VI. — Composition chimique

La respiration dépend essentiellement delà composition chimique de l'air : or la respiration imprime aux matériaux importés dans l'économie par la digestion les propriétés qui les rendent aptes à se combiner avec nos tissus : par le rôle qu'elle joue dans la formation du sang, elle domine les fonctions de la vie animale et de la vie plastique. D'un autre côté, le degré d'altération que subit l'air inspiré est en rapport, comme nous l'avons va , avec l'âge, le sexe, la constitution ; il l'est encore avec l'état de repos ou l'exercice, avec l'activité de la digestion et de la plupart des sécrétions, notamment de la peau, des reins et du foie. Enfin, il varie suivant la température et la pression. A tous ces titres, il importe de déterminer la nature et la quantité des échanges qui s'opèrent entre l'homme et l'air atmosphérique. Cette donnée nous sera encore indispensable pour la solution des questions qui se rattachent aux habitations publiques et pi ivées.

Le phénomène capital de la respiration, sous le rapport de la composition chimique de l'air, consiste dans l'absorption d'une certaine quantité d'oxygène et dans l'exhalation d'une quantité à peu près équivalente d'acide carbonique; les expériences qui ont élé faites pour déterminer le rapport des gaz expirés s'accordent sur ce point (2). Quelle est donc la proportion de carbone consommée par la respiration? D'anciens observateurs l'ont portée à 14 grammes par heure, ce qui ferait 340 grammes par jour. M. Dumas a expérimenté sur lui-même (3): chacune de ses inspirations introduisant un tiers de litre dans ses poumons, et chaque minute donnant quinze à dix-sept inspirations, l'air expiré renfermait de 3 à 5 pour 100 d'acide carbonique; d avait perdu de h à 6 pour 100

(1) Œuvres complètes dlHppocrate, traduction nouvelle avec le texte en regard parE. Liltré. Paris, 1840, t. II, p. 8S.

(2) Magnus, loc. cit., p. 186.

(3) Essai de statique chimique, p. 82.

/»22 HYGIÈNE l'lUVKB.

d'oxygène. Ces bases founiisseiit pour chaque jour de vingt-quatre heures :

m inspirations + 1/3 litre = S litres, 3 air expiré par minute.

318 — — air expiré jtar liourc.

7,632 — — air expiré par jour de 24 lu

Eli admettant comme moyenne U pour 100 d'acide carbonique dans cet air, ôn aurait 12''\7 acide carbonique à l'heul-e, 305'"', 8 par jour; cé cjui donne en poids 166 2/3 grammes de carbone brûlé par jour; 55 5/9 grammes de carbone qui représenteraient l'hydrogène brûlé par jour; total brûlé en 2Zi houres •.• 212 2/9 de carbone, = 9 grammes par heure, soit de carbone, soit de son écluivalent en hydrogène. M. Dumas considère là coiisomnl^ition de 10 grammes à l'heure comme la plus près de la vérité pour la masse commune des hommes, et il l'estime à 15 pour les individus qui tbnt exception par leur stature, par le développement de leur poitrine, par leur appétit, etc. MM. Andral et Gavarret, qui ont prolongé chacune de leurs expériences pendant une heure, ont iRxé la consommation du carbone, pour l'âge de vingt à trente ans, à 12 grammes l'heure, proportion qui varie peu de trente à quarante. On voit que le calcul a fourni à M. Dumas une approximation qui peut être acceptée comme moyenne générale.

En effet, MM. Andral et Gavarret ont fait voir que la consommation du carboné par la respiration virile est portée progressivement de 5 à 12 grammes à l'heure, de l'âge de cinq à dix ans, pour reveiiir ensuite de 12 à 5 dans la période de quarante à cent ans; de plus, les femmes les mieux constituées ne consomment que6g',/i, jusqu'à l'époque de la ménopause. Le chiffre 9, posé par M. Dutnas, résume donc les inégalités de la consommation suivant les âges, les sexes, les constitutions, l'état des santés, etc. , et il peut servir de base à des évaluations qui portent sur les masses. Étant admis, d'après cette donnée numérique, que chaque inspiration épanche un tiers de litre d'air dans les poumons, il reste à discuter la quantité du mouvement respiratoire; Séguin évalue le nombre des respirations de 11 à 20 ; Laënnec de 11 à 15, Dalton à 20, Davy à 26, Allen et Pepys à 19, Magendieà 15, M. Dumas de 15 à 17 (sur lui-même) ; ce qui donne une moyenne de 18. - On trouvera donc, d'après ces bases, que

CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. fl23

15 resp. par minute = 21,600 resp. par 24 h. = 7,200 d'air respiré en 24 h.

L'azote est-il absorbé ou exhalé? Est-il tour à tour rejeté ou puisé dans l'atmosphère suivant les besoins de l'individu? Les expériences de MM. Dulong et Desprez présentent une exhalation d'azote notable et constante; deux expériences seulement sur dix-sept, faites par M. Dulong, n'ont donné ni exhalation ni absorption; l'exhalation d'azote a été constatée dans deux cents expériences au moins par M. Desprez, qui en fait une loi générale. Ainsi on ne peut affirmer que la respiration enlève de l'azote à l'air ; mais il est certain qu'elle en dégage; BerthoUet, Nysten, Treviranus avaient été conduits à celte opinion par leurs expériences avant M. Despretz, et elle est confirmée indirectement par les recherches de M. Boussingault qui ont prouvé qu'on ne retrouve pas dans les excréments ni dans les urines la totalité de l'azote fourni par les aliments. Les belles recherches de MM. Regnault et Reiset (2) sont venues confirmer l'opinion d'Edwards, qui admetque le dégagement et l'absorption d'azote coïncident toujours pendant la respiration, et que l'on n'observe jamais que la résultante de ces deux effets contraires ; les deux expérimentateurs ont vu que les mammifères, soumis à leur régime alimentaire habituel, dégagent toujours de l'azote, mais en très petite quantité, presque toujours moins d'un centième du poids de

(1) Les auteurs sont loin de s'accorder sur la quantité d'air consommé dans chaque respiration. Nous avons cru devoir adopter la donnée de M. Dumas, puisqu'elle conGrme par le calcul le résultat des recherches de MM. Andral et Gavarret, recherches dont M. Gavarret nous a démontré l'exactitude sur l'appareil même qui a servi à les faire. Davy évalue la quantité d'air inspiré et expiré dans chaque respiration de 10 à 13 pouces cubes d'air = Qm- c. ^000198 à 2S7 ; Dalton , à 30 pouces cubes = 0"^- f-, 000594 ; Allen et Pepys, à 16 1/2 = Om. c., 000326; Menzies, à 40 = 0"i- 000782. Curdach (rraiié de physiologie, t. IX, p. 498) explique ces différences par celles des sujets mis en expérience; ce qui nous paraît forcé, car les différences d'Age, de vigueur musculaire, etc., ne peuvent faire varier le résultat de 10 à 40. liUi-mème s'arrête au terme moyen de 18 pouces cubes = 0"i- c ,000356; calculée d'après cette moyenne, la respiration ferait passer en 24 heures à travers les poumons 466,000 pouces cubes d'air := 9'",226800.

(2) Annales dechimieel depbysique, 1819, t. XXVI, p. 510.

U2U HYGIÈNE l'UlVÉE.

l'oxygène total consommé; sous l'influenco de l'inanition, l'absorption d'une proportion équivalente d'azote s'observe presque constamment chez les oiseaux, très rarement chez les mammifères. Si après plusieurs jours d'inanition, l'animal passe à une alimentation très différente de son régime habituel, il absorbe souvent encore de l'azote pendant quelque temps ; le fait, constaté chez des poules, se répèle chez l'animal souffrant par suite du régime auquel il est soumis.

Tels sont les changements principaux que subit par l'acte de la respiration le mélange d'oxygène, d'azote et d'acide carbonique qui constitue l'air atmosphérique. Respirés isolément, ces trois gaz sont impropres à l'entretien de la vie : 1" l'oxygène peut être respiré par l'homme pendant près de dix minutes; il accélère la circulation et procure une sensation de bien-être et de chaleur dans la poitrine; les animaux y meurent plus tardivement que dans l'air non renouvelé. La théorie porte à supposer que l'exhalation d'acide carbonique doit augmenter quand la respiration a lieu dans l'oxygène: c'est ce qui résulte en effet des premières expériences de Spalianzani et de MM. Allen et Pepys ; mais ces mêmes observateurs sont arrivés depuis à des résultats différents. Davy, après une expiration prolongée et faite avec effort, respira pendant une demiminute et par sept inspirations profondes, 102 pouces cubes de gaz oxygène; il expira 5,9 pouces cubes d'acide carbonique, tandis qu'après une seule inspiration ordinaire de 100 pouces cubes d'air atmosphérique, il expirait Zi, 5 pouces cubes du même acide. La respiration des animaux des diverses classes, dans une atmosphère renfermant deux ou trois fois plus d'oxygène que l'air normal, ne présente aucune difféience avec celle qui s'exécute dans l'atmosphère terrestre ; même consommation d'oxygène, même rapport entre l'oxygène contenu dans l'acide carbonique et l'oxygène total consommé ; même exhalation d'azote : que deviennent, à côté de ces faits constatés par un expérimentateur tel que M. Regnault, les spéculations hygiéniques et thérapeutiques de Deslandes (1) sur l'emploi hygiénique et thérapeutique d'un air plus chargé d'oxygène que l'air ordinaire? La dimiimtion, dans certaines limites, de la quantité d'oxygène inspiré est également sans induence sur la respiration, les globules sanguins s'emparant de tout l'oxygène qu'ils peuvent enlèvera l'air, pourvu que celui-ci' ne contienne pas

(i) Diclionnairo de mcdcvinc cl de chirurgie pratiques, i. XII, art. Oxygène.

CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. U'25

un excès d'acide carbonique. Sur les plateaux de l'Amérique centrale et sur le littoral de la mer, les phénomènes chimiques de la respiration sont identiques, et cependant dans les villes de Puno et de Potosi, situées à ^,000 mètres au-dessus du niveau de la mer, les 12,000 habitants de la première de ces villes et les 30,000 habitants de la seconde n'introduisent dans leurs poumons, à chaque inspiration, que les deux tiers environ de la quantité d'oxygène que l'on respire sur les côtes de l'Océan (Liebig). 2° Les expériences de Spallanzani, de Humboldt et Provençal, Collard de Martigny, Nysten et Coutanceau, prouvent que, par la respiration du gaz azote, il s'exhale de l'acide carbonique; ces deux derniers, après avoir respiré de l'azote pur, ont toujours trouvé dans l'air qu'ils expiraient 0,04 à 0,05 (2 à 2,5 pouces cubesj d'oxygène. Néanmoins la mort arrive promptement dans le gaz azote; et si quelques gorgées seulement de ce gaz peuvent être respirées sans péril , les chiens y périssent au bout de cinq minutes (Nysten) ; 3° le gaz acide carbonique, lorsqu'il est inspiré pur, entraîne promptement l'asphyxie ; de plus, les expériences de Nysten ont fait voir qu'il renverse les phénomènes chimiques de la respiration ; en effet, ayant asphyxié au bout de deux minutes un chien avec 1056 centimètres cubes de ce gaz, Nysten trouva que 3Zi6,08 avaient été absorbés, qu'il avait été exhalé au contraire 9,86 d'oxygène et 266,22 d'azote. Si l'on inspire de nouveau de l'air qui vient d'être expiré, et qui est par conséquent chargé d'acide carbonique, l'exhalation de ce dernier gaz diminue (expériences de Davy, Allen, Pepys et Nysten). Conclusion : le mélange de ces gaz dans les proportions indiquées plus haut est indispensable à l'entretien de la respiration: l'homme meurt dans l'azote et dans l'acide carbonique, moins par l'action de ces gaz que par l'absence de l'oxygène (1); car, quand même l'acide carbonique est absorbé au fur et à mesure de sa production, la gêne delà respiration augmente en raison inverse de la quantité d'oxygène qui reste (Edwards, page 200) ; mais l'oxygène lui-même doit être divisé par l'interposition des molécules de l'azote qui lui sert d'excipient, comme l'eau sert de véhicule à l'air nécessaire h la respiration des poissons, comme les principes alimentaires qui sont

(I) Toutefois les expériences de Collard de Martigny ont confirmé l'opinion de Lavoisier sur les effets délétères du gaz acide carbonique ; ces effets se font sentir par le simple contact avec la surface de la peau, les organes respiratoires recevant d'ailleurs de l'air pur.

/|26 HYGIÈNE PlUVKE,

ingérés dans l'estomac ont besoin d'être enveloppés et divisés par une juste proportion de matières non nutritives.

Le sang subit à son tour des modifications essentielles : de noir il devient vermeil; phénomène qui paraît avoir son siège dans les globules dont la quantité augmente dans le sang artériel (Lecanu) ; il en est de même de la fibrine qui s'accroît et s'élabore par la respiration ; le sang artériel contient moins d'eau proportionnellement à ses matériaux solides ; il présente moins d'albumine, d'extractif, de matière grasse et de sels (Lecanu, Denis): diminution qui, toutefois, n'a pas lieu d'une manière constante. Le sang artériel diffère encore du sang veineux quant à la proportion des gaz que l'on en peut retirer (acide carbonique, oxygène et azote). D'après M. Magnus(l), le gaz, fourni par le sang veineux, donne i oxygène et 3 à A acide carbonique ; tandis que le gaz tiré du sang artériel se compose d'oxygène pour un tiers et presque pour la moitié. Collard de Martigny a constaté chez des animaux qui avaient respiré librement, deux fois plus d'acide carbonique dans le sang veineux que dans le sang artériel; mais quand l'élimination de cet acide était suspendue par la ligature de la trachée-artère, il abondait en proportion égale dans les deux sangs (2). Ces faits ont conduit à penser que l'acide carbonique ne se produit point dans les poumons, et que la respiration avait pour seul effet de le séparer du sang ; l'oxygène inspiré serait absorbé par les poumons, entraîné avec le sang artériel dans les différentes parties du corps, et après avoir servi, dans les vaisseauxcapillaires, peut-être à uneoxydation (M.Magnus), mais certainement aux actes les plus importants de la nutrition, il reviendrait s'exhaler sous forme d'acide carbonique dans l'air expiré. On s'explique ainsi comment la respiration dégage de l'acide carbonique même en s'effectuant dans un gaz qui ne contient pas d'oxygène, et comment la quantité d'eau et d'acide carbonique expirés peuvent augmenter dans l'air raréfié et chaud qui renferme moins d'oxygène.

(1) Annales de chimie, t. LXV, p. 4 85. 11 est intéressant aujourd'hui de rai»peier que, dans son Essai sur la physiologie du sang, publié en 1823, Krimer signalait dans le sang l'exislcnce d'une vapeur composée de 52,7 de gaz oxygène, de 27,3 de gaz acide carbonique et de 20,0 de ga/ hydrogène; la première de ces évaluations s'éloigne peu de celle de Magnus pour l'oxygène du sang arlencl. {Versuch einer Physiologie des Bluls; p. 177-185. Leipzig, 1823.)

(2) Journal de Magendief t. X, p. 27.

CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. it27

Chez les animaux inférieurs, la peau est la surface de respiration ; chez les poissons, les batraciens ét les sauriens, cette fonction s'accomplit et par la peau et par les poumons : de là l'opinion qu'il s'opère à la surface cutanée de l'homme un échange de gaz analogue à celui qui s'effectue par la respiration. La peau humaine absorbe 1/50 ou 1/60 delà quantité d'oxygène que prend le poumon (Robin et Vercleil). Ingenhousz paraît avoir le premier observé une exhalation d'azote par la peau de l'homme (Vienne, 1782). Jurine, ayant emprisonné son bras dans un cylindre hermétiquement fermé, y trouva au bout de deux heures 0,08 d'acide carbonique. Abernethy iint pendant cinq heures sa main plongée dans l'air d'une cloche ÏDlacée sur la cuve à mercure, et s'assura qu'au bout de ce temps 1/6 de l'oxygène de cet air avait disparu; les observations de Cruikshank, Gattoni, Nysten, etc., ne sont pas moins concluantes et sont confirmées par celles que M. Collard de Martigny a faites plus récemment. Lorsqu'on se met au bain ou que l'on tient sa main sous du mercure, il se dégage d'abord des bulles provenant de l'air qui adhérait à la peau el que ces liquides en détachent par le frottement. Après quelque temps de séjour dans l'eau, surgissent d'autres bulles, formées par des gaz que la peau exhale ; leur composition varie suivant le régime adopté par l'individu ; il se dégage tantôt de l'azote en proportion variable et de l'acide carbonique, tantôt de l'acide carbonique pur. Toutefois, et Collard le reconnaît lui-même, celte exhalation n'a pas lieu constamment; aussi a-t-elle été niée par Gordon , Woodhouse et par M. Adelon. De même que la respiration d'un air déjà respiré dégage moins d'acide carbonique parles voies pulmonaires, ainsi l'exhalation gazeuse de la peau diminue dans l'air renfermé; d'après Abernethy, elle augmente quand la circulation s'accélère modérément, et elle diminue quand, par le mouvement du corps, la transpiration aqueuse de la peau devient plus abondante ; cette remarque a été faite aussi par Collard de Mariigny. Enfin, cet expérimentateur assure que la peau expire plus d'acide carbonique par une température élevée qu'au froid. Plus récemment, M. Regnault (1) a démontré que chez les mammifères et les oiseaux, l'acide carbonique dégagé par la peau et par le canal intestinal ne s'élève en moyenne qu'aux 8 millièmes de celui que produit l'animal tout entier.

(1) Ann. de phys. cl dechim., t. XXXVI, p. 479.

UÏUIKNE l'UiVÉE.

Action de l'ozone.

L'action de l'ozone dîins l'organisme, à titre de modificateur météorologique, est encore bien controversée. Un médecin américain, E.-S. Gaillard, a cherché une liaison entre la présence de cet élément dans l'atmosphère et la production des fièvres intermittentes, si bien expliquée par l'intoxication palustre. Billiard à Corbigny, Schœnlein à Berlin, Wolf à Berne, Boeckel à Strasbourg, Berigny à Versailles et Silbermann à Paris, ont constaté que, pendant le règne du choléra , l'ozone a fait complètement défaut dans l'atmosphère des villes où ils faisaient leurs observations. Schœnlein a noté l'existence d'une foi te quantité d'ozone dans fair de Berlin pendant une épidémie de grippe, sous une constitution médicale qui prédisposait aux affections de poitrine, et un état inverse de l'air sous le règne d'une constitution gastrique. M. Bérigny inslalla en août 1855 des papiers ozoïiométriques dans les services des blessés, des fiévreux et des vénériens de l'hôpital militaire de Versailles, les fenêtres restant ouvertes toute la journée; et d'autres papiers de même nature dans la cour de cet établissement : les premiers, exposés pendant douze, vingt-quatre, trente six, quarantehuit heures et même quinze jours , n'ont révélé aucune trace d'ozone; les autres, placés aux quatre angles de la cour, en ont fouini des indices aussi prononcés que l'ozonomètre de l'observatoire météorologique de la ville, installé sur l'église Saint-Louis. Les papiers réactifs, retirés des salles et mis en expérience dans la cour de l'hôpital, s'y sont montrés aussi sensibles à l'ozone que des papiers nouveaux installés simultanément dans la cour. Dans une salle vaste et bien éclairée qui avait été occupée par des scorbutiques, mais qui depuis un mois était restée vide, la papier ozonométrique s'est comporté comme dans la cour. Un autre chimiste, M. James, a obtenu à Sedan des résultats semblables : tandis qu'il obtenait la nuance 8 sur l'ozonomètre dans son jardin, il n'obtenait que la nuance 6 dans la cour de l'hôpital militaire, et malgré l'ouverture des fenêtres, nulle trace d'ozone dans les salles de cet établissement qui existe isolé sur le lieu le plus élevé de Sedan. Est-ce l'acide carbonique expectoré par les malades qui s'oppose à la manifestation de l'ozone dans les hôpitaux? M. Bérigny est porté le croire.

Depuis deux ans et demi, M. Boeckel, praticien distingué de Stras-

CIRCDMFUSA. — ATMOSPHÈRE. /|29

bourg, a institué des observations journalières sur l'ozone atmosphérique et en varie les conditions; il n bien voulu nous en communiquer les résultats : 1" l'ozone, en quantité normale, ne donne lieu à aucun phénomène pathologique chez les individus en santé; il agit sur eux comme la lumière, par la stimulation de la vie; 2° s'il est en excès (nuance bleue-violette plus ou moins foncée de l'ozonoscope), il impressionne d'abord les voies respiratoires, et les bronchites se multiplient jusqu'à former une véritable épidémie. Que cette excitation continue, qu'elle soit renforcée par d'autres circonstances météorologiques, telles que vents du nord, nord-ouest, chute déneige, il s'établit une constitution médicale inflammatoire avec le cortège de ses maladies caractéristiques; en faisant respirer à des animaux un air fortement ozonisé, M. Boeckel fils a déterminé chez eux des pneumonies lobulaires ; 3° l'ozone faisant défaut dans l'air, ce sont les maladies gastriques qui prédominent; sur ce point les relevés statistiques de M. Boeckel, d'accord avec les observations deSchœnlein (de Berlin), ne laissent aucun doute. Si des miasmes viennent à se développer, l'ozone n'est plus là pour les détruire, et voilà sans doute ce qui se passe lors de l'apparition du choléra. L'observation prouve, dit M. Boeckel, que dans l'air chargé d'émanations paludiques, l'ozone ne se produit point. Or , des expériences directes ont démontré le pouvoir désinfectant de l'ozone ; des chairs putréfiées perdent leur odeur et se purifient complètement dans une atmosphère ozonisée. La décroissance du choléra a toujours coïncidé avec le retour de l'ozone.

A une certaine distance de la surface terrestre, l'ozonoscope indique toujours une proportion relativement beaucoup plus grande d'ozone . Sur la plate-forme de la cathédrale de Strasbourg, M. Boeckel l'a vu constamment se soutenir au-dessus de la moyenne, tandis qu'en ville où régnait le choléra, il marquait le plus souvent zéro. Ce n'est point que l'altitude soit le régulateur absolu du degré d'ozonisation de l'atmosphère, car l'ozone a fait défaut dans des lieux plus élevés que la plate- forme de la cathédrale de Strasbourg; mais M. Boeckel en conclut que l'ozone se produit d'autant plus constamment que le point d'exploration est plus éloigné de la surface du globe; suivant lui, les miasmes qui empêchent l'ozone de se produire ne s'élèvent guère à plus de 60 à 70 mètres au-dessus de leur lieu d'origine, et c'est ce qui explique l'apparition du choléra dans des localités que leur altitude semblait devoir en préserver.

Au point de vue hygiénique, on doit tenir compte du degré d'ozo-

nisalion des substances qui entrent dans notre régime ou dans nos médications : les huiles essentielles, les huiles grasses, les étiiers, le chloroforme, etc., sont ozonisés par leur exposition à la lumière solaire. Mais l'application la plus efficace que suggèrent les faits précédents, consisterait à ozoniser fortement l'atmosphère quand cet élément y manque pour détruire les miasmes ; M. Boeckel n'a pas réussi à développer artificiellement beaucoup d'ozone dans une salle de cholériques. Choisir une habitation sur des lieux élevés, rechercher le soleil, qui est un excitateur de l'ozone, respirer les émanations balsamiques des végétaux qui ont un pouvoir ozonisant, vivre sur les bords de la mer dont l'évaporation déverse incessamment de l'électricité positive vivifiante, etc., telles sont, avec quelques modifications appropriées (lu régime, les règles hygiéniques qui se déduisent des données les mieux acquises sur le rôle de l'ozone atmosphérique ; elles ne diffèrent pas de celles que suggère l'étude de l'électricité, parce que l'ozone n'est qu'une forme de l'oxygène électrisé et marche parallèlement à cet impondérable. Les variations de l'ozone étant liées, comme celles de l'électricité, aux conditions de température et d'humidité, il s'ensuit qu'on est exposé à lui imputer des effets physiologiques et pathologiques qui procèdent d'une étiologie complexe, bien que totalement météorologique. La constitution inflammatoire que M. Boeckel attribue à l'excès d'ozone, d'autres la rapporteront au froid sec qui coïncide avec ce développement d'ozone. Malgré ces équivoques et ces confusions, l'inténH qui s'attache aux études sérieuses de météorologie, nous a porté à relater les faits et les opinions les plus plausibles au sujet de l'ozone. La science a ses pressentiments, et la question de l'ozone lui offre un point d'appui pour des recherches qui ne manquent ni de précision ni de portée.