CHAPITRE II Des gaz du sang

§ I. Historique et métliodes d'investigation.

Ce que nous avons dit dans notre étude sur la respiration des tissus doit faire comprendre tout ce qu'a d'important pour nos recherches l'étude des gaz du sang dans les conditions pathologiques. — Nous avons rappelé que chaque élément anatomique prenait au sang de l'oxygène.

Bien des causes pathologiques pourront faire varier la quantité de gaz dissoute dans le sang : où bien les dépenses seront trop fortes pour l'apport de l'oxygène, et alors sa proportion ira en diminuant, ou bien, les combustions demeurant les mêmes, il arrivera que les conditions de la pénétration de l'oxygène dans le sang étant changées la diminution aura encore lieu, mais par un mécanisme différent.

Nous reviendrons plus loin sur cette division pathogénique. Examinons d'abord ici les méthodes qui servent actuellement en physiologie pour l'étude des gaz du sang et les perfectionnements par lesquels on a dù passer pour arriver aux procédés actuels. — Ces derniers ne sont pas venus d'emblée à leur exactitude irréprochable et ils sont en somme la synthèse et la réunion de tous ceux qui les ont précédés.

La première méthode qu'on ait mise en œuvre pour iso-

]er les gaz du sang est celle-là même qui sert à isoler les gaz de l'eau, nous voulons parler de Vé^ullition.

John Mayow, le premier, en chauffant du sang, aperçut de légères huiles qui se dégageaient de toutes parts.

En 1799, HumphryDavy recommença l'expérience et arriva à reconnaître la nature même des gaz auxquels il avait affaire. En faisant houillir du sang additionné d'eau préalablement privée de gaz, on voit des huiles se dégager au hout de quelques minutes. On recueille ces huiles gazeuses. on leur fait traverser un tuhe rempli d'eau de baryte. On voit bientôt ce réactif se troubler; donc il s'échappe de l'acide carbonique qui était contenu dans le sang.

On peut encore démontrer les gaz du sang en les déplaçant au moyen d'un autre gaz. On sait que si on place un liquide contenant des gaz dissous en présence d'un gaz pur, de l'hydrogène par exemple, tous les gaz se dégagent du liquide comme si celui-ci était placé dans le vide.

Cette donnée a été appliquée aux gaz du sang.

Priestley avait déjà observé ce phénomène. Girtanner et Nasse le virent de nouveau et Vauquelin le manifesta par une expérience de cours des plus faciles à répéter.

Il suffit de faire barboter de l'hydrogène dans du sang et de le faire ensuite traverser de l'eau de chaux pour voir cette eau de chaux se troubler rapidement par la formation d'un carbonate.

Le vide est encore un procédé commode pour extraire les gaz. Il servit dès 1814 à Yogel pour démontrer la présence de l'acide carbonique dans le sang : son expérience fut plus tard répétée par Gollard de Martigny.

Il suffit pour s'assurer de la véracité du fait de faire passer du sang dans la chambre barométrique déjà saturée de vapeur d'eau. On voit rapidement le mercure baisser dans le tube et l'introduction de la potasse et de l'acide pyrogallique viennent ensuite démontrer que c'est bien de l'acide carbonique et de l'oxygène qui se sont dégagés.

Nous parlerons tout à Vheure d'un procédé de substitution, absolument original dans sa conception et qui est dù à Claude Bernard.

Bien que nous ne fassions pas ici Thistorique de la question des gaz du sang et que nous ne nous occupions que de la description de l'appareil instrumental qui a servi à l'étudier, nous ne saurions passer sous silence le pas important que firent faire à ce point de science les recherches expérimentales de Magnus d'abord et de Fernet ensuite.

Ces deux auteurs mirent hors de doute la présence dans le sang de l'oxygène, de l'acide carbonique et de l'azote : leurs méthodes permirent d'effectuer les analyses quantitatives en qui réside en somme tout l'intérêt de la question.

Bien plus, c'est par ces analyses quantitatives que Fernet arriva à démontrer que la solution de l'oxygène dans le sang ne suivait pas les lois physiques énoncées par Dalton et que cet oxygène devait y exister sous la forme d'une combinaison instable. Il démontra que cette combinaison se faisait avec l'hémoglobine. Il arriva aux mêmes conclusions pour ce qui est de l'acide carbonique et il prouva que ce gaz devait se fixer aux carbonates, pour donner lieu à la formation de bicarbonates alcalins dissociables par une simple diminution dépression.

Ce n'est pas seulement sur l'état des gaz dans le sang, mais bien sur toute la physiologie de la respiration que ces expériences jetaient un jour éclatant. Il devenait en effet facile, non-seulement de comprendre comment se faisait l'emmagasinement d'une grande quantité d'oxygène dans le sang, mais encore pourquoi et comment avait lieu dans les poumons, sous la simple influence de la diminution de pression produite par l'inspiration, le dégagement de l'acide carbonique et sa sortie du liquide sanguin.

Ainsi les expériences purement physiques de Magnus et plus tard celles de Fernet permettaient d'affirmer la pré-

sence des gaz dans le sang, leur nature et la manière dont ils étaient combinés.

Ces méthodes sont malheureusement d'une délicatesse extrême, et, tant qu'elles existaient seules, il était impossible que la science avançât bien vite.

La découverte de Claude Bernard sur l'action de Voxyde de carbone est venue nous apporter un procédé commode pour doser l'oxygène du sang avec un appareil instrumental relativement très-simple.

On sait que l'oxyde de carbone a la propriété de déplacer intégralement l'oxygène contenu dans le sang et de se substituer à lui. Or cette substitution se fait volume à volume. Une faible partie d'acide carbonique est mise en liberté et on peut s'en débarrasser facilement.

Le manuel opératoire est des plus simples. Des tubes gradués sont renversés sur le mercure, on y fait passer une certaine quantité d'oxyde de carbone et on fait une première lecture. Au moyen de la pompe à sang, on prend dans l'artère de l'animal en expérience une certaine quantité de sang que l'on fait ensuite passer dans les tubes au moyen d'un ajutage recourbé. On fait alors une deuxième lecture qui permet d'évaluer la quantité de sang sur laquelle on a opéré. On agite vivement pour empêcher la coagulation et pour bien effectuer le mélange avec l'oxyde de carbone. Les tubes sont ensuite laissés 24 heures sur le mercure. L'oxygène au bout de ce temps est redevenu libre, et, par conséquent, susceptible d'être analysé par les méthodes dont nous parlerons plus loin.

Ce procédé a l'avantage de permettre un grand nombre d'analyses comparatives puisqu'il est possible de maintenir sur une même cuve à mercure un nombre considérable de tubes gradués. De plus il a une précision presque absolue. — Nawrocki, dans une suite remarquable d'expériences, a comparé les résultats qu'il donnait avec ceux qu'on obtient par

Regnard. 4

— sole procédé plus compliqué de la pompe à gaz et il a trouvé une concordance parfaite.

Ce par quoi pèche le procédé de Claude Bernard, c'est par ce qu'il ne permet d'évaluer que Foxygène et qu'il ne donne aucune notion sur l'acide carbonique et sur l'azote.

Il a fallu, pour faire l'analyse complète des gaz du sang, en revenir aux procédés par le vide et la chaleur combinés, et, si c'est en Allemagne (Ludwig, Setschenow-Schôffer) que cette remarquable méthode a été imaginée, on peut dire que c'est en France qu'elle a été rendue pratique et usuelle grâce aux perfectionnements qu'y ont apportés MM. Gréhant et Alvergniat.

Nous voulons parler du procédé par la pompe à mercure. — Il fallait, pour extraire tous les gaz du sang et arriver à les mesurer, qu'ils fussent introduits dans un espace complètement vide d'air, il fallait, de plus, que la machine pneumatique qui avait servi à faire primitivement le vide pût encore servir à pomper les gaz dégagés du sang et à les pousser dans un tube gradué où ils pussent être mesurés.

La machine pneumatique à mercure présente tous ces' avantages. Supposons un tube barométrique correspondant au moyen d'un tube de caoutchouc avec un réservoir ouvert que l'on peut monter ou descendre. Supposons que tout soit rempli de mercure, il est certain que, lorsqu'on abaissera le rés3rvoir 76 centimètres plus bas que le sommet du tube, le mercure s'abaissera aussi de lui-même en laissant au-dessus de lui le vide barométrique. Et, si le sommet diè tube est soufflé en forme de boule, on pourra, sans qu'il en^ coûte davantage, obtenir le vide parfait dans une chambre* barométrique plus ou moins grande. Si cette chambre barométrique communique, à un moment donné, avec un récipient, on conçoit que la pression baissera dans ce récipient et qu'on pourra même en extraire progressivement tout l'air, en répétant plusieurs fois la manœuvre de cette machine pneumatique sans espace nuisible.

Fig. 10. — Appareil pour "extraction des gaz du sang.

Si, d'autre part, le récipient contient un peu d'eau et qu'il puisse être chauffé, la yapeur d'eau prendra une tension considérable, et, en s'échappant dans la chambre barométrique, elle entraînera les dernières traces d'air. On aura ainsi obtenu le vide d'air absolu.

C'est dans un semblable appareil que Ludwig introduit le sang pour en extraire les gaz.

Seulement, dans la pratique, l'appareil primitif a subi bien des transformations. Nous ne décrirons ici que la pompe de M. Alvergniat avec le dispositif expérimental, imaginé par M. Gréhant.

C'est, en effet, par la méthode de ces expérimentateurs que nous avons effectué les recherches dont nous aurons à exposer plus loin le détail.

Le long d'un bâti en bois, se trouve appliqué un long tube de verre terminé en boule à sa partie supérieure. Ce tube est terminé en bas par un caoutchouc épais qui le met en communication avec un réservoir qu'une chaîne et un treuil permettent de monter et de descendre alternativement.

Au sommet de la boule terminale du tube se trouve soudé un robinet à trois voies.

L'une des voies communique avec la boule, l'autre avec un tube latéral, l'autre enfin avec un tube supérieur dont l'extrémité est noyée dans une petite cuve pleine de mercure.

Le robinet à trois voies est lui-même entouré d'une boîte métallique et baigne dans l'eau.

A l'ajutage latéral, est adapté un ballon à très-long col A, qui plonge dans l'eau chaude. La communication entre le col du ballon et l'ajutage de la pompe est entourée d'un manchon rempli d'@au. Ici encore les joints sont inaccessibles à l'air.

Supposons notre appareil rempli de mercure et le robinet à trois voies placé de telle sorte qu'il obture tous les pas-

sages. Descendons le réservoir, le vide se fait dans la chambre barométrique.

D'un tour de robinet, mettons-la en communication avec le ballon A, une certaine quantité d'air du ballon passera dans la chambre barométrique.

Remettons alors le robinet dans la position où il ferme les trois orifices, et remontons notre réservoir , l'air extrait du ballon se trouve comprimé par l'ascension du mercure.

Nous tournons alors le robinet à trois voies, de telle sorte que la chambre barométrique communique avec le tube supérieur et l'air vient s'échapper en bouillonnant à travers le mercure de la cuvette.

En répétant cette manœuvre pendant quelques minutes, et surtout en chauffant l'eau qui entoure le ballon A, on a bien vite le vide d'air absolu.

11 s'agit maintenant d'introduire le sang dans le ballon.

Pour cela on se sert d'une seringue en verre, graduée, et dont le piston est recouvert d'eau. On prend avec elle une certaine quantité de sang dans l'artère de l'animal, on le mesure et on le porte à la pompe.

Pour l'y faire pénétrer, on procède de différentes manières.

Les uns introduisent le sang par l'orifice supérieur qui baigne dans le mercure et cela en donnant au robinet une position convenable. Ce procédé a l'inconvénient grave de beaucoup salir le mercure et d'exiger des manœuvres assez pénibles, étant donnée la hauteur de la pompe. Un procédé bien plus commode consiste à prendre pour

Fig. 11. — Seringue graduée pour introduire le sang dans la pompe à mercure.

l'expérience un ballon muni d'une tubulure latérale à laquelle est adaptée un tube de caoutchouc très-épais muni d'un robinet. (Fig. '10.)

La tubulure est baignée dans l'eau, le robinet également ; donc l'air ne peut rentrer d'aucune part. Quand oi^ aprporte à la pompe la seringue pleine de sang, on l'adapte au robinet R, on pousse le sang dans le ballon, puis on introduit du mercure qui chasse et fait tomber dans le baljon le peu de sang qui aurait pu demeurer dans le tube.

Toute cette manœuvre s'accomplit sous l'eau.

Le sang à peine introduit dans le vide barométrique se met à bouillonner, les bulles s'accumulent et montent d^ns le tube qui conduit à la pompe.

Si on ouvrait alors le robinet, le sang se précipiterait dans la chambre barométrique et salirait tout l'appareil.

On a dû prendre quelques précautions contre ce| gppident.

M. Gréhant entoure le long col du ballon d'un mancjion où circule un courant d'eau froide. ■

Au contact de cette eau froide, les bulles, compo^^ag (le vapeur d'eau, se crèvent, s'affaissent et ne s'élève^it pl^s dans le tube.

On peut encore, pour empêcher la formation de ta mousse, procéder d'une autre manière : on laisse un peu d'eau dans le ballon A ; les gaz de cette eau se dégagent pendant les manœuvres nécessaires à la production du vide et, quand le sang arrive dans le ballon, il se dilue et ne mousse plus.

Deux physiologistes de Montpellier, MM. Ester et Saint- Pierre, ont prétendu que cette addition d'eau pouvait fausser complètement les résultats et que du sang artériel qui, seul, abandonnait 6 c. c. 6 d'oxygène pour 100 vol. de sang, en abandonnait Ti c. c. 7 quand il avait été additionné d'eau.

Il suffit de lire ces deux chiffres pour savoir à quoi s'en

tenir. Il est évident que les deux analyses sont également mauvaises. Jamais le sang artériel n'a contenu tant ou sî peu d'oxygène. M. Bert a voulu pourtant vérifier ce résultat de MM. Estor et Saint-Pierre ; il a institué une série d'expériences comparatives, et il a vu que le sang pur ou additionné d'eau donnait sensiblement la môme quantité de gaz. Si les expérimentateurs de Montpellier avaient fait plus d'expériences, ils se seraient convaincus du peu de fondement de leur assertion.

Mais revenons à notre analyse. Le sang est introduit dans le ballon. On donne un tour de robinet, les gaz se dégagent et pénètrent dans la chambre barométrique.

On remonte alors le réservoir et on les fait passer sur la cuvette où on a disposé un petit tube gradué T, rempli de mercure. On répète la manœuvre jusqu'à ce qu'il ne vienne plus la moindre bulle de gaz.

Le tube T est alors enlevé et porté sur la cuve à mercure; on fait une première lecture qui donne la totalité des gaz extraits.

On introduit ensuite de la potasse caustique, on agite et on fait une seconde lecture ; la différence entre les deux chiffres obtenus représente la quantité d'acide carbonique contenu dans le sang. On introduit enfin une solution d'acide pyrogallique et on agite vivement. La deuxième différence donne l'oxygène : le reste représente l'azote.

Voilà l'opération complète, telle que nous la pratiquons.

Nous devons maintenant signaler quelques modifications de détail apportées par quelques auteurs dans un but de perfectionnement.

MM. Mathieu et Urbain, qui ont fait sur les gaz du sang un travail remarquable, ne prennent pas le sang au moyen d'une seringue ; ils le font passer directement du vaisseau dans la pompe au moyen d'un tube de caoutchouc rempli d'eau bouillie. Gela ne nous a point paru avantageux ; les joints sont multipliés et, par conséquent, les chances de ren-

trée d'air : de plus l'eau bouillie contient toujours un peu de gaz dont il est fort difficile de la débarrasser ; nous nous en sommes convaincus dans plus de deux cents analyses des gaz de l'eau que nous avons faites avec notre collègue M. Jo\y et. {Respiration des animaux aquatiques. Paris, 1877.) Enfin ce procédé force d'amener l'animal tout près de la pompe, ce qui est en somme fort embarrassant.

Rien de tout cela ne peut être reproché au mannel opératoire que nous employons à la suite de MM. Bert etGréhant.

M. G. Noël, préparateur du cours de médecine au Collège de France, a imaginé un dispositif expérimental que nous tenons à décrire ici, parce qu'il permet d'opérer sur de très-faibles quantités de sang et que, par conséquent, il est éminemment propre aux études sur l'homme.

L'appareil de M. Noël est représenté par la figure 12 que nous empruntons à son mémoire. 11 se compose d'un ballon A muni d'un réfrigérant semblable à celui que nous avons décrit.

Al3 -:::riie supérieure du ballon se trouve une tubulure à laquelle est adaptée une sorte de coupe G fermée par une soupape conique P. Cette soupape peut être soulevée au moyen de la tige D, et dès lors le ballon est en communication avec l'extérieur. La coupe C est remplie d'huile et sa partie inférieure est graduée. Quand on a recueilli le sang de l'animal dans la seringue, on le passe sous l'huile; il tombe de lui-même dans la partie rétréci'e et graduée, sans avoir été au contact de l'air, et on le mesure en faisant une lecture du nombre de graduations qu'il occupe. On soulève la tige D et le sang pénètre de lui-même dans le ballon A où on a fait primitivement le vide.

La graduation de la coupe peut être très-fine ; on peut donc opérer sur de très-faibles quantités de sang, ce qui est souvent un avantage considérable, car on verra plus loin que les saignées successives modifient considérablement les conditions expérimentales.

Un autre perfectionnement introduit par M. Noël dans le manuel opératoire de l'analyse des gaz du sang consiste dans l'appareil dessiccateur qu'il a ajouté à l'appareil classi^ que. En effet, la petite quantité d'eau que les gaz entraînent en se dégageant yient se condenser dans la pompe et

Fig. 12. — Appareil de G. Noël pour l'analyse des gaz du sang.

elle est repoussée jusque dans le tube où se fait la mesure des gaz. Il en résulte qu'une petite portion d'acide carbonique se redissout dans cette eau et échappe à la lecture.

Pour obvier à cet inconvénient qui peut être très-réel quand on opère sur de faibles quantités, M. Noël interpose sur le trajet des gaz un ballon M contenant de l'acide sulfurique qui condense la vapeur d'eau.

J'ajouterai enfin que, pour donner à la lecture de l'azote une plus grande précision, il termine le tube de jaugeage par une partie rétrécie qui peut être graduée en vingtièmes de centimètres cubes et, par conséquent, donner une rigueur considérable aux résultats obtenus.

Au point de vue de la critique expérimentale on, pourrait reprocher une chose à ce procédé nouveau : la pénétration de l'huile qui peut donner par elle-même des gaz. A cela M. Noël répond que l'huile de lin qu'il emploie absorbe à peine un quart de centimètre cube d'oxygène pour cent grammes d'huile. Supposons donc qu'on introduise dans le récipient un centimètre cube d'huile (ce qu'on peut toujours éviter), c'est donc deux millièmes de centimètre cube d'oxygène qu'il y aura en trop dans l'appareil. Il n'y a pas d'instrument capable d'apprécier une pareille quantité et ce serait se leurrer soi-même que de supposer qu'on a à s'occuper de telles quantités quand un seul mouvement respiratoire de l'animal au moment où on lui prend du sang cause une erreur au moins cent fois plus forte.

Nous pensons donc que toutes les fois qu'on agira sur de faibles quantités de sang, il y aura avantage à se servir du procédé de M, Noël malgré la légère complication qu'il comporte.