PREMIERE PARTIE

La force du cœur a-t-elle été considérée, par Borelli, Keill, Haies, etc., sous un seul et unique point de vue? ou bien, loin de rechercher la même chose, ces auteurs, tout en étudiant la force du cœur, n'ont-ils pas voulu déterminer, l'un, la somme des forces que la puissance mouvante dépense dans chaque contraction du cœur; l'autre, l'effort dynamique de cet organe; un troisième, son effort hydrostatique, etc.

Pour résoudre cette question, qui nous a paru offrir quelque intérêt, à cause de l'identité que supposent, d'après Haller1, les auteurs modernes, dans l'étude qui a été faite de l'action du cœur, nous n'avons qu'à passer en revue les travaux qui se rapportent à ce sujet. Dans l'exposition que nous allons donner, nous n'examinerons pas la valeur des moyens que les uns et les autres ont employés ; un pareil travail nous éloignerait de la solution pure et simple de la question que nous nous sommes posée ; cependant , tout en nous renfermant dans les bornes du sujet , nous ne pourrons taire quelques réflexions critiques, dont le but sera d'éclairer l'intelligence des procédés employés, ou bien de faire connaître, à la première vue, toute leur nullité.

Nous commencerons par Borelli.

Borelli , dans la première partie de son ouvrage De motu anîmalium 3 traite de l'action des muscles externes; dans la seconde partie, de la force des muscles internes, et par conséquent de celle du cœur; comme il se fonde, pour déterminer

(1) Élém. pbys., vol. I, p. 446 etsuiv.

cette force , sur un certain nombre de propositions prises dans la première partie , occupons-nous d'abord de ces propositions, tout-à-fait nécessaires à l'intelligence de la question.

Pour évaluer la force des muscles , supposons , par exemple , qu'il s'agisse des muscles biceps et brachial antérieur réunis K Le membre supérieur étant dans une position horizontale, l'avant-bras est alors maintenu par l'action de ces deux muscles; il applique à l'extrémité des doigts de la main un poids qu'il augmenle successivement, jusqu'à ce que l'avant-bras ne puisse plus être soulevé; ce poids est de 26 livres; ensuite il prend le poids de l'avant-bras, et ayant égard à son centre de gravité, il remplace ce poids par 2 livres appliquées au même point que les 26 livres, de sorte que les deux muscles font équilibre à un poids de 28 livres , abstraction faite du bras du levier; il mesure la distance du point où sont appliquées les 28 livres au point fixe du levier, point qui se trouve au centre de la poulie que présente l'extrémité inférieure de l'humérus; il détermine le rayon de cette poulie, et le regarde é<*al au moins à la vingtième partie de cette distance; les forces agissant, l'une, suivant la direction des muscles, l'autre, à l'extrémité de la main, se faisant équilibre, elles sont en raison inverse de leurs distances au point fixe du levier ; il trouve par là la puissance des muscles biceps et brachial antérieur égale au poids de 56o livres, c'està-dire que ces deux muscles, en se contractant, feraient équilibre à un poids de 56o livres, appliqué à l'une de leurs extrémités et dans une direction qui serait la prolongation de celle de ces muscles.

Il détermine 2 d'une manière analogue la force des muscles masseters et temporaux, et trouve qu'elle équivaut au poids de 5oo livres.

Il suit une marche semblable pour la plupart des muscles externes , ayant égard toutefois à l'insertion oblique des fibres musculaires sur les tendons, ou à la forme rayonnée qu'elles peuvent présenter. Ainsi, les muscles fessiers feraient équilibre à un poids de 2621 livres3 en se contractant; le deltoïde à un poids de 770 livres4, ou de i54o livres en remarquant qu'il fait un égal effort sur l'os auquel est fixée son extrémité supérieure.

Dans ce que nous venons de rapporter on voit une très belle application de la Statique à la puissance des muscles volontaires; maisBorelli ne s'en lient pas là dans la détermination de l'effort musculaire; nous poursuivons :

Il suppose que la fibre musculaire5 en se contractant, de droite qu'elle était avant la contraction , se trouve alors composée d'une suite d'anneaux, qu'il assimile à des rhombes, de sorte que chaque fibre d'un muscle contracté aura la forme que pré-

(1) De motu am.ma.lium. La Haye, \^[\b, in-4°, (3) Part. I, cap. i5, prop. 85. Part. I, cap. 8, prop. 22. (4) Id., cap. i5, prop. 84.

(2) Part. I, cap. j5, prop. 87. (5) Id., cap. 17, prop. 11 3, 114, 116.

62 M. POISEUILLE.— RECHERCHES

sente la figure 1. Il ne peut concevoir le rapprochement des deux extrémités d'un muscle lorsqu'il se contracte, sans le supposer ainsi composé de fibriles formées d'une suite de vésicules ou pores unis entre eux à la manière d'une chaîne. Ces vésicules, auxquelles il donne gratuitement la forme rhomboïdale , se remplissant lors de la contraction, rendent nécessaire le raccourcissement du muscle.

Sans rappeler ici les belles expériences faites dans ces derniers temps sur la contraction musculaire, par MM. Prévost et Dumas, ni l'expérience de Barzoletti, qui renverse à elle seule l'hypothèse de Borelli, nous continuons:

Puisque la fibre musculaire dans l'état de contraction n'est autre chose qu'une chaîne formée de rhombes; déterminer les forces qu'il faut appliquer aux extrémités de chaque diagonale transversale FG,HI, etc. (fig. 1), pour qu'en agissant ces forces raccourcissent la chaîne, et par suite fassent équilibre à un certain poids R, suspendu à l'une des extrémités; l'autre, M, étant supposée liée à un point fixe, c'est rechercher la force entière qu'exerce la nature pour enfler toutes les porosités d'une fibre musculaire; et, par conséquent, en ayant égard au nombre de ces fibriles qui entrent dans un muscle , c'est , suivant Borelli , déterminer la force totale de ce muscle.

Dans une suite de théorèmes 1, il recherche le rapport qui existe entre le poids R et la somme de toutes les forces appliquées aux extrémités de chaque diagonale transversale des rhombes qui composent la fibrile ; il démontre que le poids R restant le même , si le nombre des rhombes devient double , triple , quadruple , etc. , la somme des forces dilatant transversalement tes rhombes deviendra elle-même double, triple, quadruple, etc. Enfin, supposant un faisceau de fibrilles AB C D (fig. 2), et soutenant le poids S, il regarde comme égale à S la réunion des forces dilatant les rhombes de la première série C D ; de sorte que , pour obtenir la force totale du faisceau , ou la somme de toutes les forces qui dilatent tous les lozanges de ce faisceau , il répète S autant de fois qu'il y a de rhombes dans la hauteur AD.

Voyons, en appliquant ces principes aux muscles dont il a déjà déterminé la force statique, à quelle évaluation il est conduit.

Un des élémens de la question est de savoir combien il y a de rhombes contenus dans une longueur donnée d'une fibre; or, après avoir reconnu2 qu'il y a au moins cinquante de ces rhombes ou machinules dans la largeur d'un travers de doigt , il n'en suppose que vingt, afin de rester toujours au-dessous de la force qu'il veut déterminer. Reconnaissons donc avec lui vingt rhombes dans la largeur d'un travers de doigt : cela posé, prenons, par exemple, le muscle deltoïde3, dont la force

(1) Part. I, prop. 92-1 12. (3) Part. I, prop. 124.

(2) Id., cap. i-,prop. 1 15.

statique a été évaluée à i54o livres; il mesure la longueur des fibres, et la trouve, toute compensation faite , égale à l'étendue de deux travers de doigt : il y aura donc quarante rhombes ou machinulcs dans chaque fibre de ce muscle, et comme la première série soutient un poids de 1 54o livres , d'après ce que nous venons de dire , ce poids répété quarante fois nous donnera 61600 livres, qui représenteront l'effort de la nature pour enfler les vésicules dudit muscle.

En procédant de la même manière pour les muscles fessiers1, il trouve que leur force motrice est égale à 3^5420 livres.

Enfin, d'après les mêmes données, les muscles masseters et temporaux2 auraient une force motrice égale à 6000 livres, et, par suite, on aurait 5ooo livres pour celles des deux muscles temporal et masseter.

Maintenant , dans l'impossibilité où il est d'appliquer au muscle du cœur les mêmes principes de statique auxquels peuvent se prêter les muscles externes, il admet que deux muscles de même masse doivent avoir la même force; or, par expérience , il a trouvé 3 que le cœur a le même volume que les deux muscles temporal et masseter; il reconnaît alors4 que la force que la nature emploie à enfler les fibres charnues du cœur dans ses contractions est égale à 0000 livres.

Il compare ensuite5 cette force motrice du cœur, évaluée à 5ooo livres, à la résistance que présente le sang dans le système artériel , et trouve cette résistance soixante fois plus grande ; mais comme le cœur par son action surmonte cette résistance, il faut donc qu'il ait une force soixante fois plus grande que 5ooo livres, c'est-à-dire 180000 livres 6.

Tel est le travail de Borelli sur la force du cœur.

Nous n'examinerons pas les théorèmes d'hydrodynamique par lesquels il reconnaît que la résistance du sang dans le système artériel est soixante fois plus grande que 5ooo livres; nous ne parlerons pas de cette identité de force supposée entre le cœur et les muscles temporal et masseter réunis , non plus que de tant d'autres assertions plus ou moins vagues qu'on rencontre dans le cours de l'ouvrage ; nous nous bornerons à dire que, s'il est permis de chercher à ramener l'évaluation des forces de l'économie à des calculs mathématiques, c'est un tort inexcusable que de recourir à des moyens pareils de recherche et d'examen , lorsque la question même s'y refuse, et qu'on ne peut réellement la résoudre qu'à l'aide d'hypothèses et de combinaisons tout-à-fait hasardées.

Quoi qu'il en soit , concluons en disant que Borelli a déterminé , dans son travail sur la force du cœur, la force qu'exerce, suivant lui, la nature pour enfler les

(1) Part. I, prop. ia5. (4) Part. II, prop. 67.

(2) Part. II, cap., 5, prop. 67. (5) Id., prop. 70, 71, 7a.

(3) Id., cap. 5, prop. 66. (6) Id., prop. 73.

6/+ M. P0ISEU1LLE. — RECHERCHES

fibres musculaires de cet organe lors de sa contraction. Voyons si Keill s'est proposé le même objet.

Keill1, pour déterminer la force du cœur, cherche d'abord la vitesse possible2 qu'a le sang au sortir de l'aorte ; pour atteindre ce but , il compare les quantités de san°- données, pendant le même temps, par l'artère et la veine crurale d'un chien, ces deux vaisseaux ayant été coupés transversalement à leur direction; ces quantités de sang sont dans le rapport de 7 -f- \ à 5; faisant ensuite remarquer que tout le sang qui passe dans l'artère crurale passe aussi dans la veine de même nom , il conclut que la vitesse du sang dans l'artère, sans empêchement, est à la vitesse du sang dans la veine (ou ce qui est la même chose dans l'artère, mais en la supposant intacte) comme 7 + vest à 3.

Il a, d'ailleurs, déterminé 3 la vitesse du sang retardé, comme il le dit, par la résistance que présente celui déjà contenu dans le système artériel, et a trouvé que le sang parcourait i56 pieds en une minute. En s'autorisant de l'expérience précédente , qui indique que la vitesse du sang sans empêchement est à la vitesse avec empêchement, comme 7 + | est à 5 ; il reconnaît que le sang parcourrait, au sortir du cœur, dans l'aorte, 5o,o pieds en une minute, et, par conséquent, 6 pieds et demi en une seconde : telle est la vitesse possible qu'il assigne au sang à l'origine de l'aorte.

Nous ne nous étendrons pas sur l'incertitude que présente cette évaluation ; il nous suffira de faire remarquer que Keill suppose que deux onces de sang sont lancées par le cœur à chaque contraction , que le temps de la systole est exactement la moitié du temps de la diastole, que la vitesse du sang dans le chien est la même que celle du sang dans l'homme, que la vitesse du sang dans la crurale est la même que celle du sang dans l'aorte.

Ayant ainsi déterminé la vitesse possible avec laquelle le sang serait projeté par le ventricule gauche dans l'aorte , il invoque un théorème de Newton, d'après lequel on sait que la force qui meut un liquide, sa vitesse étant donnée, est égale au poids d'un cylindre de même liquide, dont la base serait l'orifice par lequel coule le liquide , et dont la hauteur serait le double de la hauteur verticale d'où doit tomber ce liquide pour acquérir la vitesse donnée. 11 cherche donc, au moyen des formules connues de la chute des graves, la ligne verticale que doit parcourir un corps pour acquérir cette vitesse de 6 pieds et demi par seconde, et trouve cette hauteur égale

(1) Tentamlnamedico-physica, tentamenT),^. 5o. tance que présente le sang déjà contenu dans le Londres, 1718. système artériel.

(2) C'est-a-dire la vitesse qu'aurait le sang (5) Tenlam. med.-phys.de vetocitate sanguinis. lancé par le cœur, abstraction faite de la résis-

à 0,704 pied; cette hauteur doublée donne 1,408 pieds, ou bien 17,76 doigts, hauteur du cylindre : l'orifice de l'aorte ou sa base est 0,4187 pouces carrés, sa solidité est donc 7,456 1 1 2 pouces cubes de sang, dont le poids est de 5 onces. Keill conclut donc que la force du cœur est égale au poids de 5 onces.

Revenons sur cette évaluation, et voyons si elle ne donnerait pas la force dynamique du cœur, laquelle aurait été méconnue par Keill lui-même. Supposons à cet effet un vase rempli d'un liquide de même densité que le sang, et qu'il soit pratiqué en un point de ses parois une ouverture dont l'étendue soit exactement la même que celle de l'orifice de l'aorte ; si le sang dans l'aorte se meut avec une vitesse égale à 6 pieds et demi par seconde , comme la hauteur due à cette vitesse est de 8 pouces 6 lignes environ; si nous faisons la hauteur du niveau égale à 8 pouces 6 lignes, le fluide coulant par l'orifice pratiqué aux parois du vase aura la même vitesse que le sang dans l'aorte, de sorte que nous pourrons très bien remplacer, quant à l'effet de la force, le cœur considéré comme puissance motrice par notre vase, en supposant toutefois que le niveau soit constant.

Or, chaque molécule fluide, arrivée à l'orifice, a acquis une vitesse telle qu'elle parcourrait, dans le même temps employé à la chute de 8 pouces 6 lignes, c'està-dire un cinquième de seconde environ, un espace double de 8 pouces 6 lignes ou 17 pouces1. Ainsi, si, à l'aide d'un tube recourbé, le liquide sortant par l'ouverture pratiquée au vase s'élevait verticalement , il atteindrait la hauteur de S pouces 6 lignes, hauteur du niveau, et pendant un cinquième de seconde; et le poids de la quantité de ce liquide, passant par l'orifice pendant le même temps, serait celui d'un cylindre de même liquide qui aurait pour base cet orifice, et pour hauteur 17 pouces, c'est-à-dire un poids de 5 onces. Ainsi, la force du cœur serait donc capable d'élever à la hauteur de 8 pouces 6 lignes , et pendant un cinquième de seconde 3 une quantité de sang dont le poids serait égal à 5 onces. Cette force, que Keill a évaluée à 5 onces, représente donc l'effet dynamique du cœur et rien autre chose.

Nous venons d'interpréter la force du cœur donnée par Keill , en supposant exacts les élémens dont il a fait usage. Nous reviendrons bientôt sur ce résultat, après avoir parlé de l'effort statique du cœur dont s'est occupé Haies.

Quant à la trajectoire donnée par le jet de sang d'une artère piquée, et d'après laquelle Keill détermine d'une autre manière la vitesse possible du sang au sortir du cœur, nous n'en parlons que pour témoigner tous nos regrets de voir que des moyens aussi ingénieux soient appliqués à des données aussi incertaines.

Il serait superQu de faire remarquer que l'évaluation de la force du cœur, suivant

(1) Physique de Pelletan. p. 426.

06 M. POISEUILLE. — RECHERCHES

Keill, devait nécessairement seloigner beaucoup des calculs de Borelli, puisqu'il est démontré que l'un et l'autre ont considéré la question d'une manière tout-àfait différente.

Haies i, physicien anglais, s'est occupé non de l'effet dynamique, mais bien de la force statique du cœur. Il prend 2 un tube de verre long de 9 à 12 pieds, et l'introduit soit dans l'artère crurale, soit dans la carotide d'un animal, après avoir recourbé son extrémité inférieure , afin de lui conserver une position verticale. En vertu du principe de l'égalité de pression, la hauteur à laquelle s'élève le sang dans le tube donnera nécessairement la pression à laquelle est soumis un point quelconque du cœur, et par conséquent l'effort statique du cœur.

Haies répète cette expérience sur différens animaux, et trouve les résultats suivans :

Hauteur de la colonne de sang3.

Artère crurale d'une jument" . 3 pieds 3 pouces.

Id. d'un cheval 6 9 8

Carotide d'un chien 6 de 52 livres. 6 8

Id. id. de 24 2 8

Id. id. de 18 .■ 4 8

Id. id. de 12 5 5

Id. id. de 52 ......... 7 11

11 suppose ensuite que pour l'homme, la hauteur du sang dans le tube doit être probablement de 7 pieds 6 pouces; et, partant de cette hypothèse, il cherche la surface interne du cœur gauche; il l'évalue à i5 pouces carrés; ensuite, multipliant cette aire par 7 pieds 6 pouces, il trouve que le cœur est pressé par le poids de i35o pouces cubes de sang, quand il commence à se contracter; cette quantité de sang correspond à 5 1 ,5 livres.

Telle est la force du cœur évaluée par Haies ; elle n'est autre chose que la somme des forces qui pressent chaque point de la surface du cœur. Ainsi, si l'on voulait avoir la pression opérée sur un pouce carré de cette surface, on multiplierait ce pouce carré par 7 pieds 6 pouces, hauteur de la colonne de sang dans le tube.

Remarquons seulement que 5i ,5 livres ne représentent nullement l'effort statique du cœur, mais que cet effort serait égal au poids d'un cylindre de sang qui aurait pour hauteur 7 pieds 6 pouces, et pour base, non pas la surface interne du cœur aortique, mais bien l'aire que présenterait une coupe du cœur faite de la base au

(1) Hémostatique de Haies. Genève, trad. par elles présentent chez Haies d'aussi grandes varia- Sauvages, tions.

(2) Id., p. 1 et suiv. (4) Hémastatique, première expérience, p. 1. (5) Nous verrons bientôt que ces hauteurs de- (5) Id., deuxième expérience.

vaient peu différer l'une de l'autre , et pourquoi (6) Id., p. 55.

sommet. Cette aire, suivant Haies, étant le quart de la surface interne, on obtiendrait alors pour l'effort statique du cœur 12,87 livres.

Si maintenant nous examinons les diverses hauteurs des colonnes de san» données

parle tube de Haies, appliqué à différens animaux, nous les trouverons toutes erronées. Effectivement , on sait que le sang passant des vaisseaux d'un animal vivant dans des tubes inertes, se coagule presque aussitôt. Le tube dont il se servait avait £ de pouce de diamètre ; des caillots se moulaient donc dans son intérieur, et par suite l'ascension du sang devait être modifiée ; car telle est la plasticité du sang des animaux, et particulièrement du chien, que si l'on coupe la carotide primitive d'un chien, un caillot ne tarde pas à se former, et l'animal est soustrait à une hémorrhagie mortelle 1. Nous avons vu nous-mêmes ce singulier phénomène sur des chiens dont nous avions coupé les deux artères carotides et les deux axillaires.

Ensuite Haies ne tient aucun compte de l'influence des mouvemens respiratoires sur la hauteur de la colonne de sang dans le tube; et nous verrons dans la deuxième partie de notre travail , combien l'inspiration et l'expiration la modifient.

Dire par analogie que la colonne de sang doit s'élever à la hauteur de 7 pieds 6 pouces chez l'homme , sans alléguer aucune autre raison , c'est se prévaloir, comme expérimentateur, d'une autorité à laquelle nous sommes loin de nous rendre.

Quelque imparfait que soit le moyen employé par Haies, rendons-lui cette justice de reconnaître qu'il s'est, plus que tout autre, éloigné de recherches purement spéculatives; quoique d'un autre côté, la force dynamique de Keill ne fût pas à rejeter du domaine de la physiologie , si elle était exacte.

Daniel Bernouilli, dans une thèse inaugurale soutenue par son élève Passavant2, se fondant sur les expériences de Haies, suppose 3 que le cœur effectuant chacune de ses contractions en une seconde, lance à la hauteur de 8 pieds une quantité de sang égale à une once et demie; cela posé, les battemens du pouls se répéteraient 4ooo fois dans une heure, et par suite le cœur élèverait dans le même temps, soit 6000 onces de sang, ou 375 livres à la hauteur de 8 pieds, soit 3ooo livres à la hauteur d'un pied *;

Dans cette évaluation, il est essentiel de tenir compte du temps pendant lequel ces 375 livres sont élevées par le cœur, et de la hauteur qu'elles atteignent; car, au premier abord, on serait tenté de croire cette estimation de la force dynamique bien supérieure à celle e Keill, lorsqu'au contraire elle est inférieure. En effet, si 5 onces , suivant Keill sont élevées , en \ de seconde , à la hauteur de 8 pouces 6 lignes, on a 25 onces élevées à la hauteur de 8 pouces 6 lignes dans une seconde , par suite

(1) Leçons orales de M. Magendie. (3) Bâles 1^48, de vi cordis , Passavant, § 5.

(2) Billes i;48 , De vi cordis, Passavant. (4) Id. § 6.

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2 onces 1 gros environ élevés à la hauteur de 8 pieds dans le même temps. La force dynamique de Keill est donc plus grande que celle trouvée par Bernouilli.

Bernouilli ayant pris pourpoint de départ les expériences de Haies, qui sont, ainsi que nous l'avons reconnu, erronées, nous ne nous arrêterons pas davantage sur cet auteur.

Boissier de Sauvages l invoque ce principe de mécanique en vertu duquel on peut, sans connaître la structure d'une machine, trouver quelle est la force nécessaire pour lui faire produire l'effort dynamique qu'elle présente. Ainsi, étant donné le poids élevé dans un certain temps à une certaine hauteur par le cœur, la force dépensée par la puissance mouvante est au poids connu comme 27 est à 4 (Bélidor, architecture hydraulique). Cela posé, adoptant l'effort dynamique déterminé par Bernouilli, il trouve que la force que dépense la puissance motrice pour contracter le ventricule gauche du cœur est de 7 1 onces élevées à chaque pulsation à la hauteur d'un pied.

Nous ne parlerons pas de Jurin, de Morgand, de Robertson, de Morland, de Tabor 2. attendu que les uns ne se sont occupés que de la vitesse du sang dans l'aorte, les autres sont partis dans leur évaluation de données aussi peu certaines que Keill ; Tabor a pensé devoir faire entrer en ligne de compte la force capable de rompre les valvules sigmoides, etc.

Ce qui précède établit d'une manière incontestable que la force du cœur n'a pas été étudiée par les auteurs sous un seul point de vue ; l'un a considéré d'une manière toute spéciale ce que dépensait la puissance mouvante, c'est Borelli; d'autres, Keill, Bernouilli, Sauvages, ont déterminé la force dynamique; Haies s'est occupé de son effort statique. De là ces différences, ces disproportions énormes dans les résultats obtenus par chacun d'eux, mais que nous sommes loin toutefois de regarder comme suffisantes pour exclure tout calcul mathématique dans l'évaluation de la force du cœur ; puisqu'en supposant rigoureusement exacts les principes de chaque auteur, la diversité de leurs estimations n'eût pas été moins grande.

Telle est notre réponse à la question que nous nous étions posée. Passons maintenant à l'exposition de notre travail sur le même objet.

(1) Hémastatique de Haies, trad. p. 3oo et (2) Haller, Elementa physiol., vol. I, pag. 452 Soi. et 455.