DIFFUSION ENTRE DES GAZ ET DES LIQUIDES ETC

L'absorption, en dehors de rattraction spécifique que le liquide peut avoir pour le ga2y dépend donc delà quantité du gaz extérieur : plus cette quantité est considérable, plus la pression est grande et plus le liquide absorbe de gaz. L'absorption gazeuse cesse aussitôt que l'équilibré s'est établi entre la tension du gaz contenu dans le liquide et celle dû gaz extérieur. Si, pour une cause ou une autre, la pression ^\x gaz extérieur diminue , et que celle du gaz contenu dans le liquide augmente, il se fait un courant inverse, et le gaz dissous dans le liquide passe vers le gaz extérieur jusqu'à ce que l'équilibre de pression soit rétabli. Nous verrons plus loin que dans les celltdes végétales et animales se rencontrent des causes qui viennent déranger cet équilibre. Ces causes sont des phénomènes chimiques qui, dans la plupart des orçanismes élémentaires, donnent d'une manière permanente naissance à de l'acide carbonique, et consomment de l'oxygène, et qui dans d'autres cas plus rares fournissent quantité d'oxygène, et consomment de l'acide carbonique. En raison de ces changements perpétuels dans leur équilibre, il faut nécessairement qu'il y ait un échange gazeux continuel entre les cellules humides et l'atmosphère. Les cellules dans lesquelles la tension de l'acide carbonique augmente quand celle de l'oxygène diminue, devront exhaler constamment de l'acide carbonique, et absorber de l'oxygène atmosphérique. Au contraire , quand la tension de l'oxygène augmente dans d'autres cellules, tandis que celle de l'acide carbonique * diminue, c'est l'oxygène qui est éliminé, et l'acide carbonique absorbé. Gomme ce dernier gaz se trouve en petite quantité dans l'atmosphère, son coefficient d'absorption est considérable.

Nous verrons que l'échange gazeux se fait en réalité dans les cellules d'après ces lois. Mais déjà nous ferons remarquer qu'outre les données mécaniques que nous venons d'exposer, cet échange est encore soumis en grande partie à des conditions d'affinités chimiques.

Les coefQcients d'absorption des principaux gaz de l'organisme sont les suivants :

Azote 0,01478

Hydrogène .... 0,01931 Oxygène 0,02989

Acide carbonique . . * 1,0020 Hydrogène sulfuré . 3,2326 Ammoniaque . . . 727,2

— jtf — ^,^— ~^ I ^ — ^^ — . . . — ,—

Pour l'absorption et la diffusion des gaz en général, voy. notre Physique médicale, p. 145 etc.

a. ÉCHANGE PAR VOIE CHIMIQUE DE MATÉRIAUX DANS l'INTÉRIEUR DE LA CELLULE.

§ 35. — Comparaison entre L'échange de matériaux dans la cellule

végétale et dans la cellule animale.

La science ne peut encore aujourd'hui étudier directement l'échange chimique de matériaux qui se passe dans une cellule unique. Toutes nos connaissances se bornent en grande partie à des déductions que nous tirons de la manière dont se fait cet échange dans des masses de cellules agrégées. Et ce n'est même qu'une des faces de cette question que l'observation directe a pu utilement aborder, Y échange gazetix des celhdefi : il est vrai que de cette étude nous

pouvons déduire des conséquences générales , quoique les phénomènes isolés , la manière dont naissent les différents produits , nous soient encore en grande partie cachés.

Il est probable que dans toutes les cellules vivantes l'absorption et l'élimination de l'oxygène et de l'acide carbonique varient plus ou moins d'intensité. Beaucoup de cellules soutirent l'acide carbonique à cç qui les entoure et ex* crétent de l'oxygène, en s'assimilant le carbone sous forme de combinaison organique. D'autres cellules, au contraire , absorbent de l'oxygène et éliminent l'acide carbonique produit pkr la combustion lente des composés organiques. Les cellules de la première catégorie sont des cellules de rédtiction , elles ont une propriété d'assimilation; les secondes sont des cellules d* oxydation, elles ont une propriété de décomposition. C'est par celles-là que se fait, en général, l'accroissementdes substances organiques, par accroissement et multiplication des cellules; tandis que par les cellules d'oxydation, la quantité de ces substances diminue, les éléments cellulaires se détruisent et se transforment peu à peu en produits inorganiques.

Dans la cellule végétale, les phénomènes de réduction se relient à l'existence de la matière colorante verte. Ce ne sont que les cellules à chlorophylle qui absorbent de l'acide carbonique et éliminent de l'oxygène, et, cet échange gazeux ne s'opère jamais qu'à la lumière. Dans l'obscurité, les cellules à chlorophylle, de même que toutes les autres absorbent de l'oxygène et éliminent de l'acide carbonique. C'est le protoplasma qu'il faut très- probablement en>isageir comme l'agent de cet échange gazeux d'oxydation, échange qui jusqu'à présent est le seul qu'on ait reconnu dans les cellules animales. La chlorophylle absorbe et réduit l'acide carbonique ; la matière colorante rouge des globules sanguins, en raison de son affinité pour l'oxygène, produit d'une manière analogue l'oxydation des tissus animaux. Et néanmoins, de même que nous avons vu dans les cellules végétales se produire des oxydations, de même probablement dans les cellules animales s'opèrent des réductions . Ce pendant il semble que chez les animaux les phénomènes de réduction ne sont pas propres à certains tissus, mais qu'ils se passent, au contraire, dans les mêmes parties élémentaires dans lesquelles s'opèrent les phénomènes d'oxydation, et qu'ils sont ainsi comme voilés par ceuxci. Ce qui le prouve, c'est la formation dans les cellules de corps non azotés et peu oxygénés, comme par exemple la transformation graisseuse des cellules et l'apparition du protagon (voy. § 10). Les corps gras ou les corps analogues se produisent probablement aux dépens des matières albuminoïdes qui formaient originairement le contenu de la cellule ; ces matières paraissent se diviser en un composant fixe non azoté et peu oxygéné, et en un second composant, riche en azote et en oxygène, destiné à subir des métamorphoses ultérieures Cette décomposition est une véritable réduction , bien que le phénomène n'aille pas jusqu'à mettre de l'oxygène en liberté comme cela se passe dans les cellules végétales. Si, ainsi que beaucoup d'auteurs l'admettent, les hydrocarbures se transforment, dans les cellules animales, en acides gras, il faut encore envisager ce fait comme une véritable désoxydation. Il est très-facile de s'expliquercomment ces phénomènes de réduction sont masqués pur les phénomènes d'oxydation ; en effet, non-seulement ces derniers se produisent d'une manière con-

ÉCHANCwE DE MATÉRIAUX DANS LA CELLULE VÉGF'iTALE ET ANIMALE. 71

comitante et indépendante, mais encore les produits de réduction sont trèsfréquemment comburés presque immédiatement après leur apparition.

La réduction qu'opère la chlorophylle sur Tacide carbonique absorbé ne donne d'ordinaire probablement naissance qu'à un seul corps non azoté, l'amidon ; dans quelques cas seulement il se forme encore du sucre. La propriété - que possède la chlorophylle de faire de l'amidon est démontrée par ce que, sous l'influence de la lumière, il se dépose des grains d'amidon au milieu même de la chlorophylle. L'amidon ne se forme jamais dans les parties de la plante qui ne sont pas colorées en vert, c'est , en effet , par un phénomène purement mécanique qu'il passe des parties vertes dans celles-ci. Quelles que soient, au contraire, les cellules, l'amidon peut, dans leur intérieur, se transformer en corps non azotés, hydrocarbures ou corps gras. Le premier degré de cette transformation parsut être la naissance de sucre aux dépens de l'amidon ; le sucre à son tour se dédoublerait alors, partie en hydrocarbures, en parenchyme, en gomme, partie en corps gras végétaux. La manière dont s'opèrent ces décompositions nous est encore inconnue. Il en est de même pour le mode d'origine de l'amidon; voici tout ce que l'on peut affirmer à ce sujet : c'est que la chlorophylle ne se borne pas à transformer en amidon l'acide cai-boniquc et l'eau absorbés, mais que sa propre substance prend elle-même part à celte production. La disparition lente de la matière colorante verte, par suite des phénomènes d'assimilation tend à le démontrer.

Si déjà pour la naissance des éléments non azotés dans l'intérieur des cellules végétales il existe des points obscurs, l'origine des corps azotés, des nlbuminoïdes, est bien plus difficile encore à expliquer. I^a présence des substances albuminoîdes dans les cellules est indispensable pour qu'il puisse s'y produire quelque combinaison chimique que ce soit ; elle est même nécessaire pour la formation des substances non azobées. La chlorophylle elle-même n'est sans aucun doute qu'une modification des éléments du protoplasma. Il est vrai cependant qu'au début de la végétation de la plante, alors que les substances albuminoîdes sont indispensables, elles ne se forment pas dans la cellule elle-même, car elles lui sont fournies par la plante-mère. Les éléments albuminoîdes du protoplasma sont accumulés dans des cellules de réserye ; au moment où la poussée commence, elles passent dans les cellules végétantes, où, sous l'influence de l$i lumière, elles subissent une modification chimique qui donne naissance à la chlorophylle. Ce n'est que lorsque déjà existent dans la plante des corps non azotés , hydrocarbures, corps ^s , qu'apparaissent des albuminoîdes de nouvelle formation. Il est probable que cette apparition est due alors à la combinaison d'un hydrocarbure avec un corps azoté (azotate ou sel d'ammoniaque). Les cellules à chlorophylle, qui sont dépourvues de la propriété de produire des hydrocarbures au moyen de l'acide carbonique et de l'eau , ne sauraient donc donner naissance à des albuminoîdes que lorsqu'elles absorbent, outre une substance azotée, un hydrocarbure tout formé. Ce mode d'origine des albuminoîdes vient confirmer ce que déjà nous avons admis plus haut (§ 9) sur leur constitution moléculaire, quand nous les avons considérés comme formés d'un composant azoté, uni à un composant non azoté.

L'origine des substances qui entrent dans la composition des cellules ani-

maies est encore bien moins étudiée. On admettait autrefois que la cellule animale n'a pas la propriété de produire des substances pouvant entrer dans sa propre composition histologique , que toujours elle les reçoit directement du dehors et les emploie ainsi après leur avoir seulement fait subi quelques légères modifications. Toutes les facultés d'assimilation des cellules animales se bornaient donc, d'après cette manière de voir, à transformer les hydrocarbures, les graisses, les albuminoïdes tirés des plantes, en éléments de même nature. Aujourd'hui cependant il faut abandonner cette théorie. Il est, en effet, hors de doute que chez les animaux, la production de la graisse doit être considérée comme une décomposition d'un albuminoïde ; une autre partie de cette graisse est peut-être due à une transformation des hydrocarbures. Cette double origine ressemble donc à celle des graisses végétales. Il est, en outre, incontestable que les cellules animales fabriquent des hydrocarbures (substance glycogène, sucre) , et l'on pense, ce que des recherches ultérieures devront démontrer, que ces hydrocarbures eux-mêmes sont les produits d'un dédoublement des albuminoïdes. Pour la production des hydrocarbures, il feut de toute nécessité la présence d'albuminoïdes dans les aliments , et cette production persiste alors même que l'on ne donne exclusivement que des aïbumi' tvndes. D'autre part , on a constaté également que la fabrication du sucre par les cellules animales est augmentée quand il se trouve des hydrocarbures dans les aliments II semble donc que pour la production des matières sucrées des organismes animaux (matière glycogène , sucre de lait , peut-être aussi la matière sucrée des muscles, du cerveau etc.), il nous faille admettre deux modes d'origine, l'un par dédoublement des albuminoïdes, l'autre par transfoirmation des hydrocarbures absorbés. Nous ferons remarquer en outre que, dans la cellule animale , il se produit , dans ce dernier cas, une métamorphose chimique qu'il nous est impossible de reproduire artificiellement. En eftet , nous ne saurions transformer la matière glycogène ou le sucre de lait en sucre de raisin. Mais nous savons que les cellules végétales transforment le sucre en cellulose, et peut-être en amidon , résultat qu'il nous est tout aussi impossible de réaliser artificiellement. De toutes les transformations si nombreuses que les cellules végétales et animales font subir aux corps hydrocarbures, il n'en est donc qu'un très-petit nombre que l'on puisse reproduire de cette manière.

Si l'on vient à comparer les produits chimiques fournis par les celluleç végétales et animales, et si de plus on ne tient aucun compte des moyens si variés dont elles se servent pour produire des combinaisons d'un même groupe chimique, il semble que c'est la fabrication des substances albuminoïdes qui seule soit propre aux cellules végétales. L'opposition que l'on s'était efforcé d'établir entre les propriétés des cellules végétales et animales croule, donc en partie du moins, quand on étudie leurs propriétés d'assimilation; mais elle tombe tout à fait quand on envisage les produits de décomposition que fournissent les éléments des cellules par leur combinaison avec l'oxygène absorbé. Dans les deux règnes, les hydrocarbures fournissent une série d'acides fixes (acides malique, oxalique, lactique etc.) , qui, par une oxydation plus avancée, fournissent tous de l'acide carbonique et de l'eau. Les acides gras que l'on trouve dans les graisses, donnent d'abord des acides plus oxygénés et plus volatils, appartenant,