CHAPITRE PREMIER

DES CONDITIONS CHIMIQUES DE LA MORT, EN VASES CLOS, DES ANIMAUX SOUMIS A DIVERSES PRESSIONS BAROMÉTRIQUES.

Les recherches nombreuses que j’ai faites autrefois sur la composition finale de l’air contenu dans des vases clos où des animaux sont maintenus jusqu’à la mort S m’ont déterminé à commencer l’étude de l’influence qu’exercent sur les organismes vivants les modifications dans la pression barométrique, par l’analyse de l’air devenu mortel par suite du confinement, lorsque cet air est soumis à des pressions différentes de la pression normale.

Un certain Hombre d’expériences préliminaires sur lesquelles if serait oiseux de donner ici des détails, me faisaient déjà fortement incliner à penser que la cause principale, sinon la cause unique de cette influence dont les aéronautes d’une part, et les plongeurs à scaphandre de l’autre, présentent les exemples les plus énergiques, tenait à la composition différente, suivant les différentes pressions, des gaz contenus dans le sang. Il semblait donc que le plus court et le meilleur chemin pour résoudre

* Yoy. mes Leçons sur la physiologie comparée de la respiration. Leçons XXVH et XXVIII, p. 49S-526. = Paris, 1870.

EXPÉRIE>GES.

la question, dût être de commencer par installer et mettre en usage les appareils nécessaires pour étudier ces gaz du sang. Je résistai cependant à cette idée, la plus simple en apparence, et me décidai à attaquer le problème par la voie indirecte de l’étude de l’air confiné, et ceci pour deux raisons. Je pensais d’abord trouver ainsi quelques aperçus nouveaux sur la question de l’asphyxie, qui me préoccupait depuis si longtemps; en second lieu, le problème que j’entreprenais de résoudre se présentait à moi avec une telle complexité apparente, qu’il me parut bon de ne pas aller tout droit à ce qui me paraissait a priori devoir me fournir la solution générale, de crainte d’être trop vite satisfait, et de laisser échapper certains éléments peut-être fort importants. J’espérais, si l’on me permet cette comparaison, en battant ainsi les buissons au lieu de suivre la grande route, faire quelque utile et curieuse rencontre. C’est au lecteur déjuger si mon espérance a été trompée ; je veux ici seulement me disculper par. avance du reproche d’illogisme qui pourrait paraître fondé, sans oser pour cela, malgré la grande envie que j’en ai, déclarer que cette marche indirecte, et pour ainsi dire oblique, doit être, dans bien des cas, érigée en méthode générale de recherches.

Étant donnée maintenant cette question première, il me fallait l’envisager à tous ses points de vue, et ils sont nombreux. Je pouvais d’abord considérer, des animaux de même espèce mourant en vase clos, sous des pressions plus faibles ou plus fortes que la pression barométric^ue normale. Je pouvais ensuite comparer les uns aux autres, dans des conditions barométriques semblables ^ des animaux d’espèces différentes. Enfin il était nécessaire d’examiner l’action, sous pressions diverses^ de milieux rëspirables dont la composition Chimique fût différente de celle de l’air atmosphérique, car cette dernière Considération^ appliquée à la théorie de l’asphyxie, avait fourni à Claude Bernard des faits d’un intérêt capital.

Jë me plaçai donc à Ces points de vue divers, et je vais rendre compte successivement des résultats que m’a fournis

rexpérieiice. Je commencerai par l’élude de l’air ordinaire pour finir par celle d’un air de composition différente, et dans l’un et l’autre cas je m’occuperai d’abord de la diminution, puis de l’augmentation de pression. Chacune de ces parties de mes recherches fournira le texte de réflexions particulières ; mais on verra que les conclusions d’ensemble ne peuvent être tirées que de leur étude simultanée, tant lès divers faits se compléteront les uns par les autres, s’engrèneront, pour ainsi dire, de manière à conduire à un résultat général que je puis, dès maintenant, énoncer sous cette forme ùn peu paradoxale : la pression, dans ses variations les plus étendues, par exemple, de 10 centimètres de mercure à 20 atmosphères, n’agit pas, lorsque ces variations sont ménagées avec une suffisante lenteur, n’agit pas, dis-je, sur les êtres vivants en tant que pression, comme agent physique direct, mais comme agent chimique faisant changer les proportions de l’oxygène contenu dans le sang, et occasionnant soit l’asphyxie, lorsqu’il n’y en a pas assez, soit des accidents toxiques lorsqu’il y en a trop. C’est vers la démonstration de cette vérité que convergent tous les. faits expérimentaux dont je vais maintenant exposer les détails.

SOUS-CHAPITRE PREMIER

DlîESSlONS INFÉRIEURES A CELLE d’üNE ATMOSPHÈRE.

§ 1er. — Dispositif expérimentaL

L’appareil, à l’aide duquel ont été faites mes expériences sur la composition de l’air confiné dans lequel meurent des animaux sous dés pressions moindres que celle d’une atmosphère, est d’une construction des plus simples.

Sur une table sont fixées quatre plaques de verre montées sur des armatures de cuivre j semblables à celles des machines pneumatiques (fig. 15) en telle sorte que l’on peut mener quatre expériences de front. Les quatre parties de

ilURT E> VASES CLOS : PRESSIOA' DIMIAüÉE. 329

l’appareil étant absolument semblables, il doit suffire d’en décrire une seule.

La plaque est percée en son centre d’nn orifice par lequel passe un tube de plomb coiffé d’un chapiteau mobile B, lequel devra empêcher les animaux d’être attirés par l’aspiration de l’air. Ce tube se rend dans un tuyau transversal CC’ qui lui-même communique avec une pompe aspirante mue par une machine à vapeur; un robinet D permet d’établir ou de fermer la communication. Entre le robinet et l’embouchure B se dresse un long tube de verre deux fois recourbé sur lui-même EFGH, et dans lequel on a versé du mercure. Il est, bien évident que lorsque la cloche I sera fixée sur la plaque A, et que la pompe aspirante entrera en jeu, le mercure s’élèvera dans la branche fermée du tube de verre, et que la différence entre les niveaux nn’ mesurée sur la règle divisée K indiquera exactement la valeur de la dépression ; on voit en e un renflement destiné à recueillir le mercure qu’un coup de piston trop énergique pourrait aspirer violemment et faire passer dans les tubes de plomb. La cloche I est terminée par une douille fermée d’un bouchon de caoutchouc à travers lequel passent un thermomètre L et un robinet M; l’extrémité inférieure de celui-ci porte un tube de caoutchouc, en telle sorte que l’air extrait par le procédé que je vais indiquer dans un moment, provient des régions moyennes de la cloche.

Il est indispensable, pour que ces expériences puissent donner un résultat, que l’appareil soit bien hermétiquement fermé, et garde exactement le degré de vide auquel il a été amené : la moindre ouverture, laissant rentrer une petite quantité d’air, peut occasionner, comme je m’en suis aperçu à mes dépens, des causes d’erreurs énormes. Pour obtenir la fermeture hermétique nécessaire, j’ai fait en sorte de noyer dans l’eau toutes les fissures par lesquelles pouvait pénétrer l’air. Ainsi, la plaque de verre sur laquelle est ajustée la cloche à l’aide de suif, comme d’ordinaire, est entourée d’un cercle saillant de zinc N, dans lequel on verse de l’eau ; de même, des capsules en caoutchouc O et P forment une fer-

EXPÉRIENCES

meture hydraulique pour rajustement du robinet M et du tube manométrique E; enfin, les robinets D et Q plongent dans l’eau du vase R et de la gouttière en zinc SS’. Par ce moyen, si la clôture n’était pas parfaite, au lieu d’air il rentrerait de l’eau, dont la présence avertirait du danger et indiquerait le lieu où l’appareil serait en défaut.

L’animal placé sous la cloche peut être, si cela paraît nécessaire, maintenu à une certaine hauteur à l’aide d’un plateau grillé T.

Lorsque tout est disposé, on met en marche la pompe à vapeur, et il est facile de concevoir comment on peut, en faisant varier l’ouverture du robinet M, diminuer plus ou moins rapidement la pression dans la cloche, tout en y conservant un courant d’air toujours pur. Cette précaution permet, comme on le verra plus loin, d’accoutumer jusqu’à un certain point les animaux à des pressions assez basses et qu’ils paraissaient d’abord ne pouvoir supporter. Lorsque j’avais besoin de recourir à des diminutions de pression que la pompe à vapeur ne pouvait me donner, je fermais, au moment où celle-ci refusait d’aspirer davantage, le robinet D (le robinet M étant déjà fermé depuis quelque temps), et je mettais ledit robinet M en communication par un tube épais de caoutchouc avec une machine pneumatique ordinaire, ce qui me permettait d’obtenir le vide à i'" près environ. Je n’ai eu, du reste, que bien rarement bésoin de recourir à ce procédé.

Je dois enfin faire connaître de quelle manière je me procurais, à un moment donné, et spécialement après la mort de l’animal, une certaine quantité de l’air contenu dans la cloche, afin d’en faire l’analyse.

Je mettais dans ce but en usage le petit modèle de la pompe à mercure que construisent MM. Alvergniat. Je crois devoir donner ici une description de cet instrument dont il sera souvent question dans la suite de ce travail.

La pompe à mercure (fig. 16) consiste en un tube barométrique dont la chambre A forme un renflement considérable et porte à sa partie supérieure un robinet dont je parlerai

Fig. 16. — Pompe à mercure disposée pour l’extraction des gaz du sang.

X. Chambre barométrique. — B. Boule mobile, en communication avec X par caoutchouc et tube de verre. — C. Cuvette à mercure avec éprouvette graduée pour recueillir les gaz. - R. Robi¬

net à trois voies pouvant fermer complètement la chambre barométrique (position 1), en faisant communiquer X avec C (position 2), .1. avec D (position 3)

EXPÉRIENCES

dans un moment, robinet surmonté par une petite cuve à mercure C. Le tube barométrique est, par sa partie inférieure, relié à l’aide d’un tube de caoutchouc très-épais, avec un réservoir B d’une capacité un peu supérieure à celle de la chambre A. Ce réservoir est fixé sur une pièce de bois qui peut monter et descendre en glissant, dans une double rainure, à l’aide d’un système d’engrenages dont la tigure montre la disposition.

Tout le jeu de l’appareil dépend à vrai dire des diverses positions du robinet R. Ce robinet est à trois voies ; l’anneau de verre dans lequel il tourne communique par trois orifices avec la chambre barométrique, la cuve à mercure et le tube latéral allant à l’extérieur.

Quant au robinet en lui-même, il est percé de deux canaux se rencontrant à angle droit. Il est aisé de comprendre la conséquence de ses diverses positions, qui sont représentées sus le côté de la figure 16. En 1, toute communication est interrompue, et la chambre barométrique est hermétiquement fermée; en 2, il y a communication entre la chambre et la cuve à mercure ; en 3, communication entre la chambre et le tube latéral.

Ce robinet de verre, lorsqu’il est convenablement graissé, tient parfaitement le vide. Cependant, de peur que quelques bulles d’air, pénétrant entre le robinet et son anneau, ne viennent fausser les résultats, j’ai fait envelopper le tout d’une capsule de fer et de caoutchouc que l’on maintient pleine d’eau.

Pour en finir avec les détails de construction, j’indiquerai la règle divisée, qui permet de mesurer la hauteur de la colonne mercurielle, ce qui est souvent utile; enfin, tout l’appareil est fixé sur une caisse en bois munie de roulettes et de vis calantes, et entouré de rebords destinés à recueillir le mercure qui tombe fréquemment et se perdrait en notable quantité pendant les diverses manipulations.

Il est bien évident qu’en versant du mercure dans le réservoir B préalablement amené au point le plus élevé de sa course, on peut, le robinet R étant amené dans la posi-

lion 2, chasser l’air contenu dans le tube et la chambre barométrique, et le remplacer par le mercure, qui monte même alors dans la cuve G. Si alors on ferme le robinet R (position 1), et que l’on descende le réservoir B jusqu’au bas de la rainure, le mercure s’abaissera dans le tube, de manière à se maintenir à 76'" au-dessus du niveau du réservoir B : en d’autres termes, on aura le vide barométrique dans la chambre A. Si alors on tourne le robinet R de manière (position 3) à mettre cette chambre en communication avec le tube latéral qui, dans notre figure, communique à un système de manchon et de ballon qui ne sert que pour l’extraction des gaz du sang, une certaine quantité d’air extérieur s’introduit, et le mercure descend dans le tube barométrique. Fermant alors le robinet (position 1), on maintient ainsi emprisonnée une certaine quantité de cet air; et si l’on a besoin d’en recueillir pour une analyse, il suffit de remonter le réservoir B, de replacer le robinet R dans la position 2, et l’air chassé par le mercure qui remonte, traverse la petite cuve C et pénètre dans l’éprouvette renversée qui est prête à le recevoir.

L’invention de la pompe à mercure est d’ordinaire attribuée aux constructeurs allemands, et, avec cet amour de la réclame étrangère qui nous est habituel, nous décorons assez souvent cet instrument du nom de pompe de Geissler. La vérité est que l’invention en appartient en principe à M. Régnault. Il y a longtemps que le célèbre professeur du Collège de France avait inventé une pompe fort analogue, munie de ce robinet à trois voies, qui est la maîtresse pièce de l’instrument. Seulement, comme à cette époque on n’employait guère le caoutchouc dans la construction dès appareils, il avait, au lieu d’un réservoir mobile, mis son tube barométrique en communication avec deux réservoirs placés l’un en bas, l’autre en haut; ceci entraînait, on le comprend, un système assez compliqué de tubes et de robinets. Mais le principe était le même, et l’adjonction d’un tube de caoutchouc n’a certes pas une importance suffisante pour nous faire oublier le véritable inventeur.

EXPÉRIE>'CES.

Rien de plus simple maintenant que de comprendre comment cet instrument peut être appliqué à l’extraction de l’air contenu dans les cloches de l’appareil représenté figure 15. 11 suffit d’ajouter au tube latéral, qui dans la figure 16 communique avec le ballon D, un tuyau de caoutchouc pouvant supporter le vide, et, qui coiffe par son autre extrémité le robinet M placé au sommet de la cloche où se trouve l’animal en expérience. Ce robinet étant fermé, le vide étant fait dans la chambre A, je mets le robinet R dans la position 5 de manière à aspirer l’air contenu dans le tuyau de caoutchouc S ; je ferme alors le robinet R (position 1), j’amène le réservoir R au sommet le plus élevé de sa course, je place le robinet dans ia position 2, et l’air s’échappe en traversant le mercure de la cuve, sur laquelle on n’a pas encore renversé l’éprouvette. En répétant deux ou trois fois de suite cette manoeuvre, on arrive à faire le vide complet dans tout l’appareil, y compris le tuyau de caoutchouc, comme le prouve le choc brusque du mercure (le marteau de mercure) contre le robinet fermé R, choc dont il faut modérer la violence en relevant avec précaution le réservoir.

Ceci fait, le réservoir B étant alors abaissé au maximum, et le robinet R mis dans la position 3, j’ouvre le robinet de communication entre la cloche où je veux prendre l’air, et le tuyau de caoutchouc. Évidemment, une certaine quantité de l’air de la cloche se précipite et remplit la boule A. Par précaution, je chasse encore cet air, de peur que le vide n’ait pas été parfait dans le tube latéral et dans la chambre barométrique, et je recommence la même manœuvre. Mais cette fois, je renverse sur la cuve C un tube gradué plein de mercure, et le gaz comprimé dans la chambre A, par suite du relèvement du réservoir R, est amené dans le tube bulle à bulle, par un passage très-prudemment ménagé de la position 1 du robinet à la position 2. Le gaz ainsi recueilli peut être aisément transporté pour l’analyse.

Celle-ci est faite sur la cuve à mercure, an moyen d’une dissolution de potasse, pour absorber l’acide carbonique, puis d’une autre dissolution d’acide pyrogallique, pour absorber

l’oxygène. Les différences de niveau, mesurées dans le tube gradué, donnent par un calcul très-simple la composition centésimale du gaz. Ce procédé d’analyse, extrêmement commode et rapide lorsqu’on a soin d’agiter fortement le tube, surtout après l’introduction de l’acide pyrogallique, m’a paru préférable à tout autre.

Un physiologiste allemand qui visitait mon laboratoire me reprocha gravement, un jour, de mesurer les différences de niveau sans l’usage d’un cathétomètre; de ne pas employer la méthode Bunsen, par boules de potasse et de phosphore, qui donne des résultats plus précis; de ne pas déduire la valeur de la colonne de liquide qui diminue de 2 ou O centimètres d’eau la tension de l’air contenu dans le tube gradué; enfin, de ne pas tenir compte de la petite quantité d’oxyde de carbone qui peut se former pendant l’absorption de l’oxygène par le pyrogallate de potasse. Je ne rapporterais pas ici ces critiques puériles, si elles ne fournissaient un exemple tout à fait caractéristique d’une erreur de méthode très-commune de l’autre côté du Rhin, et que des pédants prétentieux voudraient importer en France. J’ai souvent eu déjà l’occasion de dire mon sentiment au sujet de cette recherche oiseuse et dangereuse d’une fausse exactitude. J’en parle à propos des analyses actuelles, pour dire que es causes d’erreurs signalées ne touchent qu’à la troisième décimale, laquelle j’ai eu soin de ne jamais mettre en ligne. Le lecteur verra plus loin, quand je discuterai les résultats des expériences, comment des circonstances qu’il est impossible de prévoir et très-souvent d’expliquer peuvent faire varier les nombres fournis par les analyses dans la première décimale ou même dans le chiffre des unités. La préoccupation d’une troisième décimale serait donc une naïveté.

Ces observations se rapportent, bien entendu, à toutes les analyses de gaz que l’on trouvera énumérées dans le présent travail, qu’il s’agisse d’air comprimé ou dilaté, de gaz extraits du sang, etc....

EXPÉRIENCES

< § — Expériences.

A. — Expériences faites sur les Oiseaux ,

Ce sont de beaucoup les plus nombreuses.

Les moineaux {moineau franc, Fringilla domestica^ Lin. et moineau friquet, Fringilla montana, Lin.) m’ont tout particulièrementservi dans ces expériences et dans celles relatives à l’augmentation de pression.

Je commence par indiquer quelques expériences dans lesquelles la mort dans l’air confiné a eu lieu à la pression normale. Elles nous serviront de termes de comparaison pour les autres.

Expériesce I. — 21 mars, temp. 15®. Moineau franc, vigoureux, pesant 51

Placé sur la cuve à mercure dans une cloche mesurant 1 litre ; une rondelle de liège le sépare du mercure.

Mis à l'*40; mort à 2** 45 : durée de la vie, 1** 5“.

Composition de l’air mortel : 03,0; CO^ 14,8.

Addition de l’oxygène restant et de l’acide carbonique formé :

Rapport de l’acide carbonique formé à l’oxygène disparu :

Expériekce II. — 18 mars. Moineau franc.

Cloche de 1*,9. Mis à 1** 10“, mort à 3“ 5“. La dépression finale est par suite de l’absorption, de 2®, 3. Il n’y a pas de tache sanguine au crâne.

Air mortel : 0 4,2; CO® 14,6.

Expérience lit. — 20 juillet; temp. 24®. Moineau franc.

Cloche de 1L5. Mis à 3** 15, pression normale. N’était pas mort à 6’’ 15“, meurt vers 7 heures.

Air mortel : O 3,5; CO* 16,0.