LETTRE XVII

Rapports de la chimie avec la physiologie. — Division des aliments en aliments plastiques et en aliments respiratoires. — Action de l'oxygène de l'atmosphère. — Équilibre entre le carbone et l'oxygène.

Un des faits les plus remarquables et les plus importants de notre époque , c'est l'alliance qui s'est opérée entre la chimie et la physiologie, alliance qui ajeté une lumière nouvelle et inattendue sur les phénomènes vitaux dont les animaux et les végétaux sont le siège. Grâce à elle, nous savons maintenant à quoi nous en tenir sur la valeur des mots aliment, poison et médicament. Aujourd'hui les idées de faim et de mort ont pour nous une signification claire et précise; et nous ne sommes plus obligés de nous contenter d'une simple description des états que ces mots désignent. Nous savons actuellement dune manière positive que toutes l^s substances qui servent d'aliments à l'homme doivent se diviser en deux classes. La première comprend toutes les substances qui servent a la nutrition proprement dite et à la reproduction ; la deuxième comprend celles qui jouent un rôle tout différent dans l'organisme animal. On peut démontrer mathématiquement que la bière n'est pas nourrissante ,

qu'aucun des éléments qui la constituent n'est capable d'entrer dans la composition du sang ', de la fibre musculaire ou d'un organe quelconque de l'activité vitale. Une révolution complète s'est opérée dans les idées , relativement au rôle que la bière, le sucre, l'amidon, la gomme, etc., jouent dans les phénomènes vitaux; aussi, j'espère que mes lecteurs me sauront gré de leur faire connaître, avec quelque détail , les recherches les plus récentes entreprises sur ce sujet, ainsi que les opinions adoptées aujourd'hui.

Les premières conditions du maintien de la vie animale sont l'introduction, dans l'organisme, de substances alimentaires, et l'absorption de l'oxygène contenu dans l'air atmosphérique. A chaque instant de la vie de l'homme, ses organes respiratoires absorbent l'oxygène de l'atmosphère , et l'acte de la respiration ne cesse qu'avec la vie.

Les observations des physiologistes démontrent que le poids d'un homme adulte, auquel on donne une nourriture suffisante , n'augmente ni ne diminue dans l'espace de vinglquatre heures , malgré la quantité considérable d'oxygène qui , durant ce laps de temps, est absorbée par l'organisnu'. D'après les expériences de Lavoisier, un homme adulte enlève parannée,à l'airatmosphérique, 746 livrespesantd'oxygène. Menzies trouve l'évaluation précédente trop faible, et suivant lui , la quantité d'oxygène absorbée s'élève à 837 livres par an. Cependant, au bout de l'année , le poids de l'homme est absolument le même qu'au commencement , et s'il varie en plus ou en moins, la différence n'est que de quelques livres.

Que sont donc devenus ces 7 ou 8 quintaux d oxygène que l'organisme a absorbés dans l'espace d une année entière?

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La chimie a répondu à cette question de la manière la plus satisfaisante. De toute cette masse d'oxygène , il n'en reste pas un atome dans le corps. Après avoir pénétré dans l'organisme, l'oxygène en sort sous forme de combinaison carbonée ou hydrogénée. Le carbone et l'hydrogène de certaines parties de l'organisme se combinent avec l'oxygène introduit dans l'économie par la peau et par l'appareil respiratoire , et sont ensuite éliminés par la peau et les poumons . sous forme d'acide carbonique et de vapeur d'eau. Ainsi donc , à chaque mouvement respiratoire , une partie des substances qui composent l'organisme s'en sépare après s'y être combinée avec l'oxygène enlevé à l'air atmosphérique , et ce phénomène se répète incessamment pendant toute la durée de la vie.

Prenons maintenant, afin d'avoir une base pour établir un calcul approximatif, l'épluation de Lavoisier et Séguin . et admettons avec ces chimistes qu'un homme adulte absorbe chaque jour 2 livres et une demi-once d'oxygène ( Î6037 pouces cubes = 15661 grains). Supposons encore que la masse totale du sang d'un individu soit égale à 24 livres . et contienne 80 pour cent d'eau. La composition du sang étant connue , il est évident que pour convertir la totalité du carbone et de l'hydrogène du sang en acide carbonique et en eau, il faudra 66040 grains d'oxygène. Or, il suflfit de quatre jours et cinq heures à un homme adulte pour absorber cette énorme quantité d'oxygène.

Peu importe que l'oxygène se combine directement avec les éléments du sang, ou bien avec les substances riches en carbone et en hydrogène qui existent dans l'organisme. Ceci

ne fait rien à la question qui nous occupe , car il résulte nécessairement de ce que nous venons de dire que les aliments doivent, dans l'espace de quatre jours et cinq heures, restituer à l'organisme humain une quantité de carbone et d'hydrogène égale à celle qui est normalement contenue dans 24 livres de sang ; toutefois nous supposons ici que le poids du corps est resté le même et que la santé de l'individu n'a reçu aucune atteinte. Ce sont les substances alimentaires, ingérées dans l'organisme , qui lui restituent l'hydrogène et le carbone qu'il a perdus.

En déterminant avec exactitude, d'une part, la quantité de carbone que les aliments introduisent dans l'économie, et d'autre part, en évaluant celle qui est éliminée par les fèces et l'urine à l'état non brûlé , c'est-à-dire sous toute autre forme que celle de combinaison oxygénée , on s'est assuré qu'un homme adulte, qui a l'habitude de se livrer à un exercice modéré , consomme 1 3 onces 9 dixièmes de carbone par jour. *

' Le nombre que nous donnons ici est la moyenne qui a été déduite d'observations faites sur huit cent cinquante-six soldats casernes Leurs aliments (pain, pommes de terre, viande, lentilles, pois, haricots, etc., jusques au poivre, au sel et au beurre) furent pesés avec la plus grande exactitude pendant un mois, et l'on analysa séparément chaque article. Tous ces hommes étaient soumis rigoureusement au même régime, à l'exception de trois soldats de la garde qui, indépendamment de la ration de pain ordinaire (2 livres par jour), recevaient en plus chaque Jour de paie un demi-pain pesant 2 livres et demie, et d'un tambour qui avait un demipain de reste. Nous ne comptons pas la quantité de carbone contenue dans les légumes frais, la choucrute, ainsi que dans les aliments que les soldats consommaient le soir, une fois qu'ils étaient soi tis de la caserne. D'après l'évaluation approximative faite par le sergent - major, voici la

Ces 4 3 onces 9/10 de carbone sont évacuées par les voies cutanée et pulmonaire, sous forme de gaz acide carbonique; mais , pour se transformer en gaz acide carbonique , ces 4 3 onces 9,40,de carbone ont besoin de 37 onces d'oxygène.

D'après les^; analyses de Boussingault •, un cheval consomme en 24 heures 79 onces 3/8 de carbone , et une vache laitière en consomme 70 onces 3/4. Ces quantités de carbone sont ensuite éliminées de l'organisme sous forme d'acide carbonique. Or , pour convertir le carbone qu'il consomme en acide carbonique, le cheval a besoin de 43 livres 7/32 d'oxygène; quant à la vache, il lui en faut 4 4 livres 2/3.

Comme aucune portion de l'oxygène absorbé n'est rejetée de l'économie sous une autre forme que sous celle d'une combinaison carbonée ou hydrogénée ; comme , en outre , chez un individu à l'état normal , le carbone et l'hydrogène • éliminés sont remplacés par le carbone et l'hydrogène que contiennent les aliments ingérés , il est évident que la quantité d'aliments nécessaire à la conservation intégrale de l'organisme animal doit se trouver en rapport direct avec la

moyenne de ce que chaque soldat consommait par jour : 5 onces de charcuterie, 3/4 once de beurre, \,2 sclioppe ou t/î litre de bière, et lylO schoppe ou 4/20 litre d'eau-de-vie. La quantité de carbone que renfermaient ces substances était plus que le double de celle que donnaient les fèces et l'urine prises ensemble. Chez un soldat, les fèces s élevaient, terme moyen, à 5 onces ô/A par jour; elles contenaient 75 pour cent, d'eau, et le résidu donnait 45, 24 pour cent de carbone, et <3, ISpour cent de cendres. Cent parties de fèces récentes renferment donc U, 31 de carbone, c'est-àdire presque autant qu un poids égal de viande fraîche. Dans le calcul cidessus, l'on a supposé le carbone des légumes frais et des aliments pris dans les cabarets, égal au carbone des fèces et de l'urine. 3 Annales de chimie et de physique, t. LXX, p. 136.

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quantité d'oxygène absorbée. Lorsque, dans un mèaie espace de temps , deux animaux absorbent par la peau et les poumons des quantités inégales d'oxygène , ils consomment des quantités différentes des mêmes aliments , et ces dernières sont proportionnelles aux quantités d'oxygène absorbées. La consommation d'oxygène qui a lieu dans un temps donné , peut s'exprimer par le nombre des inspirations. Il est clair que, chez un seul et même animal, la quantité d'aliments qui lui est nécessaire , doit varier avec la force et la fréquence des mouvements respiratoires. C'est pourquoi dans l'enfance où, comme chacun sait, les organes respiratoires sont beaucoup plus actifs que dans les autres âges de la vie , l'on a besoin de faire des repas plus fréquents, et l'on consomme proportionnellement plus d'aliments : aussi l'enfant supporte-t-il la faim bien moins facilement que l'adulte. Un oiseau privé de nourriture ne vit pas au delà de trois jours. Au contraire , un serpent qui , placé sous une cloche pendant une heure , absorbe à peine assez d'oxygène pour produire une quantité appréciable d'acide carbonique, peut vivre trois mois et même plus sans prendre aucune espèce de nourriture. La fréquence de la respiration est moindre chez l'individu qui reste en repos que chez celui qui se livre au travail ou qui fait beaucoup d'exercice. La quantité d'aliments nécessaire dans l'un et l'autre cas doit donc varier dans la même proportion.

Un homme qui mange beaucoup doit faire beaucoup d'exercice , sans quoi la quantité d'oxygène qu'il absorbera dans l'état de repos sera insuffisante. De même un individu dont les organes digestifs sont faibles ne doit pas se livrer à un

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exercice trop aclif. parce que l'exercice oblige à prenrlre une quantité considérable de nourriture, ce qui serait incompatible avec létat de ces organes.

La quantité d'oxygène qu'un animal absorbe par la voie pulmonaire ne dépend pas uniquement du nombre des inspirations; elle dépend encore de la température de l'air respiré. La capacité de la cavité thoracique d'un animal reste constamment la même. A chaque inspiration il y pénètre une certaine quantité d'air ; mais cette quantité varie , quoique le ^olume d'air que reçoit le poumon puisse être regardé comme invariable. Cela tient à ce que la densité et le poids de l'air ne demeurent pas constamment les mêmes , en sorte que le poids doxygène que renferme l'air doit varier dans les mêmes proportions. En effet , lair atmosphérique se dilatant sous l'influence de la chaleur et se contractant sous celle du froid, il s'ensuit que deux volumes égaux, l'un d'air froid, l'autre d'air chaud, contiennent nécessairement des poids inégaux d'oxygène.

Dans Tété, l'air atmosphérique contient de leau à l'état (le vapeur; pendant l'hiver, au contraire, il est à peu près sec. L'espace que la vapeur d'eau occupe dans l'atmosphère pendant la saison chaude, est, durant Ihiver, occupé par de l'air : par conséquent un même volume dair atmosphérique contient plus d'oxygène pendant l'hiver que pendant l'été.

Au reste , que nous soyons en été ou en hiver , que nous habitions près du pôle ou sous l'équateur, le volume d'air que nous inspirons est invariable. Lair froid une fois introduit dans les bronches et les cellules pulmonaires y acquiert une température plus élevée . et se met au niveau de celle

du corps. La dépense de force qu'exige l'introduction d'une quantité donnée d'oxygène dans les poumons doit nécessairement être moindre pendant l'hiver que pendant l'été : il en résulte que, pour une même dépense de force, on inspire plus d'oxygène dans les saisons froides que dans les saisons chaudes.

Il est évident qu'à nombre égal d'inspirations , nous devons absorber une plus grande quantité d'oxygène au niveau de la mer que lorsque nous nous trouvons sur une montagne élevée. De même la quantité d'acide carbonique exhalée ainsi que celle d'oxygène absorbée doivent varier avec la pression atmosphérique.

L'oxygène introduit dans l'économie est toujours éliminé , été comme hiver, sous la même forme, c'est-à-dire sous forme d'acide carbonique. Nous expirons plus de carbone à une basse température qu'à une température élevée : il en est de même lorsque la pression atmosphérique augmente. Il faut donc que l'homme prenne, selon les circonstances , des aliments contenant une quantité de carbone plus ou moins considérable, c'est-à-dire proportionnelle à l'oxygène absorbé. Aussi , les habitants de la Suède consomment-ils une plus grande masse d'aliments que ceux de la Sicile. C'est également pour cela que , dans nos climats, nous consommons un huitième de plus de nourriture en hiver qu'en été.

Au reste, alors même que les habitants des pays chauds et des pays froids consommeraient des poids égaux d'aliments, la Sagesse infinie a pourvu à ce que la quantité de carbone qu'ils contiennent reste toujours proportionnelle à celle

de l'oxygène absorbé. En effet, les productions des contrées méridionales renferment moins de carbone que celles du nord. Ainsi les fruits des régions tropicales ne contiennent, à l'état frais, que 12 p. 0,0 de carbone, tandis que le lard et l'huile de poisson dont les habitants des régions polaires font leur nourriture, en contiennent 66 à 80 p. 0/0.

C'est pour cela que la sobriété est une vertu facile dans les pays chauds, et que, sous l'équateur, l'on peut supporter longtemps une abstinence complète : mais l'action combinée du froid et de la faim épuisent rapidement l'organisme animal.

Le conflit ou l'action réciproque des éléments nutritifs et de l'oxygène qui circule, avec le sang, dans l'organisme tout entier , telle est la source de la chaleur animale.