SECTION IV. — GAZ DU SANG

1 . Les gaz du sang sont : l’oxygène, l’acide carbonique et l’azote.

2. En chiffres ronds, 100 volumes de-sang artériel abandonnent dans le vide environ 20 volumes d'oxygène (rapportés à la pression de 760 millimètres et à la température de 0°), 100 volumes de sang veineux environ 12 volumes. La plus grande partie de l’oxygène ainsi extrait est combinée à l'hémoglobine. La quantité d’oxygène libre dans le sang est si petite, que ce gaz est absorbé dans toute atmosphère où il est contenu à une tension supérieure à 30 ou 38 millimètres, ou, en d'autres termes, dans tout espace où il existe en proportion supérieure au huitième de la quantité normale de l’atmosphère. Par conséquent, en soumettant le sang à l’action d’une pompe à gaz, il ne se dégage pas d’oxygène tant que la pression ne descend pas à environ 125 millimètres (c’est-àdire au sixième environ d’une atmosphère), tandis que dans d’autres liquides, l'oxygène ainsique les autres gaz ert dissolution se dégagent, suivant la loi de Dalton, en quantités proportionnelles à l’abaissement de la pression. On exprime ces faits en disant : 1° que l’absorption de l’oxygène par le sang est indépendante de la loi de Dalton, et 2° que la tension de l’oxygène dans le sang est égale à une colonne mercurielle de 30 à 35 millimètres.

3. Lorsque le sang est soumis à l’action du vide, le dégagement de l’oxygène est complet. Le- sang devient écumeux et prend rapidement une couleur fonoéè. Cet aspect du sang est dû en partie à la sortie de la matière colorante des globules, en partie à la réduction complète de l’hémoglobine, phénomène qui accompagne la disparition de l’oxygène libre du plasma.

ï. Lorsque le sang est placé dans une atmosphère dépourvue d’oxygène, le dégagement de ce gaz est exactement le même que s’il avait lieu dans le vide. C’est particulièrement le cas, si le

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gaz employé jouit de la propriété de s’unir à l’hémoglobine. L’acide carbonique possède celte propriété au plus haut degré. Le sang placé dans une atmosphère de ce gaz abandonne son oxygène libre ou combiné, qui est remplacé par de l’acide carbonique, et la matière colorante du sang combinée avec ce corps acquiert des caractères optiques, qui ressemblent d’une manière frappante à ceux de l'oxyhémoglobine.

5. L’acide carbonique peut être extrait du sang artériel dans la proportion de 35 à 40 volumes pour 100 volumes de sang (rapportés à la pression de 760 millimètres et à la température tle 0°). Le sang veineux en donne 43 volumes, le sang d’un animal mort par asphyxie 50 volumes. Une portion très variable est simplement dissoute, le reste est sous la forme de bicarbonate sodique ou à l’état de combinaison très instable avec les protéides du plasma ou des globules.

6. Lorsqu’un acide lixe, par exemple l'acide tarlrique, est ajouté dans le vide à du sang, auquel on a déjà enlevé son acide carbonique libre ou combiné, on peut encore obtenir une nouvelle quantité de ce gaz, qui existe dans le sang à l’état de carbonate neutre, principalement si tout le carbonate n’est pas seulement du carbonate sodique.

27. Méthode d’extraction des gaz du sang. — Tout appareil destiné à extraire les gaz du sang, se compose de deux parties, une pompe à mercure et un récipient. La forme et la disposition de ce dernier dépendent naturellement de celles de la première. Les principales pompes, sont celles du Dr Geissler et d’autres semblables que l’on emploie en Allemagne, et celle d’Alvergniat à Paris. En Angleterre Gelti a construit, sous la direction du professeur Frankland, une pompe de Sprengel destinée à l’extraction des gaz de l’eau, qui peut également servir avec avantage pour l’extraction des gaz du sang.

Le sang doit être soumis à l’action du vide, dès qu’il sort des vaisseaux de l’animal vivant, c’est-à-dire avant qu'il ne se soit coagulé, ou bien doit être d’abord défibriné. Dans le premier cas, on obtient des résultats bien plus satisfaisants que dans le

(IA Z DU sam;

second. Quelle que soit celle de ces deux méthodesque l’on suive, il faut se servir d’une pompe à mercure, parce que la machine pneumatique ordinaire ne produit pas assez complètement le vide.

De toutes les formes de pompes à mercure en usage, une des (tins simples et des plus connues est celle d’Alvergniat (üg. 14),

Fig. 14. — Pompe à mercure d’Alvergniat. — 1,2, 3. Différentes positions

du robinet cl.

dont voici la description : Un long tube barométrique ae, dont l’échelle est divisée en millimètres, est fixé sur une planche verticale qui lui sert de support. A son extrémité supérieure ce tube présente une dilatation en forme d’ampoule a et se divise au-dessous de cette ampoule en deux branches, l’une verticale surmontée par un entonnoir, l’autre horizontale, à laquelle s'adapte au moyen d’un anneau de caoutchouc f un tube de verre terminé par un ballon <j. Un robinet à trois voies cl est placé à la jonction du tube barométrique avec ses deux branches.

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A son extrémité inférieure le tube barométrique communique par un tube en caoutchouc à parois épaisses avec une cuvette remplie de mercure. La planche verticale présente à des distances égales des anneaux perforés destinés à porter la cuvette.

Quand on veut se servir de l’instrument, on commence par

remplir de mercure la cuvette v. Le métal passe à travers le tube

en caoutchouc et s’élève dans le tube a c à la même hauteur

qu’en v. Si l’on change la position que la cuvette occupe dans la figure et qu’on la porte au même niveau que l’entonnoir, après avoir disposé le robinet à trois voies, de façon que le tube barométrique communique avec l’air extérieur, mais ne communique point avec le tube f g (position t), le mercure occupera le tube vertical dans toute sa hauteur. On tourne alors le robinet dans la position 3, de manière à établir la communication seulement entre f g et a c, et on remet la cuvette v dans la position primitive. Le résultat de cette première opération, c’est que l’air contenu dans le ballon s’est répandu dans l’espace vide au-dessus du mercure dans le tube barométrique et par conséquent sa tension a diminué en raison inverse du volume occupé. Pour recommencer la manœuvre on tourne le robinet de façon à interrompre toute communication (position 2) ; puis la cuvette est reportée au sommet de la planche verticale, le robinet est replacé dans la position 1. L'air contenu dans a c s’échappe au dehors ; on établit alors la communication entre g et a c et on abaisse la cuvette. L’air du ballon se répand de nouveau dans la chambre baromérique. Si la capacité du tube barométrique, y compris son réservoir supérieur, est égale à celle du ballon et de son tube, chaque manœuvre de la pompe aura naturellement pour effet de diminuer de moitié la tension de l’air du ballon, et par conséquent après dix manœuvres semblables la tension de l’air (en supposant que cet air soit sec et que sa tension primitive soit de 760 millimètres) sera égale à 760 x ({) 10 = 0mm, 74.

On peut abréger l’opération en remplissant le tube et le ballon qui lui fait suite, avant de les attacher à l’appareil, avec de l’eau privée de ses gaz par ébullition. Dès que le mercure baisse dans le tube barométrique, l’eau le suiteton s'en débarrasse en élevant

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la cuvette à mercure et en établissant la communication avec l’atmosphère au moyen du robinet à trois voies. Dans les pompes récemment construites par Alvergniat, la cuvette à mercure est placée sur un support mobile et mise en mouvement au moyen de roues dentées, que commande une manivelle.

28. Pompe de Pfluger et de Geissler. — Les pompes les plu* parfaites qui aient été construites jusqu’ici, pour l’extraction des

gaz du sang, sont celles du Dr Geissler (de Bonn), connues aussi sous le nom de pompes de Pfliiger, parce que ce physiologiste s’en est servi dans ses recherches. La pompe de Pfluger (fig. 15) ressemble beaucoup à celle d 'Alvergniat. Elle consiste en un tube vertical fixe a, long à peu près d un mètre, portant une chambre barométrique près de son sommet, et communi- BUUDO.N SANüiiitsoN, lubor. de physiologie. 4

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quant à la partie inférieure par un tube de caoutchouc à parois épaisses avec un réservoir b , qui peut être élevé ou abaissé au moyen d’une manivelle. A l’extrémité du tube se trouve un robinet g, construit de façon à empêcher toute communication avec la chambre barométrique, ou à pouvoir la faire communiquer, soit avec l’atmosphère, soit avec le récipient dans lequel il s’agit de faire le vide. Cette pompe est manœuvrée de la même manière que celle d’Alvergniat. Elle diffère de celle-ci en deux points principaux : 1° la chambre barométrique est beaucoup plus grande, elle a une capacité de plus de deux litres; 2° elle est pourvue d’un appareil de dessiccation. Cet appareil est formé d’un tube en U, dont la courbure c, dilatée en ampoule, renferme de l’acide sulfurique. Les deux branches, fermées par des robinets n, n, sont remplies de pierre ponce imbibée du même acide. Un troisième robinet s met à volonté la pompe en communication avee le récipient dans lequel on doit faire le vide.

Les pompes du Dr Geissler sont remarquables par leur construction irréprochable et par laperfection de leurs nombreux robinets. Mais celle perfection même est dans lapratique une source d’inconvénients et de difficultés, car elles sont très sujettes à se déranger et difficiles à réparer. Pour cette raison, j’ai fait construire, il y a quelques années, une pompe basée sur le même principe que celle de Geissler et ayant la même forme, mais qui en diffère en ce que les robinets sont placés sous le mercure. Une semblable pompe est bien meilleur marché, parce qu’elle n’exige pas une main d’œuvre aussi soignée.

29. Manière de recueillir et de mesurer le sang pour en extraire les gaz. — La méthode varie suivant qu’on se propose d’employer du sang défibriné, ou d’introduire le sang dans le vide à un état aussi peu différent que possible de celui qu’il présente quand il circule dans l’animal vivant.

Tous les physiologistes français qui se sont occupés des gaz du sang, se sont servis d’une seringue de cuivre faite avec soin, munie d’une canule flexible d’une épaisseur et d’une longueur suffisantes pour pouvoir être introduite dans une veine, une

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artère ou une des cavités du cœur. Avec une seringue de ce genre on peut transporter une quantité mesurée de sang dans le vide rapidement et à l’abri de l’air.

La méthode suivante, que j’ai employée nombre de fois, me paraît avoir sur celle de Claude Bernard l’avantage de la simplicité et de la précision.

Après avoir immobilisé l’animal, une canule munie d’un tube de caoutchouc, sur lequel est placé une pince, est insérée dans un vaisseau. Pour recevoir le sang au sorlir de la veine ou de l’artère, on se sert d’un tube deverre droit d’une capacité connue, pourvu à l'une de ses extrémités d’un robinet et effilé à l’autre extrémité, de manière à ce que l’orifice puisse complètement être fermé avec le doigt. On remplit ensuite une cuve de mercure, complètement debarrassé d’air par son passage dans la pompe, et on y plonge l’extrémité inférieure du tube. On laisse monter le métal par aspiration jusqu’au robinet, que l’on ferme. Après s’être assuré que le tube est exactement rempli, on le place dans une position inclinée, de telle façon que l’extrémité munie du robinet soit tournée en bas et que l’autre extrémité ouverte soit à une distance assez rapprochée de la canule pour qu'on puisse l’y adapter au moment voulu. Gela fait, et fautre extrémité du tube étant munie d’un ■caoutchouc d’une longueur suffisante pour recueillir le mercure dans un récipient disposé à cet effet, tout est prêt pour recevoir le sang. On enlève la pince placée sur la canule et on laisse couler librement le sang pendant quelques minutes, en même temps que l’on saisit le tube plein de mercure. La chaleur de la main détermine la dilatation du mercure, dont une portion s’échappe par l’extrémité ouverte du tube. En ce moment on enferme cette extrémité dans le tube en caoutchouc de la canule et on établit ainsi la communication sans risquer de laisser pénétrer la plus minime quantité d’air. On ouvre le robinet sans perdre de temps ; le sang remplace le mercure. On referme, on sépare le tube en caoutchouc et on bouche avec le doigt l’extrémité ouverte du tube de verre. On redresse ce dernier verticalement, on le plonge complètement, l'extrémité ouverte tournée vers le bas, dans la cuve à mercure, et on le met en communication (sous le mercure) avec la branche horizontale,

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pourvued’un robinet, du récipient de lu pompe. L’assemblage doit être fait soit avec un caoutchouc, soit mieux avec un raccord de verre rodé à l'émeri.

Une méthode encore meilleure, si l’on en juge par la quantité de gaz extraits, mais souvent impraticable, est celle de Pflüger. Le sang passe directement de l’appareil circulatoire dans le vide sec. Le grand désavantage de cette méthode, c’est que le sang n'est pas mesuré au passage. La disposition de l’appareil est très simple. Une canule d’acier est fixée dans l’artère ou la veine, d’où l’on veut tirer du sang, et réunie par un tube en caoutchouc avec un tube de verre pourvu d’un robinet, aboutissant au récipient. La canule et toute la portion du tube de verre placée au-dessus du robinet sont préalablement remplies d’eau bouillie. La quantité de sang recueillie est mesurée dans le. récipient à la fin de l’expérience. La capacité du récipient jusqu’à un point de repère étant connue, la quantité de sang qu’il renferme se trouve déterminée, en mesurant à l’aide d’une burette graduée la quantité d’eau nécessaire pour arriver jusqu’au repère. Le chi lire obtenu, déduit de celui de la capacité totale du récipient, donne le volume cherché. Le résultat doit être corrigé par l'addition du volume d’eau correspondant à l’accroissement de poids de l’appareil d’absorption.

Dans la méthode suivie par Mathieu et Urbain, le sang passe directement aussi dans le vide, mais aucune disposition n’est prise pour que celui-ci reste sec. Dans l’appareil de ces physiologistes, le récipient n’est pas, comme dans toutes les autres pompes, un vase clos, mais un tube vertical, dont la partie supérieure se dilate en ampoule, et communique avec la pompe, tandis que l’extrémité inférieure est plongée dans le mercure. Quand la pompe est mise en jeu, le mercure s’élève dans le tube et remplit l’ampoule. Le sang passe du tube qui termine la canule dans le tube vert ical par l’extrémité inférieure de celui-ci.

Récipient. — Quelque soit le vase dans lequel l’on introduit le sang, dont on se propose d’extraire les gaz, il est nécessaire que sa capacité soit considérable. Le récipient de Pflüger a la forme d’un sablier et une contenance de plus de deux litres. Ceux que

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j’emploie sont cylindriques el mesurent 1,800 cent, cubes. Dans tous les cas, il est désirable que la forme du récipient permette de l’entourer, immédiatement après l’introduction du sang, d’eau à la température (30° à 60°) qui est la plus favorable pour l’extraction des gaz.

Quand on désire défibriner le sang avant d’extraire les gaz, il faut le recueillir sur le mercure. Dans ce cas, le récipient de Ludwig est excellent. Il consiste en un tube fermé à l'une de ses extrémités et muni d’un robinet de Geissler à voie très large. Le tube est renversé sur le mercure, le robinet ouvert, et on y laisse passer directement le sang jusqu'à ce qu’il soit presque plein. On le ferme avec la main, on défibriné le sang en secouant vigoureusement avec le mercure et on le replace sur la cuvette à mercure. On ferme le robinet et on met le tube en communication au moyen d’un tube en caoutchouc avec le réservoir de la pompe.

30. Méthode d'analyse. — En France, la plupart des analyses publiées par Claude Bernard et ses élèves ont été faites d’après une méthode rapide, mais dont les résultats ne sont pas très exacts. En Allemagne, les analyses de Ludwig et de ses élèves, ainsi que celles de Pflüger, ont été faites à l’aide des méthodes précises employées pour la première fois par Bunsen et qui portent généralement son nom. La méthode de Claude Bernard est mise en pratique au laboratoire de physiologie du Muséum d'histoire naturelle. L’analyse se fait dans une cuvette au centre de laquelle est un réservoir profond de 40 centimètres et assez large pour contenir six kilos de mercure. Les gaz, extraits à l’aide de la pompe, sont transvasés dans un eudiomètre complètement immergé dans le mercure afin que le contenu gazeux prenne la température du métal. L’eudiomètre est ensuite soulevé à l’aide d’un support de bois jusqu’à ce que le mercure ait le même niveau en dehors et en dedans de l’instrument. Après avoir alors mesuré le volume du gaz, on introduit un fragment de potasse caustique qui se dissout rapidement dans les quelques gouttes d’eau flottant toujours à la surface du mercure. On auile avec précaution la colonne

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mercurielle, en élevant et en abaissant alternativement l’eudiomètre, et, une fois l’absorption de l’acide carbonique

complète, on le replonge dans le mercure. On mesure de nouveau le volume gazeux, on introduit environ un centimètre cube

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d'une solution concentrée d’acide pyrogallique avec une pipette à bec recourbé et on recommence à agiter l’instrument. Aussitôt que l’absorption de l’oxygène est achevée, l’eudiomètre est transporté dans une cuve contenant de l’eau; on laisse couler le mercure avec le pyrogallate de potasse, et on détermine, d’après le nombre des divisions de l’eudiomètre placées au-dessus de l’eau, le volume du résidu, qui est l’azote. Cette méthode rapide, mais quelque peu sommaire, donne des résultats nécessairement inexacts. On l’emploie cependant avec avantage, lorsqu’il importe (dans certains cas pathologiques, par exemple) d’avoir des analyses plus nombreuses qu'exactes. On doit lui donner également la préférence pour les expériences de cours où il s’agit de démontrer la nature des gaz du sang.

Lorsqu’on veut des résultats plus exacts, il faut avoir recours à la méthode perfectionnée dans ces dernières années par Frankland, Russell et autres. Dans le but d'analyser les gaz de l’eau potable, Frankland s’est servi d’un appareil, dont le diagramme* représenté figure 16, fera facilement comprendre le mécanisme. Il se compose de deux parties, le tube laboratoire k, dans lequel est introduit le gaz à analyser, et l’appareil mesureur, qui sert à déterminer le volume de la masse gazeuse avant et après chaque absorption.

L’appareil mesureur est formé de deux tubes parallèles a et b fixés verticalement sur un support, et entourés d’un manchon de verre cylindrique n contenant .de l’eau. Inférieurement les deux tubes communiquent l’un avec l’autre, ainsi qu’avec un réservoir à mercure t, analogue à celui de la pompe d’Alvergniat, à l’aide d’un long tube flexible; a (tube mesureur) peut être réuni au tube laboratoire par l’intermédiaire de la branche . g; b (tube de pression) est ouvert à son sommet. Tous les deux portent une échelle graduée, divisée en millimètres, dont le zéro est situé au même niveau en o.

Pour remplir l’appareil de mercure, on ouvre le robinet f, et on porte le réservoir t à une hauteur telle, que la surface du mercure qu il contient, ne soit élevé que de quelques millimètres au-dessus du robinet. Aussitôt que le mercure s’écoule en g , on ferme le robinet. On remplit également de mercure le labora-

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toire k; à cel effet, on le renverse entièrement sur la cuve I; à l’aide d’une pipette terminée par un bout de caoutchouc que l’on applique sur la tubulure g , on enlève la plus grande partie de l’air, et on ferme le robinet A, dès que le mercure s’est élevé. On achève l’expulsion de l'air en mettant en communication g et g\ et en forçant l’air, encore contenu dans le premier, de passer dans le second par l’abaissement du réservoir t. Pour chasser cet air de a, on interrompt la communication après avoir fermé le robinet h et on élève le réservoir. Cela fait g et g' sont soigneusement adaptés l’un sur l’autre et l'appareil est alors plein de mercure et prêt à fonctionner.

Avant d’aller plus loin il faut jauger le mesureur, qui, comme on l’a vu, porte une échelle divisée en millimètres, c’est-à-dire qu'il faut déterminer le volume d’air ou d’eau contenu dans le tube, quand la surface convexe du mercure affleure successivement au niveau de chacune des divisions principales de l’échelle. Dans ce but, on met le tube a en communication à l'aide d’un tube en caoutchouc avec un réservoir renfermant de l’eau distillée et on laisse descendre la colonne mercurielle jusqu’à ce qu’elle corresponde exactement au zéro de l’échelle. Cela fait, on place uncristallisoir d’un poids connu au-dessous de o,onfait monter la colonne de mercure à une hauteur de cinquante millimètres, une portion de l’eau s’écoule dans le cristallisoir et on en détermine le poids. On pèse de la même manière la quantité d’eau écoulée, correspondant à l’élévation du mercure de 50 millimètres à 100 millimètres de hauteur, et on continue de la sorte jusqu’à ce que l’on ait achevé de jauger la capacité du tube de 50 eu 50 millimètres. Pour plus de précision, on répète plusieurs fois ces mesures. Si les résultats obtenus, après avoir subi la correction relative à la différence de température, concordent entre eux, la moyenne peut être considérée comme exprimant la capacité de différentes parties du tube a. Dans la partie supérieure du tube les divisions jaugées doivent être plus petites. Dans ces diverses opérations les mesures des hauteurs de la colonne de mercure s’effectuent à l’aide d’un cathétoinètre, c’est-à-dire à l’aide d’une lunette horizontale, mobile le long d’une colonne verticale. La température est donnée par un ther-

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momètre plongé dans l’eau du manchon qui entoure le tube barométrique et le mesureur.

31. Introduction dans l'appareil des gaz a analyser. — Les deux tubulures g et g' étant adaptées l’une à l’autre, et l’appareil étant rempli de mercure, on fait passer le gaz à analyser, du tube dans lequel il a été recueilli dans le laboratoire, puis dans le tube mesureur en abaissant le réservoir t, jusqu’à ce que le mercure du laboratoire arrive en <7’. Gela fait on ferme le robinet f, et on place t dans une position telle que le niveau de la colonne de mercure affleure exactement à une des divisions que l’on a établies dans le jaugeage du mesureur. La température est observée ainsi que la pression, qui est égale à la pression atmosphérique, donnée par un baromètre ordinaire, augmentée de la différence de hauteur entre le niveau du mercure dans le mesureur et le tube b. On introduit quelques gouttes d’une solution de potasse caustique dans le laboratoire et on y fait revenir la masse gazeuse. L’absorption se fait rapidement ; on l’accélère en agitant légèrement la cuve à mercure et en laissant couler du mercure dans le lube k à la suite du gaz. On procède de nouveau et de la même manière à la détermination du volume du gaz,quandl’absorptionaeu lieu. On introduit environ un demi-centimètre cube d’une solution concentrée d’acide pyrogallique dans le laboratoire et on y ramène le gaz. Après absorption de l’oxygène, ce qui reste est de l’azote. Dans l’analyse des gaz du sangla proportion d’azote reste presque constante ; elle est d’environ 2,5 volumes pour 100 volumes de sang. Si cette quantité vient à augmenter, c’est la preuve que de l’air a pénétré dans l’appareil.

Quelle que soit la méthode d’analyse que l’on emploie, les résultats doivent être rapportés à la température de 0° et à la pression de 760 millimètres, c’est-à-dire qu’ils doivent être ramenés à ce qu ils seraient si les mesures avaient été faites dans ces conditions. Il faut également tenir compte dans chacune de ces déterminations de la vapeur d’eau que contient le gaz (le mesureur étant toujours humide). Cette correction est obtenue à l’aide de la formule

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dans laquelle V est le volume corrigé, V’ le volume observé à la température t et sous la pression If, f la tension maximum de la vapeur d’eau à la température t et 0,00367 le coefficient de dilatation cubique des gaz.

L’exemple suivant achèvera de faire comprendre l’application de la méthode à l’analyse des gaz du sang.