CARBO
HTDROttftllB.
OXTAiRI.
AIOTI.
Matière organique fournie par les aliments
Hatière organique expulsée par les excréments
Resle, ou matière organique éliminée par les poumons ou la peau
Ces chiffres montrent que l'oxygène est trop faible pour transformer en eau tout l'hydrogène éliminé par la respiration, qu'il y a par conséquent une partie de l'hydrogène combiné avec l'oxygène de l'atmosphère pour former de l'eau. Le carbone s'est également combiné avec le reste de l'oxygène absorbé par l'animal.
La tourterelle a éliminé par les poumons et par la peau en 24 heures :
1° 5,620 grammes d'eau contenue toute formée dans l'eau et les aliments solides ;
2*^ 5,071 grammes de carbone, qui se sont combinés avec 13,523 grammes 4d'oxygène pour produire 18,594 grammes d'acide carbonique;
5"* 0,582 grammes d'hydrogène et 4,660 grammes
d'oxygcne, fournis par les aliments, qui représentent 5,242 grammes d*eau ;
^ 0,124 grammes d'hydrogène fournis parles aliments, qui se sont unis à 0,992 grammes d'oxygène absorbé et emprunté à l'atmosphère, pour produfre 1,116 grammes d'eau;
b"" 0,159 grammes d'azote éliminés sous cette forme.
En résumé, en 24 heures :
Elle a exhalé par le poumon I ?*?, ^ ^"P^^*"- . I r— r ; Acide carboDique
«* •• P*»" Aiote. . . . .
Elle a absorbé | Oxygène
( Carbone.
Elle a brûlé i u j x
\ Hydrogène. .
Cette observation montre qu'indépendamment des 1 4,51 5 grammes d'oxygène empruntés à l'atmosphère, cette tourterelle a éliminé par les poumons et par la peau 4,660 grammes d'oxygène fourni par la matière organique des aliments.
M. Barrai^ a employé la même méthode sur des hommes. Il a trouvé dans une expérience qu'un homme de 29 ans, du poids de 47 kilog., la température extérieure étant de 0°,5 a fourni en une heure par la peau et les poumons
i Acide carbonique j Uxygène. . . 37,500 exbalé. 54,288) Carbone brûlé . 13,988
Eau pro- j Oxygène. . . 6,929
duite.. 7,795 j Hydrog. brûlé. 0,866
Oxygène total absorbé eniine heure 44,229
Azote exbalé par heure 0,596
^ Annales de chimie et de physique, 3* série, tome XXV, p. 129. (îavarret. Physique médicale^ p. 358
Le même homme, à la température de 20^, a fourni en une heure :
I Acide carbonique I Oxygène. . . 26,922 eihilé. 37,017 ( Carbone brûlé. 10,095
E«|i pro- ( Oxygène. . . 4,860
dnite.. 5.467 ) Hydrog. brûlé. 0,607
Oxygène total absorbé en une heure 31,782
Axote exhalé en une heure 0,421
Un homme de 59 ans, du poids de 58 kilog., la température extérieure étant de 6'',32, a fourni en une heure par les poumons et la peau :
I Acide carbonique i Oxygène . . • 52,979 exhalé. 45,346} Carbone brûlé. 12,367
Eau pro- ) Oxygène. . . 4,067
duite. . 4,575 ) Hydrog. brûlé. 0,508
Oxygène toUl absorbé 57,046
Azote exhalé par heure 0,400
Ces expériences constatent l'influence de l'âge et celle de la température extérieure sur l'activité des phénomènes chimiques de la respiration.
BéiBBioia des méthodes directe et tadireele. —
PettenkofTeretVoitS dans ces dernières années, ont entrepris de nouvelles recherches sur la respiration. Ils combinent l'emploi des méthodes directe et indirecte, et dosent tout à la fois l'eau et l'acide carbonique exhalé, et l'oxygène employé.
La méthode consiste à faire vivre l'animal ou le sujet mis en expérience dans un air constamment renouvelé et mesuré d'une manière exacte. On le place dans une chambre assez grande pour que la respiration s'opère
* Pettenkofler et Voit, Annalen der Ckemie, Supplem. II, S. i ; 1S63 ; elS. 561; 1861.
d'une manière normale, tandis qu'il y reste vingt-quatre heures, soit en repos, soit en mouvement. Les chambres employées variaient de 2,235 à 12,7 mètres cubes.
On fait traverser la chambre par un courant d'air constant et régulier, produit par l'action de deux cylindres d'aspiration faisant l'office de pompe, à l'aide de deux pistons mis en mouvement par une machine à vapeur. On mesure la quantité d'air, en lui faisant traversa un compteur semblable à ceux dont on se sert dans l'industrie du gaz. Ces compteurs, lorsqu'ils sont bien construits, peuvent mesurer tout aussi bien une petite qu'une grande quantité de gaz passant dans un temps donné. Dans les expériences de Pettenkoffer et Voit le volume du gaz qui traverse l'appareil est, en général, de 24,000 mètres cubes en vingt-quatre heures.
Le gaz est ensuite soumis à l'analyse. On ne peut espérer doser d'une manière exacte l'acide carbonique d*un si énorme volume d'air. On doit n'en analyser qu'une fraction, mesurée à l'aide d'un petit compteur. L'expérience prouve que, sur 20,000 litres qui passent en un jour, il est préférable de n'opérer que sur 5 litres, et de multiplier le chiffre trouvé par 4,000 pour avoir la quantité d'acide produit en vingt-quatre heures. On détermine l'acide carbonique par la méthode volumétrique ; on emploie une solution de baryte comme liqueur alcaline, et comme liqueur acide une solution d'acide oxalique d'une concentration telle, que l*"' suffise pour neutraliser exactement 1 milligramme de baryte. Cette solution se prépare en dissolvant 2,8636
RESPIRATIOn. S93
gramnies d'acide oxalique pur, cristallisé et desséché sur 1 acide sulfurique, dans un litre d'eau à 12 degrés.
Ce moyen d'analyse, le seul praticable, présente de graves inconvénients. Les causes d'erreur, même les plus légères, se trouvent multipliées par un chiffre si considérable, qu'on pourrait douter de la justesse finale des résultats. Voici quelle est en réalité la Umite de l'exactitude de cette méthode. On arrive à doser l'acide carbonique d'une manière assez précise pour déterminer exactement le 1/10 de milligramme d'acide carbonique. Cette précision, que MM. Pettenkoffer et Voit atteignent, correspond à une erreur de moins de 1/2 pour 100 de la totalité du gaz mesuré. Aucun des procédés employés jusqu'ici ne donne des résultats aussi exacts. L'eau est retenue par de la ponce imprégnée d'acide sulfurique.
L'air contenu dans la chambre, et qui renferme les produits de l'exhalation pulmonaire et cutanée, contient encore de l'hydrogène et du gaz des marais. Pour les doser, on fait passer une partie du gaz, mesuré par un autre petit compteur, à travers un tube chauffé au rouge. L'hydrogène se transforme en eau, le gaz des marais en eau et en acide carbonique ; on dose la totalité de ces produits. L'excès du poids des chiffres trouvés sur la quantité d'acide carbonique et d'eau trouvée précédemment correspond à l'hydrogène libre et au gaz des marais. Un simple calcul suffit pour déterminer les quantités respectives des deux gaz.
Les recherches précédentes donnent la quantité de
394 GHIUIE BIOLOGIQUE.
gaz dégagé par la respiration et l'exhalation cutanée. On dose l'oxygène absorbé par la méthode indirecte de M. Boussingault. On détermine dans chaque observation le poids du corps, avant, et après l'expérience, le poids de la nourriture et des boissons, celui des produits éliminés par l'intestin et par les reins.
Un chien, nourri avec 1,500 grammes par jour de viande privée de graisse, a excrété en moyenne 1075 grammes d'urine, 40*', 7 de matières fécales, 538*',2 d'acide carbonique, 354^,8 d'eau, 1*\6 de gaz des marais, 1*',4 d'hydrogène, et a absorbé 477*',2 d'oxygène à l'air, ce qui représente, pour 100 grammes d'oxygène contenu dans l'air, 82 grammes d'acide carbonique.
L'expérience prouve qu'il y a égalité entre le poids de l'azote introduit par les -aliments et celui du même gaz excrété dans l'urine et les matières fécales. Le poids moyen de l'urée était d'environ 100 grammes, d'après des déterminations faites par la méthode de Liebig, qui, comme on sait, fait passer pour urée les petites quantités d'acide urique, de créatine, etc., qui se trouvent mélangées avec elle.
Les sels étaient de 16,3 grammes. Le résidu solide de Turine := 152 grammes. En retranchant de ce poids celui de l'urée et des sels, il reste un résidu de 28 grammes pour d'autres matières organiques dont l'analyse brute a donné :
Carbone 9,6
Hydrogène 2,5
Azote 15,9
L'animal rendait 40'^7 de matières fécales fraîches, représentant 11^,2 de matières sèches, composées de :
Carbone 4,9
Hydrogène. . ' 0,7
Àzole 0,7
Oxygène 1,5
Sels 3,4
Connaissant les poids de l'urine, des matières fécales, des gaz absorbés et excrétés, on a tous les facteurs pour établir une égalité entre les éléments fournis par la nourriture et l'oxygène absorbé de l'air, avec les éléments excrétés.
Les 1500 grammes de viande sont composés comme il suit :
187;8 grammes d'acide carbonique.
152,45 — d*hydrogène, dont 25,95 dans la substance sèche
de la viande.
1 26,5 dans Teau de la viande.
51,0 — d'azote. 1089,25 — d*oxygène, dont 77,25 dans la substance sèche
de la viande.
1012,0 dans Teau de la viande.
19,5 — de sels.
Parmi les recettes, il faut encore ajouter Toxygène absorbé directement de l'air ; il a été, pour la m*oyenne de trois expériences, de 477*',2. En additionnant ce chiffre avec celui de l'oxygène contenu dans la viande, on a le chiffre complet de l'oxygène introduit dans l'organisme : =1566*%45.
On établit ainsi la balance suivante entre les produits d^absorption et d'excrétion :
SOO CHIMIE BIOLOGIQUE.
BECETTES. DéPBKSES.
Acide carljonique 187,X 1S4,0
Hydrogène 152,5 157,3
Awte 54,0 51,1
Oxygène 1506,4 1599,7
Sels 10,5 ^ 19,7
Totol 1977,2 20 1,8
Difiérenoe 34,6
Cette différence 54'', 6 est à peine de 1 pour 100 sur la somme des recettes et des dépenses, 3989 grammes. Une discussion attentive des chiffres trouvés montre qu'en réalité elle est moindre encore.
Les recherches faites sur Thomme donnent des résultats semblables.
Pettenkoffer et Voit ^ firent leurs expériences sur un horloger de vingt-huit ans, du poids de 70 kilogrammes, et sur un tailleur de trente six ans, pesant 55 kilogrammes. On les soumit à divers genres d'alimentation : viande , albumine , œufs , amidon et sucre, beurre, extrait de viande étendu d'eau. On eut soin que les sujets fussent soumis, douze heures avant le commencement de Texpérience, au régime qu'ils devaient suivre pendant vingt-quatre heures. Pour doser rurée,,on sépara d'abord les chlorures par l'azotate d'argent, et on dosa avec les sels de mercure. L'analyse de l'urine fournit en moyenne 9'',31 d'azote pour 700 grammes d'urine, chiffre qui s'accorde complètement avec celui de l'azote contenu à l'état d'urée, 9*^,40. On détermina le poids des matières solides et
* PilUMikotTer et Voit, Vntersuchungen ûber der Stoffverbrauck der norntalen Mensctien [ZcUtchr. fur Biologie, B. Il, S. 459).
de Teau, en desséchant 5 grammes d'urine, et on eut le poids des cendres après la calcination. Les excréments étaient recueillis et pesés avec soin ; les gaz dosés dans Tappareil.
Ils ont trouvé que les proportions de gaz formé étaient :
lOOR.
KUIT. BR U BEITHE8.
Acîde c«rboniqtte. 884,6 Eaa 1094,8
La détermination de l'oxygène est obtenue, comme dans la méthode indirecte, par la diiiïérence entre le poids des substances introduites par la nourriture et les boissons, et les produits d'excrétion éliminés par les reins, l'intestin, la peau et les poumons.
