LETTRE V

La cage Ihoracique vue sur un squelette {fig. 22 et 25) a la forme d'un cône aplati, d'avant en l'arrière; le sommet du cône est tourné vers le cou, la base vers le ventre. Les parois sont composées de douze paires de bâtonnets osseux plats et recourbés : les côtes. Deux axes fixes forment les points d'appui de ces os mobiles. On trouve sur le dos l'épine dorsale, sur les vertèbres de laquelle sont articulées les côtes. Devant, c'est le sternum, os long et plat auquel s'articulent immédiatement les sept vraies côtes, c'est-à-dire les sept côtes supérieures, par des cartilages élastiques. Quant aux cinq côtes inférieures que l'on appelle les fausses-côtes, les deux plus basses n'atteignent pas même le sternum, tandis que les trois autres sont réunies par un cartilage à celui de la septième côte. Une légère pression sur le sternum le fait reculer vers l'épine dorsale ; on peut de même facilement soulever et abaisser les côtes elles-mêmes. Cette disposition de la charpente osseuse de la poitrine permet un élargissement et un resserrement de la cavité thoracique. La surface large est tournée vers l'estomac, et elle en est séparée par une paroi musculeuse, le diaphragme .'Cette paroi est légèrement bombée, sa convexité tournée vers la poitrine, sa concavité

LA HKSPIRATIUN. 115

vers rabdomeii. La contraction du diaphraf^me, lequel est d'ailleurs attaché par de fortes libres musculaires aux côtes et à la colonne vertébrale, détermine un aplatissement dans sa courbure, et par conséquent un agrandissement de la cavité thoracique et un rétrécissement de la cavité abdominale.

Fig. 22. — La cage thoracique du squelette, vue de côté, —a, b, les corps de vertèbres; c, cl, les apophyses épineuses des vertèbres dorsales; ^, le sternume, h, k, m, o, q, s, les vraies côtes; u, w, y, f, les ^au^ses cotes.

Fig. 25. — Li cage thoracique vue de devant. .— 1-5, le sternum; 4, 5, les corps de vertèbres colles qui portant le> numéros 6 à 10 sont les sept vraies côtes; celles qui portent le numéro 12, les deux dernières fausses côtes.

Entre les côtes, de même que sur leur paroi externe, s'attachent beaucoup de muscles qui peuvent tirer plus ou moins les côtes en haut et en deliors, et peuvent par conséquent agrandir la cavité thoracique. Les dimensions horizontales de cette cavité augmentent alors. Quant au raccourcissement dans la longueur qui est provoqué par le soulèvement des côtes, il est amplement compensé par l'alfaissement du diaphragme.

C est dans cette cage thoracique que sont suspendus les poumons qui sont le principal organe de la respiration ; on y trouve

aussi le cœur. Les poumons cominuiiiqueiit avec Tair extérieur au moyen d'un tube formé d'anneaux cartilagineux, la tracliéeartère, qui est le prolongement des cavités nasales et buccale. Lintérieur de la cage thoracique est tapissé d'une membrane ferme et imperméable, la plèvre, ce qui fait que cette cage est

l'ig. 24. — Les viscùres Uioia.i.|ues vu^ de face; le? poumons ont clé un peu écartés pour montrer le cœur et les ^ros vaisseaux. — 1, ventricule droit, 2, ventricule gauche; 5, oreillette droite; 4, oreillette g;iuclie; 5, artère pulmonaire; 6, rameau de cette artère allant au poumon droit; 7, an.ien canal réunissant ce rameau à l'ayrle, qui n'est 0!iv«^rt que dans le fœtus et se ferme à la naissance (conduit de Botal ; 9, crosse de l'aorte ; 10, veine cave sipérieure; 1 1, tronc connnun de 1 artère carotide et de lartère sous-clavière droites; 12, veine so'is-clavière droiie; 15, artère carotide droite; 14. veines jugulaire et sous-clivière gauches réunies; l5, veine jugulaire gauche; IG. vtine sous chivière gauche; 17, trachée-artère; 18, bronche du poumon droit; 19, bronche du poumon gauche; 20. veines pulmonaires; 21, lobe supérieur; 22, moyen; 2'), iniérieurdu poumon droit; 24, lojc supérieur; 25, lobe inférieur du poumon gaucbe.

hermétiquement close. Les poumons peuvent être considérés dans leur ensemble comme deux sacs élastiques qui communiquent avec l'air extérieur par un tube rigide et toujours ouvert, la trachéeartère. Ils ne peuvent se dilater et se contracter par eux-mêmes, mais comme ils sont élastiques et remplis d'air, ils occupent toujours complètement la cage thoracique. Si cette dernière

LA RESPIUATIO>. 115

se dilate, les poumons siiiveiil son exemple; l'air extérieur entre alors par la trachée-artère et leurs rameaux, les bronches, dans ^es deux poumons; c'est ainsi que nous inspirons; si la cajre thoracique se contracte, les poumons se compriment, et une partie de l'air est chassée à travers la trachée-artère ; dans ce cas nous expirons.

Les mouvements respiratoires ne sont donc pas le produit d'une contraction indépendante des poumons, mais plutôt celui d'un jeu alternant des muscles attachés à la cage thoracique. La condition de leur action pendant toute la vie se trouve dans la fermeture complète et hermétique de la cage thoracique. Elle dépend aussi de l'application étroite de la surface extérieure des poumons à la surface intérieure du thorax. Cette application des poumons au thorax résulte de la pression de l'air contenu en eux. La cavité de la plèvre constilue, en effet, un vide absolu. Le vide dépend de la plèvre qui forme de chaque côté un sac complètement fermé, dans lequel s'engage chaque poumon, comme la tète dans un bonnet de coton, pour me servir d'une comparaison triviale, mais très-exacte. Le sac recouvre en entier le poumon, dont il constitue la surface lisse. Le sac se réfléchit sur lui-même à l'entrée des bronches et va s'attacher à la paroi thoracique. Aussitôt que cette paroi se dilate et cherche à s'éloigner des poumons et avant qu'il ne se forme dans le sac de la plèvre un espace vide d'air, l'air extérieur se précipite dans le poumon et le dilate tellement que ce dernier huit par s'appuyer aux parois du thorax et par en suivre tous les mouvements. Si la fermeture, constituée par la plèvre, est incomplète, par exemple s'il y a une large blessure pénétrante à la poitrine, qui permet à l'air extérieur d'entrer dans le thorax, le poumon du côté blessé ne pourra plus se dilater dans l'aspiration, et s'affais* sera même complètement.

Quand la respiration est tranquille et qu'on est debout ou assis, ce sont surtout les contractions alternatives du diaphragme, qui provoquent l'entrée et la sortie de l'air dans les poumons. La cage thoracique ne se dilate que fort peu dans ses diamètres

transversaux. Dans la position horizontale, ainsi que clans une respiration plus active, les côtes et les parois du ventre jouent aussi un grand rôle, ce qui permet de faire varier la capacité du thorax dans d'assez grandes limites. Examinons ces limites d'après les diverses circonstances qui concourent à la respiration ; nous trouverons quatre cas. Les poumons sont contractés au maximum dans le cas de l'expiration profonde; ils sont alors toujours encore remplis d'une certaine quantité d'air qu'on ne peut jamais complètement expulser; c'est l'air de résidu qui a un volume de 1,200 à 1,600 centimètres cubes. La différence entre l'expiration la plus forte et l'inspiration la plus forte donne la capacité des poumons, qui est en moyenne de o,772 centimètres cubes chez l'homme adulte. Dans l'expiration ordinaire, les poumons restent modérément dilatés, et ils contiennent alors en tout à peu près 5,000 centimètres cubes. L'aspiration ordinaire y fait entrer en général 500 centimètres cubes, cette quantité forme Vair courant.

C'est dans l'aspiration soutenue et forte que la poitrine semble le plus bombée ; chez les hommes ce sont les côtes inférieures, avec le diaphragme et les parois du ventre qui jouent le rôle important dans la respiration, tandis que les côtes supérieures restent plutôt immobiles, c'est ce qui constitue la respiration abdominale. Chez les femmes, au contraire, ce sont les côtes supérieures qui entrent surtout en activité, tandis que les côtes inférieures ne jouent un rôle que dans les cas exceptionnels. C'est la respiration costale. Cette circonstance expliquerait peut-être la prédilection que le sexe féminin montre j)our les corsets; ceux-ci, en effet, ne compriment pas seulement les côtes inférieures au point de les rendre immobiles, mais encore les déforment complètement. Nous pouvons à volonté mettre en jeu tel ou tel groupe d'appareils respiratoires, quand l'activité des autres appaivils nous incommode. Ainsi, les malades qui souffrent d'une pleurésie, maladie qui rend la plèvre très-sensible aux mouvements de la cage thoracique, tâchent de rendre leurs côtes aussi immobiles que possible, et de ne respirer qu'avec le dia-

phragme et la paroi abdominale. Les femmes enceintes, au contraire, ne respirent qu'avec les côtes, parce que le volume de Tabdomen ne peut être alors facilement modidé. Si nous voulions analyser l'influence de tous les muscles particuliers qui entrent enjeu dan> l'acte de la respiration, nous nous écarterions trop de notre sujet. Constatons seulement que leur activité à tous dépend jusqu'à un certain degré de la volonté ; nous pouvons, en effet, accélérer leurs mouvements, ou les ralentir, mais nous ne pouvons arrêter leur jeu complètement, qu'en employant des moyens spéciaux. Les mouvements respiratoires appartiennent comme beaucoup d'autres mouvements, à la classe de ceux qui obéissent à une loi plus profonde que celle de notre propre volonté, et dont nous étudierons les raisons et les causes dans une autre lettre.

Dans l'état normal, nous respirons sans en avoir conscience; soit que nous dormions, soit que nous soyons éveillés, les muscles respiratoires continuent leur œuvre, et on constate une certaine quantité normale d'inspirations qui reste toujours càpeu près la même. La plus ou moins grande fréquence de ces mouvements respiratoires dépend de Tàge et de la masse du corps de l'individu. Cette fréquence est en relation avec le pouls qui dépend à son tour de la masse du corps. Un enfant nouveau-né respire en moyenne 45 à 50 fois par minute, un enfant de 5 ans 26 fois, cette fréquence diminue jusqu'à l'âge de 50 ou 40 ans, où elle varie entre 16 et 18. Elle augmente enfin un peu dans un âge plus avancé. Dans l'enfance il y a de 5 à 5 \2 pulsations dans l'état normal ; dans l'âge adulte, 4 [à 4 1/2 pulsations par mouvement respiratoire.

Depuis longtemps on savait par expérience que la respiration de l'homme et des animaux transformait l'air ambiant et finissait par le rendre iirespirable. Mais avant que la chimie en fût arrivée à analyser les différentes espèces de gaz avec autant de certitude que s'il s'était agi de corps liquides ou solides, on ne pouvait s'attendre à trouver une explication de ce fait, dont découle nécessairement la théorie chimique que l'on peut établirsur l'acte

lis LETTRE CINQUIEME.

de la respiration. On savait que l'homme ou les animaux éprouvent bientôt de la difficulté h respirer dans un espace hermétiquement fermé, que la peau devient violette, et que même les plus fortes aspirations restent insuffisantes. On savait en outre que les aspirations deviennent à la longue convulsives, que le sujet s'évanouit et meurt h la fin dans de violentes convulsions se manifestant dans le corps entier. Les mêmes phénomènes se présentent, comme on Va su de tout temps, dans la strangulation et chez les noyés, mais on ne pouvait en pénétrer la cause secrète puisque l'on ne connaissait pas la composition de l'air soit inspiré, soit expiré, et par là les chanfiements opérés parla respiration. Ce ne fut que Lavoisier, le fondateur de la chimie moderne, qui jeta de la lumière sur la respiration, et son travail sur ce sujet sera toujours regardé comme un des plus beaux que possède la chimie.

Chacun sait qu'à une basse température, notre haleine forme un brouillard qui se dépose en gouttelettes contre les corps froids. Dans les maisons inhabitées, les vitres ne se couvrent pas de givre en hiver, mais sitôt que la chambre est habitée, l'humidité intérieure se dépose sur les vitres en contact avec le froid extérieur. L'air expiré contient donc une grande quantité de vapeur d'eau que le froid liquéfie et transforme en gouttes d'eau. Cet air expiré est même saturé d'eau dans la respiration lente. La quantité absolue de vapeur d'eau que peut contenir un gaz, dépend à pression égale de sa température; plus celle-ci est élevée, plus il faut de vapeur d'eau pour amener la saturation. La telupérature ordinaire de l'air expiré est à peu près celle du sang, mais elle peut descendre à moins de 55 degrés dans les grands froids. Le refroidissement intérieur serait encore plus fort, si les poumons ne contenaient pas toujours cet air de résidu que nous avons mentionné plus haut. Ce dernier, grâce à son contact habituel avec les cellules aériennes et le sang, finit par atteindre leur température, et ne se refroidit que lentement dans toute sa masse. La quantité devapeur d'eau expirée dépend donc surtout de la température de l'air contenue dans les pou-

mofis; plus l'air aspiré est sec et froid, plus le corps doit fournir d'eau aux poumons, afin de porter l'air expiré et réchauffé à son degré de saturation, ^'ous n'éprouverions aucune perte d'eau dans l'acte de la respiration, dans le cas où l'air aspiré serait de ,56 à 58 degrés de chaleur et complètement saturé de vapeur d'eau. Dans les circonstances ordinaires, il faut qu'une certaine quantité de vapeur d'eau soit extraite du sang ; et cette perte de vapeur d'eau sera d'autant plus grande que la respiration sera plus active et pkis profonde. Cela explique la soif que nous éprouvons après des exercices musculaires fatigants, après une marche par une forte chaleur. Nous respirons alors plus souvent, les poumons dégagent heaucoup plus de vapeur d'eau, et la soif est pour ainsi dire une manifestation du corps destinée à nous rappeler ce manque d'eau.

La structure interne des poumons se prête admirahlement à la réalisation des phénomènes physiques que nous venons de décrire.

La trachée-artère se divise en deux hronches, une pour chaque poumon. Chacune de ces hronches se divise à son tour en une quantité de ramifications, qui se terminent enfin dans des vésicules ou culsde-sac innombrables. Ces culs-desac ont une cuticule excessivement mince.

Toutes ces vésicules et toutes ces petites cellules sont continuellement remplies d'air, ce qui fait que les poumons à l'état sain surnagent, tandis (jue ceux d'un nouveau-né qui n'a pas encore respiré enfoncent dans l'eau. C'est dans les minces parois des cellules pulmonaires que se distribuent les capillaires sanguins des poumons. Ces vaisseaux forment des réseaux si serrés et les inter-

Fig. 25

Deux petits lobules du poumon. — a, bouifis; b, les cellules nctiennes latérales; c, les derniers ramuscuies des broni hes qui y aboutissent.

jon IIJTRE CINQllKME.

valles qui les séparent sont si minimes que la substance même, des poumons ne constitue pour ainsi dire que des îlots excessivement petits au milieu des capillaires.

Fig ~C). — Ué^ealJ capillaire des vésicules pulmonaires.

La minceur extrême des parois des capillaires pulmonaires, ainsi que ctlle des vésicules favorise au plus haut degré rechange de substances liquides ou gazeuses. Le sang qui circule dans les poumons est entouré d'air de toutes parts, et Tair des vésicules pulmonaires est à son tour entouré de sang en circulation. Cela explique comment il se fcil que l'air aspiré, quelque froid qu'il soit, se réchauffe à l'instant ou il entre dans le poumon, au point d'atteindre la temjiérature même du sang qui l'entoure ; cet air se sature de vapeur d'eau aussitôt qu'il entre en contact avec le liquide sanguin.

Il est prouvé par des expériences que la quantité d'air expirée est rigoureusement égale à la quantité inspirée ; le volume de l'air ne changerait donc pas dans l'acte de la respiration. Les changements éprouvés par l'air inspiré ne peuvent donc être que d'une nature chimique; il est facile de s'assurer qu'il en est vraiment ainsi. En effet, une porlion de l'oxygène contenu dans l'air atmosphérique est remplacée dans l'air expiré par une quantité correspondante d'acide carbonique.

L'air atmosphérique est essentiellement un mélange constant de deux sortes de gaz, Toxygène et l'azote, auxquels viennent s'ajouter de l'acide carbonique et de la vapeur d eau en quantités variables. L'acide carbonique ne s'y trouve en général que dans la quantité de 0,04 p. 100, si l'on calcule en volume. On peut donc ordinairement négliger cette quantité. (Juant à la proportion d'oxygène et d'azote, elle est partout la même, sur les hauteurs comme dans les profondeurs, dans un espace fermé comme à l'air libre ; et ce n'est qu'après des ])luies prolongées et aussi en pleine mer qu'il y en a une proportion un peu j)lus faible dans l'air, l'eau absorbant l'oxygène en plus forte proportion que l'azote. D'après les dernières recherches, l'air aurait en volume 20,95 p. 100 d'oxygène et 79,05 d'azote, mais comme l'oxygène est plus pesant que l'azote, l'air contient en poids 25,19 p. 100 d'oxygène et 76,81 d'azote. L'air expiré est différent quant à sa composition On peut sans commettre de graves erreurs, laisser de côté les changements qu'éprouve l'azote quant à sa quantité, il n'entre en effet dans le sang que très-peu d'azote : cette quantité varie suivant la pression et ne se sépare pas du sang luimême. Il n'en est pas de même de l'oxygène : une partie de ce gaz disparait, et est remplacé dans l'air expiré par un volume égal d'acide carboni.|ue. L'air expiré contient en moyenne chez l'adulte 4,580 p. 100 d'acide carbonique d'après le volume, ou encore comme l'acide carbonique est de beaucoup plus pesant que l'oxygène, 6,546 p. 100 en poids. Cependant il y a des variations considérables même dans la respirât on normale, qui peuvent aller de 5 p. 100 à 6 p. 100 et au delà. Rien n'est plus facile (jue de se convaincre de la quantité d'acide carbonique contenue dans l'air expiré , il suffit de souffler à travers un tube dans de l'eau de chaux pour la voir aussitôt se troubler plus ou moins. On trouve à la lin un dépôt de carbonate de chaux q.iiau contact d'un acide se dissout en bouillonnant violemment. Il est dune importance capitale pour toute la physiologie, et surtout pour la nutrition de pouvoir déterminer la quantité d'acide carbonique expirée par l'homme en un temps donné. Comme

on connaît la composition de ce gaz, il est facile de calculer la quantité de carbone que perd le corps dans l'acte de la respiration. Cette question offre cependant certaines difficultés, aucune fonction du corps n'étant plus variable que la respiration; le plus petit effort, le plus petit empêchement, chaque émotion agit sur elle en la ralentissant ou en l'accélérant. C'est justement quand nous voulons nous efforcer de respirer avec régularité que nous rendons l'acte de la respiration plus irrégulier encore, à cause de la tension de notre esprit. Déjà la longueur et la force de l'aspiration augmentent la quantité d'acide carbonique contenue dans l'air expné; l'air de résidu contient en effet de l'acide carbonique en plus grande quantité que l'air expiré, ce qui fait qu'une expiration profonde et lente dégage une quantité de gaz carbonique relativement considérable , tandis qu'une re.«ipiration rapide et superficielle opère assez mal la ventilation des poumons et sépare moins d'acide carbonique dans un temps donné. Le froid a aussi son influence, il active la production d'acide carbonique, tandis que la chaleur la ralentit. Un effort mental, même à l'état de repos, augmente de beaucoup la production d'acide carbonique, mais ce sont surtout les mouvements musculaires qui ont une influence énergique. Si on prend pour unité, la composition de l'air respiré quand on est couché, le seul transport dans un wagon de deuxième classe augmente de moitié la quantité d'air respiré et par conséquent celle de l'acide carbonique expulsé. Dans une promenade très-lente, où l'on ferait un kilomètre à l'heure, ou en chevauchant au pas, la quantité d'acide carbonique est doublée. Elle est triplée dans les courses à pied où l'on fait trois kilomètres à l'heure, quadruplée dans une course au trot et dans un voyage à pied où Ton fait une lieue par heure ; elle devient enfin plus grande encore si Ton se meta courir. Les aliments n'ont pas moins d'importance, la plupart accélèrent la respiration, tandis que d'autres, comme la fécule, la graisse et quelques liqueurs alcooliques l'afiaiblissent. Il est facile de comprendre que ce ne sont que des méthodes très-exactes, des expériences répétées qui peuvent donner un