A. - CAPACITÉ DE L'APPAREIL RESPIRATOIRE

Il est de connaissance vulgaire que le volume de la poitrine oscille perpétuellement entre certaines limites. On sait de même, et on peut s'en convaincre par soi-même, que ces limites ne sont pas invariables, mais qu'il est des respirations plus profondes, et des expirations plus complètes que d'autres, et que leur amplitude peut varier à notre gré. Ceci semble au premier abord devoir exclure toute appréciation un peu exacte de la capacité de l'appareil respiratoire. 11 n'en est rien ; il faut seulement définir à l'avance certains cas particuliers, ou certaines positions de la poitrine, auxquelles s'appliqueront les mesures à effectuer.

I. Pompe respiratoire. — Supposons le poumon avec les voies respiratoires, représenté par un cylindre surmonté d'un tube ouvert. Un piston y fait l'office du diaphragme. Les déplacements de ce piston figureront les changements de capacité du thorax, dus au jeu des muscles tant inspirateurs qu'expiratours.

Nous avons quatre positions limites à considérer, à savoir : deux appartenant à l'expiration et deux à l'inspiration. Dans la position a (fig. 35) , l'espace variable rempli d'air présente son maximum de capacité ; cette position correspond à la plus grande inspiration que nous puissions faire. Inversement, dans la position d l'espace variable est réduit k son minimum de capacité; cette position correspond à la plus grande expiration possible. Le schème a, en effet, pour but d'exprimer que, par la structure môme de l'appareil respiratoire, il est impossible d'expulser la totalité de l'air y contenu, parce que les alvéoles et

Capaeiu , d« l'appareil ( reapiratoir* ]

Respiration | ordinaire i

Air de réserve i.eoo

Air courant A«fi-

VCapaciU ' vitale

Fig. 35. — Pompe respiratoire.

Volume de la poitrine dans les principales positions prises par la paroi thoracique depuis une inspiration maxima jusqu'à une expiration également maxima.

surtout les tuyaux trachéo-bronchiques ne sont pas susceptibles de s'effacer complètement par contact mutuel de leurs parois.

II. Capacité respiratoire d'Hutchinson ; capacité vitale. — Ces deux positions extrêmes sont des positions exceptionnelles, mais qu'il peut y avoir intérêt à connaître. En passant de Tune à l'autre, la poitrine déplace le plus grand volume d'air possible; c'est ce que Hltcihnson a désigné sous le nom de capacité respiratoire ou capacité vitale \ voulant indiquer par là que, lorsque cette capacité, chez un individu d'une taille donnée, tombe au-dessous d'une certaine limite, c'est Tindice d'un état de souffrance ou d'une maladie de l'appareil respiratoire lui-même (phtisie commençante).

Respiration ordinaire. — La position b et la position c correspondent la première à une inspiration et la seconde à une expiration ordinaires. C'est entre ces deux limites que se fait habituellement l'oscillation d'amplitude dans la respiration habituelle ; aussi n'ont-elles pas moins d'importance que les deux autres.

Méthode spirométrique.

Fig. 36. — Spiromètre c/'Hutchinson.

G, cloche en forme de gazomètre équilibrée par un poids et dont le bord inférieur plonge dans Teau ; i^ index marquant les volumes d'air contenus sur une règle graduée; e, embout qui se place dans la bouche du sujet ; /n, manomètre à eau ou k mercure pour mesurer la pression de Fair.

Les nnesures de capacité se font avec Ja plus grande facilité quand on peut déplacer un fluide dans l'intérieur de l'espace à mesurer de dehors en dedans, ou de dedans en dehors, en le conjuguant avec un autre espace de capacité connu. Un appareil mesureur de ce genre n'est autre qu'un gazomètre.

Le spiromètre^ introduit en physiologie et en médecine par Hutchinso.n, est un gazomètre approprié à l'élude de la respiration . Il est formé (fig. 36) d'une cloche graduée, équilibrée par un poids, et plongeant dans un vase d'un diamètre un peu plus grand, contenant de l'eau. Un tube qui pénètre au-dessus de l'eau, dans le centre de la cloche, sert a établir la communication aVec l'appareil respiratoire, par le moyen d'un embout que le sujet serre entre ses lèvres, les narines étant obturées. Les oscillations de la cloche mesurent exactement les amplitudes de la respiration. La graduation se lit facilement lorsqu'elle est reportée sur une règle verticale, que suit un index attaché à la cloche.

La méthode spirométrique peut nous donner la capacité de l'espace ad (ventilation maxima), de l'espace bc (ventilation ordi-

naire on air courant)^ et môme des espaces ab {air complémentaire) et cd {air de réserve) par (lifTéronce avec les précédents; mais elle ne pent nous donner la capacité de Tespace de (sorte d'espace nuisible qu'on ne peut vider de son air). Nous ne pouvons l'obtenir que par une méthode indirecte.

III. Capacité respiratoire de Gréhant, ou capacité de l'appareil respiratoire. — En réalité, l'espace que nous voulons connaître est l'espace ce^ composé de3 espaces de {air résidual) et cd (air de réserve) : c'est, autrement dit, la capacité de tappareil respiratoire à la fia (Cime expiration ordinaire. C'est à cette quantité que nous rapporterons la quantité d'air pur qui reste dans le poumon après une inspiration ordinaire, pour établir le coefficient de la ventilation pulmonaire.

Méthode des mélanges. — Nous y arrivons par une méthode très généralement employée en physiologie, pour la solution des problèmes du même genre (mesure de la quantité totale du sang dans les vaisseaux par exemple), la méthode des mélanges. Soit un espace composé de deux parties, l'ime A de capacité inconnue, et l'autre B de capacité connue, communiquant ensemble ; on mélange intimement à l'air qu'il contient une quantité connue d'un gaz que l'analyse fera facilement reconnaître, après qu'il se sera diffusé dans la masse totale. Cette diffusion étant supposée bien exactement faite, on procède à l'analyse de l'air de la portion de capacité connue. Les rapports du gaz mélangea l'air préexistant sont les mêmes dans les deux portions. L'égalité de ces deux rapports nous fournit l'équation très simple d'où nous dégageons la seule quantité inconnue : capacité du système total. En retranchant de cette capacité totale celle de la cloche, on a la capacité de Tappareil respiratoire, égale en moyenne à 3 litres^ chez un adulte bien constitué.

Fig. yi,^ Appareil de Grêhaxt jmur la mesuî'e de la capacité respiratoire.

C, cloche-gazomètre contenant un volume connu d'hydrogène ; E, embout qu on saisit par les lèvres (en obturant le nez); R, robinet' à trois voies dans la position qu^il a avant et après Ja communication de la cloche avec le poumon ; H', position du robinet pendant la communication.

Exp&ience, — Gréham, qui le premier a mesuré la capacité de Tappareil respiratoire, procède

de la façon suivante. Une cloche (fig. 37) de la contenance de 2 à 3 litres, renversée sur un vase plein d'eau, contient exactement un litre d*hydrogène très pur: la tubulure supérieure de celte cloche est mise par un masque en communication avec l'appareil respiratoire ; un robinet à trois voies

permet, le masque élanl appliqué, de faire respirer le sujel soil dans 1 air extérieur (par Je prolongement supérieur), soit, au moment voulu, dans la cloche (en tournant le robinet d'un quart de tour), soit enfin de nouveau dans Tair (par la manœuvre inverse du robinet) quand Téprcuve est terminée.

On choisit, pour établir et rompre la communication avec la cloche, le moment précis qui coïncide avec la On d'une expiration ordinaire. Quatre respirations sont suffisantes pour diffuser Thydrogène dans tout Tappareil pulmonaire.

L'expérience montre en effet qu'après 5, 6, etc.. respirations, on retombe sur les mêmes nombres. L'hydrogène, d'autre part, vu sa faible solubilité dans le sang, ne diffuse pas en dehors des voies respiratoires. C'est un gaz neutre, inerte, qui peut être respiré sans danger, à la condition d'éloigner toute flamme, qui le ferait détoner dans le poumon avec l'oxygène de l'air.

Analyse eudiomètrique. — On prélève dans la cloche un échantillon du gaz qu'elle contient, pour le soumettre à l'analyse eudiomètrique. Supposons que la quantité introduite dans l'eudiomètre soit 100 centimètres cubes (la dixième partie du contenu de la cloche). Cet échantillon est un mélange d'hydrogène, d'azote, d'oxygène, d'acide carbonique et de vapeui* d'eau.

Nous voulons connaître le volume qui y est occupé par l'hydrogène. Pour cela, nous le faisons disparaître en enflammant le mélange explosif qu'il forme avec l'oxygène. Seulement, pour que ce gaz y soit en excès, nous ajoutons aux 100 centimètres cubes du mélange, 100 autres centimètres cubes d'air ou d'oxygène. Nous faisons passer l'étincelle électrique, et, après refroidissement, nous notons la réduction du volume gazeux dans Téprouvette. Comme la combinaison de l'hydrogène avec l'oxygène se fait dans le rapport de deux volumes à un volume, les deux tiers seulement de cette réduction sont comptés comme hydrogène disparu. L'analyse étant faite à la température ordinaire d'environ 15®, tandisque l'air dans l'appareil respiratoire est à environ 35°, il y a de ce fait une correction

à faire qui consiste à multiplier le volume trouvé par la fraction —j- — r-p = 1,65

et on trouve finalement que l'échantillon prélevé contenait 23,5 p. 100 d'hydrogène. Raisonnement. — La cloche et l'appareil respiratoire formaient au moment de l'expérience un système clos dans lequel, à la fin de la quatrième expiration, l'hydrogène était uniformément diffusé et mélangé. Nous venons de voir que la quantité pour 100 de cet hydrogène en chaque point du système est 23,5. Appelons x la capacité totale du système, et rappelons-nous que la quantité totale d'hydrogène mélangé est 1000 centimètres cubes. Nous posons

* 100" iôôô^c = -^,-5-;doux = 4.,î5.

Mais le système est composé de deux parties qui sont Tune l'appareil respiratoire lui-même, l'autre. la cloche de l'appareil extérieur renfermant l'hydrogène au début de l'expérience. La cloche contenant 1000 centimètres cubes, retranchons cette quantité du nombre trouvé.

Conclusion. — La capacité de l'appareil respiratoire est 4',25— l',0=3',25.