PROTOXYDE D'AZOTE

Si 1. Découverte des propriétés du protoxyde d'azote. Son emploi.

— § 2. Physiologie du protoxyde d'azote. — a. Action sur le sang. Indifférence et inertie du gaz. — h. Propriétés anesthésiques indépendantes de l'effet asphyxique. — § 3. Emploi chirurgical du protoxyde d'azote. — a. Impossibilité d'employer le gaz pur. — b. Artifice de Paul Ifert. Compression du mélange protoxyde d'azote et o.xygène. — c. Application;!, la physiologie.

— d. Application à la chirurgie. Avantages. — e. Inconvénients de la méthode. Appareils nécessaires. — /'. Recherches de physiologie psychologique.

v? 1. Découverte des propriétés du protoxyde d'azote. Son emploi.

C'est la découverte des propriétés du protoxyde d'azote qui ouvre l'histoire de l'anesthésie : l'emploi de ce gaz a permis, pour la première fois, de réaliser ce rêve hardi longtemps considéré par la science médicale comme une chimère : la suppression de la douleur. Nous avons dit ailleurs (voir historique) que les premiers essais d'administration de ce gaz à l'homme sont dus à Beddoes et à son préparateur Humphry Davy : ces essais furent exécutés, en 1790, dans l'éta-

16i LES AiN'ESTIlÉSInlES.

blissemenl Médical Pnewnalic Institution, précisément créé par Beddoes pour appliquer à la cure des maladies les « airs artificiels » que les fondateurs de la chimie moderne venaient de découvrir.

Ces tentatives restèrent à la fois célèbres et stériles, jusqu'au jour où le dentiste américain Horace Wells retrouva, en 1844, la propriété du protoxyde d'azote d'éteindre la sensibilité, propriété aperçue au commencement du siècle par Davy.

Ce fut là le point de départ de l'anesthésie dentaire par le protoxyde d'azote, aujourd'hui très répandue en Amérique et sur le continent. — Pour donner une idée de la popularité dont a joui cet agent, il suffit de rappeler que, du mois de février 1864 au mois de mai 1877, c'est-à-dire dans une période de treize ans, 97,429 personnes ont été insensibilisées par le protoxyde d'azote dans le seul établissement de Collon, à New-York. Les accidents mortels sont extrêmement rares : on en a signalé seulement quatre ou cinq cas (cas de Duchesne, Paris), et rarement (1 fois sur 150) les opérés ont éprouvé des nausées.

Aujourd'hui la cocaïne tend à se substituer au protoxyde dans la pratique des dentistes.

Les chirurgiens, cependant, ne tiraient aucun service de ce procédé. Ce n'était pas encore la véritable anesthésie chirurgicale nécessaire aux opérations de quelque durée. L'insensibilisation que l'on obtient avec les inhalations de protoxyde d'azote ne dure que quelques secondes, et, d'autre part, on ne peut les prolonger sans péril imminent d'asphyxie.

Le protoxyde d'azote, exclu de la grande chirurgie, restait donc confiné dans la pratique des dentistes et

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paraissait n'en devoir jamais sortir, lorsque M. Paul Bert fit connaître, en 1878, une métliode nouvelle qui en accroissait singulièrement la puissance et en étendait les applications.

§ 2. Physiologie du protoxyde d'azote.

Le protoxyde d'azote est, comme on le sait, une combinaison d'azote et d'oxygène qui contient, pour 100 volumes, 100 volumes d'azote et 50 volumes d'oxygène, avec condensation d'un tiers. Sa solubilité dans l'eau est assez considérable (1,3 à0°; 0,67 à 20°), — 11 se liquéfie à 0° sous une pression de oO atmosphères : cette propriété permet d'en emmagasiner de grandes quantités dans des vases de petit volume, très résistants, et par conséquent de le transporter facilement.

a. Action sur le sang. — IndifiFérence et inertie du protoxyde d'azote. — La première question que les physiologistes aient dû se poser à propos du protoxyde d'azote est celle-ci : Le protoxyde d'azote est-il un gaz respirable? Dans la pratique de l'anesthésie, c'est toujours un mélange respirable qui est offert à la muqueuse pulmonaire, — mélange d'air atmosphérique avec la vapeur de l'éthcr ou du chloroforme, — permettant à la fonction respiratoire de s'exercer hbrement, hors de tout risque d'asphyxie. Or on est obligé, pour obtenir l'anesthésie par le protoxyde, d'administrer ce gaz pur. Il fallait donc savoir si ce gaz pur était respirable et pouvait être offert impunément aux poumons.

L'expérimentation pouvait seule renseigner à cet égard, caria théorie permet l'alternative. Le protoxyde

(l'azote contient en effet de l'oxygène comme l'air atmospliériqne ; il en contient même davantage, — le tiers de son poids, tandis que l'atmosphère n'en contient que le cinquième; — mieux que celui-ci, il entretient les combustions. On était en droit de se demander si cette combinaison pouvait être utilisée par l'organisme comme l'est le mélange atmosphérique; et, dans le cas où le sang n'en pourrait extraire l'oxygène, si les tissus eux-mêmes sauraient tirer parti de cet oxygène engagé avec l'azote, comme ils font de l'oxygène combiné avec l'hémoglobine dans les globules que le sang leur présente à chaque moment. L'expérience a répondu négativement (Jolyet et Blanche, 1873). Le protoxyde d'azote est sans usage pour les tissus animaux ou végétaux; il ne peut être utilisé directement par les éléments anatomiques. Des graines d'orge el de cresson ne peuvent germer dans une atmosphère de ce gaz pur ; si la germination est commencée, elle s'arrête momentanément : elle reprend si l'on remplace ce miheu inerte par un milieu oxygéné. A cet égard le protoxyde se comporte comme le chloroforme et l'éther. Quoi qu'en aient dit des chirurgiens comme Demarquay et des physiologistes comme Longet, le sang ne l'utilise pas mieux que les tissus eux-mêmes (Hermann, 1864). Les globules du sang ne s'en chargent point : ils le laissent dans le plasma sanguin où ils baignent eux-mêmes. Dans cette Kqueur du sang, le protoxyde d'azote peut se dissoudre, comme l'air se dissout dans l'eau, en suivant les lois physiques de Dalton : ainsi le gaz n'est pas décomposé par les globules, il n'agit pas non plus sur eux pour prendre la place de l'oxygène : il est indifférent, faiblement soluble; il laisse noir le sang

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noir. A la vérité, on connaît encliimic pliysiologique une combinaison du protoxyde d'azote avec l'hémoglobine, combinaison très énergique, cristallisable et isomorphe à celle de l'oxygène et de l'oxyde de carbone ; mais cette combinaison ne se produit pas dans l'organisme ; elle ne se forme point lorsque l'on fait respirer au sujet du protoxyde d'azote. Elle n'offre qu'un intérêt chimique.

Le protoxyde est donc irrespirable, et les inlialations du gaz pur doivent entraîner l'asphyxie comme il arrive avec les autres gaz indifférents. Et, en effet, les animaux sont tués rapidement en présentant les convulsions habituelles de la mort par privation d'air; de même est-il mortel à l'homme, et c'est « commettre un crime contre la vie des personnes que de l'administrer à l'état de pureté » (Hermann). Il est dangereux au même titre que tout gaz impropre à la respiration; il l'est même davantage, car l'homme qui est plongé dans une atmosphère inerte est averti du péril qu'il court par l'oppression et les affres de l'asphyxie, tandis que l'ivresse du protoxyde lui dissimule la mort qui le menace et éteint le sentiment de conservation qui le pousserait à rechercher l'air respirable.

Comment donc s'expliquer l'innocuité des célèbres épreuves que Davy et tant de ses compatriotes ont faites au commencement du siècle? C'est qu'ils ne faisaient pas usage de gaz pur : ils respiraient un mélange de protoxyde et d'air. Les ballonnets de soie gommée dans lesquels le gaz était conservé laissaient pénétrer de l'oxygène à travers leurs parois perméables.

/j. Propriété anesthésique indépendante de l'effet asphyxique. — Pour que l'action insensibilisatrice du pi'o-

toxyde d'azote puisse se produire, il faut que la liqueur du sang dissolve une quantité niaxima de protoxyde : il faut qu'elle soit saturée. Si l'on mélange le gaz à l'air et qu'on le présente ainsi dilué au sang qui traverse les poumons, celui-ci n'en prend plus une dose suffisante pour paralyser les centres nerveux : il n'y a plus d'anesthésie. Le sujet soumis à l'action de ce mélange éprouve les impressions suivantes : saveur sucrée; bourdonnements d'oreille; troubles de la vision; picotements, surtout aux extrémités; sensation d'allégement; perte du mouvement volontaire; diminution de la sensibilité à la douleur; tendance à la gaîté. L'expérience prouve qu'il n'y a ni perte de connaissance, ni anesthésie complète. On voit par là l'inanité des efforts que H. Wells avait tentés.

Pour résumer ces faits en une brève formule : le protoxyde pur anesthésie, mais il tue par asphyxie; le protoxyde mélangé ne tue point, mais il n' anesthésie pas. Cette vérité est aujourd'hui hors de conteste.

Ainsi l'anesthésie marche de pair avec l'asphyxie. Jolyet et Blanche, Duret, d'autres encore, ont professé qu'elle en était une conséquence : c'est là une erreur. S'il en eût été ainsi, le protoxyde d'azote eût été à jamais condamné en tant qu'anesthésique, puisqu'il ne serait qu'un agent d'asphyxie. Les expériences de P. Bert ont montré que la propriété anesthésique était, au contraire, indépendante et distincte de tout phénomène asphyxique. Déjà Goltstein (1876) avait vu que la propriété anesthésique appartenait bien au gaz lui-même; pour prouver que le protoxyde n'est pas un gaz indifférent, il avait suffi d'examiner la sensibilité et les actions réflexes chez des animaux qui

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respirent simplement un gaz inerte, comparativement avec ceux qui respirent du protoxyde d'azote. 11 y a donc incontestablement une action propre exercée par le protoxyde d'azote, action propre qui vient se superposer à l'aspliyxie et qui lui imprime une allure particulière. Le gaz dissous dans le plasma sanguin agit évidemment sur les éléments nerveux de l'encéphale et de la moelle, au contact desquels il est amené. De quelle nature est cette action du protoxyde sur l'élément nerveux, on l'ignore; mais le retour rapide à l'état normal, lorsque a cessé l'inhalation, prouve bien qu'il ne se produit pas une altération durable ou profonde : l'élément nerveux n'est pas aussi profondément modifié que dans le cas de l'éther et du chloroforme.

§ 3. Emploi chirurgical du protoxyde d'azote.

a. Impossibilité d'employer le gaz pur — Les expériences précédemment rappelées semblaient condamner le protoxyde d'azote en tant qu'anesthésique. On ne pouvait l'employer ni pur, ni mélangé. On ne pouvait l'employer pur, parce que s'il insensibilise il asphyxie en même temps; on ne pouvait l'employer mélangé, parce que s'il cesse alors d'asphyxier il n'insensibilise plus. Il n'avait plus d'usage que dans les opérations de très courte durée, pendant lesquelles l'asphyxie n'a pas le temps de se développer. C'est ce qui arrive dans la chirurgie dentaire. Lorsqu'on fait respirer au sujet à opérer du gaz pur, l'anesthésie apparaît 30 à 40 secondes après le commencement de l'inhalation : l'asphyxie ne fait alors que commencer. Chezles enfants, l'aneslhésie se montre après

nu Les ANICSTHÉSIQUES.

une ou deux inhalations. Le temps pendant lequel elle se prolonge suffit à exécuter l'extraction de la dent. L'opération a donc lieu dans une période d'anesthésie complète et d'asphyxie commençante. Le patient est jeté, dès les premières inhalations, dans une sorte d'ivresse, avec sensation agréable d'allégement et de déplacement; le sol paraît se dérober sous ses pieds ; il perd tout point d'appui et se sent enlevé et transporté rapidement comme s'il s'élevait en ballon. Pendant ce temps, le pouls s'accélère jusqu'à 120, 1.50 pulsations et devient petit. Le boursouflement de la face, son aspect livide, la couleur violacée des lèvres, l'oppression respiratoire, forment un tableau peu rassurant et qui impressionne vivement' les assistants. C'est cet ensemble qui indique à l'opérateur qu'il faut arrêter l'inhalation et qui lui donne le signal de l'opération . L'asphyxie confirmée exigerait que l'inhalation fût continuée encore pendant une minute : c'est cette prolongation que l'opérateur a soin d'éviter. Le retour rapide et complet à l'état normal permet, au besoin, de renouveler plusieurs fois de suite ces courtes anesthésies.

Plutôt que de soutenir un état de choses qui deviendrait vite menaçant, l'opérateur préférera répéter l'épreuve et faire son œuvre en deux ou plusieurs reprises. C'est grâce à ce pénible artifice, qui consiste à produire une série d'anesthésies brèves et intermittentes séparées par des phases de sensibilité, que les chirurgiens américains et H. Wells lui-même ont pu faire servir le protoxyde d'azote à des opérations de longue haleine. Les difficultés d'un tel procédé, son caractère hasardeux, en limitaient tout naturellement l'application; et, après comme avant ces tentatives, il

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restait exact de dire que le protoxyde d'azote était impropre aux grandes opérations.

b. Artifice de Paul Bert : compression du mélange protoxyde et oxygène. — Une analyse physiologique très pénétrante a permis à P. Bert de saisir les causes de la difficulté et de la faire disparaître. Elles étaient contenues dans la loi générale très remarquable que Féminent physiologiste avait établie : L action des gaz sur Vêtre vivant est réglée par leur tension partielle (voir ch. m, l.I"). L'anesthésie exige que le protoxyde d'azote soit employé pur. Qu'est-ce à dire? Quand il est pur, il est offert aux poumons à la pression atmosphérique extérieure. La nécessité de sa pureté se résume donc dans la nécessité de le présenter à la pression d'une atmosphère. L'effet sera le même si l'on offre au plasma sanguin un mélange gazeux où la pression particulière du protoxyde soit encore d'une atmosphère, la pression totale du mélange étant naturellement supérieure. Lesloisconnuesdeladissolution font comprendre que la quantité absorbée sera la même que si l'on employait le gaz pur. L'action anesthésique sera identique. On conçoit ainsi qu'en comprimant le protoxyde dilué avec un autre gaz, on arrivera à en introduire autant qu'en l'otfrantpur, mais non comprimé. La compression compensant ainsi la dilution, l'effet physiologique sera le même. Cet artifice ne changera donc pas la situation en ce qui concernel'insensibilisation à obtenir, mais il la modifiera en ce qui concerne l'asphyxie à éviter, car le gaz mélangé au protoxyde et qui sert à le diluer peut être l'oxygène, le gaz vital, le gaz respirable.

Il s'agit donc, pour permettre l'anesthésie tout en prévenant l'asphyxie, d'offrir au plasma sanguin un

mélange comprimé où la pression partielle du protoxyde soit égale à la pression barométrique, et où la pression partielle de l'oxygène soit la même

que dans l'air, c'est-à-dire égale à ^ de la pression

barométrique, exactement à ^^ d'atmospbère. Le sujet respirera comme dans l'air pur et s'anesthésiera comme dans le protoxyde pur, cumulant ainsi les avantages des deux gaz.

Comment constituer ce mélange? La tension totale devra être la somme des tensions partielles des deux

gaz, c'est-à-dire 1 atm. -h irrr, ou - d'atm. ^= r d ^tm. La pression du mélange sera donc supérieure de g

d'atmosphère (15 centimètres de mercure) à la pression atmosphérique. Il contiendra 5 volumes de AzO et 1 volume d'O mesurés à la pression atmosphérique. En résumé les inductions théoriques amenaient donc à penser que l'on produirait l'anestliésie sans asphyxie si l'on mettait en rapport avec le poumon de l'animal un mélange de 5 volumes de protoxyde et de 1 volume d'oxygène amené à une pression supérieure de 15 centimètres à la pression atmosphérique.

c. Application à la physiologie. — L'expérience physiologique a vérifié de point en point cette induction : après une ou deux minutes l'animal est comj)lètenient anesthésié ; la pupille est dilatée ; on peut toucher la cornée ou la conjonctive sans faire cligner l'œil; pincer un nerf de sensibilité, amputer un membre, sans provoquer de réaction : la résolution musculaire est complète. Cet état peut se soutenir une demi-heure ou une heure sans nul changement. D'autre part, la vie végétative persiste : la respiration continue sa

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vie végétative, le cœur conserve son rythme, le sang sa couleur, la température animale son degré. Le retour à l'état normal est incomparablement plus rapide qu'avec tout autre anesthésique : après trois ou quatre respirations à l'air libre, l'animal est entièrement réveillé, il reprend sa gaieté et sa vivacité, il marche librement, il court (P. Bert). Dès que l'inhalation a cessé, le protoxyde s'élimine parle poumon.

d. Application à la chirurgie. Avantages. — Il ne restait plus qu'à appliquer le procédé aux opéralions sur l'homme. Deux chirurgiens des hôpitaux, MM. Labbé et Péan, en commencèrent l'essai dès le commencement de l'année 1879 ; d'autres chirurgiens suivirent: Perrier, Le Dentu, en France, Deroubaix à Bruxelles. Le nombre (Blanchard, Thèse de Paris, 1880) des opérations pratiquées par la méthode de P. Bert dépassa en peu de temps 150, etl'onpeut dire qu'en principe son excellence fut mise hors de doute.

Les avantages principaux de la méthode de P. Bert sont les suivants : l'atténuation de la phase d'excitation, l'indifférence chimique vis-à-vis des tissus, la régularité de l'administration du gaz et son innocuité. Les phénomènes d'excitation sont peu marqués ou font entièrement défaut ; le malade ne se débat point; il est anesthésié au bout de 3 ou 4 respirations. Quant aux phénomènes de contracture qui peuvent se manifester dans le cours même de l'anesthésie, il suffit d'augmenter la pression pour les faire disparaître.

Tandis que les autres anesthésiques (carbures et chloro-carbures d'hydrogène) exercent sur les éléments anatomiques une action chimique plus ou moins profonde (coagulation, déshydratation, dissolution).

et plus ou moins lente à disparaître, d'oîi les malaises consécutifs à leur emploi, le protoxyde d'azote, simplement dissous dans le plasma sanguin, n'exerce sur les tissus qu'une action superficielle et temporaire, qu'en témoigne ainsi le retour presque instantané de la sensibilité, de la volonté et de l'intelligence. Ce retour présente une particularité intéressante à noter. On voit, en effet, dans ijeaucoup de cas, l'intelligence reparaître avant la sensibilité. Il y a là quelquefois une période de cinq à six minutes d'analgésie complète pendant laquelle le malade voit, entend, converse avec les assistants. Péan a utilisé cette persistance de l'analgésie après la cessation de l'inhalation pour des opérations rapides sur la face. D'autres, Klikowitsch par exemple, en ont tiré un très bon parti dans la pratique obstétricale (Arck/v. fur dynœk, XVIII).

D'autre part, l'administration du protoxyde d'azote est très facile à régulariser : il suffit d'augmenter ou de diminuer la pression dans la cloche pour augmenter ou diminuer la quantité d'AzO du sang et, par suite, son énergie anesthésique. Une fois la pression fixée à un point, la quantité du gaz ne varie plus, et son action se maintient d'une façon rigoureuse. On règle donc exactement avec le manomètre la marche de l'anesthésie. Le dosage est plus facile dans le cas présent qu'avec les anesthésiques ordinaires.

Quant à l'innocuité de la méthode, elle est prouvée, outre les essais déjà tentés par V Bert, par la pratique universelle des dentistes dans le monde entier. Le nombre des personnes soumises à l'action du protoxyde se chiffre par centaines de mille, et pourtant l'on n'enregistre que deux cas de mort authentiques

PROToxYDK 1) Azori:. 17:;

(Rottenstein) . Le protoxyde d'azote offre donc une sécurité incomparable.

e. Inconvénients de la méthode. Appareils nécessaires. — L'inconvénient de la méthode consiste dans l'installation compliquée qu'elle exige. Le sujet doit respirer un mélange de IS parties d'oxygène pour 85 parties de protoxyde d'azote à la surpression de 15 cent, de mercure, mais en réalité à la surpression beaucoup plus favorable de 20 ou 22 cent, de mercure. Pour cela, il faut un masque exactement appliqué sur la bouche et sur le nez et communiquant avec le réservoirsac qui contient le mélange et qui doit subir la surpression de 20 cent, de mercure (2/10 d'atm.). Pour que cette pression qui s'exerce à la surface interne du poumon soit sans danger, il faut qu'elle s'exerce également à l'extérieur du corps; en un mot, il faut que le sujet soit dans la même condition où il est normalement lorsqu'une égale pression, celle de l'atmosphère, agit mtiis et exira. Ceci oblige à placer le sujet dans une chambre métallique, ou cloche, pouvant supporter cette surpression de 20 cent. C'est la chambre d'opération. Là se trouvent, avec les aides, le chirurgien et le malade ; seulement, tandis que le chirurgien et ses assistants respirent simplement l'air comprimé de la cloche, le patient respire le mélange anestliésique contenu dans le sac à parois flexibles. Le séjour des opérateurs dans l'air comprimé n'a pas d'inconvénient réel : ils peuvent ressentir seulement une impression de tension de la membrane du tympan.

La seule difficulté vraiment sérieuse consiste donc dans l'installation des appareils, chambre d'opération en tôle étanche, pompe à compression. Ces condi-

lions excluent la chirurgie de campagne el la chirurgie d'armée du bénéfice de la méthode. Dans les villes, il est facile d'avoir dans les hôpitaux et dans les établissements d'aérothérapie des cloches à poste fixe, ou même des cloches mobiles, montées sur camion, comme celle que le D' Fontaine a fait construire pour les opérations à domicile.

Ces observations font comprendre toutes les conditions favorables et défavorables de l'anesthésie par le protoxyde sous tension. Sa supériorité devient absolument indiscutable lorsqu'il s'agit des opérations de longue durée, telles que l'ovariotomie, « à cause de la facilité d'élimination du gaz, de l'absence de combinaison chimique avec les tissus, du retour rapide à l'état normal, et parce que la dépression du système nerveux paraît moindre qu'avec le chloroforme » (Duret). La complication instrumentale, d'autre part, ne permet pas d'espérer que cette méthode doive s'étendre beaucoup. Elle reste pleine d'intérêt et d'enseignements pour la physiologie. En pratique chirurgicale, elle cédera la place aux procédés plus récents et plus commodes des mélanges titrés et aux méthodes mixtes (liv. III, ch. VIj.

f. Recherches de physiologie psychologique. — La méthode, comme nous l'avons dit, olVre la facilité de régler exactement, avec le manomètre, la dose qui convient; elle permet de maintenir ou prolonger l'état qui paraît favorable, ce qui n'a lieu ni avec l'éther, ni avec le chloroforme. Ce n'est pas seulement pour la médecine qu'une telle facilité sera précieuse : la physiologie psychologique a quelques profits à en attendre. En ralentissant, pour ainsi dire à volonté, la marche de l'anesthésie, on pourra l'analjiser, en séparer