IV. La digestion, l'assimilation alimentaire en général

les mille et mille sécrétions et transformations chimiques qui s'opèrent dans l'organisme doivent certainement contribuer à augmenter ou à diminuer le développement du calorique.

Elles y entrent toutefois pour une part beaucoup plus faible qu'on ne pourrait être porté à le croire, et ce n'est pas à elles en tout cas qu'on est en droit d'attribuer les variations que j'ai pu observer dans le rapport de l'oxygène absorbé au calorique produit. En effet, dans mes expériences, on tenait compte de l'état des individus : ils étaient tantôt fatigués pr un travail prolongé, par des courses, tantôt à l'état de repos complet; ils étaient tantôt à jeun, tantôt repus, tantôt en pleine digestion. L'équivalent calorifique ne variait pas pour cela plus que quand on opérait sur deux individus tout à fait dans les mêmes conditions actuelles. J'ajouterai que j'ai expérimenté avec soin sur moi-même, soit au début d'une fièvre assez intense, soit avant ou après d'énergiques soustractions de calorique opérées par des lotions d'eau froide générales (traitement hydropathique) ; et je n'ai pas obtenu non plus de différences marquées dans notre nombre. Toutes les actions internes dont nous venons de parler influent certainement sur notre équivalent ; mais il faudrait des expériences beaucoup plus justes que les miennes pour mettre cette influence à jour.

V. Et provisoirement nous devons admettre que les variations de notre rapport sont dues plutôt à ce que l'oxygène absorbé ne se combine pas toujours de la même manière absolue et identique avec les mêmes éléments combustibles qu'il trouve dans le corps.

VI. La quantité d'oxygène absorbé et, par suite, la quantité de chaleur produite varient non-seulement d'une personne à l'autre, comme cela se conçoit aisément, mais d'une

époque à l'autre, d'un jour à l'autre, chez le même individu. Il serait certainement très-important d'étudier expérimentalement ces variations pour en trouver la cause.

\^I . Mais supposons maintenant qu'une personne se trouve |)endant une période d'une certaine durée dans les mêmes conditions de développement calorifique : trois choses essentielles peuvent varier encore pendant cette période et alors sans avoir aucune influence sur les poids d'oxygène absorbé en un même temps : i® le nombre des respirations, par hem^ (par exemple); 2® le volume total d'air aspiré et expiré pendant cette heure ; 3® et enfin la quantité relative d'oxygène enlevé à l'air sur le volume total, autrement dit, la puissance absorbante des poumons.

Il résulte de là, pour nous servir du langage mathématique, que le dernier de ces éléments est une /onction inverse des deux premiers, c'est-à-dire que si le volume aspiré et expiré par heure vient à croître, soit par suite de l'accélération, soit par suite de l'augmentation d'amplitude du mouvement respiratoire, la quantité relative d'oxygène saisi diminuera en proportion inverse exacte. Et si, par hasard, deux individus produisent la même chaleur et consomment le même ix)ids d'oxygène, il se pourra que l'un aspire 800 litres d'air par heure, tandis que l'autre n'en aspire que 4o<^; mais il est certain que les poumons du premier enlèveront seulement 2 pour 100 d'oxygène à l'air, si ceux du second en prennent 4 pour 100. C'est ce qui est ressorti de la manière la plus frappante de mes expériences siu* des sujets de tempéraments différents. Il résulte de là que la puissance absorbante des poumons vis-à-vis de l'oxygène ne repose pas simplement, comme on pourrait être porté à le croire d'abord, sur un simple phénomène d'endosmose, sur une propriété passive, ou du moins purement physique, des tissus pulmonaires;

mais qu'elle dépend d'un état de vitalité générale , gouverné dans ces tissus par le système nerveux tout entier.

Ce fait résulte aussi d'autres expériences que j'ai faites accessoirement et dont il serait trop long de donner ici les détails, mais dont l'ensemble établit : i^ que la quantité d*ox\gène absorbé par les poumons n'est pas du tout diminuée ou augmentée d'une manière directement proportionnelle aux variations que l'on fait subir aux proportions relatives de l'azote et de l'oxygène ; a^ que cette quantité n'est proportionnelle, d'une manière absolue, ni à la durée du séjour de l'air dans les poumons, ni à la vitesse de la respiration, ni à son amplitude, ni à la vitesse de là circulation (estimée par le nombre des pulsations), mais qu'elle dépend d'une manière complexe de tous ces éléments à la fois ; 3** et qu'en somme elle est gouvernée d'une manière des plus remarquables par les besoins de l'organisme à chaque instant.

£tat de monYement.

Lorsque nous nous livrons à une expérience ou à un travail régulier, plusieurs phénomènes connus de tout le monde , mais pourtant très-dignes d'attention , se manifestent : la vitesse de la respiration et du pouls s'accroît, les aspirations deviennent plus profondes; une chaleur plus considérable se fait sentir, et se répand plus complètement dans toutes les parties du corps. En faisant l'analyse de l'air expiré, nous reconnaissons qu'il est plus dépouillé d'oxygène et plus riche en acide carbonique que quand nous sommes au repos : la puissance absorbante des poumons s'accroît en un mot aussi.

L'accélération du mouvement respiratoire, l'accroissement

de son amplitude et l'augmentation du pouvoir absorbant conspirent à augmenter la consommation en poids de T oxygène pour un même temps.

L'accroissement du développement de calorique est-il proportionné à celui de l'oxygène? Deux cas se présentent ici (i une manière remarquable, et viennent répondre en deux sens opposés.

y III. Supposons que nous déterminions exactement le poids d'oxygène consommé par heure par l'individu qui se livre à un travail corporel parfaitement régulier. Il est clair qu'en multipliant ce poids par le nombre 5,2 nous aurons le nombre de calories que produirait ce poids d'oxygène absorbé chez le même individu en repos.

Supposons qu'en même temps nous déterminions le nombre de calories réellement développé pendant le travail. La comparaison de ce nombre réel avec le nombre calculé, comme il vient d'être dit, nous apprendra comment l'oxygène se trouve utilisé au point de vue calorifique.

Eh bien, voici ce que nous observons d'une manière parfaitement claire. Prenons les deux modes de mouvement les plus élémentaires pour exemple :

I® Supposons que nous montions un escalier ou que nous gravissions une montagne.

La comparaison de nos deux nombres de calories nous apprendra que le nombre réel produit est toujours inférieur au nombre calculé.

2® Supposons que nous descendions un escalier ou une montagne. La comparaison de nos nombres nous dira que la quantité de calorique produite est toujours au moins égale et ^Tts-soment supérieure à la quantité calculée.

Le mouvement ascendant annihile donc dans l'individu une partie du calorique que l'oxygène est capable de produire.

La marche descendante non-seulement n^ annihile rien, mais au contraire détermine une production de calorique supérieure à celle dont est capable l'oxygène.

Ces deux faits contraires frappent de nullité toute interprétation physiologique qui ne reposerait pas directement sur la distinction mécanique des deux modes de mouvement. Le fait suivant vient s'ajouter à cette espèce de démonstration forcée, en nous apprenant qu'une loi mathématique précise (aussi précise du moins que peut l'être ce qui concerne les êtres vivants), gouverne les quantités de calorique annihilées dans le premier cas.

IX. En effet, chez le même individu, la différence en moins que nous trouvons entre le nombre de calories calculé et le nombre réel produit ne repose sur rien de fortuit.

Que faisons-nous en montant un escalier, par exemple? Nous élevons en un temps donné notre poids à une certaine hauteur; selon que nous marchons plus ou moins vite, nous élevons ce poids à une hauteur plus ou moins grande dans le même temps. Eh bien, faisons dans divers cas le produit de notre poids par les hauteurs atteintes, et comparons ce produit avec le nombre de calories que l'oxygène en produit de moins, nous trouverons, chose singulière, un rapport presque constant entre ces deux éléments en apparence si différents.

JjC produit de notre poids par la hauteur gravie est ce qu'on nomme en Mécanique le traçait exécuté par nous. Eh bien, il y a presque proportionnalité entre la somme de ce travail et le nombre de calories que le mouvement ascendant a empêché de se produire.

X. Je me suis servi de l'exemple le plus simple des deux genres de mouvement. Les résultats seraient rigoureusement

les mêmes si, au lieu de nous servir de nos jambes pour nous élever ou pour descendre, nous appliquions la force de nos bras à un mécanisme convenable, et si, à l'aide de ce mécanisme, nous élevions ou abaissions un poids égal à celui de notre corps (ou à tout autre) à une certaine hauteur en im temps donné.

Il est facile de reconnaître, en thèse générale, que tous nos mouvements, ou du moins tous leurs résultats, peuvent se traduire numériquement par un poids élevé ou abaissé eu un temps donné à une certaine hauteur. Lorsque nous traînons, par exemple, un fardeau sur un plan horizontal, TefFort exercé peut s'exprimer en poids, et le chemin parcouru par le fardeau n'est autre chose que la hauteur à laquelle nous aurions élevé ce poids dans le même temps, etc., etc.

Mais quelle est donc la différence qui existe pour le moteur \ivant entre ces deux effets : élever un poids ou abaisser un poids?

Au premier abord, le physiologiste répondra que la différence est nulle, et que l'individu travaille dans les deux cas, puisqu'il fait des efforts musculaires. Pour le mécanicien, la différence est immense. Pour lui, le moteur qui élève un fardeau est le seul qui travaille ; celui qui résiste à un fardeau qui descend, et de manière à régulariser la descente , nonseulement ne travaille pas, mais devient le collecteur d'un travail exécuté par le fardeau lui-même. Nos chutes d'eau, P^ exemple, qui nous donnent si souvent et à si peu de frais de la force motrice, sont-elles autre chose que les réceptacles du travail de l'eau? Mais rien ne peut se perdre dans la ^ture. Que deviennent tous ces mouvements produits dans ^c>s chutes d'eau, qui viennent s'anéantir dans nos usines? Ils produisent de la chaleur, ou de l'électricité, ou de la lu- ; niière, ou toute autre force équivalente. Si nous pouvions

placer une filature, un tissage, etc., dans un immense calorimètre, nous trouverions que, pour chaque poids d'eau de 4^5 kilogrammes qui est descendu de i mètre dans notre chute, il s'est développé une calorie, une unité de chaleur.

Pour le mécanicien donc, Thomme qui élève un fardeau doit faire disparaître du calorique, et celui qui résiste à un fardeau qui descend doit produire du calorique, et c'est ce que l'expérience confirme.

XL Le muscle qui se contracte occasionne une dépense de calorique dans l'être vivant. Le muscle contracté qui se détend sous l'action d'un effort externe (d'un fardeau qui descend) ne dépense pas de calorique, mais en fait pro-

duire.

XIL Nous disons en général que l'exercice corporel nous réchauffe : il importe maintenant de s'entendre sur le sens

parait par suite du travail fement. Pourtant la plupart des personnes qui montent une montagne prennent chaud et vont même jusqu'à suer. C'est que l'accélération de la respiration et de la circulation et l'augmentation de la puissance absorbante des poumons produisent une consommation d'oxygène et une production de calorique exagérées ^ et de ce calorique une partie seulement est consommée pour le travail, tandis que l'autre chauffe effectivement l'individu.

a" Il est à remarquer cependant, et c'est là un fait important, que plus un homme est robuste et habitué à la fatigue, moins il se produit chez lui de ce calorique en excès

que nous appellerons inutile. Obez cet homme, Tabsorption de Toxygène croît beaucoup moins que chez Tindividu faible, et cette absorption est d'autant moindre que Ton a mieux su se faire à un travail donné.

3® Il est donc beaucoup plus vrai de dire que chez Tindindu bien portant et robuste le travail détermine une soustraction de calorique, utile la plupart du temps, et que, si ce travail Téchaufie, c'est bien plutôt parce qu*il détermine une juste et équitable distribution de calorique entre tous les organes.

Au point de vue hygiénique, nous voyons la différence qu'il y a entre un exercice modéré et un exercice violent. Le second détermine une absorption d'oxygène exagérée et un excès de calorique non-seulement inutile, mais la plupart du temps nuisible. Le premier, au contraire, ne fait qu'équilibrer le calorique en même temps qu'il opère par les poumons l'élimination d'une partie des principes qui sont devenus inutiles à l'organisme.

XIII. La loi qui établit un rapport entre le travail produit par l'animal et le calorique que ce travail annihile dans l'organisme fait de l'être vivant un véritable moteur, en un sens du moins. L'être vivant doit donc être , conm[ie tel , muni d'un système régulateur qui le mette à même de pourvoir à tous les besoins du moment.

L'appareil respiratoire , circulatoire et musculaire tout entier est en effet gouverné de telle sorte par l'appareil nerveux que, dès que le travail mécanique commence, les poumons sont mis à même de fournir la quantité d'oxygène qui va devenir indispensable.

Dès les cinq premières minutes de travail régulier^ la vitesse et l'amplitude du mouvement respiratoire et circulatoire, et la puissance absorbante des poumons se mettent eu

quelque sorte au diapason du travail que les muscles ont à exécuter ; mais la régulation et la distribution du calorique reposent encore sur d'autres phénomènes.

XIV. Aristote soutenait que la respiration était nécessaire pour enlever sans cesse le calorique produit par la vie. Quelques physiciens modernes, tombant dans un excès contraire, quoique plus légitime, ont assimilé les poumons à un véritable fourneau placé dans le corps vivant; enfin, d'un autre côté, quelques physiologistes ont dit qu'il ne se produit aucune chaleur dans les poumons, et que le calorique se développe dans tout l'ensemble de l'organisme par suite de l'oxygénation du sang.

La nature, qui n'a aucun système préconçu, a mis d'accord ces trois idées contradictoires. Tout gaz dont on réduit de force le volume produit du calorique; tout gaz dont on laisse le volume s'augmenter se refroidit.

L'oxygène condensé par le pouvoir absorbant des tissus pulmonaires produirait une chaleur nuisible à ceux-ci, si l'acide carbonique ne prenait en même temps la forme gazeuse et n'enlevait par là ce que l'absorption a produit.

L'oxygène, comme on l'a dit maintes fois déjà, est seulement saisi par le sang veineux pour être porté dans les divers oi^anes, où s'opèrent ensuite des combinaisons plus définies, et où se produit, par suite, du calorique. Mais ce simple acte d'absorption produit du calorique localement dans les poumons, et ce calorique serait mortel aux tissus, s'il n'était éliminé à l'instant.

Cette élimination se fait d'une manière très-simple :

1** L'air qui pénètre dans les poumons est plus fi*oid que celui qui en sort.

2° Celui qui y entre contient moins de vapeur d'eau que celui qui en sort. Les poumons sont donc refroidis à la fois

par le contact de Fair et par Tévaporation d'une certaine quantité d'eau.

La quantité de chaleur enlevée ainsi dépend, toutes choses égales d'ailleurs» de la température de l'air. inspiré, de son degré de saturation de vapeur d'eau, enfin des volumes inspirés et expirés en un temps donné. Elle reste constante tant que ces trois éléments ne varient pas.

Si le travail musculaire ne faisait accroître que la puissance absorbante des poumons, l'excès d'oxygène saisi déterminerait encore une chaleur mortelle; mais ce travail augmente en même temps la vitesse et l'amplitude du mouvement respiratoire , et dès lors le refroidissement opéré devient suffisant.

L'expérience a démontré que dans l'état de travail l'air emporte plus de chaleur des poumons que dans l'état de repos.

L'opinion d'Aristote (en un sens du moins) et les deux opinions des physiologistes modernes ont donc raison à la fois et sans nulle contradiction paradoxale.

XV. La loi d'équivalence qui, dans l'être vivant, relie le travail mécanique exécuté avec la chaleur produite en moins par la respiration, cette loi assimile, disons-nous, ce moteur vivant à nos moteurs mécaniques en général. Cependant l être vivant n'est point ce que nous nommons un moteur à calorique. Ce n'est point le calorique produit par la respiration qui peut déterminer les contractions musculaires, sous l'action de notre volonté.

Il s'ensuit que, dans l'être vivant, le calorique se trouve en équilibre avec une autre force, l'électricité, le fluide nerveux, comme on voudra; et l'oxygène absorbé pendant le travail donne d'autant moins de calorique qu'il produit plus de cette autre force qui détermine les contractions musculaires

Re'ation qui e.rhte entre le travail produit et la ehaUmr camsawnmée

P^r la machine à vtxpear^

Î' >»s expenencps premières que j'ai Eûtes sur ce moteur

j.(.tnontPnt plus haut encore que les précédentes : aixx an-

rté^s l^'Vj à ift'iS; mais, quant à elles du moins, je n'ai pas

pf oiivé le triste regret que j'ai eu à exprimer quant à mes ex-

>*nPTiOfs sur la chaleur hiunaine. Non-seulement j'ai pu le«*

' , Âf er sous toutes les formes et de plus en plus exiiclrement.

** • . surtout et tout récemment, j'ai eu la satisfaction tle

^ ' - /.<» n\\\ m'avait fait défaut autrefois, le concoiurs de

' les dont l'activité, le talent et le dévouement à Iceuvre

'^""'""muno ne sauraient être surpassés.

r^^ ^g relater <les expériences déjà décrites, j'aurai a

A'» "^" ^^ seulement des expériences nouveUes, mais

p^^^^nter no ^- ^^^ ^édifications notables introduites dans

^^xof- ^ '^'^^..y^^e d'observation.

^., première me ^^^^^^ ^,^ ^^^^^ diermique comme

ï/impoî-tance f • ^^ ^^^^.^ échapper à personne. Il ne

,,, ^.a.ine à vapeu ^^^^ ^^ observations sur la chaleur