L'expérience est facile à faire avec du « Para » pur
2. La phase de relâchement d’un muscle contracté, c'est-à-dire son retour au repos, serait done, d’après cette théorie, celle qui nécessiterait les échanges d'énergie les plus considérables, ce qui se conçoit assez difficilement.
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tenté de consolider la seconde, qui semble admise aujourd'hui sans conteste par la plupart des traités classiques de Physiologie ou d'Histologie. Enfin la troisième considérée comme insoutenable est complètetement tombée dans l'oubli, et n’a été restaurée en partie, sur des bases complètement modifiées d'ailleurs, que tout récemment (VIès, Mackinnon, 1908-09).
Newmann (1879) admet que la biréfringence du muscle tient à des graisses, soit libres, soit combinées dans le plasma, les premières étant directement solubles dans l’alcool-éther, les secondes nécessitant une action préalable de HCI à 1 0/0. L'expérience principale sur laquelle Newmann se base consiste à traiter deux masses égales de substance musculaire par l’alcool-éther, la première directement, la seconde après passage de 24 heures dans HCI à 1 0/0. Le second extrait est beaucoup plus considérable que le premier, et se compose de graisses et d'acides gras.
Cetteexpérience est en somme assez peu démonstrative, l’action d’HCI ne se bornant pas nécessairement à déplacer des acides gras, mais pouvant altérer aussi des albuminoïides; l'épuisement plus parfait de la fibre par cette seconde méthode peut très bien, comme nous le verrons par les recherches de Schipiloff et de Danilewsky, n'être accompagné qu'accessoirement par une action de HCI sur une substance biréfringente très différente des graisses.
Une observation intéressante indiquée par Newmann est celle des muscles congelés : un muscle vivant de Grenouille gelé, se montre entièrement biréfringent, les striations ayant disparu ; la segmentation de la biréfringence reparaît avec le relèvement de la température.
Ranvier (1880) admet, comme Brücke et Engelmann, que la biréfringence de la fibre striée est segmentée : « le disque épais est biréfringent, 29) le disque mince l’est à un degré moindre, 3°) la bande claire estisotrope ». Quant à la nature de la biréfringence, il l’assimile nettement à celle du caoutchouc étiré, dans une comparaison célèbre : un ruban de « caoutchouc de bouteille non vulcanisé », est fortement étiré et refroidi pendant son extension de façon à demeurer rigide sans revenir sur luimême ; si l’on chauffe de place en place avec les doigts le ruban rigide, la rétraction du caoutchouc s'effectue aux endroits chauffés (c'est l'expérience que nous indiquions plus haut) etla bande « se trouve composée de ventres élastiques alternant avec des nœuds rigides ». La bande en question portée sous le microscope polarisant, se montre « constituée par une succession de segments rigides anisotropes et élastiques monoréfringents ». La conclusion de cette comparaison est que «il serait erroné de croire que la propriété de double réfraction entraîne fatale-
ment avec elle celle de la contractilité. Dans ce dernier ordre d'idées, nous serions, en effet, conduits à admettre que le caoutchouc énervé, les faisceaux conjonctifs, certaines régions des certilages, biréfringents comme le muscle, sont aussi contractiles que lui. De cette comparaison même, que je viens de faire, découle une élimination par l’absurde de la théorie de Brücke, car où sait, par exemple, que rien n’est moins contractile qu’un cartilage ou qu’un tendon ». Il est intéressant de constater que des expériences analogues de caoutchouc étiré sont interprétées de deux manières très différentes par Ranvier et par Engelmann, l’un concluant de sa comparaison que la liaison entre la birféringence et la contractilité est absurde, l’autre Lirant de l’assimilation de la rétraction du caoutchouc à la contraction musculaire un argument en faveur de cette même liaison et de ses corollaires.
Hermann (1881) étudie les varialions des constantes optiques de muscle pendant diverses phases de la contraction, au moyen d'une très ingénieuse méthode stroboscopique. Il emploie des gastrocnémiens de Grenouille entiers, et évalue les teintes à l’estime ; il observe que lorsque l’excitation est donnée sur le muscle empêché de se déformer, à aucune phase de la contraction, même à l'excitation, il n’y a de variation de la teinte.
Nous n'insistons guère sur ces premiers points qui relèvent du domaine de la contraction.
Hermann étudie ensuite les variations de la biréfringence par traction au moyen de faisceaux de fibres de la cuisse de Grenouille étirés par entraînement d’une platine mobile de microscope. À la tension, la teinte décroit sans exception ; mais cette décroissance tient-elle à une variation de la différence de marches ou bien simplement à l’amincissement de la fibre? Hermann essaye d'évaluer l'ordre de grandeur de la variation d'épaisseur et constate que la différence de marches décroît d’une façon plus considérable que cela ne correspondrait à la valeur calculée d'après les variations d'épaisseur, ce qui tiendrait à faire admettre soit une baisse effective de la différence de marches, soit une erreur systématique dans le calcul des épaisseurs. Hermann considère le premier cas comme très invraisemblable : d’après l'analogie avec le verre étiré, on devrait s'attendre à une augmentation de la différence de marche, et il est plus probable qu’il y a un aplatissement supplémentaire de la fibre pendant la tension.
Hermann tente alors de comparer la teinte d'épaisseurs égales de deux muscles, l’un tendu et l’autre non, placés à côté l’un de l’autre, et serrés entre deux lames de verres : un couturier tendu, et un cutané non tendu.
Dans ces conditions, le muscle tendu a une différence de marche plus grande que le muscle non tendu, « also in Sinne einer Zunahme des Positivität sprachen », mais par contre les deux muscles ramenés à une même tension lui montrent que la différence de marches est plus grande dans le couturier ; cette expérience est donc entachte d’une cause d’erreur qui lient à ce que les divers muscles d'un même animal présentent toujours des différences, tenant à l'inégalité topographique des tissus interstitiels. Pour trancher cette question, Hermann enfin examine un même muscle sous épaisseur constante, avec une tension variable dans ce cas, la teinte n'est sensiblement pas changée malgré la tension.
Il conclut que la tension est sans influence sur les constantes optiques des substances anisotropes du muscles.
Si donc l'excitation et le changement de formes ne modifient pas les constantes optiques, la contraction normale doit, comme l'avait déjà observé Brücke, faire monter la teinte. Hermann confirme le fait.
En conséquence, Hermann considère que ses expériences s'accordent parfaitement avec l'hypothèse des disdiaclastes de Brücke, mais il ajoute qu’il lui semble douteux que l’anisotropie du muscle ait une signification fonctionnelle ou morphologique.
Les recherches de Schipiloff et Danilewsky sur la chimie musculaire arrivent également à une confirmation des idées théoriques de Brücke, qu'ils matérialisent en quelque sorte sous une forme concrète. Ces auleurs, dans leurs études sur la myosine, constatent le maintien ou la disparition de la biréfringence sous diverses actions. La plus grande partie de la biréfringence provient de la myosine. Celle-ci éliminée, il ne reste qu’une faible biréfringence de la paroi des « cases » de Krause (Z,etc.). Un muscle dont on a extrait la myosine,et fortement gonflé par un acide, ne montre aucune trace de biréfringence ; des traces de l’éclairement de la paroi des cases subsistent lorsque le muscle sans myosine est traité par une petite quantité d'alcool ou de NaOH ; des rétracteurs énergiques (alcool, glycérine, tannin concentré) produisent un résultat plus intense. Ces biréfringences résiduelles proviennent-elles d’une autre sorte de myosine, moins soluble, contribuant à la constitution des cases? l'étude chimique des muscles dont la myosine à été épuisée montre que leurs cendres, au contraire de celles de la myosine contiennent une grande quantité d’acide phosphorique, lié dans la substance fraîche à des molécules organiques. 11 y a un rapprochement à faire entre cette structure et celle de la lécithine ; et en effet l'action à chaud de l’alcool ou de l’éther éthylique sur les muscles exempts de myosine en extrait un corps qui a des affinités avec la lécithine. Cette lécithine a donc son siège dans les parois des cases de Krause. L'objection que
cette lécithine peut provenir des nerfs du musele peut être réfutée : avec 700 grammes de viande dont la graisse et les nerfs ont été soigneusement éliminés, on trouve 1,5 à 2 gr. de lécithine, quantité relativement considérable. Les réactions agissant sur la lécithine vont, dans le muscle sans myosine, achever la disparition de la biréfringence en mème temps que détruire la case : l'éther à 40°, l'essence à ébullition, le chauffage en tube scellé à 1000 avec de l’eau, etc. La biréfringence des parois des cases dépend uniquement de la lécithine, les albuminoïdes résiduels des parois étant dépourvus de réaction optique. Toutes ces recherches se complètent par la constatation de Ja biréfringence de la lécithine extraite du jaune d’œuf, ou même des muscles par léther, et examinée à l'état cristallisé où amorphe.
La biréfringence de l'intérieur des cases (disque Q) est due à la myosine ou à une substance qui disparaît avec elle, mais dans l'extrait par le procédé Danilewsky, on ne trouve aucune autre substance. Pour plus de sûreté les auteurs tentent l’isolement de la myosine. |
Les solutions de myosine très concentrées dans HCI ou AmCI ne montrent aucune biréfringence appréciable même sous 8 mm. d'épaisseur, ce qui s'accorde avec les observations (Brücke, Valentin) d'après lesquelles les muscles gonflés par un acide ou un alcali perdent leur biréfringence. La myosine n’est done point en solution dans le faiceau musculaire. Si par contre on dessèche sur une lame de verre une goutte d’une solution chlorhydrique de myosine concentrée et filtrée, on obtient un petit résidu montrant une très belle biréfringence, qui persiste soit à l’état sec, soit à l'état humide. Une tache biréfringente analogue peut s’obtenir en desséchant une solution chlorhydrique de myosine neutralisée dans un excès de NaOH. Si l’on effectue prudemment la neutralilisation de HCI, et si du dépôt obtenu Fon extrait l'eau au moyen de papier à filtrer, ce dépôt montre une biréfringence croissant avec la diminution de l’eau.
Les mêmes recherches sur les solutions acides et alcalines de divers albuminoïdes ne montrent aucune propriété analogue.
La conclusion est que la biréfringence du faisceau de fibres lavés à l'eau, et contenant encore sa myosine provient de la myosine.
Les solutions de myosine capables de produire un résidu biréfringent sont des suspensions, et non de vraies dissolutions. La myosine syntoninisée à chaud (40-50) par un faible excès d'HCI, montre de la biréfringence dans les mêmes conditions qu'avant, et conserve le même caractère de suspension. Avec HCI plus fort (2 0/0) et à 70-90o, la suspension se clarifie, devient une vraie solution. et perd en même temps sa biréfringence. Le caractère chimique de la sytonine n’a pas changé
après le passage à l’état de solution vraie et la perte de la biréfrégence ; dans les deux états optiques différents, il n’y avait donc que des différences physiques. Les mêmes expériences ne peuvent pas se faire directement sur la myosine, qui subit dans ce cas des modifications chimiques, mais des expériences indirectes sont possibles.
En conclusion, la myosine et sa syntonine peuvent exister dans deux états physiquement différents :
19 A l’état de particules très fines, invisibles au microscope, biréfringentes ; 2° sans ces deux qualités. Si la biréfringence est en général fonction d'un état cristallin, on doit en conelure que les modifications biréfringentes de myosine et de syntonine sont représentées par des particules eristallines. La transformation de la myosine en syntonine avec persistance de la biréfringence est très remarquable : il n’y aurait pas de perte de la forme cristalline, cette forme ne serait donc pas analogue à des cristaux ordinaires fixes, mais les particules cristallines en question seraient assez flexibles et déformables pour que des modifications atomiques légères soient possibles à leur intérieur (1).
En résumé les conclusions de Schipiloff et Danilewsky sont les suivantes :
1° Le système de charpente de la case de Krause isolé est faiblement biréfringent, sa biréfringence provenant de la lécithine ;
2° La substance anisotrope du contenu des cases consiste en myosine (2). La biréfringence de ces disques ne peut s'expliquer que par un état cristallin de la myosine ;
3° Cette myosine peut supporter plusieurs changements physiques ou chimiques sans perdre cette forme cristalline ;
4 Ces particules cristallines de myosine peuvent être considérées comme une matérialisation de l'hypothèse des didiaclastes de Brücke.
Presque en même temps que Schipiloff et Danilewsky, Nasse (1882) arrive par des voies un peu différentes à des conclusions assez voisines : pour lui, il y à aussi identité de la substance anisotrope et de la myosine. Nasse étudie longuement laction de la chaleur sur la biréfringence ; le chauffage à see à 420-130° pendant plusieurs jours lui
1. Il est curieux d'effectuer un rapprochement entre cette théorie et les cristaux liquides de Lehmann.
2. Cf. Danilewsky, 1882, au sujet de la myostroïne. Revenant sur ses expériences précédentes, Danilewsky admet qu'il peut extraire du muscle la totalité de la myosine (au moyen. d’AmCIl à 5 0/0) sans altérer la structure de la fibre ni sa biréfringence. La substance biréfringente serait alors fondamentalement formée d’une autre substance protéique, qu'il appelle myostroine. Holmgreen (1893) arrive à la même conclusion.
paraît sans effet sur la biréfringence et la coction dans l'eau pendant une centaine d'heures n’en amène pas une disparition complèle. Nasse signale une régénération partielle de la biréfringence d’un muscle, détruite par un acide, sous l'influence d'un alcali : Müller avait déjà indiqué un fait analogue pour le tissu conjonctif. Enfin les solutions salines qui dissolvent la myosine, altèrent toutes la biréfringence du muscle frais.
Quant à l'interprétation de l’état de la substance biréfringente dans le muscle, Nasse fait intervenir les micelles de Nægeli (Kristallinischen Molekülgruppen), tout aussi hypothétiques que les disdiaclastes de Brücke, sinon plus.
Von Ebner (1882) consacre un gros mémoire à la biréfringence des corps organisés en général, où il se montre au contraire tout à fait partisan des théories d'Engelmann. Pour lui, toute biréfringence des corps organisés — et celle des muscles en particulier — est entièrement due à de la tension. Ii étudie sur des muscles striés et lisses comme les auteurs précédents l’action de la chaleur, de divers réactifs, et de déformations mécaniques. C'est à vrai dire la partie la plus intéressante de son mémoire. Il reprend les expériences de Hermann sur l’étirement d'une fibre musculaire suivant son axe, et pense montrer que contrairement à Hermann, les constantes optiques varient avec la tension ; il tente également par un ingénieux dispositif de mesurer les variations de biréfringence d’une fibre comprimée suivant son axe. Nous reviendrons sur ces expériences plus loin. Une longue discussion essaye de faire cadrer ces résultats avec la théorie de l’élasticité de Neumann. Ces recherches de von Ebner ont été parmi celles qui ont le plus contribué à consolider la théorie d'Engelmann.
Parmi les recherches plus réceutes apportant quelques théories ou quelques arguments sur la nature ou l’état de la substance biréfringente, je citerai celle de Rollett (1891), celles de Enriques (1901) qui a vu dans les muscles d'insectes en histolyse la disparition de la biréfringence s'accompagner, sous l'influence de certains réactifs, de l’apparition de cristallisation au voisinage du muscle. Il admet que ces cristaux ne sont qu'une transformation de la substance biréfringente.
Raphaël Dubois, dans ses diverses recherches sur l'hydratation émet l'opinion que les différences des divers disques uni- ou biréfringents tiennent à des différences d’hydratation.
Ugo Soli (1907) observe les muscles lisses du jabot de divers oiseaux et constate qu’à certains stades de contraction la biréfringence de la fibre lisse, qui est totale au repos, devient segmentée. Cette observation est à rapprocher de la théorie de Rouget, qui, comme nous l’avons vu
plus haut, admettait que la striation des fibres striées était un stade de contraction ; seulement Rouget considérait que les stries obscures en lumière polarisée étaient dues à des plissements éliminant les rayons lumineux, en somme une fausse segmentation. Ugo Soli admet au contraire pour ses fibres lisses que la contraction « ha per elfetto di accumulare in vari punii della cellula (nei nodi di contrazzione) la soztanza birefrangente ». 1l indique diverses observations analogues à celles de Brücke sur les sections transversales des fibres qu'il trouve obscures en lumière polarisée. Seulement toutes ses observations sur la structure optique des « nodi di contrazzione » semblent entachées d'erreurs systématiques, du fait qu’il les a effectuées sur des fibres coupées après inclusion à la paraffine suivant la classique méthode des coupes; or nous savons (Vlès 1908) que le chauffage, même à 40 ou 50”, tel qu'il est nécessaire pour l'inclusion, n’est pas du tout inoffensif pour la biréfringence musculaire.
Enfin je citerai pour mémoire mes propres notes préliminaires (1908- 1909) où sont indiquées diverses observations sur la biréfringence musculaire.
En somme au point de vue de la nature de la biréfringence musculaire, la bibliographie peut être divisée en trois groupes :
1° Auteurs admettant que la biréfringence de la fibre musculaire est du type « accidentel » et due à un état de tension : Engelmann avec ses inotagmes (1875-1906), Ranvier (1880), von Ebner (1882).
20 Auteurs admettant que la biréfringence du muscle est du type « naturel » et due en quelque sorte à des inclusions cristallines : Brücke (1858-1871), Hermann (1881), Schipiloff et Danilewsky (1882) dont le mémoire est considéré généralement comme la démonstration la plus directe de cette théorie; on peut rattacher à ce groupe la théorie micellaire de Nasse (1882), et les observations d’Enriques (1901) et de Ugo Soli (1907).
3° II faut faire un groupe à part de la théorie de Rouget sur la nonbiréfringence musculaire. '
Si les auteurs sont loin de s’entendre sur la cause de la biréfringence musculaire, ils sont aussi peu d'accord sur la répartition topographique de la biréfringence dans la fibre. Je n’entrerai pas dans l’anayse détaillée des nombreux mémoires histologiques se rapportant à ce sujet, je me contenterai de grouper sommairement les principales opinions (1):
4. Je renvoie sans insister, pour toute la bibliographie strictement histologique, aux excellentes revues des « Questions musculaires » de Prenant.
jo Auteurs admettant que la biréfringence de la fibre musculaire striée n’est pas segmentée, les striés dites isotropes seraient dues à des réflexions totales sur des dénivellations de la surface : Valentin (1861), Rougét (1864-1881), Merkel, Wagener, Kein, Haycraft (1891); Hürthlé (1909) dans ses belles recherches chronophotographiques sur la fibre striée de l'Hydrophilé, admet que les fibrilles sont totalement biréfringentes. |
% Auteurs admettant que la fibre musculaire striée a une biréfrinsente réellement segmentée, les disques isotropes sont une réalité : Brücke, Engelmann, Ranvier, Nasse, Rollett (1891) qui à étudié les muscles au moyen dé son spectropolarisateur ; Flogel ; Meigs (1908) qui cependant admet que la substance biréfringènte remplit à peu près tout le « ségmènt » muüséulaire.
Ces divers auteürs sont loin d’être eux-mêmes d'accord sur la manière dont est répartie la biréfringence ; les discussions sur là valeur biréfringente de telle ou telle strie seront rappelées au fur et à wesure de nos observations.
Nous examinerons dans le travail qui va suivre, trois points :
1° Les objections qu'a faites Rouget aux recherches de Brücke sontelles absolument dénuées de fondement comme le disait von Ebner, et la théorie d'Engelmann de l’anisotropie optique générale des organes contractiles est-elle rigoureuse au point de vue physique ?
> L'éclairement de la fibre striéeentre nicols croisés est-il uniforme ou segmenté ?
30 Peut-on préciser la nature de la biréfringence musculaire, et y a-t-il intérêt à déterminer si elle est du type « accidentel » (Engelmann) ou du type « naturel » (Schipiloif et Danilewsky) ?
