LES EXPÉRIENCES DE JOHANSSON

Pendant que Chauveau faisait ses recherches sur la dépense nécessitée par le travail musculaire, un auteur suédois, Johansson, s’inspirantdu reste des idées de Chauveau traitait le même problème, mais avec un dispositif expérimental qui me paraît inférieur à celui de Chauveau.

Une des conditions essentielles de ce genre de recherches est de faire les diverses déterminations pendant un temps assez court pour ne pas laisser intervenir la fatigue qui altère complètement les résultats.

Or cette condition n’est pas remplie dans les expériences de Johansson. De plus cet auteur évalue l’intensité des combustions intraorganiques uniquement d’après la mesure de la quantité d’acide carbonique éliminé. Ceci est absolument insuffisant. Nous savons que les substances consommées dans l’organisme donnent lieu, pour une même quantité d’acide carbonique éliminé, à des mises en liberté d’énergie très variables, tandis que pour l’oxygène le parallélisme entre cette mise en liberté d’énergie et la consommation est beaucoup plus régulier.

Johansson1 enfermait le sujet sur lequel il opérait, dans la grande chambre à respiration installée par Tigerstedt à l’Université de Stockholm. Le travail était obtenu

1. J. E. Johansson, Untersuchungen über die Kohlensâureabgabe bei Muskelthâtigkeit, Skand. Arch. f. Phys., Bd. 11, 1901, p. 273-307.

en tirant avec les deux bras sur une poignée mobile dans une glissière horizontale. Le sujet était assis devant une table portant la glissière. La poignée mobile était reliée à une corde passant sur une poulie, et l’on pouvait automatiquement accrocher un poids à cette corde ou le retirer. Quand on voulait faire produire au sujet du travail positif le poids était accroché au moment où les bras étaient dans l’extension; le sujet tirait la poignée à lui jusqu’au point où se faisait la suppression du poids. 11 étendait alors les bras à vide et recommençait. L’inverse se produisait pour le travail négatif. Pour le travail statique, le poids n’était soulevé que de quelques millimètres de son support et maintenu un certain temps, puis reposé et repris, et ainsi de suite. L’expérience devait se prolonger un temps suffisant pour donner lieu dans la chambre à une quantité d’acide carbonique dosable, elle dura en général une demi-heure à une heure. Il fallait d’abord attendre une dizaine de minutes avant de commencer la période de dosage, ce n’est qu’au bout de ce temps de travail que l’excrétion d’acide carbonique devient constante. L’expérience montra aussi que, pendant les deux années de recherches, l’élimination d’acide carbonique au repos fut la même pour un sujet donné, à la condition de n’opérer que 7-8 heures après le dernier repas. On opéra toujours entre 9-12 heures du matin, et il y avait 12 heures que le sujet n’avait rien mangé.

Voyons maintenant les résultats obtenus par Johansson.

En premier lieu il étudia la contraction statique.

Si l’on représente par q la quantité d’acide carbonique éliminé pendant le repos, p celle qui résulte de chaque contraction et N le nombre de ces contractions, l’acide carbonique éliminé pendant le travail peut se représenter par [C0‘2] = # +pN.

En faisant varier le nombre des contractions dans un même temps, on a une série d’égalités ou d’équations de

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ce genre. En en prenant deux, elles suffisent pour calculer les valeurs de q et de p. Ces valeurs doivent satisfaire toutes les égalités qui n’ont pas servi à les déterminer. C’est ce que l’expérience vérifie.

De plus l’expérience montra que la valeur de q ainsi déterminée concordait avec celle que l’on obtenait par un dosage au repos complet. Toutefois il y eut généralement un léger excès en faveur de la valeur de q déterminée pendant le travail. Dans les premières recherches la valeur de q semblait croître légèrement avec le poids. Cela résultait, pense Johansson, de ce que dans l’intervalle des contractions le muscle ne rentrait pas complètement au repos; et, de fait, dans la suite, en veillant à cette cause d’irrégularité, elle disparut.

La valeur de p ne se montra pas proportionnelle au poids tenseur, cela semble tenir à une perturbation provenant de mouvements parasites au moment de la prise de la poignée. En effet quand le poids tenseur augmente cette cause d’irrégularité diminue et p tend à croître régulièrement.

Pour la même raison, dans les premières expériences de Johansson, la valeur p ne sembla pas proportionnelle à la durée du soutien; dans des recherches ultérieures1 il examina ce problème de plus près.

Si p se compose d’une quantité constante s représentant l’acide carbonique éliminé à chaque contraction par suite des opérations parasites, prise et abandon de la poignée, et d’une quantité tz proportionnelle au temps, z représentant le temps et t la quantité d’acide carbonique éliminé par unité de temps en dehors des opérations parasites, on doit avoir p=s -f- tz. Johansson et Koraen cherchèrent à vérifier cette formule en faisant varier la

1. J. E. Johansson und Gunnar Koraen, Untersuchungen über die Kohlensâureabgabe bei statischer und negativer Muskelthâtigkeit, Skand . Arch. f. Phys., Bd. 13, 1902, p. 229-250.

durée 2 du soutien. Ils trouvèrent qu’elle ne se justifiait pas exactement. Pendant le soutien, l’acide carbonique éliminé n’est proportionnel à la durée de ce soutien que s’il ne se prolonge pas trop; dès qu’il excède une dizaine de secondes l’élimination s’accélère.

Enfin, en répétant leurs expériences avec divers degrés de raccourcissement des muscles, ils trouvèrent que l’acide carbonique éliminé croît plus rapidement que le degré de raccourcissement.

Après ces recherches sur le simple soutien Johansson passa à l’étude du travail positif fourni par le soulèvement d’un poids, et chercha encore à représenter la dépense parla formule [C02] = ^+/?N où q représentait l’acide carbonique qui serait éliminé pendant la durée de l’expé^ rience le sujet étant au repos, N le nombre des soulèvements du poids et p l’acide carbonique correspondant à un soulèvement. Comme dans le cas du travail statique il suffit de deux expériences pour déterminer q et p. Si la formule est légitime on doit toujours retomber sur les mêmes valeurs de q et p quand on ne fait varier que le nombre N des contractions dans le même temps, laissant constants le poids soulevé, la hauteur du soulèvement et la vitesse avec laquelle il s’effectue. C’est ce que l’expérience vérifie. On peut donc déterminer de cette façon la dépense énergétique, évaluée en acide carbonique éliminé, nécessitée par un soulèvement du poids. Comme on connaît le nombre de kilogrammètres À correspondant à chaque soulèvement, v==j^ représentera le

coût de 1 kilogrammètre. Ce sont ces valeurs de v que Johansson donne dans le tableau résumant ses expériences.

Examinons-les et comparons-les avec celles qui résultent de l’application de la formule de Chauveau. D’après cette formule la dépense correspondant à un

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travail P h est D = PA+Q5 + Q^> et par conséquent la dépense par kilogram mètre serait

JD, , 0» , Q«

'PA ^Pâ^P/ï;

Valeurs de v en grammes de CO2 d’après Johansson.