CHAPITRE II
Respiration et chaleur animale
La respiration est la fonction qui a pour but de transformer le sang veineux en sang artériel. C’est au niveau des poumons que le sang veineux échange l’acide carbonique (gaz résultant de la combustion intime qui se passe dans nos tissus, et impropre à l’existence), dont il s’est chargé, contre l’oxygène qu’il puise dans l’air atmosphérique contenu dans les poumons (i).
L’appareil respiratoire se compose de deux parties principales : i° les poumons ; 20 la cage thoracique
Poumons. — Ils sont au nombre de deux et remplissent, avec le cœur, la cavité thoracique ; ils communiquent avec l’air extérieur par les orifices du nez et de la bouche, au moyen de canaux ( bronches et trachée-artère).
(1) L’air atmosphérique est indispensable aussi bien à l’existence des végétaux qu’à celle des animaux; son insuffisance explique l’étiolement de la plante et du prisonnier. Les poissons eux-mêmes respirent l’air atmosphérique dissous dans l’eau.
Leur consistance est' celle d’une éponge ; ils sont doués d’une très grande élasticité.
Leur forme est celle d’un cône, aplati sur les
Fig/37. — Rapports du cœur, des poumons et des gros vaisseaux.
1. Ventricule droit. — 2. Ventricule gauche. — 3. Oreillette droite. — 4. Oreillette gauche. — 5. Artère pulmonaire. — 6, 6’. Artère aorte. — 7. Veine cave supérieure. — 8. Branche droite de bifurcation de l’artère pulmonaire. — 9. Bronche gauche. — 10. Veine cave inférieure. — 11, 12. Poumons. — 13. Trachée-artère.
côtés, à sommet supérieur ; des rainures profondes les divisent en lobes , au nombre de deux pour le poumon gauche et de trois pour le pou-
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mon droit. Leur base est parfaitement moulée sur le diaphragme.
Le poids des deux poumons est de un kilogramme environ ; ils sont plus légers que l’eau, dans laquelle ils ne s’enfoncent que lorsqu’ils n’ont pas encore respiré (fœtus) (1).
Structure du poumon. — Le poumon est constitué par l'agglomération d’une foule de petits renflements creux appelés lobutes pulmonaires. La coque de ces lobules est extrêmement mince, formée de tissu conjonctif et très riche en fibres élastiques. A la face interne de cette coque se trouve un réseau serré de vaisseaux capillaires excessivement ténus, dernières ramifications de l’artère pulmonaire, dont la lumière est juste suffisante pour le passage du globule sanguin.
Ces lobules sont groupés aux extrémités de petits canaux appelés canalicules respirateurs, comme les grains de raisin à l’extrémité d’une grappe. Les canalicules respirateurs ont la même texture que les lobules et vont s’aboucher avec les dernières ramifications des bronches. Le lobule pulmonaire constitue essentiellement la surface respiratoire.
Les bronches forment, dans chaque poumon,
(1) Cest là une expérience facile et concluante, employée fréquemment par le médecin expert pour reconnaître dans les cas d’infanticide si l’enfant a respiré, c’est-à-dire s’il est né viable.
un arbre qui se ramifie à l’infini pour venir s’aboucher, par ses dernières divisions, avec les
Fig. 38. — Voies respiratoires.
A, Bouche. — B. Fosses nasales. — C. Epiglotte. — D. Larynx. E. Trachée-artère. — F. Bronche gauche. — G. Bronche droite. II. Ramifications bronchiques du lobe supérieur. — I. Ramifications du lobe moyen. — J. Ramifications du lobe inférieur.
canalicules respirateurs. Les parois des bronches sont composées d’une série d’anneaux cartilagineux destinés à les maintenir béantes
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contre la pression atmosphérique ; elles sont tapissées à l’intérieur par une membrane muqueuse.
Toutes les ramifications bronchiques d’un poumon viennent finalement se réunir en un seul tronc qui sort du poumon vers le milieu de sa face interne, accompagné par les veines et l’artère pulmonaires. Le point d’émergence de ces organes se nomme hile du poumon. Les deux troncs bronchiques droit et gauche se réunissent en un seul conduit appelé trachée-artère , situé au-devant de l’œsophage. La structure de la trachée est la même que celle des bronches.
En haut, la trachée se continue par le larynx. Le squelette du larynx est formé de plusieurs pièces cartilagineuses ; il a la forme d’une pyramide triangulaire dont la base se fixe à l’os hyoïde, en arrière de la base de la langue ; sa face postérieure forme la paroi antérieure du pharynx ; son bord antérieur est saillant sous la peau ( pomme d'cAdam) (i).
(i) Le larynx présente vers le milieu de sa cavité un point rétréci nommé glotte. La glotte est l’espace compris entre les deux cordes vocales ; celles-ci sont formées, de chaque côté, par un repli de la muqueuse limitant une ouverture en forme de fente antéro-postérieure. Chaque corde vocale est fixée en arrière à un cartilage mobile, mis en mouvement par des muscles, ce qui permet l’écartement ou le rapprochement des cordes vocales entre elles, ainsi que leur différent degré de tension destiné à modifier la hauteur, le timbre et l’intensité du son produit par le passage de la colonne d’air au niveau de cet orifice rétréci (voix, chant). Dans cet appareil le son est produit par les vibrations des bords de la glotte; le larynx constitue donc un véritable instrument à anche.
A l’orifice supérieur du larynx se trouve une lame cartilagineuse, appelée épiglotte , destinée à le protéger, en s’abaissant au moment de la déglutition, contre la pénétration des aliments.
Thorax. — Il a été suffisamment décrit à propos des os, des muscles et des articulations. Il suffira d’ajouter que les poumons ne sont pas en contact direct avec la face interne des côtes et des muscles qui constituent les parois thoraciques» Une membrane séreuse, nommée plèvre , revêt toute la surface extérieure des poumons et se replie pour tapisser la face interne des parois thoraciques. L’espace compris entre ces deux feuillets de la plèvre est absolument vide d’air. La plèvre est une membrane séreuse lubrihante, analogue aux synoviales articulaires, destinée à faciliter les mouvements du thorax et des poumons pendant le jeu de la respiration.
Mécanisme de la respiration. — C’est par un véritable jeu de soufflet que le thorax fait pénétrer l’air dans l’intérieur des poumons ; le mécanisme comporte deux mouvements : un mouvement de dilatation ou inspiration , un mouvement d’affaissement ou expiration.
Pendant l’inspiration, la cage thoracique s’agrandit dans tous ses diamètres : i° de haut en bas, par la contraction du diaphragme qui, à la façon d’un piston, se retire de la cavité thoracique ou y pénètre alternativement ; 20 d’arrière en avant, par le jeu des côtes qui projet-
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tent, en s’élevant, le sternum en avant ; 30 latéralement, par ce même jeu des côtes qui décrivent un mouvement de rotation autour de la corde qui sous-tend leur arc.
L’expiration est le résultat du retour sur elle-même de la cage thoracique ; elle ne réclame^ dans la respiration ordinaire, l’intervention d’aucune puissance musculaire active.
Tous les muscles que nous avons signalés comme respirateurs n’entrent pas en jeu habituellement dans la respiration normale ; ils n’interviennent que dans les mouvements forcés d’inspiration et d’expiration (accès d’asthme, essoufflement après la course).
L’action des muscles intercostaux a été fort discutée : il semble cependant établi que les intercostaux externes sont inspirateurs et les intercostaux internes expirateurs (1).
(Test le muscle diaphragme qui a la plus grande part dans les mouvements de l’inspiration, principalement chez l’homme et chez l’enfant. La respiration de l’homme, pour ce motif, est dite abdominale , par opposition .à la respiration de la femme, qui est dite costale ;
(1) C’est ce qui paraît établi par le seul examen de la figure 39, représentant la direction des fibres des intercostaux lorsque les côtes sont dans la position relevée (inspiration) et dans la position abaissée (expiration). On voit que l’intercostal externe ee' dans l’inspiration, et l’intercostal interne iï dans l’expiration sont manifestement raccourcis (contractés). Cette figure est connue sous le nom de schéma de Hamberger.
cette respiration costale de la femme (ainsi nommée à cause de la prédominance du jeu des côtes) doit être rattachée aux fonctions spéciales de l'utérus, dont le développement pendant la grossesse eût entravé, à coup sûr, le jeu du diaphragme.
Les poumons dans le thorax se trouvant en une cavité parfaitement close,, sans autre communication avec l’air extérieur que par le larynx, sont condamnés à suivre tous les mouvements de la cage thoracique ; leur rôle est absolument passif pendant l’inspiration. 11 n’en est pas de même pendant l’expiration : ici, leur élasticité entre enjeu quand la contraction des muscles inspirateurs est terminée, entraînant dans leur retrait la cage thoracique.
Quelques chiffres vont donner une idée de l’importance de l’acte physiologique qui s’accomplit au niveau des poumons. La surface respiratoire égale 200 mètres carrés et la surface occupée par le sang 150 mètres carrés environ, représentant près de 2 litres de sang; par suite du renouvellement incessant de ce sang, on estime à 20,000 litres la quantité de sang qui circule en vingt-quatre heures dans nos poumons.
La capacité respiratoire maximum des poumons est de 4 litres environ ; il reste toujours dans les poumons un litre d’air que l’expiration ne peut expulser, d‘oÿ une quantité de trois litres d’air que l’on peut introduire dans une
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inspiration forcée. Mais, dans la respiration ordinaire, l’homme n’inspire qu’un demi-litre d’air: le chiffre des inspirations étant de quinze environ par minute, nous inspirons donc en vingt-quatre heures 10,000 litres d’air (1).
Fig. 39.
Les mouvements respiratoires ont une action marquée sur la circulation, la pièce principale de l’appareil circulatoire étant logée dans la cavité thoracique. Dans l’expiration forcée, le cœur reçoit une pression considérable qui ralentit ses contractions et peut même aller jusqu’à effectuer son arrêt; c’est par suite de ce 'mécanisme que l’on voit la face se congestionner pendant l 'effort.
(1) En appliquant l’oreille contre le thorax, on perçoit un bruit produit par le passage de l’air dans les bronches et les vésicules pulmonaires; les modifications éprouvées par ce bruit dans les diverses maladies des poumons permettent de reconnaître la nature de la maladie. Ce mode d’exploration est connu sous le nom à.' auscultation.
L’étude du phénomène de l’effort se rattache intimement au mécanisme de la respiration. Nous faisons intervenir l’effort chaque fois que nous voulons demander à nos muscles un travail énergique. Pour accomplir ce travail, il leur faut un solide point d’appui: ce point d’appui, c’est le thorax que nous immobilisons dans ce but en contractant notre glotte de façon à enfermer dans nos poumons tout l’air qu’ils contiennent (1 ).
Phénomènes chimiques de la respiration. — Ils consistent dans les échanges gazeux qui se passent entre l’air atmosphérique et le liquide sanguin, à travers les parois excessivement minces des vaisseaux capillaires qui tapissent les lobules pulmonaires.
Modifications éprouvées par l'air inspiré . — Nous rappelons que l’air atmosphérique se compose de 21 parties d’oxygène et 79 parties d’azote ; or, celui que nous exhalons par l’expiration ne contient plus que 16 parties d’oxygène : la quantité d’oxygène disparue y est remplacée par de l’acide carbonique. On y constate
(1) L’effort peut entraîner des accidents graves, par retentissement sur la circulation (ruptures de vaisseaux sanguins, d’anévrismes, apoplexie, etc.); en outre, il peut être assez considérable pour vaincre la résistance de certains points faibles des parois de l’abdomen, principalement au niveau du canal inguinal et du canal crural, et projeter au dehors de la cavité abdominale l’intestin et d’autres viscères. Tel est le mécanisme le plus ordinaire de la production des hernies (hernies dites de force).
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en outre une certaine quantité de vapeur d’eau (1).
Modifications éprouvées par le sang. — La différence de coloration entre le sang veineux et le sang artériel est due uniquement à la présence de l’oxygène. En agitant du sang veineux dans un flacon contenant de l’oxygène, il prend rapidement la coloration rouge du sang artériel : on constate, en outre, qu’une certaine quantité d’oxygène a été absorbée et qu’il s’est dégagé de l’acide carbonique. Cette expérience reproduit exactement ce qui se passe dans nos poumons. '
Il se passe dans l’intimité de nos tissus une véritable respiration (échange de gaz); cette respiration consiste essentiellement en un phénomène de combustion (oxydation). L’oxygène apporté par le sang artériel va oxyder les principaux éléments constituants de nos tissus (carbone, hydrogène, azote, soufre, etc.); l’acide carbonique (combinaison du carbone et de l’oxygène), qui est le résultat de cette combustion, est repris parle sang veineux et exhalé par la surface pulmonaire. C’est au chimiste français Lavoisier qu’est due l’assimilation de la respiration avec la combustion.
La privation d’air respirable entraîne Vas-
(1) Cette vapeur d’eau est facile à constater en expirant sur une glace suffisamment froide, qui se ternit par suite de la condensation à sa surface de la vapeur d’eau.
phyxie (i); il en est de même de l’absorption, par la respiration, de gaz délétères.
Chaleur animale. — Les variations thermiques ambiantes n’ont qu’une très faible action sur la température du corps humain, qui se maintient à un chiffre à peu près constant (370). Notre corps produit donc de la chaleur, et la source de cette chaleur réside évidemment dans les combustions qui se produisent dans l’organisme.
La quantité de chaleur produite par l’organisme est essentiellement variable : elle est en rapport direct avec l’activité de la nutrition (2),
( 1 ) Le danger des salles de théâtre et autres lieux analogues provient de la quantité d’acide carbonique exhalée, se mélangeant à un air non suffisamment renouvelé Une quantité de quatre millièmes d'acide carbonique dans l’air suffit déjà pour le rendre nuisible. C’est sur ces données qu’est basée l’hygiène des habitations, exigeant une ventilation suffisante et un certain cubage d’air par habitant. La capacité d’une chambre à coucher doit être de 20 mètres cubes par habitant : d’après ce chiffre, on voit que toutes les chambrées de nos casernes ont un cubage insuffisant.
Les troubles de la respiration éprouvés dans les ascensions des hautes montagnes et par les aéronautes sont dus à la diminution de la quantité d’oxygène, par suite de la raréfaction de l’air à une certaine hauteur.
Il est important de connaître le rôle des plantes visà-vis de 1 air atmosphérique. Sous l’influence de la lumière solaire elles absorbent l’acide carbonique contenu dans l’air et le décomposent : le carbone se fixe dans les tissus de la plante et l’oxygène se dégage dans l’air. Pendant la nuit, c’est un phénomène inverse qui se produit : la plante exhale de l’acide carbonique, d où le danger bien connu de la présence de plantes, la nuit, dans une chambre à coucher.
(2) Activité portée à un haut degré par les exercices gymnastiques.
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l’abondance des aliments et leur richesse en carbone et hydrogène : aussi comprend-on aisément pourquoi les peuples du Nord ont besoin d’une nourriture plus abondante et surtout plus riche en aliments hydrocarbonés (1). Chez les vieillards, dont la nutrition est moins active, la chaleur diminue ; dans la fièvre, où il y a grande activité circulatoire, il y a augmentation de chaleur ; dans le choléra où, par suite delà grande déperdition d’eau par les selles et les vomissements, le sang devient poisseux et ne circule plus, il y a refroidissement (algidité).
La déperdition de la chaleur produite se fait par la surface du corps (peau) quand la température extérieure est inférieure à celle du corps. Ce rayonnement de la chaleur est limité par la structure cornée de l’épiderme de la peau, les poils et surtout le tissu adipeux (graisse) (2).
Si la température extérieure est considérable, ces mêmes agents protecteurs luttent encore : mais alors intervient surtout l’évaporation qui se fait à la surface de la peau et des poumons. Plus l’air sera sec, plus cette évapo-
(1) On appelle aliments hydrocarbonés ou respiratoires ceux qui sont composés d’oxygène, d’hydrogène et de carbone, par opposition aux aliments plastiques qui contiennent en plus de l’azote. Ce sont surtout les aliments hydrocarbonés qui, par leur combustion, produisent la chaleur animale (fécules, farines, etc.) ; les aliments plastiques sont plus spécialement destinés à la réparation de nos tissus (viandes, chair musculaire).
(2) Aussi trouve-t-on la graisse plus abondante chez les nouveau-nés et chez les animaux des régions polaires.
ration sera rapide ; ce fait rend bien compte de la différence de résistance de l’homme aux chaleurs sèches et aux chaleurs humides (i).
(i) Pendant mon séjour à Gafsa (Tunisie) en 1885, le thermomètre marquait presque chaque jour, durant la période des forte.s chaleurs, le chiffre de 440 centigrades à l’ombre : cette température excessive était pourtant relativement bien supportée par tout le monde, à cause de la sécheresse absolue de l’air (hygromètre à o°).
J’ai pu constater également pendant les longues et pénibles colonnes que nous avons faites dans le Sud oranais en 1881, à la poursuite de l’insaisissable Bou- Amama, que les soldats ont pu accomplir des étapes parfois très longues (la distance des étapes étant subordonnée à la présence des points d’eau), malgré une température torride des mois de juillet et août, sac au dos et souvent dans des terrains sablonneux. Les accidents se réduisaient à quelques cas d’insolation, rarement mortels.
Par contre, en Annam et en Cochinchine, l’humidité excessive de l'air rend le séjour de ces colonies insupportable à nos soldats, bien que le degré thermique soit très inférieur à ceux que je viens de signaler. Les températures de 36 et 38° centigrades que j’y ai observées étaient intolérables, et les insolations fréquentes et souvent mortelles constituaient un fléau presque aussi redoutable et meurtrier que le choléra.
