C. — PHOSPHORE

Le phosphore qui entre dans la constitution des êtres vivants présente dans 1 histoire de ses mutations chimiques une destinée analogue à celle des autres éléments de la matière organique. Comme eux il 'parcourt un cycle de transformations qui s ouvre et se ferme sur une même forme chimique , qui est pour lui V acide orthophosphorique P04H3. Sambuc a déduit ce principe d’un examen détaillé des travaux parus sur les transformations du phosphore organique. Nous exposerons le cycle du phosphore d’après la conception de cet auteur.

PHOSPHORE

1. Forme initiale. — C’est à l’acide phosphorique du sol, principalement au phosphate de chaux, que le règne vivant emprunte son phosphore ; il le restitue au règne minéral sous cette même forme d’acide phosphorique combiné à des hases telles que la chaux. Aussi de nos jours le phosphate de chaux (pie l’on trouve dans les couches superficielles de notre globe a une double origine : 1 une est purement minérale, comme c’est le cas de cette aputite dont on trouve les cristaux dans les roches les plus anciennes et (pii a certainement fourni le phosphore nécessaire aux premières manifestations de la vie ; l’autre est organique et est due à l’accumulation des squelettes et des diverses parties résistantes des organismes animaux, comme c’est le cas pour ces immenses dépôts qu’ont formés jadis sur l’emplacement actuel de l’Algérie et de la Tunisie les anciens habitants de la mer Suessonnienne.

Solubilisation dans le sol. — Le phosphate de chaux, et, dans une mesure moindre, les phosphates de magnésie et de fer sont puisés dans le sol par les racines des plantes, surtout après que l’action des liqueurs acides les ont amenés de leur forme insoluble de sels Iricalciques, tels que P2Ob.3CaO à la forme soluble de sels monocalciques tels que P205. CaC ).2H*0 ; d’où l’avantage que I on trouve à fournir à la plante cet aliment sous cette forme immédiatement absorbable à l’aide des superphosphates industriels.

2 Phosphates chez les animaux ; solubles et insolubles ; forme migratrice du phosphore. - L’acide phosphorique se rencontre à l’état de sels minéraux chez tous les êtres vivants, tant végétaux qu’animaux. Tantôt il y est déposé sous la forme de phosphate tricalcique insoluble, comme dans le squelette osseux des vertébrés; tantôt il y est à l’état soluble, principalement .sous la forme de sels sodique et calcique. On peut dire que tous les liquides de I organisme contiennent du phosphate dissous. Cet état de dissolution est du reste indispensable pour permettre le transport de l’acide phosphorique d un point a un autre de l’être vivant. D’après les recherches de Vaudin, le phosphate tricalcique est solubilisé au sein du végétal par l’intermédiaire des sucres et des sels à acides organiques fixes, tels que malates, citrates, etc. Et cet e mme te voyage semble se retrouver aussi chez les animaux, car d’après le meme auteur c’est grâce au lactose et aux citrates alcalins que le phosphate de chaux est tenu

en dissolution dans le lait des mammifères. ... >

Il faut sans doute considérer comme la plus simple des formes migratrices de l’acide phosphorique cette combinaison soluble, découverte par Posternack chez les végétaux, qu’il forme avec l'aldéhyde formique et qui a pour formule PO * IL— (— LH"0 L’aldéhyde formique est en effet le plus simple de tous les sucres, qui sont tous ses polymères ou se rattachent à ceux-ci. Et comme, d apres l’hypothèse si probable de Baeyer, cet aldéhyde est le premier terme < e a synthèse végétale à partir de l’acide carbonique et de l’eau, il en resuite que e composé de Posternak nous apparaît aussi comme le premier terme de la synthèse phosphorée, comme la première étape de cette marche ascendante, qui yi nous conduire à la formation d’une importante famille de composes, ou i acide phosphorique se trouve conjugué à des molécules organiques : J ai nomme

léci t lunes •

3. Combinaisons organiques, lécithines; réserves phosphorées - On

désigne sous ce nom des molécules ayant pour noyau commun 1 acide phosphoglycèrique, formé par l’éthérification mutuelle de l’acide phosphorique et de la glycérine. Sur ce noyau viennent se fixer d’une part deux acides gras, 1 un

saturé.

LES CORPS CONSTITUANTS ; LES ÉNERGIES EMPLOYÉES

/ O — C3II;i<

PO -011 ou

(acides M, rique palmitique, margariqm), l’autre non saturé (acide oléique) qui etherihent les deux derniers hydroxyles alcooliques OH de la glycérine ; d’aulro

part, des bases dites névriniques, telles que la choline OH — Az^ ^jj^ qui se

soudent par l’intermédiaire de l’un des hydroxyles acides de Lacide phospho-

Formation synthétique de l’acide phospho-glycérique. - Il est aisé de concevoir le mécanisme de la formation synthétique de ce nova,, d’acide phos pho-glycerique au sein du végétal. | La polymérisation de l'aldéhyde formique donne, par un phenomene d 'aldolisation bien connu, le sucre trimère CaH«0*

o°u SS» Z OH 7CIi' OH - CHO

Irice qui forme de l’aldéhyde formique CIPO aux dépens' Tco^ flT l]'t agir aussi sur ce glycerose et le transformer en glycérine GH2. OH - CH 01 CH • 0H’ laque Hé s’ethenfie alors avec l’acide phosphorique. Et ce mécanisme nu me nous indique que le siège de cette synthèse végétale des lécithines doit e re appareil chlorophyllien. Schimfer a pu suivre en effet, à l’aide de réactions m 1 crochi im ques , la présence de l’acide phosphorique minéral jusqu’aux plus fines ramifications des nervures des feuilles : mais il a constaté sa disparition dans le mesophylle, ce qui prouve que dans ces cellules il s’incorpore à des mole cules organiques. Stoklasa a en effet montré de son côté que la^vnthèse de léci uni s a bien lieu dans les parties vertes des plantes, comme celle des hydrates de carbone, et quelle exige aussi le concours de l’énergie apportée par t îadiation solaire, car elle n’a pas lieu dans l’obscurité P

Cephalines; protagons. Les lécithines qui renferment environ 4 n inn de phosphore sont très répandues dans les deux règnes vivants. Elles son d’or

surtout dans la substance blanche qui en contient” l' p iOOd ^ ^

phores a indi vidualité chimique mal définie que l'on a extraits dTcervelu ei désignes sous le nom de pvotagons.

cép7nnecnonIen7nt3 7K„Tôoa|entmTent de ’* nerveuse une

a7 p0i3 pii . j P- <ePfi0sph°ie et dont la formule probable est G*2 Ii82

Az PO Elle contiendrait a côté d'un acide gras saturé un acide gras incomplet 1 acide cephali que, correspondant à l’acide oléique des lécithines Ile „l„s 1. „ ’ nevnnique de la lécithine aurait perdu deux de ses groupes méthy es dans sa liansforinalionencephaline.qui n’en garderait par conséquent plus qu’un seul J ous ces composés de constitution voisine nue Knm i , .

givcerique semble demeurer tmmuable dans ces transformations^hi, niques ët

PHOSPHORE

même dans les dégénérescences nerveuses, le poids de phosphore ne commence à décroître qu’au boutd’un certain temps (Halliburton), ha désagrégation moh culaire des lécithanes, sous des influences pathologiques, porte d’abord sur leurs branches latérales; c’est ainsi que dans certaines maladies du système nerveux, notamment dans les paralysies, ont voit passer une plus grande quantité de choline dans le liquide céphalo-rachidien.

Réserve phosphorée. — Au point de vue physiologique, il semble que la lécithine constitue une réserve phosphorée. Ainsi dans la germination de 1 orge elle parait se changer progressivement en une céphaline ou en une substance analogue moins méthylée. 11 se peut donc que chez 1 animal la lécithine serve a la construction des molécules phosphorées complexes qui entrent dans la constitution de la substance nerveuse.

4. Nucléines. — Indépendamment du groupe des lécithanes, il existe chez les êtres vivants une famille de molécules très complexes, les nucléines, dont le i°lc parait être capital dans la vie des éléments cellulaires en voie de reproduction, comme nous allons le voir.

Berthelot a remarqué que, chez les espèces végétales dont la floraison s arrête à une époque déterminée de l’année, l’absorption du phosphore dans le sol cesse au même moment, car la masse totale de cet élément contenu dans la plante demeure dès lors immuable. Mais il se fait alors un changement dans la distribution du phosphore au sein du végétal. Ce corps se porte en effet vers les inflorescences, c’est-à-dire vers les organes reproducteurs et on le trouve en effet accumulé dans le pollen, les ovules et les embryons, absolument comme il s’accumule dans les spermatozoïdes et les œufs des animaux. L analogie est du reste ici encore étroite entre les deux règnes. Osborne et Harris ont en effet montré que dans l’embryon du blé et sans doute aussi dans les autres embi yons végétaux, le phosphore entre sous une forme chimique en tout semblable à celle que l’on retrouve dans les éléments reproducteurs des animaux, comme par exemple dans les spermatozoïdes des poissons. Cette forme commune est celle d’acide nucléique. Or, la molécule d’acide nucléique contient le phosphore en puissance à l'état d'acide phosphorique, et il est bien évident que chez les végétaux étudiés par Berthelot, cet acide phosphorique ne provenant pas du sol, doit être au moins partiellement emprunté aux lécithines élaborées par les cellules à chlorophylle. Et comme ces lécithines sont insolubles dans l’eau et que, du reste, leur squelette phospho-glycérique n’entre pas dans la constitution des molécules nucléiques végétales, il faut bien admettre quelles subissent à ce moment une décomposition qui libère et mobilise leur acide phosphorique. Et donc cette rétrogradation de lécithines reproduit la forme chimique sous laquelle le phosphore a été puisé dans le sol et ferme ainsi un premier cycle de transformations accomplies au sein même du végétal. On peut rapprocher de ces faits l’hypothèse de W. Maxwell, suivant ’ laquelle ce sont les lécithines animales qui fourniraient chez les vertébrés l'acide phosphorique nécessaire à /’ ostéogenèse.

Nucléo-albumines ; constitution. — Quoi qu il en soit, on trouv e « liez < > êtres vivants une famille de composés renfermant jusqu’à 5 p. 100 de phosphore et même davantage que l’on désigne sous le nom de nucléines et qui sont habituellement et même toujours, d’après ConxHEiM,unis à des matières albuminou es pour former des nucléo-albumines ou nucléo-protéides. Ces nucléines . on c e mêmes composées, d’après KossEi.et Lilienfeld, de deux molécules vraisemblablement unies entre elles comme le sont une base et un acide dans un sel : d’une part une molécule albuminoïde qui peut parfois se réduire Miescher) a

LES CORPS CONSTITUANTS; LES ÉNERGIES EMPLOYÉES

ces albumines ébauchées que Kossel a décrites sous le nom de prolamines, et d'autre part un acide appelé nucléique ou para, nucléique suivant son origine. 11 existe en effet deux groupes de nucléines, qui paraissent présenter à la fois une ressemblance fondamentale et des dissemblances secondaires de structure chimique : ce sont les nucléines vraies et les paranucléines. Les vraies nucléines qui forment le groupe le mieux connu et sans doute le plus important par son rôle physiologique, se rencontrent dans les noyaux, c’est-à-dire au centre même de la coordination de la vie cellulaire; d’où le nom de Kernuclein, littéralement nucléines de noyaux que leur donnent parfois les Allemands. Elles se distinguent principalement des paranucléines par ce fait que seules elles donnent par hydrolyse des bases puriques, c’est-à-dire des corps qui, comme la xanthine, l’hypoxanthine, l’adénine, la guanine, possèdent le même squelette atomique que l’acide urique.

Existence dans les deux règnes. — Telle est la première en date de toute les nucléines, celle que Miesciier découvrit en 1869 dans les globules du pus et qui provient manifestement de leurs noyaux, comme ce savant l’a reconnu. Ayant en effet traité ces globules par le suc gastrique qui dissout les molécules albuminoïdes, il obtint la nucléine comme résidu. Et sa masse, examinée au microscope, représentait le squelette même de leurs noyaux. Cette constatation fut l’origine du nom de nucléine. 11 faut rapprocher la leucomicléine découverte par Liliexfeld dans les noyaux des leucocytes. Beaucoup d’autres nucléines ont été ainsi isolées chez les animaux dans le thymus, la rate, le pancréas, les éléments reproducteurs, etc... et on en a retrouvé aussi chez les végétaux. C’est ainsi que Hoppe-Seyler a, peu de temps après la découverte de Miescher, retiré de la levure de bière une vraie nucléine, comme Kossel l’a reconnu plus tard, en dégageant par hydrolyse des bases puriques. Et longtemps après, en 1902, Osborxe et Harris trouvèrent une seconde nucléine végétale dans l’embryon du blé.

Rapport avec la prolifération cellulaire; chromatine. — On voit que d’une façon générale ces vraies nucléines se rencontrent principalement d’une part dans les leucoytes et les organes lymphoïdes, d'autre part dans les éléments reproducteurs, en un mot dans tous les éléments anatomiques qui ont un noyau développé, partout où règne la prolifération cellulaire et où les tissus par le fait de leur activité vitale sont en voie de renouvellement incessant, comme le vérifiait encore récemment Percival. Ces vraies nucléines forment donc sans doute la substance ou le support de celte chromatine des histologistes, qui prend les matières colorantes et dessine les figures caryocinétiques dans le dédoublement des noyaux.

5. Paranucléines; caractères distincts. — Mais à côté de ces vraies nucléines il existe, nous l’avons dit, un second groupe de composés phosphorés assez voisins, qui sont les paranucléines de Kossel, les pseuclo-nucléines de IIammarsten. Celles-ci sont formées, comme les vraies nucléines, d’une molécule albuminoïde unie à une molécule d’un acide dit paranucléique assez semblable aux acides nucléiques vrais, sauf qu’il ne contient pas de corps puriques dans sa molécule. On trouve ces paranucléines dans le lait, dans le jaune d’œuf; on n’a pas encore démontré avec certitude leur présence dans le règne végétal, bien que Wimann pense avoir retiré de certaines graines de légumineuses une paranucléine mêlée d’une petite quantité de vraies nucléines. D’une façon générale, tandis que les vraies nucléines résident dans les noyaux , les paranucléines paraissent plutôt localisées dans le protoplasme de ces cellules qui sont vouées par destination à l' emmagasinement des aliments de réserve. Ainsi donc, à la différence

P IIOS P IIO II K.

(le constitution chimique correspond manifestement une différence de fonction physiologique. Les paranucléines sont certainement une réserve destinée à assurer la production ou le renouvellement des vraies nucléines, molécules un peu plus'complexes, nécessaires aux noyaux cellulaires : c'est ainsi qu'on voit la paranucléine du jaune d'œuf faire place à une vraie nucléine dans le développement de l’embryon.

6. Les acides nucléiques. — Sous quelle forme chimique le phosphore est-il incorporé à ces composés ?Seule cette dissection patiente que permet l’hydrolyse peut nous renseigner sur ce point. Ce fut Altmann qui, le premier à partir de 1887, dégagea des nucléines, par une hydrolyse ménagée, des composés, les acides nucléiques , qui conservent tout le phosphore de la molécule primitive. Ils présentent tous une indiscutable parenté, qu’ils soient d’origine animale ou végétale. Ce sont des poudres généralement blanches, plus oumoins solubles dans l'eau. Ils paraissent tous contenir quatre atomes de phosphore (Osborxe et Harris) qui forment huit àdix pour cent de leur poids. Ils sont exempts de soufre et n’offrent pas les réactions de coloration des matières albuminoïdes.

Leur constitution. — A son tour Kossel, en collaboration avec Neumaxx, essaya de pénétrer la structure des acides nucléiques vrais. 11 reconnut que l’hydrolyse de certains d’entre eux, tels que celui qui provient du thymus, donne, qhand elle est effectuée par l'action suffisamment prolongée de l’eau bouillante, un acide organique, l'acide thymique qui rassemble en lui tout le phosphore de la molécule primitive. Cet acide thymique, traité par l’acide sulfurique à 30 p. 100 agissant pendant une heure environ à la température de l’ébullition, perd tout son phosphore sous forme d’acide orthophosphorique P04P et donne en outre une base cristallisée, la thymine. Il en est de même avec d’autres acides nucléiques d’origine végétale tels que ceux qui proviennent de la levure de bière (Ascon) et de l’embryon de blé (Osborxe et Harris), comme aussi pour un acide retiré du pancréas et pour un autre retiré des spermatozoïdes du hareng (Kossel et Stendel). On trouve à côté de l’acide phosphorique non plus de la thymine mais de Vuracile dont la thymine est du reste le dérivé méthylé. Uracile et thymine possèdent en effet un noyau chimique commun constitué parce qu’on appelle Vanneau de pyrimidine. Celui-ci est formé par la soudure d’un squelette d’urée Az—C—Az avec une chaîne tricarbonée C—C—C d’acide lactique, comme le ligure le schème suivant:

Az -C

Hans ce mode de représentation l’uracile reçoit la formule

AzlI — CO