Ibid., t. VIII, p

4. A rchiv fût- die gesammte Physiologie, t. IV. p. 83, I. XIV, p. 38 et 78

^26 LA RESPIRATION

pendant 24 heures, y accomplir certains travaux, sans éprouver la moindre gène dans la respiration, à condition que l’air soit convenablement renouvelé. Ce renouvellement se fait par appel et l’aspiration est déterminée par deux cylindres munis de soupapes, sortes de gazomètres qui s’élèvent et s’abaissent alternativement dans une cuve cylindrique par le mouvement de deux bielles, transmis par l’intermédiaire d’un mécanisme régulateur. Ce dernier est mis en mouvement lui-même par une petite machine à vapeur. L’interposition de ce mécanisme régulateur, sorte de grand mouvement d’horlogerie, a pour but de donner de l’uniformité à l’élévation et à l’abaissement des

Fig. 23.

cylindres aspirateurs. Cette partie de l’appareil n’est point représentée dans la ligure.

Il s’agit de mesurer exactement le volume de l’air qui passe dans la chambre respiratoire, et de faire passer une fraction déterminée de cet air dans des appareils propres à en faire l’analyse exacte. A cet cflet, l’air sort de la chambre par deux tubes AA qui s’y abouchent à la partie supérieure eta lapaitie inférieure, et qui se réunissent ensuite en un seul tube. L air qui } est appelé sans cesse de la chambre passe d abord dans un tambour B rempli de pierre ponce humectée d’eau. Ainsi saturé d’humidité, il se rend dans un compteur D qui en indique exactement le volume, et dans lequel le niveau de l’eau, et par conséquent la pression, restent invariables, l’air saturé d’humi-

MÉTHODES D’EXPÉRIMENTATION

dite ne pouvant emporter de l’eau. Au sortir du compteur, il passe dans les cylindres aspirateurs, lesquels, en s’abaissant, le laissent échapper par des soupapes pratiquées dans la paroi supérieure. Maintenant il s’agit d’aspirer une fraction donnée de cet air à sa sortie de la chambre respiratoire, et avant son entrée dans le tambour, où il doit se saturer de vapeur d’eau. A cet effet, un petit tube cl vient s’embrancher sur le gros tube abducteur de l’air de la chambre, et conduit une petite partie de cet air, par aspiration, d’abord dans des appareils propres à absorber l’eau, puis dans une petite pompe aspi-

rante et foulante qui, a son tour, le pousse dans des appareils disposés pour le dosage de l’acide carbonique et du gaz des marais.

La pompe aspirante et foulante B (fig. 24) se compose d’un petit cylindre, lequel s’élève et s’abaisse dans une éprouvette remplie de mercure. Les tubes adducteurs et abducteurs du gaz descendent au fond de cette éprouvette, et se recourbent et se relèvent de manière à former deux tubes en U, dont les orifices émergent au-dessus de la surface du mercure. L’élévation du cylindre aspirateur y appelle une certaine quantité d’air, qui a passé préalablement à travers un petit flacon /'renfermant

LA RESPIRATION

du mercure et faisant fonction de soupape. L’abaissement du cylindre pousse cet air dans un second petit flacon semblable à l’autre, et servant de soupape comme lui.

Au sortir du gros tube, l’air qui vient de la chambre respiratoire par le tube de dérivation, passe d’abord dans un appareil à boule E (fig. 24), rempli d’acide sulfurique. Là, il dépose son eau dont le poids est déterminé par deux pesées successives; la pompe foulante pousse ensuite cet air d’abord dans un tube F rempli de ponce imbibée d’eau où il se sature de nouveau d’humidité, puis successivement dans deux tubes G et G' remplis d’eau de baryte titrée et légèrement inclinés, de manière que les bulles qui se succèdent régulièrement aient à faire un long parcours. Le second tube G' sert de contrôle. Là, l’air se dépouille entièrement d’acide carbonique. Au sortir de ces tubes, il se rend par I dans un petit compteur d (fig. 23) où il est mesuré. On connaît par conséquent le rapport de son volume à celui de la masse du gaz qui passe par le grand compteur. Le rapport des volumes étant connu, il est facile de calculer les quantités totales d’acide carbonique et de vapeur d’eau que renfermait l’air qui a servi à la respiration.

Le dosage de l’acide carbonique se fait par la méthode des volumes. L’eau debaryte est titrée par l’acide oxaliqueavant et après l’absorption de l’acide carbonique.

L’eau et l’acide carbonique de l’air ayant servi à la respiration étant ainsi dosés, il s’agit de défalquer l’eau et l’acide carbonique de l’air ambiant, au moment où celui-ci pénètre dans la chambre respiratoire. A cet effet, une petite pompe à mercure B', semblable à la précédente et conjuguée avec elle, appelle cet air dans un tube d' (fig. 23), qui le puise à la partie extérieure de la chambre respiratoire, près de la porte, pour le conduire et le pousser dans une série d’appareils exactement semblables aux précédents et où il se dépouille de son eau et de son acide carbonique.

Le mouvement d’élévation et d’abaissement des deux pompes conjuguées est obtenu à l’aide d’une tige de transmission T (fig. 24) et d’un levier coudé mis en mouvement par la machine à vapeur.

Pour doser l’hydrogène et le gaz des marais qui sont contenus dans l’air vicié par la respiration, ou même dans l’air am-

MÉTHODES D’EXPÉRIMENTATION

biant, il faut employer un second système de pompes puisant d’un côté de l’air ambiant et de l’autre de l’air ayant servi à la respiration et le conduisant dans un petit tube à combustion rempli d’éponge de platine, que l’on porte à l’incandescence. L’hydrogène et l’hydrogène carboné sont brûlés, forment de l’eau et du gaz carbonique, qui vont s’ajouter à ceux contenus dans l’air, et le tout sera absorbé dans une série d’appareils de condensation, semblables à ceux que nous avons décrits. Il y aura donc ici un excès d’eau et d’acide carbonique, comparativement aux quantités fournies dans l’autre série d’appareils par l’air non calciné. Cet excès d’eau et d’acide carbonique permettra de calculer, et pour l’air ambiant et pour l’air vicié, la proportion d’hydrogène et de gaz des marais. L’air ambiant n’en renferme point ou n’en renferme que des traces, mais il renferme quelques poussières organiques qui, en brûlant, donnent une très petite quantité d’eau et d’acide carbonique dont il faut tenir compte.

La détermination précise des quantités d’eau et d’acide carbonique, d’après cette méthode, exige la connaissance exacte du volume d’air qui a passé à travers les compteurs. Il est donc nécessaire de tenir compte de la pression, de la température et de l’état hygrométrique de l’air. Il est à remarquer d’ailleurs que le volume de l’air qui sort de la chambre est un peu moins grand que celui qui y pénètre, la différence étant due, comme on l’a indiqué plus haut, à la disparition de l’oxygène employé à former de l’eau pendant la respiration.

Dans la méthode que nous venons de décrire, il est nécessaire d’apporter la plus grande rigueur aux dosages de l’eau et de l’acide carbonique ; la moindre faute commise grossirait considérablement les erreurs, car elle se multiple par le rapport du volume total de l’air à celui de l’air analysé. C’est là le côté délicat de la méthode.

M. Pettenkofer a soumis l’appareil qui vient d’être décrit à une épreuve expérimentale destinée à contrôler l’exactitude des résultats qu’il peut fournir. Il y a brûlé des bougies dont la composition élémentaire avait été déterminée par l’analyse. Après avoir brûlé pendant 10 heures, ces bougies ont donné 2000«r,0 d’acide carbonique au lieu de 2005®r, 5 qu’elles auraient dû fournir. L’erreur n’est que de 1/2 pour 100; elle a été

LA RESPIRATION

plus forte pour la détermination de l’eau, formée par la combustion d’une certaine quantité d’alcool ou, dans une autre expérience, simplement évaporée dans la chambre respiratoire. On a constaté, dans ce cas, un déficit qui est allé en diminuant avec la durée de l’expérience, mais qui, après 24 heures, a encore atteint 1,5 pour 100. Il est dû à l’absorption d’une certaine quantité d’eau par les parois hygroscopiques de la chambre.

La méthode Pettenkofer et Voit est applicable à l’étude des phénomènes de la respiration et de la nutrition. Un homme peut séjourner sans fatigue pendant 24 heures dans la chambre, y prendre ses repas, s’y livrer au travail, à certains exercices, au sommeil. Un animal peut y séjourner longtemps; son poids peut être déterminé avant et après l’expérience ; des aliments dont la composition est connue peuvent lui être fournis en quantité déterminée, les déjections de toute nature peuvent être recueillies, pesées et analysées. En un mot, il est facile d’établir le bilan de tout ce qui entre et de tout ce qui sort de l’économie pendant un temps donné. Et, en supposant que le poids de l’animal soit demeuré constant, il y aura une différence entre les entrées par les aliments, et les sorties par la respiration et les excrétions. Cette différence est due à l’absorption de l’oxygène atmosphérique, qu’on peut ainsi déterminer indirectement.

$ 194. Méthode indirecte. — A l’occasion de ses recherches sur la respiration, M. Boussingault a indiqué une méthode propre à déterminer indirectement les principales données concernant l’activité de la respiration, savoir : la quantité de carbone brûlée, la quantité d’oxygène consommée, la quantité d’azote exhalée ou absorbée. Cette méthode consiste à déterminer par l’analyse élémentaire la composition de la nourriture prise par un animal pendant un temps donné, et celle des déjections qu’il rend pendant le même temps. Connaissant exactement les quantités de carbone, d’hydrogène, d'azote, d’oxygène, de sels absorbées par un animal soumis à la ration d’entretien, connaissant, d’un autre côté, la quantité des mêmes éléments contenue dans scs déjections solides et liquides, la différence entre la quantité de carbone, d’hydrogène et d’azote contenue dans les aliments, d’une part, dans les excréments, de l’autre,

METHODES D’EXPERIMENTATION

indique les quantités de carbone, d’hydrogène, d’azote éliminées par la respiration et la perspiration. Cette méthode, imaginée à l’occasion de quelques expériences faites sur de grands mammifères, cheval, vache, a été appliquée avec succès à l’étude de la respiration chez une tourterelle. L’animal, dont le poids ne variait pas sensiblement pendant l’expérience, était enfermé dans une cage, nourri avec du millet dont la composition et le degré d’humidité avaient été déterminés avec soin. On a apprécié, d’autre part, la proportion d’eau qu’il buvait directement. Les déjections ont été recueillies et soumises à l’analyse après dessiccation.

Ces déterminations ont permis de mettre en balance : 1° les quantités de carbone, d’hydrogène, d’azote, d’oxygène, contenues d’une part dans les aliments secs, d’autre part dans les excréments secs; ic la quantité totale d’eau entrée dans l’économie, et celle qui sort par les excréments humides. Les premières comparaisons permettaient de déterminer, par différence, 1° les quantités de carbone brûlées pendant le temps de l’expérience; 2° la quantité d’hydrogène brûlée pendant le môme temps. En effet, l’oxygène des aliments non retrouvé dans les excréments étant supposé éliminé sous forme d’eau et ayant par conséquent emprunté aux aliments eux-mêmes une quantité correspondante d’hydrogène, il est resté un excès d’hydrogène, qui a dû être brûlé directement par l’oxygène de l’air. En second lieu, la comparaison entre la quantité d’eau entrée dans le corps de la tourterelle et celle qu’on retrouve dans les excréments, indiquait approximativement la quantité d’eau perdue par la perspiration.

Employée seule, cette méthode indirecte ne peut donner que des résultats approchés, surtout à cause de la difficulté de maintenir l’animal dans un état parfait d’équilibre. Combinée avec la méthode directe, elle peut donner des résultats plus exacts; elle permet notamment la détermination des quantités d’oxygène absorbées dans un temps donné, sans qu’on ait besoin de recourir à l’analyse eudiométrique de l’air qui a servi à la respiration, analyse qui ne donnerait que des résultats incertains, lorsque la respiration s’accomplit dans des conditions normales, c’est-à-dire lorsque l’air est suffisamment renouvelé; dans ce cas, en effet, l’animal n’enlève à un volume d’air donné

LA RESPIRATION

qu’une petite fraction de l’oxygène qu’il renferme, et encore bien que cette fraction puisse être déterminée par l’analyse eudiométrique, on conçoit que la moindre erreur de dosage doive donner lieu à une erreur considérable, par la raison qu’elle se rapporte à un énorme volume d’air.