GAZ CONTENUS DANS LE SANG

La première mention de l'existence de gaz dans le sang est due à J. Mayow, en 168/i, puis à H. Davy, en 179i9 ; mais c'est surtout à M. Magnus qu'on doit les premiers travaux rigoureux sur ce sujet ; il les fit connaître en 1837.

{Ann. de chim. et de phys,, 2* série, t. XLV, p. 169.)

L'existence des gaz dans le sang est intimement liée aux phénomènes de la respiration.

Nous extrayons de l'excellent Traité de physiologie publié par M. Longet, les lignes qui suivent, et qui sont relatives à l'objet qui nous occupe :

« De ces dernières expériences (celles de M. Magnus) faites en partie » sous le récipient de la machine pneumatique, et sur lesquelles se fonde » la théorie de l'échange des gaz dans les poumons, il résulte que les » corps gazeux contenus dans le sang sont au nombre de trois: Voxygene^ » Yazote et Yacide carifonique.

)) En ce qui regarde spécialement l'oxygène, il paraît difflcile d'ad- ») mettre une simple dissolution de ce gaz dans le sang. On sait en effet » que la quantité d'un gaz dissous dans l'eau est toujours proportion- » nelle à la pression extérieure : or, en appliquant cette loi au cas dont h il s'agit, on arriverait à cette conséquence, que le sang des habitants » des régions où la pression atmosphérique n'est plus guère que 0",380, » renfermerait moitié moins d'oxygène que le sang des habitants des » bords de la mer, où cette pression est de 0",760. Mais, sans doute, la » précédente loi ne trouve pas ici d'application, parce qu'il y a inter- » vention de quelque affinité chimique. Si l'oxygène n'était que dissous » par le sang, s'il n'était pour ainsi dire que charrié par ce liquide, » comment s'expliquer le changement si instantané du sang veineux » qu'on agite avec de l'air ou mieux encore avec de l'oxygène? Il y atout » lieu de croire qu'outre l'échange qui s'opère alors entre l'acide car- D bonique de ce sang et l'oxygène, une combinaison très-instable s'ef- » fectue entre ce dernier gaz et quelqu'un des principes constitutifs du » sang.

» Beaucoup de physiologistes admettent aujourd'hui comme proba-

I) ble que l'oxygène du sang se trouve contenu surtout dans les globules^ )) et qu'il est même combiné plus spécialement avec leur hématosine ou I) matière colorante. Le premier de ces faits tend à ressortir d'expé* » riences qui consistent après avoir battu, au contact de l'oxygène, du f> sang déflbriné et encore pourvu de globules, à s'assurer que ce liquide » possède en effet, à l'égard du principe vivifiant de l'air, un pouvoir » absorbant presque double de celui que possède un même volume de » sérum, sans globules, battu dans le même milieu. Quant au second » fait, c'est-à-dire la combinaison particulière de l'oxygène avec l'héma- » tosine, on se rappelle le grand rôle attribué à l'élément principal de » cette matière colorante, au fer. On a supposé que ce métal existe à » l'état de protoxyde dans le sang veineux, et à l'état de peroxyde dans )> le sang artériel. Les changements que le sang éprouverait dans les n poumons serait l'effet d'une suroxydation, et ceux qu'il subirait dans » la circulation générale, notamment dans les capillaires, seraient l'effet » d'une réduction. L'acide carbonique ne serait pas seulement charrié B avec le peroxyde de fer du sang veineux, mais combiné avec lui, de i> sorte que les deux gaz (oxygène et acide carbonique) que nous avons vu, n par leurs proportions relatives différentes, caractériser tour à tour les r> deux espèces de sangs, parcourraient le système vasculaire à l'état de D combinaison et non de simple dissolution,

» Quoi qu'il en soit de cette manière de voir, il faut admettre que » l'oxygène du sang, s'il est de préférence uni aux globules, y est engagé » dans une combinaison fort instable qui ne l'empêche pas d'attaquer I) ultérieurement les matériaux combustibles du sang, mais qui sert » uniquement à fixer cet agent et à faciliter son transport dans le torrent » circulatoire; la force qui retient l'oxygène dans les globules est même » assez faible, nous l'avons dit, pour permettre à ce gaz de se dégager » en totalité, ou du moins en très*-grande partie, quand on soumet le » sang à l'action du vide.

» Il ne saurait y avoir aucun doute sur l'origine de l'oxygène contenu » dans le sang; ce gaz provient évidemment de l'air atmosphérique, D dont il forme un des principaux éléments. Quant à sa destination phyn siologiqucy l'oxygène, circulant avec le sang qui est le milieu de tous » les phénomènes de nutrition, représente l'agent indispensable de la » plupart des transformations qui s'accomplissent au sein de l'orga- » nisme.

» h&gat acide carbonique doit être au contraire regardé comme un des » produits ultimes des transmutations nutritives; il est destiné à être éli- » miné avec la vapeur d'eau, surtout par les voies respiratoires. Quand i> on considère la faible proportion de ce gaz dans l'air atmosphérique, » et sa proportion considérable dans l'air expiré, il est, en effet, facile » de se convaincre que l'acide carbonique est bien un produit de Vorga- » nisme que les animaux rejettent dans les milieux ambiants, mais qu'il

» ne leur emprunte point; qu'ainsi ce gaz provient des tissus et des

ï) humeurs mêmes de Tanimal, et non du dehors.

» Tout en admettant qu'une partie de l'acide carbonique exhalé par » les surfaces respiratoires puisse s'y former au fur et à mesure de son » exhalation (aux dépens des carbonates qui passeraient de l'état acide » à l'état neutre, ou se décomposeraient à l'aide de quelque acide de » l'économie), on reconnaît assez généralement qu'une autre partie, » sans doute la plus considérable, existe à l'état de liberté et de simple » dissolution dans la masse même du sang.

» Déjà nous savons que la liqueur du sang, ou plasma, qui tient les glo- » bules en suspension et la fibrine en dissolution, se sépare, par l'eifet » de la coagulation, en fibrine et en partie liquide ou sérum : or, ce » sérum, battu au contact d'une atmosphère d'acide carbonique, D dissout une plus grande quantité de ce gaz que ne le fait un égal » volume de même sang défibriné, contenant encore ses globules, » et battu dans les mêmes conditions. De la comparaison de cette » expérience avec celle qui a déjà été mentionnée k propos de l'oxy- » gène, il résulterait donc que si ce dernier gaz a de l'affinité surtout » pour les globules ou corpuscules du sang, l'acide carbonique en aurait » une plus grande, mais non exclusive, pour le sérum.

» Nous rappellerons que le phosphate de soude, un des sels du sang, » facilite singulièrement l'absorption de l'acide carbonique par le sang » veineux, et consécutivement, l'élimination de cet acide hors de l'or- » ganisme; que, d'autre part, c'est à l'aide de l'acide carbonique du sang » que le phosphate de chaux, autre élément salin de ce liquide, et si » généralement répandu dans l'organisme, devient sensiblement soluble ; i> le bicarbonate de soude et le chlorure de sodium contribuent aussi à » en dissoudre une partie.

» Quant à Yozote, sa présence dans le sang des animaux vivants a été » mise hors de contestation par les recherches de M. Ph.Enschut, etsur- » tout par celles de M. Magnus; il parait être simplement dissous dans » ce liquide, c'est-à-dire qu'il se trouve là comme dans les eaux cou- » rantes, qui sont en libre communication avec l'atmosphère. Toutefois, » ainsi que l'a prouvé M. Magnus, le sang dissout plus d'azote que » l'eau n'en dissoudrait à la même température; il en dissout 1,70 à » 3,30 pour 100, ou environ dix fois autant que l'eau. La proportion de » l'azote dans le sang artériel ou veineux est moindre que celle des » deux gaz précédents ; l'azote ne forme guère, en moyenne, plus du » dixième des gaz que le sang renferme. Du reste, on ne s'est point en- » quis de savoir, comme pour l'acide carbonique et pour l'oxygène, si » l'azote est spécialement dissous dans les globules ou dans le sérum.»

Voyons maintenant par quelles expériences M. Magnus et les autres physiologistes qui ont étudié cette question si importante, ont opéré, et quels sont les résultats auxquels ils sont arrivés.

On reçoit le sang,' à la sortie du vaisseau, dans un flacon rempli de

mercure, et renversé sur la cuve à mercure ; lorsque le mercure se trouve presque entièrement remplacé par du sang (artériel ou veineux), on le bouche hermétiquement et on Tagite vivement. Dans cette opération, le sang se trouve fouetté par le mercure divisé en globules autour desquels la fibrine ne tarde pas à se coaguler. Le sang ainsi défibriné est soumis à l'action du vide, pour lui enlever tous les gaz qu'il retient en dissolution.

Pour cela, on le fait passer sur la cuve à mercure, dans une cloche A (fig. 2) munie à sa partie supérieure d'un robinet C, et surmontée d'un tube de verre long et étroit B, fermé à sa partie supérieure, et muni lui-même d'un robinet D à sa partie inférieure. La quantité du sang introduit sous la cloche est d'environ 150 centimètres cubes. Quand cette opération est faite, on place la cloche plongeant dans une cuvette pleine de mercure, sur la platine de la machine pneumatique.

Fig, 2. Fig, 3.

La cloche A est alors enveloppée d'une cloche plus grande K(fig. 3), qui s'adapte parfaitement à sa partie supérieure; on rend la jointure hermétique à l'aide d'une coiffe de caoutchouc. Cela fait, et les robinets C et D étant fermés, on fait le vide; le mercure s'abaisse dans la cloche K, ainsi que le sang qui occupe la partie supérieure, et l'on voit les gaz dissous dans le sang s'en dégager tumultueusement en faisant mousser le liquide ; quand cette mousse est tombée, on ouvre les robinets, et le tube B se vide de mercure. On laisse alors rentrer lentement l'air dans la grande cloche, le niveau du mercure remonte dans A ; quand le niveau du sang atteint le robinet C, on ferme ce robinet et l'on refait le vide: une nouvelle portion de gaz abandonne le sang, on le refoule dans le tube B en ouvrant de nouveau les robinets et laissant rentrer l'air, et

l'on recommence ainsi plusieurs fois; après quoi on ferme les robinets^

on enlève le tube B, et Ton soumet à Tanalyse le gaz qu'il renferme.

M. Magnus opérait toujours en laissant le sang pendant trois heures dans l'appareil.

Voici une partie des résultats obtenus par M. Magnus :

QnaiitlMi de sai exlstaol dans ît» deux sangt.

[Sji acide carbonique, i^d oxygène.

V 2^5 azote.

/ 8^8 acide carbonique.

Sang veineux du même cheval. 205 — 12^2 — | 2^3 oxygène.

( iy\ aiote.

ÎlOyO acide carbonique.

2,5 oxygène* 1,7 axote.

Mo,? acide carbonique.

Sang artériel d'un cheval 130 — 16^3 — | ^*^ oxygène.

( 1^5 axote.

ÎtfO acide carbonique.

2^2 oiygèue.

^ 1,0 azote.

Ît|,4 acide carbonique.

2,5 oxygène.

4,0 axote.

I 9,4 acide carbonique.

Sang artériel de ve«i 123 — 14^5 — | â,5 oxygène.

( 1^6 azote.

f 7,0 acide carbonique.

Même sang 108 — 12,6 — < 8,0 oxygène.

\ S»6 azote.

/t0,8 acide carbonique.

Sang veineut du même veau.. 153 — 13,3 ^ I i^g oxygène.

( t,3 axote.

S 6,1 acide carbonique.

1,0 oxygène.

0,6 a£ote.

(M. Magnus, Antu de chinu et phys. (2), t. LXV, p. 169.)

Ces nombres, rapportés à une moyenne, donnent pour 100 volumes de gaz extrait du sang, les rapports suivants :

Stng artériel. Sang veineux.

Acide carbonique G2,3 71,6

Oxygène 23,2 15,3

Axote 14,8 13,1

M. Lotbar Meyer s'est servi, pour ses recherches sur les gaz du sang, d'un appareil entièrement différent de celui qu'employait U. Magnus.

A (fig. 4) est un ballon jaugeant de 750 à 1000 centimètres cubes. Son col, calibré et gradué, est long de 250 centimètres ; on connaît le rapport de la capacité du ballon à celle du col. A Taide d'un gros tube de caoutchouc, a, on met le col de ce ballon en communication avec un ballon B dont le diamètre est de ft5 à 50 millimètres.

Fig. 4.

Le tube C qui sert à recueillir les gaz est mis en communication^ en b, avec la pointe du ballon B ; dans son extrémité libre, on engage un tube de caoutchouc c qui est fermé à Taide d'une pince à vis. Cette pince est représentée ouverte en p. A Taide de pinces semblables on peut à volonté interrompre ou rétablir la communication entre AetBetentreB etC.

Pour recueillir^ à l'aide de cet appareil^ les gaz dissous dans le sang^ on opère de la manière suivante t

Le ballon A, rempli d'eau bouillante parfaitement privée d'air, est hermétiquement fermé et renversé dans un vase rempli d'eau bouillie. Quand il est refroidi, on enlève la plus grande partie de l'eau du col à l'aide d'un siphon, et on la remplace rapidement par du sang. Pour cela, on fait arriver au-dessous du niveau de l'eau dans le col un petit tube de caoutchouc qui se trouve en communication avec une petite canule d'argent et à robinet; l'extrémité supérieure de cette canule est engagée directement dans la veine ou dans l'artère d'un animal, et l'on a eu soin de remplir préalablement de sang la canule et le tube de caout*chouc lui-môme. On laisse couler environ 50 centimètres cubes de sang> dont il est facile de déterminer le volume en lisant la division à laquelle s'arrête la colonne du liquide avant et après l'arrivée du sang dans le ballon. On achève ensuite de le remplir avec de l'eau bouMlie, et

on le ferme en serrant la pince à vis sur la coiffe de caoutchouc. Dans Textrémité libre de cette coiffe on engage alors le tube à boule B qu'on remplit à moitié d'eau bouillie et à Textrémité duquel on ajuste ensuite le tube G.

L'appareil étant ainsi disposé et incliné^ comme le représente la figure, on fait bouillir vivement l'eau de la boule B. Au bout de dix minutes, et pendant que la vapeur s'élance encore à plein jet hors du tube, ,on en ferme l'orifice à l'aide d'une pince à vis et l'on enlève immédiatement la lampe. Le vide est ainsi fait dans l'appareil. On laisse refroidir, et, après avoir ouvert la communication entre A et B, on rapproche le tube B du col du ballon A jusqu'à les faire toucher, puis on chauffe doucement le liquide contenu dans le ballon A. A la température où il entre en ébullition, le sang, très-étendu d'eau, ne se coagule pas, et, grâce à cette dissolution, il ne se forme pas de mousse dans l'appareil. Au bout d'une demi-heure d'ébullition, les gaz se sont dégagés en entier et se sont rendus dans l'espace vide au-dessus de b; il s'agit de les confiner dans le tube G. Pour cela on conduit l'ébuUition de telle manière que la vapeur qui se dégage, et qui se trouve en partie retenue en A, grâce à l'inclinaison du ballon, fasse monter le liquide de B, jusqu'en b. On ferme à ce moment la communication entre A et B, puis on fait bouillir l'eau en B; l'ébuUition en chasse une petite quantité en G; on la fait bouillir pour la faire refluer en B, puis on ferme en b. Les gaz libres du sang sont renfermés ainsi en c.

Il s'agit maintenant de recueillir l'acide carbonique combiné dans le sang qui a déjà abandonné les gaz qui y étaient simplement dissous. On y arrive à l'aide d'une nouvelle série d'opérations analogues, après avoir introduit dans le ballon A quelques fragments d'acide tartriquc. Le tableau suivant indique les résultats obtenus par M. L. Meyer à l'aide de cette méthode.

Tableau iiidiquant les Quantités de gaz contenus dans le sang, d'après M, Lothar Meyer,

100 volumes de sang renferment, à 0° et sous une pression de O'^jTGO :

Acide

Acide