DES RÉACTIONS CHIMIQUES ET DES RÉACTIONS PHYSIOLOGIQUES

Chaque corps simple et chacun de ses composés possède en propre ses réactions chimiques spéciales qui permettent de le reconnaître et de le distinguer des autres; aussi le nombre de ces réactions est-il très grand, mais quelques-unes de ces réactions sont communes à beaucoup de corps simples.

Nous allons voir qu’il en est de même pour leurs réactions physiologiques.

Le nombre des réactions physiologiques que les corps simples et leurs composés peuvent provoquer est très grand, et cependant nous verrons qu’il y a certaines réactions physiologiques qui sont communes à un si grand nombre de corps simples que leur reproduction à propos de chacun de ceux-ci deviendrait monotone.

Toutes variées que soient les réactions chimiques des corps simples métalliques, nous voyons que ces corps peuvent d’abord se diviser en deux groupes à l’égard de leur attitude vis-à-vis de l’hydrogène sulfuré ou du sulfure d’ammonium, car tous, à l’exception de l’ammonium, du lithium, du potassium, du sodium, du magnésium, du baryum, du calcium et du strontium, sont précipités par l’un ou l’autre des deux réactifs. Ces deux groupes peuvent être subdivisés eux-mêmes en sous-groupes par l’emploi d’autres réactifs.

Le petit groupe de métaux, qui ne précipitent ni par l’hydrogène sulfuré ni par le sulfure d’ammonium, peut se subdiviser en deux sous-groupes par l’emploi du carbonate d’ammoniaque qui précipite le baryum, le calcium et le strontium sans agir sur les autres métaux du groupe.

L’autre grand groupe de corps que précipite l’acide sulfhydrique H2S ou le sulfhydrate d’ammoniaque AzHiHS est susceptible de se subdiviser de semblable manière, et chaque membre de ces différents sous-groupes peut aussi se distinguer des autres par des réactions individuelles.

Réactions physiologiques. — Si nous avions des connaissances suffisantes de chimie physiologique, nous pourrions vraisemblablement classer les réactions physiologiques en nous basant sur les relations chimiques qui se présentent entre les substances introduites dans l’organisme et les éléments constituants de l’organisme lui-même. Pareille classification n’est pas encore réalisable. Nous pouvons toutefois établir, au point de vue physiologique, une distinction entre les éléments en prenant comme point de départ les relations que ces éléments affectent avec l’albumine, partie intégrante essentielle de tous les organismes vivants.

A. Un certain nombre d’éléments précipitent l’albumine ;

B. D’autres ne précipitent pas les substances albuminoïdes.

Tout comme nous pouvons subdiviser les sulfures, nous pouvons également séparer la sous-classe A en deux sections :

a) Éléments qui précipitent l’albumine en solution acide;

b) Eléments qui précipitent l’albumineensolutionneutreou alcaline.

La section b peut être à son tour subdivisée en groupes, d’après le

genre d’albumine, — myosine, globuline, albumine du sérum, peptones, etc. — qui est précipitée par les éléments qui en font partie.

La sous-classe B se sépare également en deux sections :

a) Parmi les substances qui ne précipitent pas l’albumine, il en est qui ont une affinité très marquée pour les matières grasses ou pour d’autres substances constituantes de l’organisme, telles que la matière nerveuse ;

b) D’autres corps n’ont pas cette action.

Malgré les immenses avantages qu’elle pourra présenter à l’avenir, cette classification est encore si imparfaite aujourd’hui qu’il semble préférable de diviser les réactions physiologiques suivant les organes affectés : muscles, centres nerveux, systèmes respiratoire, circulatoire, etc.

A. Un premier groupe de substances paralyse les muscles et les nerfs moteurs. Le nombre de ces substances est considérable.

Ces corps peuvent aussi se subdiviser en ceux qui paralysent les

muscles, tout en n’affectant que légèrement les nerfs et en ceux qui paralysent les nerfs sans intéresser les muscles.

B. Un autre grand groupe de réactions physiologiques est fourni par les agents qui affectent spécialement les centres nerveux tout en respectant à peu près les muscles et les nerfs moteurs.

Cette grande classe se subdivise en sous-groupes composés des agents qui affectent plus particulièrement les uns l’encéphale, les autres la moelle allongée, d’autres la moelle épinière dont ils excitent, paralysent ou troublent les fonctions normales.

C. Dans une troisième classe prennent place les agents qui affectent les sécrétions, s’arrangeant en sous-classes de corps agissant sur les glandes sudoripares, sur les glandes mammaires, salivaires, gastriques, intestinales, hépatiques ou rénales.

D. Dans une autre division entrent les corps qui agissent plus spécialement sur la circulation.

Ces groupes sont plus ou moins distincts bien que jusqu’à un certain point ils se confondent ou empiètent les uns sur les autres.

Individuellement, les membres d’un même groupe peuvent différer très notablement les uns des autres sous le rapport de leur action physiologique, alors même que tous finalement paralysent les muscles, les nerfs ou les centres nerveux. Car, tout en aboutissant au même résultat final, le mode de leur action pourra être très différent et les symptômes qu’ils provoquent dépendront principalement de la partie de l’organisme qu’ils affecteront la première. Par exemple, l’atropine et le curare paralysent tous deux complètement les nerfs moteurs ou efférents, mais tandis qu’une très forte dose de curare est nécessaire pour paralyser les nerfs cardiaques et vasculaires, il suffit au contraire d’une très faible dose de ce poison pour paralyser les nerfs qui desservent les muscles et produire une faiblesse qui va s’aggravant de moment en moment jusqu’à amener la mort. D’autre part il faut une dose énorme d’atropine pour produire la paralysie des nerfs moteurs, tandis qu’une très faible dose suffit pour affecter les nerfs moteurs du cœur et d’autres muscles involontaires et pour déterminer un éréthisme circulatoire, de la dilatation des pupilles et du délire d’action.

L’action physiologique d’une drogue donnée dépend en grande partie non pas simplement de ses affinités générales pour une certaine classe de tissus vivants mais de son affinité particulière ou de son action sur un tissu ou sur un organe. Cet organe, primitivement affecté, peut

ensuite par son activité fonctionnelle modifier beaucoup les effets de l’agent médicamenteux sur les autres organes.

Pour exemple citons l’action de la vératrine quand on l’emploie à doses très fortes et à doses faibles sur la grenouille.

A dose modérée la vératrine va déterminer chez la grenouille une raideur marquée des muscles, tandis qu’à haute dose elle aura comparativement très peu d’action.

Toutefois si on met les hautes doses en contact direct avec les muscles, elles détermineront un effet beaucoup plus énergique que les doses modérées.

La raison de cette singularité se trouve dans ce fait qu’introduites dans l’économie vivante, les hautes doses paralysent le cœur si rapidement que la circulation s’arrête; le poison n’étant plus transporté au contact des éléments anatomiques musculaires par suite de cet arrêt de la circulation, son effet sur les muscles est nul.

RAPPORTS DE L’iSOMORPHISME ET DE L’ACTION PHYSIOLOGIQUE.

De ses expériences Blake conclut que lorsque des sels inorganiques sont injectés directement dans la circulation, l’intensité de leur action physiologique est proportionnelle à leur poids moléculaire mais seulement pour les familles des corps simples dont les sels sont isomorphes ou, autrement dit, cristallisent dans la même forme. Les groupes dont les sels ne sont pas isomorphes posséderaient des propriétés physiologiques très différentes.

Blake divisait les corps simples en neuf groupes dont les propriétés physiologiques diffèrent de nature, tandis que celles des membres composants d’un même groupe sont de nature identique et ne diffèrent que par le degré. Ainsi, d’après Blake, les sels des groupes suivants sont classés dans l’ordre ascendant de leur activité, l’argent dans le premier groupe par exemple, étant le plus actif et le lithium le moins actif (1).

Groupe I. Lithium, sodium, rubidium, thallium, cæsium et argent.

D’après Blake, ces métaux amènent la mort en agissant sur les poumons et en entravant la circulation pulmonaire. Aucun d’eux, excepté le cæsium, n’affecterait le système nerveux, aucun d’eux non plus n’affecterait primitivement la circulation des poumons si ce n’est l’argent.

(1) Blake. Âmeric. journ. of Sc. and Arts. Yol. VII, mars 1874.

Groupe II. Magnésie, sels ferreux, sels manganeux, nickel, cobalt, cuivre, zinc et cadmium. Ils tuent en paralysant les mouvements du cœur.

Groupe III. Béryllium, alumine, yttrium, cérium et sels ferriques.

Tous troublent la grande et la petite circulation.

Groupe IV. Calcium, strontium, baryum et sels de plomb. Ils tuent en paralysant les ventricules du cœur.

Groupe V. Palladium, platine, osmium et irridium. Agissent sur le cœur, la respiration, la circulation et le sang.

Groupe VI. Ammoniaque et potasse. Paralysent le cœur et déterminent des convulsions.

Groupe VII. Acides chlorhydrique, iodhydrique, bromique et iodique. Entravent la circulation et tuent de ce fait.

Groupe VIII. Acide phosphorique, arsenique et antimoine. Tuent par arrêt de la circulation pulmonaire.

Groupe IX. Acides sulfurique et sélénique. Entravent la circulation pulmonaire.

Les propositions de l’auteur concernant le mode d’action des corps ci-dessus énumérés montrent que les investigations relatives à leur action physiologique n’ont pas été suffisamment élaborées. Les résultats auxquels il arrive, quant à la détermination de la dose léthale, sont probablement approximatifs et demandent sans doute à être révisés. Mais si nous ne pouvons, dès à présent, accepter toutes ses conclusions et tous ses résultats comme définitifs, sa dernière et principale conclusion est cependant des plus intéressantes, à savoir : que nous possédons dans la matière vivante un réactif capable de nous venir grandement en aide dans nos recherches relatives aux propriétés moléculaires des substances chimiques.

RAPPORTS DES CARACTÈRES SPECTROSCOPIQUES DES CORPS ET DE LEUR ACTION PHYSIOLOGIQUE.

De même que de la longueur d’un pendule dépend le nombre de ses oscillations, de même que de la longueur de la corde vibrante ou d’un tuyau dépend la rapidité des vibrations de ces instruments et la hauteur de la note qu’ils donnent, de même d’après Lecoq de Boisbaudran le nombre des vibrations lumineuses des molécules d’un corps et la longueur des ondes de lumière qu’elles émettent dépendent de leur poids atomique. Quand le poids moléculaire est élevé les vibrations

des molécules sont lentes, la lumière qu’elles émettent se compose de larges ondes lumineuses et est située vers l’extrémité rouge du spectre. Quand le poids atomique est bas, les vibrations des molécules sont rapides et la lumière qu’elles émettent confinent à l’extrémité violette du spectre. Dans une même famille de corps simples, la longueur des ondées lumineuses qu’ils émettent est une fonction de leur poids atomique, de sorte que pour des corps possédant le même type chimique, la forme générale du spectre persiste mais est modifiée graduellement selon la masse de la molécule composante. A mesure que le poids atomique diminue, le spectre tend à se porter de plus en plus vers le violet; à mesure que le poids de l’atome augmente, le spectre tend à incliner de plus en plus vers le rouge.

Jusqu’à ces derniers temps l’observation du spectre des corps avait pour limite l’étendue du spectre visible; l’application de la photographie nous permet à présent d’étendre notre observation en deçà et au delà du spectre visible et d’affirmer l’existence d’un spectre défini dans les rayons ultra-rouges et les rayons ultra-violets, bien que notre œil ne le voie pas. Pour la plupart des sons musicaux, outre la note fondamentale, il existe un certain nombre d’harmoniques doués d’un bien plus grand nombre de vibrations. De même dans le spectre il y a les lignes harmoniques des lignes spectrales fondamentales et au lieu d’une seule bande ou d’une seule ligne donnée par un corps, il peut s’en montrer plusieurs. Selon l’auteur que nous avons cité plus haut, les harmoniques dans une série de spectres analogues sont le résultat d’ondes lumineuses courtes qui augmentent d’amplitude à mesure que le poids moléculaire augmente. Il n’est pas impossible de concevoir qu’une relation puisse exister entre les caractères spectroscopiques d’un corps et son action physiologique. Papillon émit le premier cette hypothèse qui était en grande partie fondée sur les expériences de Rabuteau, mentionnées plus haut; en réalité on ne peut pas plus établir de rapport défini entre les caractères spectroscopiques et l’action physiologique d’un métal donné, qu’on ne peut en établir entre son poids atomique et sa puissance toxique.

La suite nous montrera qu’il n’y a rien là qui nous doive surprendre, car les molécules qui fournissent le spectre ne sont pas telles que celles qui agissent dans les expériences physiologiques.

Dans les analyses spectrales, selon une première théorie, nous sommes en présence, en ce qui concerne l'interprétation des lignes spectrales, de phénomènes dont les agents producteurs sont des

atomes chimiques, attendu que ces atomes n’existent combinés en molécules qu’à des températures ordinaires, basses par conséquent; selon une seconde théorie, celle de Lockyer, nous sommes en présence de phénomènes produits par une série peut-être longue de simplifications déterminées par la température mise en œuvre;- cette simplification peut commencer à de très basses températures et est soumise, en réalité, à la loi de Dalton sur les proportions multiples.

Ces simplifications et ces modifications ont pour types l’ozone d’une part et l’oxygène de l’autre ; le phosphore ordinaire et le phosphore amorphe; les différents états sous lesquels se présente le soufre, etc. et c’est à des températures ordinaires ou basses, auxquelles se trouvent les corps lorsque nous en étudions les effets par l’absorption et non par la radiation, que nous devons chercher, en admettant qu’ils existent, les rapports entre la structure moléculaire et l’action physiologique des corps.

Quelques-unes des bandes d’absorption qui figurent dans le spectre des agents chimiques à la température ordinaire, peuvent se montrer dans le spectre visible, telles sont : celles qu’on observe pour les substances alcooliques et aromatiques (1). Mais les autres et la plupart peuvent, dans les rayons ultra-rouges et les rayons ultra-violets, rester complètement invisibles sans l’emploi de la photographie.

DES RAPPORTS ENTRE LE POIDS ATOMIQUE DES CORPS ET LEUR ACTION PHV'SIOLOGIUQE.

Des expériences qu’ils avaient faites sur l’action toxique du chlorure, du bromure et de l’iodure de potassium, Bouchardat et Stewart Cooper avaient conclu qu’il existe certains rapports entre l’activité physiologique des corps et leur poids atomique, que notamment cette activité est inversément proportionnelle à leur poids atomique, le lluor par exemple (poids atom. 19) étant plus actif que le chlore (poids atom. 35,5).

Rabuteau, en 1867, pratiqua certaines expériences d’où il put conclure que la proposition de Bouchardat était correcte en ce qui concernait les métalloïdes mono-atomiques, mais que l’action physiologique des métalloïdes bi-atomiques augmentait au contraire avec leur poids atomique, le sélénium par exemple étant plus actif que le soufre.

Rabuteau crut avoir découvert que la puissance toxique augmente

(1) Russel et Laprack, Journal Chemic. Soc., avril 1881.

en raison directe du poids atomique pour les corps simples appartenant à un même groupe; ainsi le potassium est plus toxique que le sodium, et le barium plus que le calcium. Mais Husemann a montré que le lithium est plus toxique que le sodium ou le potassium qui sont d’un poids atomique plus élevé, et ces résultats ont été confirmés par Richet.

Le tableau suivant indique l’activité léthale de différents métaux, telle qu’elle a été déterminée par Richet. La toxicité des métaux alcalins et alealino-terreux a été déterminée par Richet, par Cash, Rotkin jeune et par moi-même. Le métal le plus actif est le mercure; le moins toxique, le sodium ou le calcium , est placé en dernière ligne.

Richet.

Brunton

Cash.

Botkin.

Poids

atomique.

Richet.

Brunton

Cash.

Botkin.

Poids

atomique.

AzHj

AzII4

Richet a pratiqué ses expériences sur les poissons, en ajoutant les substances toxiques à l’eau dans laquelle ils nageaient. Les expériences de Cash et les miennes ont été faites sur des grenouilles, par la voie sous-cutanée. Celles de Rotkin (1) ont été pratiquées sur des chiens; il injectait les substances directement dans la circulation.

Les différences entre les résultats obtenus résultent probablement de ce que les expériences ont été faites sur des espèces animales différentes et par des voies différentes.

Il est évident que le rapport entre le poids atomique et l’action physiologique du corps est une question complexe. Et de fait, en y regardant de plus près, on ne comprend pas qu’il en puisse être autrement, car l’action toxique d’un corps peut résulter de son action sur les mus-

(1) Centralbl. f. d, Med. Wissensch., n° 48, 1885.

clés, ou les nerfs, ou les centres nerveux, ou le sang, ou le système digestif, ou les organes d’excrétion : or tous ces organes diffèrent dans leur composition et leur structure, et s’il est admissible que des corps simples, appartenant à un certain groupe, puissent contracter avec l’un ou l’autre de ces organes et de ces systèmes, considéré individuellement, des relations physiologiques quelconques susceptibles de varier avec le poids atomique de ces corps, il est peu concevable que ces relations restent les mêmes pour tous les corps et tous les systèmes organiques indifféremment. Ainsi un corps d’un poids atomique donné peut tuer en affectant le système musculaire d’un animal, tandis qu’un autre corps d’un poids atomique supérieur ou inférieur peut tuer aussi en affectant le système nerveux ou le cœur. Ce dont nous avons besoin ce n’est donc pas la connaissance du rapport général entre le poids atomique et le pouvoir toxique des corps, mais bien la notion d’un rapport spécial qui peut exister entre chaque groupe de corps simples et chaque organe ou tissu de l’économie.