SUR LES

MATÉRIAUX NUTRmFS

Transforme ramidon en> sucre et en dextrine.

Transforme les corps protéiques dans un milieu acide.

Caille la caséine du lait.

Transforme les corps pnH

téiquesen peptonesdans un milieu aloalin^et neo» tre.

Caille la caséine du .lait.i

Transforme l'amidon en sucre et en dextrine.

Emulsionne - et 'orponifie' en partie lea corp^ gras.

GoiUribue à Témulaîoii, des corps gra?.

Traofllbrme le sujote de canne en sucre interverti.

Caille la caséine du lait.

L'examen de ce tableau suffît à démontrer qu'il faut une série aussi longue que compliquée d'actions exercées par les ferments, pour la complète digestion de nos aliments. L'amidon est attaqué •sur deux points — dans la bouche et dans le duodénum — par deux ferments, la diastasesalivaire

et la diastase pancréatique , dont la nature est identique. Quant aux matières albumineuses, elles sont aussi attaquées sur deux points : dans l'estomac et dans Fintestin grêle; mais les deux ferments en jeu, la pepsine et la trypsine, ne sont certainement point identiques. Un autre ferment, que nous connaissons seulement par la propriété dont il jouit de faire cailler le lait, se trouve dans l'estomac et dans le pancréas ; je suis porte à croire qu'on le trouve aussi dans Tintestin grêle. Il ne semble pas que la bile possède un ferment ; mais elle aide, par ses réactions alcalines et ses propriétés physiques, à produire l'émulsion des matières grasses et à en faciliter l'absorption. Fait étrange, le ferment doué de la propriété de transformer le sucre de canne ne se rencontre que quand le bol alimentaire a atteint l'intestin grêle. Tous les ferments digestifs connus appartiennent à la classe des ferments solubles ou inorganiques. Ils se distinguent nettement des ferments organiques ou insolubles, dont la levure nous présente un type caractéristique, en ce qu'ils sont dépourvus de la faculté de se nourrir et de se multiplier. Or, tous les organismes vivants possèdent cette faculté, soit à l'état latent (potentiel), soit à l'état actif (dynamique). On ne peut donc appliquer aux ferments solubles l'épithète de vivants, quoiqu'ils soient exclusivement associés aux or-

ganismes vivants et prennent une part essentielle aux actes vitaux dont ces derniers sont le siège.

Tous les ferments digestifs sont les produits directs de cellules vivantes. Us sont complètement inconnus dans le domaine de la chimie inorganique. Leur mode d'action ne ressemble en rien à celui des affinités chimiques et se distingue par un caractère physiologique bien tranché. Ce n'est point de leur substance matérielle qu'ils tirent leurs merveilleuses propriétés. Ils n'apportent rien à la substance sur laquelle ils agissent et ne prélèvent rien sur elle. Les matières albuminoïdes qui constituent leur masse ne sont évidemment autre chose que le substratum matériel d'une force spéciale, — précisément comme l'acier de l'aimant est le substratum matériel de la force magnétique, mais n'est point cette force elle-même. On peut dire que, au moment de l'élaboration, les cellules glandulaires communiquent aux matières albuminoïdes du ferment une force potentielle, spéciale, de même qu'un morceau d'acier devient aimanté en subissant le contact d'un aimant préexistant. La force potentielle du ferment se transforme en force active (dynamique) une fois que celui-ci a été mis en contact avec les substances alimentaires sur lesquelles il agit. Les propriétés chimiques et physiques des ferments digestifs semblent être à peu près uniformes. Ils se rapprochent par leur

composition des substances protéiqnes et contiennent du carbone, de l'oxygène, de l'hydrogène *et l'azote dans la même ou presque dans la môme proportion centésimale que l'albumine. Mais, comme aucun d'eux n'a encore été obtenu à l'état dlsolement et de pureté absolus, ceci est, à dire vrai, une induction bien plus qu'un fait acquis. Ils sont tous solubles dans l'eau, difFusibles quoique avec difficulté à trBEvers les membranes animales et le papier parchemin. Ils ont aussi la faculté (tous ceux que j'ai expérimentés) de filtrer sous pression à travers les parois poreuses de la poterie, avec la différence pourtant que quelques-uns d'entre eux passent avec facilité, tandis que d'autres ne le font qu'avec une graaide difficulté et .dans des proportions minimes. Ils sont précipités de leurs solutions aqueuses par l'alcool absolu; mais, contrairemBnt aux autres corps protéiques (les peptones exceptées) ils ne se coagulent pas complètement par l'action de l'alcool. Si on les *en retire, les ferments conservent encore la faculté d'être solubles dans l'eau et jouissent de leurs propriétés actives inaltérées. Ils sont coagulés et amenés à l'état d'inertie parfaite par la chaleur de l'eau bouillante; dans une solution dont la température se rapproche de 160** F. (71° G.), ils sont coagulés et détruits.

Chacun de ces ferments digestifs a son corré-

latif spécial dans un principe alimentaire ou dans im groupe de principes sur lesquels s'exerce uniquement son action. La diastase agit exclusivement sur les substances amylacées. La pepsine et la trypsine agissent exclusivement sur les principes azotés ; le ferment émulsif du pancréas n'est susceptible d'agir que sur les corps gras ; le ferment mversif de l'intestin grêle n'a d'action que sur le sucre de canne.

Les transformations opérées par les ferments digestifs dans les principes alimentaires n'en altèrent pas profondément le caractère squs le rapport chimique ; ils affectent bien plus l'état physique de ces principes que leur composition chimique. Ge sont généralement des phénomènes de dédoublement et d'hydratation, dont le résultat est de rendre les substances transformées plus solubles et plus diffusibles , d'en- diminuer l'état colloïde et de les rapprocher de l'état cristalloïde ou même de le leur faire atteindre. Ceci n'est pourtant point un fait invariable. Le Sucre de canne, par exemple, forme une exception notable ; il est converti, dans l'intestin grêle, en sucre interverti (mélange à paFticules égales de sucre de raisin ou dextrose et de sucre de fruit ou lévulose). Mais le sacre interverti, tout en étant bien plus hydraté que le sucre de canne, n'est ni plus diffusible ni plus soluble.

Il n'est pas absolument exact que, pour être absorbé, tout aliment exige une digestion préalable. Les corps gras sont absorbés dans une large mesure par les vaisseaux chylifères , sans subir d'autre altération qu'une fine division ou émulsion. Le sucre de raisin (dextrose), autant qu'on le sait, ne subit aucune transformation digestive ; il est absorbé sans être altéré. Peut-être serait-il plus exact de dire que le sucre de raisin est un élément nutritif que les plantes se chargent de digérer préalablement pour nous.

Quoique les ferments digestifs aient un mode d'action spécial qui. leur est propre, les résultats obtenus par cette action ne sont point d'une nature spéciale ; ils peuvent tout aussi bien être obtenus au moyen des forces chimiques ordinaires. Soumis à une coction prolongée dans l'eau bouillante ou — si l'on veut employer un moyen plus rapide — dans de l'eau bouillante acidulée, l'amidon est converti en dextrine et en sucre, et l'albumen est transformé en une substance fort analogue à la peptone. Le trait particulier de l'action exercée par les ferments, est celui-ci : les ferments ont la propriété de produire rapidement et sans violence des transformations qu'on n'obtient, dans les laboratoires chimiques, qu'au moyen, soit de réactifs viplents, soit d'une action lente mais très prolongée de réactifs plus faibles. Il est inté-

ressant de noter que, dans leurs résultats ultimes, les transformations produites dans les aliments par la digestion sont fort analogues, sinon tout à fait identiques, avec ceux obtenus par une coction prolongée.

Préparation de sucs digestifs artificiels.

L'étude des ferments digestifs a été beaucoup facilitée par la méthode d'Eberlé. Il découvrit que l'infusion aqueuse ou extrait des glandes digestives possède les mêmes propriétés que les sécrétions ou sucs de ces glandes. La raison de ce phénomène est que les glandes sécrétant les sucs digestifs contiennent une provision de réserve de leurs ferments respectifs. Aussi quand on fait infuser ces glandes dans l'eau, leur réserve de ferments passe dans la solution. Ces infusions ou extraits constituent les sucs digestifs artificiels, et ils se comportent dans un bocal exactement de la même façon que les sécrétions glandulaires correspondantes dans le canal alimentaire. Les solutions des matières organiques sont néanmoins extrêmement instables elles passent rapidement

à rétat de patréfaetion. Afin de remédier à cet inconvénient et d'obtenir un extrait qui soit toujours à la portée de l'expérimentateur, on a essayé d'employer toutes sortes de moyens préservatifs. Claude Bernard se servait d'acide carbonique; d'autres emploient la glycérine ou bien le sel commun. Tout en répondant parfaitement au but auquel on les destine, ces préservatifs ont une saveur prononcée, qu'il est impossible de détruire. Pour ma part, j'ai fait quantité d'expériences à ce sujet. Gomme le but ultime auquel je visais était d'obtenir une solution capable d'être administrée comme médicament par la bouche, ou d'être employée à la préparation d'aliments artificiellement digérés, j'étais en quête d'un préservatif n'ayant que peu de goût ou d'odeur, ou pouvant s'en débarrasser facilement par Tévaporation. Après bien des expériences, j'optai pour les trois solutions suivantes, comme les plus conformes au but que je poursuivais.

I. Solution boraeique, — Cette solution contient trois ou quatre pour cent d'un mélange de deux tiers d'acide bôxacique et d'un tiers de borax. Un extrait de l'estomac ou du pancréas, préparé avec cette solution, se conserve parfaitement et n'a ni goût ni odeur. Cet extrait est, à ce qu'il me semble, tout à fait satisfaisant pour les besoins de l'expérimentation; il est neutre dans les réactions et

chimiquement inerte. Il peut aussi èire facilement administré par la bouche, pourvu que la dose ne dépasse pas une ou deux cuillerées à bouche. Mais (juand on est obligé d'en employer de plus grandes quantités pour la préparation d'ahments artificiellement digérés, et quand ceux-ci doivent être administrés jour par jour en volume suffisant pour soutenir la nutrition, Testomac est obligé de recevoir une quantité plus considérable d'acide boracique et de borax qu'il n'en peut tolérer sans inconvénient.

II. Alœol dilué. — La seconde solution consiste en eau additionnée de douze ou quinze pour cent d'alcool rectifié. Cette solution forme un milieu favorable pour ladite extraction, et la dose d'alcool qu'elle renferme est si petite qu'elle ne saurait être un obstacle pour l'emploi de la solution. D'ailleurs, dans la préparation d'aliments artificiellement digérés, il est presque toujours nécessaire de recourir à une coction ultime, dans laquelle l'alcool s'évapore. En somme, de mes trois solutions, celle-ci est peut-être la plus commode et celle dont l'emploi est le plus général.

III. Solution de chloroforme. — Le chloroforme se dissout dans l'eau dans la proportion approximative de 1 pour 200; telle est la dose usitée dans la préparation de Vaqua ckloroformi de la pharmacopée britannique. C'est un excellent dissol-

vant des ferments digestifs, et ses propriétés conservatrices sont sans égales. Quelque minime que soit la quantité de chloroforme dissous (deux gouttes et demie à peu près dans une once de liquide), elle suffit pour communiquer à la solution une odeur et un goût assez prononcés, tolérés facilement par certaines personnes, mais non par tout le monde. Du reste, il est facile d'éliminer le chloroforme. Il suffit de verser la dose destinée à être employée dans un verre à vin ou dans une soucoupe et de l'y laisser exposée à Tair pendant trois ou quatre heures, pour que le chloroforme s'évapore presque complètement, en ne laissant derrière lui qu'une simple solution aqueuse des ferments; ou hien, si la solution doit être employée à la préparation d'aliments artificiellement digérés, le chloroforme, très volatil de sa nature, disparaît dans la coction finale. Il ne sera peutêtre pas inutile de mentionner que la solution de chloroforme réduit la liqueur de Fehling; cette propriété doit être prise en considération quand on expérimente sur la digestion, dont les phénomènes embrassent le processus de la saccharisation.

Les substances aUmentaires se classent naturellement en trois groupes bien définis : les corps hydro-carbonés , protéiques et gras. Je me propose d'étudier la digestion de ces trois groupes

dans Tordre ci-dessus indiqué; non que j'aie l'intention de traiter systématiquement ces sujets, mais bien plutôt pour m'arrêter sur certains points et sur certaines questions que j'ai eu l'occasion d'observer moi-même ou qui ont de l'importance pour la préparation des aliments artificiellement digérés et pour la manière de les administrer aux malades. Je traiterai avec détail les transformations digestives de l'amidon, d'abord parce que cette question est presque entièrement élucidée et aussi parce que ses phénomènes présentent un type qui pourra nous servir de guide dans nos études ultérieures et nous faciliter la solution du problème bien plus complexe de la digestion des corps prbtéiques.

Ferments diastasiques. Digestion de Vamidon.

L'importance de l'amidon au point de vue de Palimentation humaine n'a peut-être pas encore été appréciée à sa juste valeur. Si on considère dans quelle énorme proportion les graines des céréales et des plantes légumineuses et les tubercules des pommes de terre entrent dans notre ré-

gime alimentaire, aussi bien que l'immense proportion relative de l'amidon contenu dans ces aliments, on peut affirmer, sans crainte de tomber dans l'exagération, que les deux tiers des aliments de l'homme consistent en amidon. A l'état cru, Famidon se refuse presque complètement à la digestion dans l'estomac humain ; mais, après avoir passé par la cuisson, il est digéré avec une grande facilité.

La diastase n'exerce qu'une faible action sur les grains d'amidon non rompus, alors même qu'on les expose à la température du corps humain.

Dans les animaux inférieurs, aussi bien que dans les semences germées, les granules d'amidon sont probablement attaqués en premier lieu par quelque autre dissolvant, qui pénètre leur membrane extérieure, permet à la dia^ase d'atteindre la matière amylacée et d'exercer sur elle son action. La chaleur, l'humidité et la cuisson sont des moyens encore plus efiBcaces pour provoquer la rupture des grains d'amidon. Leur contenu imbibé d'eau se gonfle énormément, et le tout se transforme presque complètement en une espèce de pâte ou gelée , ou gruau mucilagineux. C'est exclusivement sous cette forme gélatineuse que l'amidon est soumis à notre digestion. La salive et le suc pancréatique, riches tous deux en diastase, se chargent de le digérer. La diastase existe encore

en abondance dans le foie et, en moindre proportion, dans le suc intestinal, le sang, l'urine et dans presque tous les liquides interstitiels. Quelle que soit sa provenance, c'est d'une manière identique que la diastase agit sur l'amidon, en le transformant, par une hydratation progressive, en sucre et en dextrine.

Si l'on étudie l'action exercée sur la pâte d'amidon par un liquide contenant de la diastase, — que ce liquide soit de la salive ou un extrait du pancréas, — le premier effet constaté est la liquéfaction de la pâte et la formation d'une solution liquide. Cette transformation s'effectue avec une grande rapidité; deux ou trois minutes suflBsent pour chauger la pâte dure en liquide aqueux. C'est là évidemment un acte bien distinct, servant de préliminaire au processus de saccharisation qui va suivre. En opérant avec de petites doses de diastase et de fortes doses de pâte d'amidon pur, il est possible de saisir le moment où la liquéfaction est achevée et où la saccharisation n'a pas encore commencé. A ce moment précis, la solution donne la. réaction de l'amidon pur et point de réaction de dextrine, ni de sucre. Le processus de saccharisation suit immédiatement la liquéfac- . tion, et, dans les manipulations ordinaires, les deux phénomènes se confondent.

La rapidité de l'opération dépend principale-

ment de la proportion de diastase employée. En combinant les doses de diastase et d'amidon de manière que la saccharisation soit achevée au bout d'une couple d'heures, la marche successive du processus peut être facilement suivie, en usant successivement de réactifs convenables- Dés que la liquéfaction est complète, on obtient par riode un bleu pur, et par la solution de Fehling on a une légère réaction de sucre. Au bout de quelques minutes , la réaction sucrée se prononce davantage, et quoique l'on puisse encore, comme d'ordinaire, obtenir la couleur blieue pure avec de l'iode, en diluant fortement la solution bleue et en y ajoutant plus d'iode, on détermine une nuance violet-foncé, décelant la présence de l'érythro-dextrine , mélangée à l'amidon. Le phénomène suivant sera la disparition totale de la réaction bleue avec de Piode, remplacée par l'érythro-dextrine colorée en brun intense rougeâtre; peu à peu, cette couleur est remplacée à son tour par un brun jaunâtre, indiquant la présence prépondérante d'un autre genre d'érythro-dextrine. Pendant ce temps, la réaction du sucre va en progressant. Un pas encore , et toute coloration par .l'iode disparaît complètement. Mais le phénomène est loin d'être achevé, et la proportion de sucre augmente encore pendant un temps considérable, après que l'iode a cessé de teindre la solution. A

la fin pourtant, les phénomènes s'arrêtent, et la proportion de sucre cesse d'augmenter.

L'explication de ces séries de réactions devient impossible, si l'on s'en tient à la vieille opinion touchant la constitution de Tamidon. On a généralement admis jusqu'à présent que la molécule de l'amidon était représentée par la formule relativement simple de G42H20O10; que sous l'influence de la diastase cette molécule, se dédouble par l'hydratation en deux molécules, l'une de dextrine et l'autre de sucre de raisin.

Les recherches de Musculus et d'O'Sullivan * ont démontré que cette explication des phénomènes n'est point tout à fait exg-cte. En premier lieu, il a été démontré que le sucre produit n'était point du sucre de raisin (dextrose), mais bien une autre sorte de sucre, appelé maltose. Il a de même été prouvé que les dextrines apparues en premier lieu et colorées en rouge et en brun par l'iode se transformaient progressivement, ainsi que d'autres produits simultanés du sucre, en une série de dextrines d'un type inférieur, ne donnant aucune coloration avec de l'iode. C'est à ce dernier genre de dextrine qu'on a assigné le terme achro-dextrine.

1. Les notes d'O'Sullivan sont publiées dans le Journal of ihe Chemical Society de 1872 à 1876. Un compte rendu détaillé de ses recherches est publié dans un mémoire de F.-H. Brown et de J. Héron dans le numéro de septembre 1879 du même journal.

Gomme il est désormais acquis que de toutes les sortes de sucre c'est la màltose qui est le produit principal de la digestion de l'amidon par la diastase, ce corps acquiert une importance considérable dans la chimie physiologique. Une description de ses propriétés ne sera donc pas déplacée ici. La maltose est un sucre cristallin, .fermentescible, appartenant à la classe de la saccharose (sucre de canne), douée de faibles propriétés sucrées et possédant un atome d'eau de moins que le sucre de raisin. Sa formule est G^jHgjO^^. Elle possède une plus grande force rotatrice de la lumière polarisée que le sucre de raisin, mais une force de réduction de Foxyde cuprique infiniment moindre. La force de rotation de la maltose est 4- 150, celle du sucre de raisin + 58. La force de réduction de la maltose, comparée à celle du sucre de raisin, est de 61 pour 100. La maltose peut être hydratée en sucre de raisin au moyen d'une cuisson prolongée avec des acides dilués. La diastase du malt ne possède pas cette action; mais nous allons voir que les ferments diastasiques de Tintestin grêle sont susceptibles d'effectuer lentement les mêmes transformations.

En face des recherches de Musculus et d'O'Sullivan , on est obligé d'admettre que la molécule de l'amidon soluble ou amidon liquéfié est une molécule composée, contenant plusieurs membres

du groupe GigHsoOio, qui doit être considéré comme le radical constituant de la molécule composée de l'amidon. La molécule de Tamidon doit donc être dorénavant représentée par la formule «(GiîHjqOio), — la valeur de n n'étant pas encore suffisamment déterminée.

Ces recherches ont été continuées par deux chimistes distingués de Burton-on-Frent, H. F. Brown et J. Héron, qui ont pleinement confirmé les principales conclusions de Musculus et d'O'Sullivan. Dans une publication vécenie [Journal of the Chemical Society y Septembre 1879), ils ont présenté, pour la première fois, un tableau à peu près complet de la série des transformations subies par l'amidon sous l'action de la diastase. Selon eux, la molécule de l'amidon soluble est composée de dix membres du groupe GigHsoOio, et sa formule doit être représentée par 10 (GisHaoOio). Ge nouveau point de vue explique plus facilement l'hydratation progrQssive de Tamidon par la diastase.

Gomme nous l'avons vu, l'amidon, à l'état de pâte ou de gelée, se distingue nettement, par ses propriétés physiques, de l'amidon à l'état soluble ou liquéfié. Il doit donc y avoir, selon toute probabilité, quelque différence dans le groupement ' moléculaire de l'amidon sous ces deux états ; il ne serait peut-être pas impossible d'admettre que l'amidon gélatineux est fonoé de molécules plus

complexes que l'amidon soluble ; que plusieurs molécules de Tamidon soluble se groupent pour former la molécule de Tamidon gélatineux.

En jious basant sur ces présomptions, nous pouvons représenter les phases successives de la digestion de Tamidon gélatineux par les séries suivantes d'équations.

La molécule de Famidon gélatineux =n(Gi2H2oOio) est avant tout dédoublée en n molécules d'amidon soluble. La molécule de Famidon soluble est, à son tour, décomposée par un dédoublement et une hydratation progressifs , en dextrine et en maltose, en subissant la série suivante de transformations :

Une molécule d'amidon soluble = lOCCijHjyjOjo) + StHjO) =