CHAPITRE PREMIER Définition et genèse des Leucomaïnes

Les leucomaïnes sont les principes basiques que produit normalement l'économie animale. Elles se forment dans chaque cellule aux dépens des matières albuminoïdes du proloplasma et du noyau qui ne sauraient fonctionner sans les produire. J'ai dit au chapitre premier de cet Ouvrage comment je les ai découvertes.

Les leucomaïnes sont définies par leur origine et non par une série de propriétés générales et spécifiques aptes à les faire aussitôt reconnaître et placer dans une même classe. On ne saurait les distinguer absolument des ptomaïnes, en ce sens que si celles-ci dérivent en principe des microbes,

LKS LEDCOMAÏNIiS.

cl non des cellules normales de nos tissus, plusieurs cependant peuvent se rencontrer dans l'économie au cours de la vie normale. C'est ainsi que j'ai trouvé de très faibles quantités de ptomaïnes à odeur de musc ou de seringa dans les muscles frais et dans les urines en pleine sanlé; qu'on a signalé des produits basiques volatils dans les gaz expirés^; que les araines-acides grasses, la leucine et le g-ycocoUe en particulier, font à la fois partie des produits microbiens et des leucomaïnes ; qu'il en est de même de la choline, de la bétaïne, de la triméthylamine, de la butylamiue, de la spermine. Nous verrons de même que les toxines proprement dites ne sauraient être distinguées absolument des ptomaïnes, et qu'elles peuvent être aussi produites, dans certains cas, par les cellules animales.

On ne saurait définir davantage les leucomaïnes par leur action physiologique. On peut dire seulement que la plupart d'entre elles sont douées d'une action toxique modérée. On ne trouve pas parmi ces substances, à une ou deux exception près, ces poisons redoutables que l'on a signalés parmi les ptomaïnes et qu'on retrouvera parmi les toxines.

Nous dirons donc simplement que les leucomaïnes sont les alcaloïdes physiologiques des tissus, comme les ptomaïnes sont les bases sécrétées par les microbes.

Le nom de Leiicomaines, (de Xsûxcoaa blanc d'œuf) que j'ai donné à ces substances basiques, indique leur origine. Elles procèdent, en effet, directement ou indirectement du dédoublement des albuminoïdes du protoplasma, ainsi que nous allons le voir, et se rapprochent, bien plus que les ptomaïnes, de cette série de corps neutres, chimiquement

1, Comp. rend., t. CVI, p. 213.

ORIGINE DliS LEUCOMAÏNES.

et physiologiquemenL presque indiflérenls, auxquels on a donné le nom cVurcides, substances qui se rencontrent, comme les leucomaïnes, dans tous nos tissus et toutes nos excrétions normales, et qui sont caractérisées par la propriété commune de donner toujours de l'urée au nombre de leurs dérivés de dédoublement.

Comment se forment les leucomaïnes. — Au point de vue chimique, des albuminoïdes, substances extrêmement complexes, aux leucomaïnes qui en dérivent et dont la constitution est relativement simple, il y a une distance qu'on n'aurait su comment franchir avant les découvertes de la chimie physiologique moderne.

Pour faire comprendre le mécanisme en vertu duquel, à la place des albuminoïdes qui disparaissent, se forment, entre autres dérivés, une série de corps azotés basiques, les leucomaïnes, il est nécessaire de donner ici quelques développements relatifs au mode de fonctionnement intime de la cellule*.

On sait que l'élément histologique constitutif de nos tissus, la cellule, est formée d'une enveloppe de matière protéique chez l'animal, cellulosique chez la plante, enveloppe contenant une masse diffluente, semi-solide, le protoplasma, et un noyau qui en occupe le centre ou la périphérie. La masse protoplasmique est constituée par une matière granuleuse, essentiellement albuminoïde, formée d'un fin réseau à formes amiboïdes et changeantes, qui limite des vaccuoles bien visibles dans les cellules de la plante, plus difficiles à saisir

1. Ou trouvera sur ce sujet des renseignements plus complets dans mon petit ouvrage : La Chimie de. la cellule vivante. Paris, 1894. Masson, éditeur.

LES LEUCOMAÏNES.

dans les cellules de l'animal, mais qui ont été signalées aussi chez lui dans plusieurs tissus (vaccuoles des cellules mucigènes; vaccuoles des cellules granuleuses des séreuses, d'après Ranvier). Les granulations, ou plaslidules, de la masse protoplasmique jouissent de la propriété de travailler, moditier, chacune suivant son espèce, les matières fournies au protoplasma; véritables petits organites, mélangés dans les cellules embryonnaires, spécialisés dans les cellules de l'individu parfait, définitif et complet, ces plaslidules transforment la matière du protoplasma et la résolvent en produits spécifiques de leur activité, produits qui vont s'emmagasiner dans les vaccuoles du réseau protoplasmique dont nous parlions plus haut.

Le travail de ces plastidules, travail auquel le protoplasma fournit les matériaux, se fait en milieu réducteur, esseiiliellement oxydable, et non en milieu oxydant. L'oxygène libre, celui qui est amené par le sang autour des tissus n'a pas d'accès dans la profondeur du protoplasma de la cellule baignée, il est vrai, d'une atmosphère oxygénée, mais dont les couches superhcielles et les produits formés, arrêtent en l'absorbant^ l'oxygène diffusé autour d'elle.

Il est facile de démontrer, en effet, que tous ou presque tous les phénomènes qui se passent dans le protoplasma cellulaire sont des phénojnènes d'hydratation ou de dédoublements fermentatifs se produisant eu milieu réducteur et sans intervention aucune de l'oxygène libre ou emprunté à l'oxyhémoglobine du sang.

Déjà en 1881, je faisais la remarque que la production de substances éminemment oxydables par l'économie, telles que les matières extractives des urines, les leucomaïnes, etc., en même temps que la réduction de certains

ORIGINU DES LEUGOMAÏNES. 199

sels très oxygénés, les bromales par exemple, semble démon Irer que quelques-unes au moins des cellules de nos tissus doivent être douées d'un pouvoir réducteur énergique. Je comparais à cette époque ces cellules hypothétiques aux microbes anaérobies. J'observais en même temps que les substances amidées, les composés alcaloïdiques, les sels ammoniacaux, l'acide carbonique, etc., que nous excrétons, sont produits également par les microbes anaérobies, et qu'à ce point de vue encore une partie de nos cellules semble se conduire à la façon des bactéries putréfactives et vivre sans air. Je tirais une autre preuve du fonctionnement anaérobie chez l'animal, de cette considération que la quantité d'oxygène que l'on trouve dans la totalité de ses excrétions gazeuses, liquides ou solides, dépasse de 19 % environ, c'est-à-dire de près d'un cinquième, la quantité d'oxygène qu'il emprunte à l'air par sa respiration^ Il suit de là que le cinquième environ des produits oxygénés d'excrétion de l'animal s'est formé sans intervention de l'oxygène libre 'extérieur, par un simple dédoublement fermentatif comparable à celui qui, lors du fonctionnement anaérobie du ferment butyrique ondes bactéries putréfactives, donne lieu au dégagement d'acide carbonique et à la formation de produits amidés et d'ammoniaque aux dépens des albuminoïdes qui se détruisent, dans ces cas, sans intervention aucune de l'oxygène extérieur.

Mais aujourd'hui je puis pousser plus loin cette démonstration et montrer que non seulement il est des cellules de l'économie animale qui sont le lieu de phénomènes purement

1 . Voir mon article dans le Journal de l'analomie el de la physiologie de Ch. Robin, septembre-octobre 1881, p. 360, et ma lettre à la Gazette hebdomadaire juillet 1881.

LKS LKUCOMAÏNES.

fermenlalifs et aiiaérobies, mais que c'est bien ainsi que fonctionnent tous, ou presque tous, les proloplasmas cellulaires. Je pense, en un mot, que les transformations qui se passent dans les profondeurs du protoplasma de la plupart des cellules se produisent non en milieu oxydant, comme on l'avait cru jusqu'ici, mais en milieu réducteur.

Des expériences très ingénieuses deElirlicli m'ont permis de compléter ma démonstration. Pour reconnaître quels tissus sont oxydants et quels sont réducteurs, Ehrlich fait, durant la vie, pénétrer dans le sang, à l'état de sels de soude inoffensifs, des solutions de bleu de céruléïne ou de bleu d'alizarine , substances colorantes , aptes à devenir incolores lorsqu'elles s'unissent à l'hydrogène naissant. La disparition de la couleur bleue, lorsqu'elle se produira dans un tissu, permettra de déterminer à simple vue qu'il est réducteur et hydrogénant. On injecte donc dans la veine d'un animal une solution de céruléïne sodique, et, peu de temps après, on le sacrifie et l'on examine ses organes : partout où la couleur bleue a "disparu par h^^drogénation on peut être assuré que le milieu est essentiellement réducteur, que l'oxygène n'y peut persister en nature et que, dans tous les cas, il ne saurait s'y rencontrer à l'état dissous ou actif. Or ces expériences ont démontré que les parties blanches du cerveau et de la moelle, les nerfs périphériques en grande partie, les muscles lisses et striés, les cartilages, les os, parzones spéciales, les epithéliums presque généralement, le foie d'une façon très particulièrement accentuée, la partie corticale des reins, le parenchyme pulmonaire, sont dîimîii la vie des milieux essentiellement réducteurs ; que les oxydations ne sauraient se produire dans la profondeur du protoplasma des cellules ou des tissus, car ces

ORIGliNE DES LEUCOMAÏ>'ES. 201

pi'otoplasmaa cèdent de rhf/drogrne naissant anx substances aptes à s'oxyder qu'on y fait jjénétrer durant la vie. Bien loin de s'oxyder, le bleu d'indigo ou de céruléine se décolorent à leur contact comme ils le feraient en présence du zinc, des hydrures métalliques ou des hydrosulfites.

Les parties des tissus qui, durant la vie, sont peu réductrices sont : les portions grises du cerveau et de la moelle, certaines zones osseuses, les synoviales, et surtout les glandes salivaires, pancréatiques, muci gènes et mammaires.

Après la mort le pouvoir réducteur des tissus augmente beaucoup, ce qui se conçoit par ces deux raisons 1° que l'arrivée incessante du sang oxygéné tend à contrebalancer sans cesse, durant la vie, et à obscurcir les actions réductrices, phénomène qui disparaît après la mort par interruption de la circulation; 2° parce que les actions réductrices continuent à s'exercer yvo.sY morteni grâce à une sorte de fonctionnement local et résiduel que nous avons démontré se continuer après que la vie d'ensemble a pris fin et dont nous avons étudié les résultats, en particulier pour le tissu musculaire'. Après la mort, tous les tissus qui ont été injectés de bleu de céruléine durant la vie, se décolorent au bout de quelques minutes; seuls, le pancréas et les glandes submaxillaires se comportent comme des milieux oxydants, pendant la vie et après la mort.

Lors donc que les substances albuminoïdes se transforment dans le protoplasma réducteur de ces tissus, ces substances se dédoublent et s'hydratent en vertu de phénomènes purement fermentatifs et en dehors de tout accès d'oxygène libre.

1. A. Gautier et I,. Landi, Annahs de clninic ci de phusique, li» surie, t. XXVIII, janvier 1893, et A. Gautier, Arch. de Phydolorj. de Uroim- Séquard, janvier 1893.

LES LEUCOMAÏNKS.

Les observations, que je ne saurais développer ici avec détail, démontrent que dans les cellules hépatiques les termes directs de ces dédoublements consistent en glycogonc, principes gras, amides complexes et urée. Il en est à peu près de même dans les autres cellules de l'économie.. C'est toujours l'urée ou les principes amidés analogues, tels que : composés créatiniques, uréïdes, corps xanthiques, etc., qui se forment. Ils sont accompagnés, non plus nécessairement, de glycogène et de sucre, comme dans le foie, mais des produits du dédoublement fermentatif immédiat de ces sucres, c'est-à-dire des graisses et de l'acide carbonique. Urée, uréïdes, corps amidés, leucomaïnes, sels ammoniacaux^, glycose, glycogène, corps gras, enfin acide carbonique pour une partie de celui qui est excrété, tous ces corps se produisent dans nos cellules animales en dehors de l'accession de l'oxygène venu du dehors. Ce n'est que postérieurement, et dans une seconde phase de la désassimilation, que les substances sécrétées pour ainsi dire dans les espaces intervacuolaires du protoplasma, ou partiellement entraînées à lapériphérie de la cellule ou passées dans les humeurs grâce à leur facile diffusion, seront soumises à l'action de l'oxygène du sang qui les oxydera ou les portera aux organes d'excrétion. C'est dans cetle seconde phase ou phase oxydante, c'est aux dépens des produits cellulaires, et non du protoplasma lui-même, c'est à la périphérie de la cellule, hors d'elle et non dans sa profondeur, que se produisent en majeure partie les phénomènes d'oxydation d'où résultent l'eau, l'acide carbonique, l'acide oxalique, les acides gras, etc. , que l'on rencontre dans les diverses excrétions ou qui s'exhalent au dehors par la peau ou les poumons.

Mais les produits azotés primitifs de désassimilation, les

ORIGINE DES LEUCOMAÏNES.

uréïdes, les leiicomaïnes, la tyrosinc, etc., el, l'urée ellemême, au moins en grande partie \ sont formés en milieu réducteur au cours delà première phase, ou phase anaérobie, de la désassimilation. Ils résultent d'une sorte de fermentation directe, d'un dédoublement avec hydratation et sans qu'intervienne l'oxygène. Il ne faut donc pas être surpris que les leucomaïnes et les ptomaïnes ainsi produites, les premières chez les animaux, les secondes par les microbes, dans des conditions semblables, c'est-à-dire en milieu réducteur et grâce à un mécanisme fermentatif analogue , aient de si nombreux points de ressemblance. Ayant même origine, à savoir les albuminoïdes, issus d'un même mécanisme, le dédoublement par hydrolyse et la fermentation, ils se confondent comme composition en bien des cas.

Une équation très simple permet de traduire ce mécanisme général et d'expliquer la transformation des albuminoïdes du protoplasma en urée, graisses, glycogène et acide carbonique, sans intervention aucune de l'oxygène extérieur, par simple hydratation :

k C^^Ii"'Az'«SO^- + 68IPO = 3GG0AZ- ir

Albumines Eau Urée

^ 3Q5B j jio4o« ^ \ 2 G» tP"0^ -f k SO'''I-r + i 5 CO^^

Oléosléarom.irgarine Glycogcue. Acide Acide

ou ij'raissti ordinaire. sulfureux. carbonique.

1. Je tire des reclierclies de M. Duclaux la preuve directe que dans la cellule l'urée elle-même peut se produire par simple dédoublement fermentatif et anaérobie des matières albuminoïdes. La tyrolhrix uvocephalum, et d'autres tyrotlirix anaérobies, ensemencés dans l'albumine ou dans le lait, s'attaquent aux substances protéiqucs et en dehors de toute action de l'oxygène extérieur, les dédoublent en dégageant de l'acide carbonique, de l'hydrogène, de l'acide valérianique des acides amidés, de la tyrosine et de Vurée.

2. On a pris ici la formule de l'albumine la plus simple, celle de Lieberkhiin où se trouve au moins un atome de soufre.

LES LEUGOMAÏNES.

Celte équalioi], où, pour simplilier, Ton a fait volontairement abstraction des termes intermédiaires, montre comment la formation de l'urée, des graisses, du glycogène, de l'acide sulfureux', et môme la production d'une partie de l'acide carbonique de nos excrétions, dérive, grâce à un simple phénomène d'hydratation, de la destruction des matières albuminoïdes des protoplasmas.

Dans beaucoup de cellules, le glycogène se détruit à son tour, comme nous le disions plus haut, ou ne se forme que virtuellement, transformé aussitôt en graisse et acide carbonique :

'1 3 G« H"'0^ = G«» 11'»' 0« + 2:5 GO" + i !] IPO

Glycogcnc. Graisse. AcicJc Kau.

cai'boniquc.

C'est ainsi qu'on doit concevoir comment la molécule albuminoïde primitive se désagrège, directement ou indirectement, en urée, glycogène et sucres, graisse, acide carbonique, au cours de la phase anaérobie de ces dédoublements.

Mais ces équations n'expriment que le résultat final de cette première phase des transformations désassimilatrices; avant d'être changés en urée, hydrates de carbone, acides gras, acide carbonique, etc., les produits dérivés du dédoublement anaérobie des albuminoïdes passent par une suite d'états intermédiaires qui les simplifient successivement; il en résulte une série de dérivés intéressants que le chimiste a découverts dans les tissus et les glandes en activité fonctionnelle. Les peptones, les uréïdes, les composés créatiniques et xanlhiques, et les autres leucomaïnes, sont,

1. En s'oxydant dans la seconde phase de désassimilalion , la phase oxydante, cet acide se transforme eu acide sulfurique qui s'unit aux phénols pour donner les acides phénolsulfurique, indolsulfurique, etc., que Ton retrouve dans les urines.

ORIGINK DES LEUCOMAÏNES.

parmi les corps azotés, les corps qui précèdent la formation de l'urée. Le mécanisme intime qui donne naissance à ces intermédiaires mérite qu'on en fasse ici une mention plus spéciale.

En ce qui touche aux peplones et aux toxines produites au cours de ces transformations simplificatrices anaérobies des albuminoïdes, nous renverrons pour expliquer leur formation à la IIP Partie de cet Ouvrage. Nous nous occuperons dans ce chapitre seulement de l'origine des leucomaïnes proprement dites.

Ces bases, avons-nous dit, procèdent des albuminoïdes par une série de dédoublements que provoquent des hydratations successives, avec ou sans perte d'acide carbonique. Assurément il est difficile de suivre pas à pas les détails de ce phénomène et de déterminer tous les intermédiaires, depuis l'albuminoïde dont on part jusqu'aux corps amidés et aux leucomaïnes. Mais on peut donner une explication très satisfaisante de la formation de ces derniers composés en se fondant sur les belles recherches de M. Schiitzenberger relatives à l'hydratation des matières protéiques et à leur constitution.

On sait par les travaux de ce savant que les albuminoïdes se dédoublent, grâce à une hydratation provoquée in-vitro par l'eau aidée de la chaleur et des alcalis, en ammoniaque, acide carbonique , acide oxalique , tyrosine , leucinesen G"ff"+' AzO^ glucoprotéines-P non dédoublables G"PP"Az'0'*, acides hydroprotéiques G"ir"'Az'0", et acides protéiques G'"Il-"'"^Az-0\ Laissons de côté la tyrosine pour le moment (tout en remarquant qu'elle procède d'emblée du dédoublement de l'albuminoïde) aussi bien que les acides oxalique ou carbonique et l'ammoniaque. Pour ces derniers

LES LEUCOMAÏNES.

termes, bornons-nous à faire observer en passant que, d'après les expériences citées, ils apparaissent toujours au cours du dédoublement hydroly tique, et quelle que soit la substance albuminoïde dont on part, dans les proportions mômes qui seraient fournies par un mélange d'urée et d'oxamide. A cet égard, l'albumine se manifeste comme contenant dans sa

molécule les deux radicaux préformés CO^^^* et ^q'^ !>

aptes à se détacher par simple hydratation de l'édifice

auquel ils appartiennent, en donnant le premier de l'urée

^/AztP , j 1 P -, C0-AzH2 ,

GO , . „2 le second de 1 oxanide * ,,2, observation qui \ Azlr GO • AzlP' ^

nous autorise déjà à admettre qu'une partie tout au moins de ces substances, lorsqu'elles se produisent dans l'économie, provient d'un simple phénomène d'hydratation de la molécule protcique.

Revenons maintenant aux autres corps azotés, et particulièrement aux leucines et leucéïnes.

Trente à trente-cinq pour cent de l'albumine primitive se transforme en leucines G"H-" + 'AzO-. Les plus abondantes

G^H'^'AzIl-

sont la leucine proprement dite CH'^AzO' ou ^^^^ '

,, , . C'W'AzW , , . , . G^H«.AzH- , , la valeroleucine ^çp.^^ j la- outalamne ^^jy 1^

glycocolle ^q2|j^^^^ > celui-ci en partie transformé en acide

acétique et en ammoniaque. Nous voyons donc ici se former, par simple hydratation de la molécule albuminoïde primitive, ces amines-acides, véritables leucomaïnes que nous retrouvons, en effet, dans la plupart des glandes, et dans beaucoup de produits d'excrétion. Quant aux glucoprotéïnes-''->, aux acides Injdroprotéiques et aux acides protéiques formés grâce à ce même dédoublement de la molé-

ORIGINK DES LKUCOMAÏNlîS .

cule d'albumine par l'eau aidée des alcalis, M. Schutzenberger a été amené, par une série de considérations que j'ai exposées ailleurs^ à leur donner des formules de constilulion telles que les suivantes :

CO-II CO-II CO^H • C^H^ • CH • AzM- , ^ , ^^j^ , , Q^^aji^ . • C • CiP

CO^H-G^H^.CH-AzH- ^ .

Ghtcoprotéïne-^ en G'- ; Acide hydroprotéique en C" [C^m^^Az^O^] (Gi2lF'Az20'')

CO^H

/ClP.CH.AzlI.CH-CH=' ^\GH2.ÔH.AzH-Cri.CrP

Acide protéique eu G*" (C^oHisAzsos)

Nous allons voir, dans un instant, comment les leucomaïnes dérivent de ces derniers composés.

Grâce à ces données, et à la preuve faite d'autre part, par M. Schulzenberger, que ce phénomène de désagrégation de la matière albuminoïde en dérivés azotés divers, acide oxalique, acide carbonique et ammoniaque est dû à une simple fixation d'eau, ce savant a pu construire la formule de constitution de l'albumine que nous reproduisons ci-dessous :

CO-H

/ CO • GMP . AzH -GH- • CfP • AzH ■ H • CH^ / ' \ GO . G^H» . AzH— GH^ • GH^ • Az • GH^ • GH^ • GO

\ GO • GH- . GIF . GH • AzH— GH- • GH • AzH ■ GH^ . GO'l 1 . . / Az • CO . GH- . GH - . CH • AzH-GH^ -GH • Az • GH^ • GO , \G0.GH3 ■ CO / GO • G^-H" . GH^ . AzH— GH^ • AzH • GH^ • CH^ . GO-H ^ \ CO . GiP . CH^ , AzH -œ • GH^ • GH^ • AzH . GH • GH

CO^H