Qw entre 16°8 et 19°0 Ne 2,2 Ones de

Il résulte de ces chiffres que les échanges minima de la Chauve-Souris endormie obéissent à la règle de VAN’T Horr.

Si nous rappelons que nous avions trouvé une identité de production de chaleur à 10° en hiver et en été, et que le Q:, est de 2,0 entre 12°7 et 16°8 en hiver, tandis qu’il atteint 4,3 en été, quand on compare la calorification à 9°7 à celle observée à 19°7, nous pourrons en conclure avec beaucoup de vraisemblance que l’état de la Chauve-Souris à 10° n’est pas le même que celui de la Chauve-Souris à 20°, en été, tandis qu’en hiver nous sommes en présence d’un état comparable (1).

Nous pouvons résumer l’ensemble de nos observations sur la Chauve-Souris de la façon suivante

1. Les productions caloriques minimales ont été enregistrées dans des mesures où les Q. R. étaient — aux erreurs d’expérience près — des Q. R. de lipides.

2. La production de chaleur de la Chauve-Souris peut présenter en hiver comme en été des variations considérables. Ces variations correspondent à l’absence ou à la présence de mouvements.

3. La poïkilothermie de la Chauve-Sours permet de suivre sa calorification à l’état de sommeil sur une grande échelle de température. On observe que la calorification minima de la Chauve-Souris augmente entre 4° et 19° selon la règle de van’t HoFF : les Q,, oscillent entre 2 et 3.

4 La production calorique minima de la Chauve-Souris a été de 0,1 Calories par kilo et heure à 5°. Cette valeur a été la même chez les animaux de 20 g. et une Pipistrelle de 7 g.. Ramenée à l'unité de surface corporelle, la production calorique minima a été de 7,4 Calories par mètre carré (Vesperugo noctula de 20 g.) ou de 5,3 (Pipistrelle de 7 g.). Ces deux chiffres

(1) Ces résultats doivent peut-être être rapprochés de ceux de CRoZIER dont il est fait mention dans la quatrième partie de ce mémoire.

constituent les productions caloriques les plus basses que nous ayons enregistrés sur des hibernants.

Discussion des résultats.

1) Ventilation pulmonaire.

Dès 1808, Sarssy [45] aborde le problème de la fréquence respiratoire des hibernants dans un mémoire qu’il présente pour répondre à la question posée par l’Académie : « Déterminer par des observations et des expériences anatomiques et chimiques, quels sont les phénomènes de l’engourdissement que certains animaux, tels que les Marmottes, les Loirs, etc. éprouvent pendant l’hiver, sous le rapport de la circulation du sang, de la respiration et de l’irritabilité ; rechercher quelles sont les causes de ce sommeil et pourquoi il est propre à ces animaux ». Les chiffres que Saissy donne pour l’état de veille et l’état de sommeil sont les suivants

Fréquence respiratoire des hibernants.

Date Marmotte Hérisson Lérot Chauve-Souris Remarques 6. 8.1806 30 16 45 70 10.11.1806 20 10 30 8 ; — 7-8 4-5 9-10 5-7 (animaux (les fréquences sont exprimées par minute) engourdis)

Les chiffres de l’état de veille de la Marmotte sont les mêmes que ceux indiquées par BENEDICT [4 b] pour la fréquence respiratoire au niveau du métabolisme de base. La seconde observation très juste que fait Saissy est qu’en automne la fréquence respiratoire baisse. Traduit en langage actuel, nous dirons que Saissy observe déjà la réduction de la régulation chimique en automne. Enfin, la fréquence de 8 respirations par minute chez la Chauve-Souris montre nettement que Saissy s’est rendu compte de la poïkilothermie de cette espèce (la température mesurée en même temps est de 14° dans la poitrine et 13° dans la bouche ; il s’agit de degrés Réaumur).

Le chiffre indiqué par VALENTIN [53, 53 e]) 50 ans plus tard pour la Marmotte engourdie (7 mouvements respiratoires par minute) et celui que DuBois [13] trouve (1 à 4 mouvements par minute) sont également en accord avec ceux de BENEDICT

qui écrit : « in general the respiration rate during hibernation is a little less then I per minute ».

Dans notre note de 1935 [12], les valeurs moyennes que nous indiquions oscillaient entre 21 et 47 par heure ; le chiffre le plus bas obtenu dans une expérience de plusieurs heures avait été de 12 respirations par heure. C’est le chiffre le plus bas observé également par BENEDICT [4 b] et c’est celui que ManGiLr [33] indique dans son mémoire de 1807. Le chiffre le plus élevé que nous ayons enregistré a été de 94 par heure correspondant à un rythme environ 8 fois plus rapide que le plus lent que nous ayons enregistré. En dépit de cette grande variabilité de la fréquence respiratoire, la consommation d’oxygène est restée constante. Le mode respiratoire de la Marmotte à été étudié par de nombreux auteurs : PEMBREY [39], Parrizr [38] et ENDRES [15 c] ont décrit une respiration périodique chez cet hibernant. Ce mode respiratoire avait échappé à VALENTIN [53, 53 e]) et à DuBois [13]. Nos propres résultats (figure 14), ceux de BENEDICT (figure 8, p. 141) et ceux de ENDRES et TAYLOR sont concordants : on n’observe pas de véritable respiration de CHEYNE-STOKES, mais on trouve fréquemment la formation de « groupes respiratoires ».

Sur le Spermophile, nous avons constaté un même mode respiratoire que chez la Marmotte ; HoRvATH [23 a] trouve une fréquence de 1-4 respirations par minute chez le Spermophile avec tendance à la formation de groupes ; cette observalion coïncide exactement avec celle de BENEDICT, celle d’EN- DRES et la nôtre sur la Marmotte ; DYsEk dans le laboratoire de BABAK [14] ne constate pas non plus de véritable respiration de CHEYNE-STOKES chez le Spermophile en sommeil profond, contrairement à MARES [34] qui considère la respiration de CHEYNE-STOKES Comme caractéristique du sommeil hibernal. MANGILI [33 a] observe une respiration périodique : les mouvements respiratoires, au nombre de 8 à 30, sont séparés par des intervalles de 2 à 12 minutes.

Chez le Muscardin, MANGiL1 [33 a] et PEMBREY [39] observent des groupes respiratoires espacés de 3 à 4 minutes ; PEM- BREY et WHITE [39], PATRIZI [38] et DELSAUX [11] décrivent une respiration périodique chez la Chauve-Souris.

La respiration de CHEYNE-STOKES la plus caractéristique se manifeste chez le Loir, comme il ressort des figures 15, 16 et 17 de notre mémoire. Déjà MaANGizr [33 a], dans son mémoire

adressé en réponse aux questions posées par l’Institut, observe dans certains cas des intervalles de 18 à 20 minutes entre les respirations (mesure du 16 février). Ce qui fait contraster le plus le type respiratoire du Loir avec celui du Spermophile ou de la Marmotte est la grande régularité du rythme, des 3 décharges de CHEYNE-STOKES par heure. Toutes les fois que la fréquence respiratoire s’est écartée de ce rythme régulier, le Loir a augmenté sa calorification et a eu tendance à se réveiller ; ces phénomènes ont été observés en particulier quand nous avons fait respirer au Loir des mélanges d’air enrichis en acide carbonique.

Le caractère commun à tous les hibernants qui se dégage de l’étude de leur type respiratoire, est la tendance à la respiration périodique. Notons à ce sujet que JANN [24], en opérant sur la Grenouille, obtient par hypnose et abaissement de température la respiration de CHEYNE-STOKESs. On observe l’apparition de ce type respiratoire toutes les fois que le centre respiratoire est devenu moins excitable. Un exemple classique d’ébauche de respiration périodique est donné par la respiration pendant le sommeil normal. Or STRAUB [49] le premier, en évaluant la tension du CO, alvéolaire, montre que les centres respiratoires sont moins excitables pendant le sommeil. ENDRES [15] donne la preuve directe de l’hypo-excitabilité des centres respiratoires pendant le sommeil par la démonstration de l’augmentation de la concentration en ions H du sang (cette augmentation peut atteindre 20 p. 100).

Pendant le sommeil hibernal, le même auteur [15 a] démôntre que le pouvoir de fixation du CO, par le sang est réduit. (Cette réduction n'apparaît que si on ramène à la température de 37° et que de ce fait l’alcalose est réduite ; il y a par conséquent hausse de la concentration en ions H qui peut atteindre 32 p. 10). La diminution des valences alcalines est attribuée par ENDRES au jeûne prolongé.

ENDRES réussit par conséquent à démontrer directement ce que nous étions amenés à déduire de nos courbes de respiration. La même conclusion découlait de nos observations sur les poïkilothermes ; nous avions été amenés à admettre que les centres respiratoires sont déprimés comme suite à l’abaissement de la température chez les poikilothermes. La dépression de l’excitabilité des centres respiratoires par le froid ressort directement des expériences de HORVATH [23] ; il voit que les

mammifères adultes succombent à un refroidissement qui fait tomber leur température centrale plus bas que 19°, tandis qu’on peut amener leur température centrale à 9° si on réalise la respiration artificielle. Les mammifères nouveau- -nés. Supportent — sans respiration artificielle — des refroidissements atteignant 5°, tout comme les hibernants. Chez ces animaux les centres bulbaires sont plus résistants au froid, comme l’a “aussi vu QUuiINCKE [41]. Mais si les centres sont plus résistants au froid, cela ne signifie pas qu’ils y soient insensibles ; aussi Expres et TAYLOR [15 c] constatent en 1930 que la fréquence respiratoire et la profondeur de la respiration de la Marmotte ne varient pas si la teneur en CO, de l’air inspiré ne dépasse pas 5 p. 100. C’est la même observation que nous avons relatée dans les pages consacrées au Q. R. des poikilothermes.

2) Le Quotient respiratoire.

En 1849, REGNAULT et REISET [43] publient les Q. R. de la Marmotte qui sont restés classiques et incontestés jusqu’en 1929. Tous les auteurs qui ont fait des mesures d'échanges sur des hibernants ont été unanimes à affirmer que les Q. R. des hibernants engourdis sont inférieurs à 0,7. Rappelons brièvement les chiffres les plus connus :

1849 REGNAULT et REISET : Q.R. de 0,399, 0,546, 0,587, 0,656, 0,685 et 0,797 sur la Marmotte

1857 VALENTIN [53 a] : 0,424 sur la Marmotte 1892 MarRËés [34] : 0,384 —— 1.664 (Spermophiles et Hamsters) 1901/02 PEMBREY [39 a] : 0,52-0,55 (Marmotte) 1903 PEMBREY [89 b] : 0,47-0,65 (Hérisson) WEINLAND et RIEHL [55] : 0,42-0,79 (Marmotte) 1909 NaGar [86] : 0,62-0,64 (Loir et Hérisson) 1922 ScHENK [46] 0,36-0,57 (Hérisson) 1926 PEMBREY et CONYBEARE [10] : 0,4 (Marmotte) 1929 PEMBREY et GORER [18] : 0,53, 0,60, 0,61, 0,72 (Marmotte) 1929 HEepoN [22] : 0,67 (Marmotte)

le Q. R. moyen est de 0,67. Mais en dépit de ces objections possibles, HÉDON soupçonne que le Q. R. normal de la Marmotteen sommeil doit être très voisin ou égal à 0,7. En 1935, nous obtenons avec DONTCHEFF [12] à la suite de 86 déterminations sur la Marmotte représentant 514 heures d’expérience un Q. R. moyen de 0,70. En 1937 [26 b], nous obtenons le même QUE,

Le nombre des déterminations faites par HÉDON est petit ;

sur le Spermophile en sommeil hibernal, et en 1938 [26 c] sur le Loir. La même année, BENEDICT [4 b] publie son mémoire important sur « l’hibernation » ; se ralliant entièrement à notre manière de voir, il affirme que les Q. R. inférieurs à 0,7 observés chez les poïkilothermes et les hibernants sont des artifices expérimentaux. Dans le travail présent, nous retrouvons sur le Muscardin le Q. R. des lipides que nous avions déjà décrit en 1938 [26 d] sur la Chauve-Souris, en été.

Personne n’ayant contesté pendant 70 ans la réalité physiologique des Q. R. de 0,3 et 0,6, on a essayé d’en donner une explication. Au milieu du siècle dernier, et pendant les décades qui ont suivi, on ignorait l’existence et le rôle respiratoire de la concentration en ions H du sang. On ignorait de même l'existence d’une « réserve » alcaline et d’une courbe de dissociation des bicarbonates.

Les recherches de CI. BERNARD [5, 5 a] et de ScHiFrr [47] avaient révélé l'importance du glycogène hépatique. Ces mêmes auteurs avaient attiré très précocement l'attention sur la lente disparition de ce corps pendant le sommeil hibernal contrastant singulièrement avec la rapide disparition du glycogène hépatique dans le jeûne de Mammifères tels que le Chien ou le Lapin.

Les travaux ultérieurs ont tous confirmé lobservation de CI. BERNARD et de SCHIFF sur la lenteur de la disparition du glycogène hépatique pendant l’état de torpeur hibernale (LUCHSIN- GER [29], Küzz [28], ATHanasiu [2]). A la longue persistance du glycogène hépatique en quantité très appréciable durant tout l’hiver, s'oppose la fonte rapide de cette réserve glucidique au printemps (CI. BERNARD) quand les hibernants sont passés de l’état de torpeur à celui de veille (ScHMip [48], KATo [25], BLEIBTREU [6] et les chiffres relatés dans les « Tabulae Biologicae » [51]). Frappés par ce contraste singulier, de nombreux auteurs ont pensé que la constance de la teneur en glycogène en hiver n’était qu’une apparence et qu’en réalité l’hibernant effectuait une véritable glycogénie pendant le sommeil (AEBY [1], Voir [54], Hart [21 a], ete...). Cette hypothèse paraissait d'autant plus vraisemblable que CHAUVEAU admettait pour les aliments une transformation obligatoire en glucose avant leur combustion. L’hibernant étant à jeun pendant son sommeil, la glycogénie devait se faire nécessairement à partir d’un aliment de réserve : lipide ou protide. La disparition pro-

gressive des lipides de réserve pendant le sommeil hibernal, la faible élimination d’urée par les urines au cours du sommeil, ont fait adopter précocement les lipides comme source de glycogène. La formule selon laquelle cette transformation devait se faire était la suivante :

2 Ci-H1006 + 67.0, — 16 CHi206 + 18 CO + 14 H,0

(Il est peut-être intéressant de rappeler que PFLÜGER [40] croyait avoir donné la démonstration expérimentale de la transformation des lipides en glucides et la preuve que la conception de MAGNuSs- Lévy [82] relative à l’origine protidique du glycogène était sans fondement !).

Si la formule théorique de CHAUVEAU, BOUCHARD, VOIT est exacte il suffit que l’hibernant fixe de l’oxygène pour transformer les lipides en glucides ; par conséquent, l’animal à jeun peut réaliser cette réaction. On doit pouvoir se rendre compte de cette transformation par une augmentation de poids de l’hibernant à jeun. Or cette observation paradoxale était connue depuis BARKOW (1) et Sacc [44]. Les expériences de SAcc sont connues par REGNAULT et REISET [43] qui relatent les observations de ce physiologiste dans tous leurs détails (2). Le dernier chainon de cette argumentation est donné par le QR. de l’équation chimique de CHAUVEAU. En effet, si on établit le rapport vol. CO, : vol O, de la réaction précitée, on obtient

67 Où

Or, tous les Q. R. des mesures de thermochimie respiratoire de 1849 à 1929 donnent des Q. R. inférieurs à 0,7 et supérieurs à 0,268 ; ils montrent, par conséquent, qu’au cours du sommeil hibernal il y a : 1) combustion de lipides, 2) transformation de graisses en glycogène. é

Nous avons dit plus haut, au cours de la discussion de la signification des Q. R. chez les poïkilothermes, que nous ne nions nullement la possibilité d’une transformation de lipides en glucides. Cette conception qui, à l’heure actuelle, est défendue surtout par GEELMUYDEN [17] ne peut par contre être démontrée, selon nous, par les expériences de thermochimie respiratoire réalisée sur les poïkilothermes ou les hibernants endormis. Les raisons qui nous amènent à cette conclusion sont

. (4) Barkow, H. C. L. — Der Winterschlaf nach seinen Erscheinungen im Thierreich. 1 vol., 525 p. Hirschwald édit. Berlin. h

(2) Dans le livre de Sacc « Chimie des animaux» on ne trouve plus aucune allusion au sujet de l’augmentation de poids des hibernants pendant leur sommeil. Sacc dit textuellement : «Les Marmotttes maigrissent pendant l'hiver, et leur graisse se brûle lentement en passant à l’état d’acide carbonique et d’eau »,

multiples et font partie d’une critique générale de tous les arguments que l’on a jusqu'ici invoqués en faveur de cette interprétation.

1. L'augmentation de poids des hibernants en sommeil — c’est-à-dire en plein jeûne — peut être expliquée simplement ; déjà VALENTIN [53] a montré que s’il faisait hiberner les Marmottes dans une atmosphère sèche (il fixe l’eau de latmosphère sur de lacide sulfurique) les augmentations de poids disparaissaient. Il conclut dans son premier mémoire que les augmentations de poids sont dues à des fixations d’eau sur la fourrure des hibernants. Plus tard, dans son 7° mémoire, impressionné probablement par les Q. R. de 0,4 qu’il obtient dans ses mesures de thermochimie respiratoire [53 d}], VALENTIN est plus éclectique et admet que les augmentations de poids peuvent être dues 1) à la rétention d’oxygène, 2) à la fixation d’eau sur la fourrure.

Nous n'avons pas l'intention de développer cette question dans tous ses détails ; PEMBREY [39 a] et DuBois [13] ayant cru observer des augmentations de poids en atmosphère sèche, le problème n’a eu de solution définitive que récemment grâce à BENEDICT : il a vu que les fourrures de Marmotte ou les cadavres de Marmotte, soumis aux mêmes conditions atmosphériques que les Marmottes en torpeur, peuvent présenter des augmentations de poids identiques à celles des animaux vivants.

La conception de CHAUVEAU de la transformation obligatoire des différents aliments en glucides aux fins de combustion n’est plus admise aujourd’hui, ni pour le travail musculaire ni pour les oxydations cellulaires en général.

3. Les expériences de VALENTIN [53 b]}, de Vorr [54], Dugois [13], WÉINLAND et RIEHL [55] et de WEINLAND [55 a] ne donnent, à notre avis, pas la preuve d’une glycogénie d’origine adipeuse pendant le sommeil.

Nous ne croyons pas que les chiffres de VALENTIN par exemple puissent être interprétés dans le sens d’une glycogénie

Durée Poids Poids Substance du sommeil de la marmotte du foie réductrice du foie en jours en g. en g. eng.

La conclusion de VALENTIN est d’ailleurs la même que celle de CI. BERNARD et de Scuirr : la substance réductrice du foie est conservée pendant toute la durée du sommeil hibernal. Il n’est pas question de « glycogénie ». Les chiffres de Voir [54] invoqués à l'appui de la thèse de la transformation des lipides en glucides chez les hibernants endormis sont les suivants

Poids dela Marmotte le 13:12.1874 "PCR 3612 g

Poids de la Marmotte après 80 jours de sommeil..... 2907 g.

Le foie pèse au moment où Voir sacrifie l’animal 64,25 g contient 1,4275 g. de glycogène, soit 2,2 p. 100 et les sors 0,371 p. 100. Vorr conclut de ce chiffre unique qu’il y à néoformation de glycogène pendant le sommeil. Mais nous devons faire à Vorr les objections suivantes : 1. Nous ne savons rien de la teneur en glycogène du foie au début du jeûne. 2. La forte perte de poids de la Marmotte montre que le sommeil a été discontinu. 3. II s’agit d’un chiffre unique. 4. La teneur assez élevée en glycogène au moment où on a tué l'animal peut s'expliquer autrement : il est très vraisemblable que la glvcogénolyse est complètement arrêtée pendant le sommeil l’adrénalinémie est tombée à une valeur extrêmement basse (SUOMALAINEN [50]) ; la Marmotte est hypoglycémique à Pétat de sommeil (FERDMANN et FEINSCHMIDT [16], ENDRES [15 b|, SUOMALAINEN [50]) et nous verrons plus bas que nous avons de multiples raisons d'admettre que son innervation sympathique est fonctionnellement supprimée (IV° partie de ce travail « mécanisme du sommeil »).

KüLzz [28] qui a publié une série de chiffres en 1881 est beaucoup plus prudent ; il conclut de ses dosages que la consommation de glycogène est très lente pendant le sommeil ; il formule par conséquent la même conclusion que CI. BERNARD et LUCHSINGER [29]. Les chiffres de KÜLz sont les suivants

Date à laquelle Poids Glycogène la Marmotte de la Marmotte du foie a été sacrifiée eu g. en g.

On à également cité les chiffres de DuBois à l'appui de la conception de la glycogénie adipeuse, que ce physiologiste

croit en effet démontrée par ses chiffres. Voici ses résultats :

Teneur en glycogène du foie.

1) Marmottes endormies 2) Marmottes réveillées

1) Sommeil depuis 4 jours 0,605 p. 100 1) Veille 0,02 p. 100 2). Sommeil depuis 7 jours 0,888 p. 100 2) Veille 0,00 p. 100 3) Sommeil depuis 8 jours 0,865 p. 100 3) Veille traces 4) Sommeil depuis 10 jours 1,320 p. 100 4) Veille traces 5) Sommeil depuis 10 jours 1,632 p. 100 5) Veille 0,00 p. 100

Tout ce que lon peut dire de ces chiffres c’est qu'ils sont très bas : même la valeur de 1,63 p. 100 après 10 jours de sommeil — correspondant à un jeûne de moins de 24 heures chez un animal réveillé — est un chiffre plutôt bas. La critique de ces chiffres serait d’ailleurs très facilitée si DuBois avait indiqué la date des prélèvements et le poids des Marmottes.

D’autres chiffres qui ont été utilisés pour démontrer la transformation des lipides en glucides pendant le sommeil hibernal sont dûs à WEINLAND et RIEHL [55]. Ces chiffres sont si peu démonstratifs que GRAFE [19] les utilise pour réfuter cette conception. HaR1 [21 a] qui adopte la manière de voir de REGNAULT et RFISET n’a pas trouvé d’accumulation de glycogène dans le foie des hibernants, en dépit d’expériences instituées dans ce but précis [21]. Les chiffres de WEIx- LAND publiés beaucoup plus récemment [55 a], sont si peu significatifs que l’auteur lui-même n’ose en tirer aucune conclusion. Nous les reproduisons ici :

Date du prélèvement : 2.12 8.1 172 10.5 Poids du Hérisson en g.... 1047 1062 424 580 Poidssduifoiesen- 7, 23,9 23,8 152 14,3 Glycogène du foie en g.... 0,387 0,198 0,181 0,064 Glycogène total en g...... 1,729 1,170 0,787 0,483

FEINSCHMIDT et FERDMANN [16] qui ont fait de nombreux dosages de phosphore dans le muscle des hibernants et qui se sont attachés spécialement à l’étude du métabolisme glucidique de ces animaux n’ont pas fait de dosages de glycogène ; ils admettent la réalité des Q. R. anormaux de 0,6 et au-dessous, mais insistent toutefois sur le fait que la transformation des lipides en glucides, la glycogénie adipeuse, n’est pas démontrée,

(On a fréquemment cité AEBY [1] pour avoir démontré la formation de glycogène dans le foie de l’hibernant. C'est ainsi que Voir en parle dans son long mémoire de 1878. De fait, la dernière conclusion de AEBY est très formelle, car il dit que pendant le sommeil hibernal on observe une abondante formation de glycogène. Mais il ne donne aucun chiffre. Il annonce qu’ultérieurement paraîtra un article plus complet que nous n'avons pas retrouvé, pas plus d’ailleurs que les contemporains de AEBy. Il est possible qu'ayant travaillé à Berne, ce soient les résultats expérimentaux de VaA- LENTIN qui servent de support aux affirmations d’AEBY).

Le premier auteur qui se soit opposé à la manière de voir, devenue classique, de la transformation des lipides en glucides est NaGaAï [36]. Son point de départ est la formule

100 g. graisses + 58!,8 O>—> 172,3 g. de glycogène + 11,7 g. d’eau Combustion 100 g. graisses + 2012907 1442772100>

N1O0O0=S- graisses 2x 5878 0. > DL CO: