Chimie biologique, p

2. Le Travail musculaire et l'énergie qu' il représente [Revue scientifique, 1891, premier semestFe, p. 805 et guiv.).

BIODYNAMIQUE. lîtî)

La théorie de Chauveau concorde avec ce que la loi de Tassimilalion fonctionnelle permet de prévoir. La synthèse as=imilatrice et le fonctionnement qui l'accompagne représentent on ciTet le travail physiologique. A la condition n" i, c'est donc Tampleur de Tassimilation fonctionnelle qui règle le dégagement de chaleur; voilà pourquoi, dans un muscle in situ, dont les contractions sont suffisamment espacées pour permettre Télimination des substances R, la chaleur augmente en môme temps que le travail effectué, car il y a synthèse assimilatrice croissante. Voilà pourquoi un muscle tétanisé ou dont les excitations sont trop rapides donne moins de chaleur qu'un muscle qui se contracte par secousses isolées, puisque, dans ce cas, en vertu de raccumulation des substances R, la synthèse assimilatrice est décroissante. Mais à la condition n" 2, le travail physiologique n'existe plus; il n'y a ni synthèse assimilatrice, ni fonctionnement, et la chaleur qui apparaît, par exemple dans un muscle fatigué qu'on excite, ainsi que l'a signalé Danilewsky, est le résultat immédiat et direct des modifications purement chimiques et de l'ébranlement moléculaire déterminés par l'excitant. Cette interprétation, cela va sans dire, est également applicable à tous les plastides, à la condition n" 1 comme à la condition n*> 2.

Quelle est maintenant la quantité de chaleur normalement dégagée par les organismes? En ce qui concerne les plantes et les animaux hétéro thermes, nous ne possédons pas de chiffres certains; mais nous sommes un peu mieux fixés en ce qui concerne les horaœothermes. Nous avons déjà donné (p. 233) la quantité de calories produite par kilogramme et par heure par certains mammifères et oiseaux; ces données sont complétées par le tableau suivant (p. oOO).

Cette production de chaleur varie, comme nous l'avons déjà dit, avec l'intensité du fonctionnement musculaire, avec ]e degré de la température extérieure et avec la taille. En ce qui concerne la température extérieure, d'Aisonval et Richet ont montré que les homœothermcs ne suivent pas rigoureusement la loi de Newton et qu'il existe pour eux un optimum

(4- 14° C; en deçà et au delà duquel le dégagement de chaleurdiminué. L'influence de la nature des téguments, enfin, est très réelle, mais elle est masquée par la taille. Pour la mettre en évidence, il suffit de calculer le dégagement de chaleur, non plus par unité de poids, mais par unité de surface (p. 241} comme l'indiquent les chiffres suivants empruntés à Langlois et de Varigny.

Calories par unilé de surface.

Animaux à fourrure épaisse (lupiu) 10,0

— maigre (cliien) 14,4

— à peau nue 'enfant; 16,2

— à plumes (canard) 12,0

Homme.

Chien . .

Eafaut .

Oie

Cliat ..

Poule..

Pigeon Moineau

POIDS

6it,000

7 ,.oOO

3 ,rJO

CALORIES

■A.R "li HELT.tS.

13. Frodiiction de Iracail mécanique. — La contraction et le raccourcissement qui s'ensuit déterminent les déplacements qu'exécutent les organismes. Ces déplacements sont locaux ou généraux, c'est-à-dire changent seulement une partie du corps (membres par exemple) ou le corps entier de place. Chez les protozoaires et quelques animaux inférieurs, les cils et les flagellums sont les'organes du mouvement général: chez les métazoaires complexes, ce sont essentiellement les muscles, parce que seuls ils possèdent la propriété de changer notablement de dimension sous l'influence de l'excitation.

Mais pour que ce changement de dimension produise son maximum d'effet, il faut que le muscle soit lié à des pièces

BIODYiNAMIQUE. 501

rigides, dont les unes sont immobiles par rapport au muscle (puissance), et les autres, mobiles (résistance). Les muscles sont donc des leviers qui prennent leur point d'appui sur d'autres pièces rigides. L'ensemble de ces pièces constitue le squelette, qui est interne chez les vertébrés, externe chez les invertébrés (coquille des mollusques, carapace des arthropodes, etc.). Quelquefois, cependant (vers), il n'y a pas de squelette visible, et la résistance du milieu sert de point d'appui immédiat, comme il sert de point d'appui médiat pour la marche, la course, le vol, la natation ou la reptation des animaux supérieurs.

Les mouvements les plus simples sont des phénomènes synergétiques, car un grand nombre de muscles entrent en jeu et, non seulement ceux qui sont en rapport direct avec le mouvement exécuté, mais encore les muscles antagonistes, les extenseurs, par exemple, en même temps que les fléchisseurs et réciproquement. Il y a ainsi une équihbration et une action régulatrice des mouvements généraux (locomotion) exercées par le système nerveux. Cette influence est d'ailleurs réflexe ou volontaire et elle semble à son tour avoir sa source dans l'excitation des centres par les impressions périphériques qui atteignent et les nerfs sensitifs musculaires (sensibilité musculaire) elles nerfs tactiles, optiques et auditifs (canaux semicirculaires de l'oreille interne).

L'exécution des divers mouvements équivaut à la production d'un certain travail. Puisque le muscle en se contractant, même à vide, exécute un travail, il doit disposer d'une certaine force. Weber a montré que, en général, cette force est proportionnelle au nombre des fibres musculaires, mais certaines influences la modifient. Ainsi Rosenthal a prouvé qu'un muscle de grenouille qui ne supporte que 4()0 grammes par une excitation isolée en peut supporter 1 000 quand les excitations sont plus fortes et se suivent à intervalles convenables, ce qu'explique l'assimilation fonctionnelle. Pour une surface de section de 1 centimètre carré, le muscle de grenouille supporte 3 kilogrammes, celui de l'homme, 5. Mais, pour un même groupe

de muscles, cette force varie avec rintensité de l'excitation nerveuse. D'où Taugmentation de force qui accompagne chez l'homme, par exemple, la colère, la peur, etc. Gamerano * a donné les chiffres suivants comme exprimant la force absolue du muscle chez différents animaux, d'après le poids maximum soulevablc par un centimètre carré de section.

Hommes 7 902 grammes.

Mollusques lamellil)rauclic= .... 4 545 —

Greuouille 2 000

Crustacés 1841 —

Ces chiffres montrent que les vertébrés ont une force supérieure absolue aux invertébrés, mais que ces derniers remportent cependant si Ton compare leur force au poids de leur corps.

En effet, beaucoup de petits animaux, les fourmis notamment, déploient une force considérable. Un hanneton peiït soulever 67 fois le poids de son corps, tandis qu'un cheval n'en peut porter que les deux tiers. Un hanneton est donc, par rapport au poids du corps, 100 fois plus fort qu'un cheval. Fredericq a calculé que si notre force était correspondante, nous pourrions jongler avec des poids de 6 000 kilogrammes. Les mollusques développent également une force considérable ; l'abducteur de leurs valves peut supporter jusqu'à bOO fois le poids de l'animal. C'est ainsi que l'huître supporte 17 kilogrammes. Les muscles de la pince du crabe commun déploient une force de 2 kilogrammes et d'autres crustacés sont dans le même cas.

On sait que le travail produit par les végétaux en développement est encore plus considérable, puisqu'une citrouille peut ainsi soulever jusqu'à 2 500 kilogrammes. Mais, l'effort énorme a ici pour cause la pression osmotique et la turgescence conséquente. Il n'y a donc aucun rapport direct entre ce travail et celui que les animaux exécutent par la contraction de leurs muscles. C'est pourquoi nous ne faisons que le mentionner.