C. Contact du milieu ambiant. — La SUrface des
organes respiratoires et de la peau est en contact con» tinuel avec des gaz dont la température est inférieure à celle de Tanimal. L'intensité du refroidissement qui en résulte dépend de la température, de la conductibilité, de la chaleur spécifique de ces gaz, et aussi de l'état calme ou agité de l'atmosphère. L'influence de la température extérieure est trop évidente pour que nous ayons besoin de nous y arrêter. La conductibilité et la chaleur spécifique de l'air varient d'un instant à l'autre avec son état hygrométrique, et cette circonstance nous explique pourquoi, toutes choses égales d'ailleurs, le contact de l'air froid est plus pénible et plus difficile à supporter par les temps humides que par les temps secs. Quand l'atmosphère est agitée, les gaz se renouvellent incessamment et très rapidement autour de l'animal; dans un temps donné, une plus grande masse d'air est mise en contact avec son corps et lui enlève une plus forte somme de chaleur. Pour donner une idée de la réfrigération produite par les courants d'air, nous ne saurions mieux faire que de rappeler ici les observations re* . cueillies par Alexandre Fisher, chirurgien en second de l'expédition qui, sous la cx)nduite du capitaine Parry, entreprit le célèbre voyage de découvertes aux régions
506 PHYSIQUE MÉDICiLB.
arctiques. Les matelots trouvaient le froid moins supportable par une température extérieure de — 6%66 coïncidant avec une brise ^ que dans un air calme à — 17**, 77. Dans ce cas, le simple fait de l'agitation de Tair produisait plus d'influence qu'un abaissement de température de 11 degrés. Fisher a observé sur lui-même que, dans une atmosphère calme à — /i6%ll, il n'éprouvait pas une sensation de froid plus pénible que lorsqu'il était exposé à l'action d'une brise à '-»17<', 77. Dans l'intérieur des villes, l'homme est appelé, à chaque instant, à constater sur lui-même des effets de même genre lorsque, soit en été, soit en hiver, il passe d'un lieu où l'atmosphère est calme et tranquille dans une rue balayée par un coup de vent. L'action réfrigérante du contact des gaz est amoindrie chez l'homme par les vêtements, chez les animaux par leur fourrure, chez les uns et les autres par l'usage d'abris naturels ou artificiels. Nous n'avons parlé jusqu'ici que des animaux aériens et du refroidissement occasionné par le contact des gaz. Les con • sidérations précédentes s'appliquent trop directement aux animaux aquatiques, et à la manière dont leur température est influencée par le contact de l'eau dans laquelle ils vivent, pour que nous ayons besoin d'insister sur ce sujet.
Ajoutons enfin qu'au moment de leur ingestion, les aliments et les boissons sont, en général, plus froids que les organes; et, comme un animal adulte à la ration d'entretien élimine, dans un temps donné, à la température de son corps, une quantité de matière équivalente, en poids et en nature, à la somme des substances ingérées,
réconomie perd ainsi, en réalité, toute la chaleur nécessaire pour mettre le bol alimentaire en équilibre de température avec les organes digestifs. Mais nous ferons observer qu*une grande partie de la chaleur dépensée par cette voie se trouve représentée, dans les effets de Tévaporation, par la chaleur sensible de la vapeur d'eau; le reste est, dans tous les cas, très minime et, d'ailleurs, compensé par les actions chimiques qui se passent dans le tube digestif.
Dans les calculs dont nous allons présenter les résultats, nous adopterons, pour les chaleurs de combustion du carbone et de Thydrogène, et pour la chaleur latente de la vapeur d'eau, les nombres que nous avons donnés dans le cours de ce travail , d'après les belles recherches de MM. Favre et Silbermann (page 63 à SU). Nous supposerons nécessairement que la production de l'eau et de l'acide carbonique a fourni autant de chaleur que si l'hydrogène et le carbone eussent été brûlés directement et à l'état libre. La vapeur d'eau exhalée étant à la même température que le corps de l'animal, nous admettrons que les surfaces respiratoires (peau et poumon) la fournissent moyennement à IxH degrés chez les oiseaux, et à 37 degrés chez les mammifères. Nous ramènerons tous les phénomènes à ce qu'ils seraient pour un kilogramme de matière vivante et pour une heure de durée. Afin d'introduire plus de netteté dans le langage, nous prendrons pour unité de chaleur la quantité de chaleur nécessaire pour élever de un degré la température de un kilo* gramme d'eau. Par conséquent, dans le calcul de la chaleur produite et perdue, les évaluations des quantités de
carbooe et d'hydrogène brûlés et d'eau évaporée, bien qu'indiquées en grammes^ devront être toutes rapportées au kilogramme pris pour unité de poids. Cela posé, voyons ce que l'expérience nous enseigne pour les oiseaux et les mammifères.
Oiaeau. — Les recherches de M. Bôussingault nous montrent qu'une tourterelle du poids de i868*',585, sous rinfluence d'une température extérieure comprise entre 10 et 11 degrés, brûle en vingt-quatre heures :
Carbone 5,071
Hydrogène 0,12i
Dans le même temps, elle perd par le poumon et par la peau, sous forme de vapeur et à la température de ^0
degrés :
Eau 9sr,978
Par conséquent, la tourterelle, par kilogramme et par heure :
p , .. I par la combustion du carbone 9,150 calories.
^^ *** ( par la combustion de Thydrogène. .... 0,954 —
Chaleur totale produite i 0, 1 04 —
Perd, par l*évaporation pulmonaire et cutanée . . 1 ,284 —
Reste 8,820 —
Ainsi , dans un milieu dont la température est comprise entre 10 et 11 degrés, la tourterelle produit, par la combustion des matériaux de son sang, assez de chaleur pour suffire à l'évaporation de l'eau de la transpiration
pulmonaire et cutanée, et il lui reste à dépenser 8,820 calories par kilogramme et par heure pour résister à l'action refroidissante du rayonnement et du contact des gaz. En d'autres termes, la chaleur spécifique moyenne du corps des animaux étant sensiblement la môme que celle de Teau, il résulle de là que les phénomènes chimiques de la respiration fournissent assez de chaleur à la tourterelle pour suffire à l'évaporation de sa transpiration, et résister à une action refroidissante extérieure capable de lui enlever 8*,820 de température dans Tespace d'une heure. Ces résultats nous paraissent de nature à expliquer comment , protégée d'ailleurs par son plumage, la tourterelle, dans les circonstances de l'observation de M. Boussingault, pouvait maintenir sa température invariable à 29 ou 30 degrés au-dessus de celle de l'atmosphère.
siaimniifércs. — Les recherches de Lavoisier, de M. Boussingault et de H. Barrai nous permettent de faire un calcul de même nature pour la chaleur produite et perdue par le cheval, le mouton et l'homme.
Cheval. — D'après les recherches de M. Boussingault, un cheval du poids de /!il2'',5, par une température extérieure comprise entre 8 et 10 degrés, brûle en vingtquatre heures :
CarboDe «. • . 246.5,1
Hydrogène 24,4
En même temps, il perd par le poumon et par la peau, sous forme de vapeur et à la température de 37 degrés :
Eau 792lsr,8
510 PHTSIQUK MÉDICALE.
Par conséquent, le cheval, par kilogramme et par heure :
Produit \ ^^^ ** combustion du carbone 2,017 calories.
(par 1a combustion de Thydrogène. .... 0,085 —
Chaleur totale produite 2,102 —
Perd, par Tévaporation pulmonaire et cutanée . . 0,459 —
Reste....... 1,643 —
Mouton. — En prenant la moyenne des résultats fournis par la seconde et la troisième série des recherches faites par M. Barrai, nous trouvons qu'un mouton du poids de 27 kilogrammes, par une température extérieure comprise entre 14 degrés et 20^,75, brûle en vingtquatre heures :
Carbone (1) 2088<',639
En même temps, il perd par le poumon et par la peau, sous forme de vapeur et à la température de 37 degrés :
Eau 781g^l40
Par conséquent, le mouton, par kilogramme et par heure :
Produit, par la combustion du carbone 2,601 calories.
Perd, par Tévaporation pulmonaire et cutanée. . . 0,691 —
Reste......:.. i,9t0 —
Le mouton et le cheval produisent donc, par les com-
(1) Nous avons expliqué (page ^69) pourquoi, chez le mouton observé par M. Barrai, Foxygène absorbé était employé, en tolalHe\ à brûler le carbone des matériaux du sang.
bustûjns respiratoires, plus de chaleur qu'il n'en faut pour suffire à l'évaporation de Teau éliminée par le poumon et par la peau. Les résultats, pour les mammifères, sont de même nature que pour les oiseaux; la différence ne consiste que dans la quantité de chaleur dont l'animal peut disposer pour résister à l'action des agents extérieurs. Cette difierence, d'ailleurs, pouvait être prévue et dépose hautement en faveur de la doctrine de Lavoisier, En eifat, tous les observateurs sont d'accord sur ce fait que les oiseaux ont et conservent, dans toutes les circonstances, une température supérieure à celle des mammifères. Nous savons, en outre, que le rayonnement et le contact des gaz déterminent un refroidissement beaucoup plus considérable chez les animaux d'un petit vo<lume que chez les grands animaux : aussi nous venons de voir que, à poids égal, dans un même espace de temps, dans des conditions atmosphériques semblables, compensation faite des effets de l'évaporation, la tourterelle produit quatre ou cinq fois plus de chaleur qu'un cheval et qu'un mouton.
La comparaison de l'intensité des phénomènes physico-chimiques de la respiration chez ces deux derniers animaux, met bien en évidence l'influence du volume du corps. La température du cheval est sensiblement la même que celle du mouton : le premier a le poil ras, et, autour de lui, l'air était à 8 ou 10 degrés; le second est protégé par une épaisse toison, et il a été observé entre 1/i et 20 degrés; cependant, malgré ces circonstances favorables, à poids égal et dans le même espace de temps, déduction faite des effets de l'évaporation, le
mouton, qui, à cause du moindre volume de son corps, donne plus de prise aux actions réfrigérantes extérieures, a produit 1,910 calories, tandis que le cheval n'en a fourni que 1,643.
Homme. — Nous avons dqà rapporté, pour rhomrae, deux séries de résultats parfaitement concordants, obtenus les uns par Lavoisier et par la méthode directe, les autres par M. Barrai et par là méthode indirecte. Nous pouvons, à l'aide de ces observations, déterminer la quantité de chaleur dont l'homme adulte peut disposer dans le climat de Paris.
1" Des résultats obtenus par Lavoisier, cités page 332, nous déduisons qu'un homme de trente à quarante ans, et du poids de 60 kilogrammes, brûle en vingt-quatre lieures, à la température moyenne de Paris :
gr.
Carbone 312,912
Hydrogèae 22,392
En même temps, il perd par le poumon et par la peau, sous forme de vapeur et à la température de 37 degrés :
Eau 1242S' ,864
Par conséquent, cet homme, par kilogramme et par heure :
Produit ! P*^ ^^ combustion du carbone 1 ,756 calories.
{ par la combustion de Thydrogènc. . . . 0,534 —
Chaleur totale produite 2,290 —
Perd, par Tévaporation pulmonaire et cutanée. . . 0,483 —
Reste 1,807 —
2" En prenant la moyenne des deux premières expériences de M. Barrai, citées page 360, nous trouvons qu'un homme de vingt-neuf ans, du poids'de fil^^^, à la température moyenne de 10", 13, brûle en vingt-quatre heures :
Carbone , 289,00^
Hydrogène 18,559
En même temps, il perd par le poumon et par la peau, sous forme de vapeur et à la température de 37 degrés :
Eau 1222g<,646
Par conséquent, cet homme, par kilogramme et par heure :
Produit [ ^^^ ^* combustion du carbone 2,0i8 calories.
(par la combustion de Thydrogène. ..... 0,561 —
Chaleur totale produite.. i 2,609 —
Perd, par Tévaporation pulmonaire et cutanée. . . 0,615^ —
Reste 1,994 —
3** D'après la troisième expérience de M. Barrai , citée page 360, un homme de cinqyante-neuf ans, du poids de58S7, par une température extérieure de 6°,32, brûle en vingt-quatre heures :
gr.
Carbone 296,789
Hydrogène. . » 12,209
En même temps, il perd par le poumon et par la peau, sous forme de vapeur et à la température de 37 degrés :
Eau 522gr,703
514 PHTSIQUR MÉDICALE.
Pdf conséquent, cet homme, par kilogramme et par heure :
Prodait |
par la combustion da carbone 1,702 calories.
par la combustion de Phydrogène 0,299
Chaleur totale produite 2,001
Perd, par Tévaporation pulmonaire et cutanée . . 0,21 3 —
Reste 1,788 —
La moyenne de ces trois séries d*expéri^nces indique donc que, sous le climat de Paris, Thomme entre trente et quarante ans, par kilogramme et par heure :
Produit moyennement 2,300 calories.
Perd, par Tévaporation pulmonaire et cutanée. . . 0,437 —
Et ne peut, en réalité, disposer que de 1 ,863 —
Si nous comparons ces résultats à ceux que nou< avons obtenus chez les autres mammifères, nous voyons que, compensation faite des effets de révaporation , l'homme produit un peu plus de chaleur que le cheval et un peu moins que le mouton. Ces différences traduisent l'influence, déjà si souvent invoquée, de retendue de la surface du corps sur la consommation d'oxygène: elles sont pourtant assez faibles pour prou ver querhomme, par l'intensité des phénomènes physico-chimiques de la respiration, se place à côté des animaux dont il se rapproche le plus par sa température.
Dans les régions tempérées de l'Europe, où la température moyenne de l'année est de 20 à 30 degrés audessous de celle de son corps, l'homme dans la force de l'âge et dans l'état de repos, après avoir sulB aux besoins
do révaporation pulmonaire et cutanée, ne peut donc disposer, par kilogramme et par heure, que de 1,863 calories. Avec cette faible quantité de chaleur, suffisante à peine pour élever de 2 degrés la température de son corps, il faut qu'il résiste aux effets réfrigérants du rayonnement et du contact incessant des gaz de Tatmosphère. Ces ressources ne lui suffiraient certainement pas pour maintenir l'invariabilité de sa température : il suc-* comberait dans la lutte contre les agents extérieurs, si son industrie ne l^aidait pas à roodéi*er leur action en remplaçant, par des moyens artificiels, cette fourrure que la nature lui a redisée et qu'elle a accordée aux anir maux supérieurs d'autant plus épaisse qu'ils habitent des climats plus froids. Les vêtements, dont l'homme s'enveloppe, ne sont donc pas, pour lui, de simples objets de luxe ou de convenance : ils lui forment des abris utiles, indispensables, à l'aide desquels il peut vivre et se développer librement à la surface du globe. Dépourvu de cette ressource, il userait vainement ses forces dans une lutte disproportionnée, et ne parviendrait pas à mettre son organisme en harmonie avec les conditions de température du milieu ambiant.
ConciiMioiis. — L'observation directe nous a démontré que, dans toute la série animale, la respiration est une source puissante de chaleur; en poursuivant l'étude de cette fonction dans les comlîtions physiologiques les plus variées, dans toutes les périodes du développement de ranimai et dans les diverses classes zoologiques , nous
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avons vu son activité se modifier de manière à mainten'. l'harmonie la plus complèteentre la production de chaleur et l'action des causes extérieures derefroidisseroeni Ces faits et ces discussions prouvent, d'une manière indubitable, que :
1" L'action de combustion lente exercée, sur les maieriaux du sang, par l'oxygène, que les surfaces respiratoires puisent incessamment dans le milieu ambiante: déversent dans l'économie, est la véritable et uniqut source de la chaleur produite par les animaux.
2° Entre les animaux à température constanie et lee animaux à température variable , la différence provient uniquement de la quantité d'oxygène absorbé et de l'intensité des combustions respiratoires.
