette compression, on voit le volume de la main augmenter par saccades correspondant aux afflux artériels. Chacune de ces augmentations successives, du volume de la main, devient de moins en moins importante. Cela tient à ce que le sang qui arrive par l'artère, trouvant dans le membre une pression toujours croissante, y pénètre de moins en moins abondamment.

Les premières pulsations ont une plus grande amplitude qu'à l'état normal, parce que l'afflux n'est pas compensé par l'écoulement, et, si plus tard nous voyons diminuer l'amplitude des variations de cause cardiaque , c'est parce [que [la pénétration du sang dans le membre se réduit de plus en plus.

Les pulsations du début présentent en outre un dicrotisme trèsprononcé, preuve assurée que le liquide sanguin pénétrait alors avec une facilité suffisante pour que la colonne liquide progresse encore avec vitesse ; mais peu à peu cette vitesse diminue, et son extinction graduelle est en rapport avec l'augmentation croissante de la pression par suite de l'obstacle veineux.

Phénomènes vasculaires déterminés par l'influence des nerfs.

A côté des phénomènes purement mécaniques que nous venons d'étudier, vient se placer toute une série de modifications vasculaires produites par la mise en jeu des influences nerveuses.

Le plus frappant des effets provoqués par l'action de ces nerfs vasculaires, celui que la disposition annulaire des muscles des vaisseaux permet facilement de saisir, c'est le resserrement des parois vasculaires et, à sa suite, la diminution de la quantité de sang admise dans les vaisseaux, l'abaissement de la température, la diminution de volume.

C'est donc par l'étude de la diminution de volume due au resserrement vasculaire que l'on constate le mieux l'influence des nerfs vaso-moteurs provoquée directement ou par voie réflexe.

Le froid et V excitation électrique sont les deux agents dont on a fait usage pour mettre en jeu l'influence vasculaire, et l'action du

CHANGEMENTS DE VOLUME DES ORGANES. 329 froid paraissant plus simple, c'est d'elle qu'on parlera tout d'a-

bord.

On appliqua sur la peau de la région antérieure et interne du pli du coude un large morceau de glace, pendant que la partie inférieure de l'avant-bras et la main étaient plongées dans l'appareil, et que le tracé s'inscrivait.

La figure 331 montre qu'à partir du moment de l'application de la glace qui a duré du point F au point F', il s'est écoulé un certain temps (4 secondes) avant que le volume des régions immergées ait commencé à diminuer. On voit alors baisser notablement le niveau des variations de volume. La ligne générale tombe assez bas pendant une quinzaine de secondes, puis remonte graduellement, mais elle n'atteint point pourtant son niveau primitif indiqué par la ligne de repère horizontale.

Ce n'est qu'après quelques instants que les vaisseaux se resserrent; ils restent ainsi resserrés pendant plusieurs secondes, puis se relâchent peu à peu.

Oi- c'est la marche habituelle des phénomènes de mouvements déterminés par l'excitation portée sur les nerfs : un temps perdu, une période d'augment, une période de déclin ou de relâchement^.

La même action a été provoquée par l'excitation de la peau au moyen des courants induits.

Le tracé représenté figure 33 2 estl'un des nombreux types recueillis dans ces recherches.

On voit que les variations normales du volume de la main s'inscrivent, avant et pendant l'excitation, sur la même hgne et

1. L'influence du froid sur le calibre des vaisseaux peut, du reste, se démontrer chez

que leur niveau ne commence à s'abaisser rfu'un ceriain lemps

Fig. 332. Variations du volume de la main. On voit la ligne de niveau de ces variations s'abaisser progressivement après l'excitation induite de la peau, faite de 1 en |.

après que l'excitation produite par les courants induits a cessé.

Conclusions des expériences sur les cliangcments de volume des organes.

Nous empruntons à François-Franck les conclusions de son travail sur le changement de volume des organes.

1. Les doubles mouvements de la main, affectant avec la fonction cardiaque les mêmes rapports que le pouls d'une seule artère, doivent être considérés comme l'expression directe des variations totalisées du volume des petits vaisseaux.

2. L'expansion vasculaire de la main retarde sur la systole cardiaque de la même quantité que le pouls radial. Ce retard augmente ou diminue suivant que l'évacuation du cœur gauche est lente ou rapide.

3. Chaque variation du volume de la main présente un dicrotisme simple ou double, identique à celui du pouls artériel, et reconnaissant la même cause.

4. Le volume des organes explorés diminue sous l'influence de causes mécaniques variées (compressions artérielles, aspiration du sang vers d'autres organes, ventouse Junod.

5. Ce volume augmente au contraire quand on provoque mécaniquement l'accumulation du sang dans l'organe : par la compression des veines de la main, par exemple.

1 6. Des influences nerveuses, directes ou réflexes, modifient le volume des organes en modifiant le cahbre de leurs vaisseaux.

l'homme de plusieurs autres manières. Par exemple, pendant qu'on inscrit le pouls de l'artère radiale avec le sphygmographe à transmission, on peut déterminer le resserrement de l'artère en appliquant sur son trajet un petit morceau de glace.

Le refroidissement de l'eau dans laquelle la main estimmergée détermine un resserrement vasculaire et une diminution de volume.

L'application passagère du froid sur la peau du bras détermine une diminution de volume dans la main correspondante, par le resserrement des petits vaisseaux dû à un acte réflexe des nerfs sensibles sur les nerfs vasculaires.

La réalité de ce réflexe se démontre par l'exploration du volume d'une main quand on impressionne la main opposée par le simple contact d'un corps froid :

L'expérience démontre en effet qu'il ne s'agit point, dans ce phénomène, d'un refroidissement du sang, ni d'une modification apportée au jeu du cœur ; le temps qui s'écoule entre l'instant de l'impression et l'apparition du resserrement des muscles vasculaires (temps perdu des muscles lisses) augmente avec la fatigue de ces muscles.

7. Les mouvements respiratoires modifient le volume des organes dans le même sens que la pression artérielle : dans les respirations ordinaires, larges et faciles, le volume de la main augmente pendant l'expiration, diminue pendant l'inspiration. Mais les rapports des courbes de variations du volume avec les courbes respiratoires peuvent varier suivant le type de la respiration (thoracique, abdominale, etc.).

8. L'effort, par la compression intra-thoracique et intra-abdominale, chasse du sang artériel vers la périphérie, et facilite l'évacuation du cœur.

Des changements de volnme do cœur aux différents instants de sa l'évolution.

Les expériences que nous avons décrites page 384 se rattachent naturellement aux précédentes. Il s'agissait en effet de mesurer les changements de volume que le cœur éprouve suivant qu'il reçoit ou émet du sang. La circulation artificielle se prête fort bien à ce genre de recherches qu'on prolonge à son gré en renouvelant le sang qui circule au travers de l'organe.

Dans la disposition primitive que J'avais adoptée, le cœur était à nu dans un flacon plein d'air, et c'est par la condensation et la dilatation alternatives de cet air que le cœur actionnait un levier

inscripteur et donnait la courbe de ses changements de volume. Or c'est une très-mauvaise condition pour mesurer des changements de volume d'un organe que de le placer dans de l'air; celuici, en effet, absorbe par son élasticité une grande partie de la variation. François-Franck a repris ces expériences dans des conditions meilleures, il a mis le cœur (fig. 333) dans un petit tube plein d'huile de lin ; une branche ascendante renflée en boule permet aux mouvements de l'huile de s'effectuer suivant que les changements de volume du cœur la déplacent dans un sens ou dans l'autre. Plongé dans un milieu incompressible, recevant du sang par le tube V, l'émettant par le tube A, le cœur transmet en entier ses changements de volume au liquide et fait varier beaucoup le niveau dans la boule. Ce mouvement est à peine atténué par l'élasticité de l'air contenu dans le tube de transmission et le tambour à levier qui l'inscrit. La figure 334 est un spécimen des variations de volume qui s'inscrivent; D correspond au gonflement diastolique du cœur, c'est-à-dire à la réplétion ; S est l'évacuation systolique de cet organe.

Fig. 333. Appareil à de- Fig. 334. Courbes obtenues avec l'appareil à déplacement: D, augplacement pour l'étude mentation de volume pendant la diastole ; S, diminution de vo-

des changements de vo- liime pendant la systole,

lume du cœur isolé. V, tube d'afflux. — A, tube d'écoulement artériel.

L'ensemble de l'appareil est représenté dans la figure 335. Un réservoir élevé plein de sang défibriné se vide à la manière des vases de Mariotte et entretient un niveau constant dans un vase inférieur d'où le sang est conduit par un tube-veine dans l'intérieur du cœur. Le sang sort du cœur par un tube-artère, signale

sa pression dans un sphygmoscope P qui l'envoie s'inscrire sur un cylindre tournant. De là le sang se déverse en D dans un tube en U dont une branche est fermée et communique avec un second tambour à levier; celui-ci inscrit les phases du débit du cœur.

Fig. 335. Appareil à circulation artificielle pour le cœur de la tortue permettant d'étudier les changements de volume du cœur (V) , les variations de la pression artérielle (P) et les débits (D) correspondants aux systoles. — (Les hauteurs des niveaux du sang dans le tube en V où se fait l'écoulement A doivent être interverties.)

Enfin, les changements de volume du cœur accusés par les oscillations de l'huile dans la boule V s'inscrivent, à côté des deux autres mouvements, au moyen d'un troisième tambour à levier.

Comme le tube-veine qui envoie le sang dans le cœur traverse un serpentin métallique plongé dans un vase plein d'eau, on peut

chauffer ou refroidir le sang par l'intermédiaire de ce liquide et constater les changements qui se produisent sous les influences de la température, dans la fréquence des mouvements du cœur et dans le volume des ondées sanguines qu'il envoie dans les artères.