CHAPITRE IV. RESPIRATION

Pour mettre l’animal dans une situation aussi rapprochée que possible de l’état normal, il serait préférable de le placer au milieu d’un courant d’air, déterminé par un appareil aspirateur amenant sans cesse de l’air neuf et entraînant sans cesse l’air vicié. L’expérience serait plus compliquée, il est vrai, et les masses de gaz à analyser seraient considérables; mais nous dirons avec M. Gavarret : « L’établissement et l’entretien d’un courant constant d’air pur autour de l’animal ne permettraient pas peut-être d’atteindre un si haut degré de précision dans l’analyse des gaz expirés, mais satisferaient beaucoup plus sûrement aux exigences physiologiques du problème. »

L’appareil construit par M. Pettenkofer et utilisé par lui et par M. Voit réalise, du moins en grande partie, les conditions que nous venons d’indiquer. Cet appareil a des dimensions suffisantes pour que l’homme puisse s’y placer. Il consiste en une chambre cubique en tôle de fer, d’une capacité de 12,000 litres, c’est-à-dire de 12 mètres cubes. Cette chambre est pourvue d’une porte, et couverte sur le dessus par un châssis vitré. 11 y a aussi de petits jours vitrés sur les côtés. L’air est mis en mouvement par aspiration. Cette aspiration est produite par une pompe mise en jeu à l’aide d’une machine à vapeur. L’air nouveau pénètre dans l’enceinte par des ouvertures multiples pratiquées à des hauteurs différentes ; et l’air qui a traversé l’enceinte, et qui est soutiré par la pompe aspiratrice, à des hauteurs différentes aussi, passe dans une succession de tubes à boules qui contiennent les uns de l’acide sulfurique pour la fixation de la vapeur d’eau, les autres de l’eau de chaux ou de l’eau de baryte pour la fixation de l’acide carbonique. A l’aide d’une pompe-manomètre, on peut à chaque instant puiser du gaz dans la chambre pour en faire l’analyse. L’analyse du mélange gazeux contenu dans la chambre doit, d’ailleurs, comme dans l’appareil deM. Régnault, être faite à la fin de l’expérience, afin de ne négliger aucune portion de l’acide carbonique produit.

La température et le degré hygrométrique de l’air contenu dans l’appareil sont indiqués par un psycbromètre L

Le renouvellement de l’air dans l’appareil doit être tel que l’odorat le plus fin ne distingue aucune odeur au mélange gazeux qui vient de la chambre.

Pour savoir si l’appareil est hermétiquement fermé, M. Pettenkofer l’essaye à l’aide d’un carbure d’hydrogène, dont la composition est connue et qu’il brûle dans l’enceinte : l’eau et l’acide carbonique produits sont recueillis et analysés. Si l’appareil ne perd pas, il doit y avoir conformité parfaite entre le résultat de la combustion et la formule connue du composé.

M. Reiset a publié plus tard une nouvelle série d’expériences qu’il a faites seul à l’aide de l’appareil construit autrefois par M. Régnault. Seulement l’enceinte, qui renferme l’animal, a été agrandie : elle mesure 550 litres de capacité ; cette enceinte est entourée d’eau à une température constante. Un mouton, du poids de 66 kilogrammes (c’est le poids moyen de l’homme), exhalait en une heure 44 grammes d’acide carbonique, une brebis de 65 kilogrammes exhalait dans le même temps 32 grammes d’acide carbonique, une autre exhalait

1 Le psychromètre est un instrument composé de deux thermomètres. L’un est tenu sec, c’està-dire placé dans un manchon de verre fermé qui l’isole du milieu : il donne la température. L’autre, exposé au milieu ambiant et par conséquent humide , donne le degré d’humidité du milieu par le refroidissement que produit l’évaporation à sa surface. Le refroidissement est, en effet, subordonné à la quantité de vapeur d’eau et à la température. Or, la température étant connue, la quantité de vapeur d’eau, c’est-à-dire l’état hygrométrique, s’en déduit.

36 grammes d’acide carbonique. Ces résultats ressemblent beaucoup à ceux qui ont été obtenus chez l’homme l.

Rapport entre la quantité tl’oxygène absorbé et la quantité d’acide carbonique exhalé. — En moyenne, l’air expiré contient, en volume, 4,87 pour 100 d’oxygène en moins que l’air inspiré; d’une autre part, il contient en moyenne 4,26 en plus d’acide carbonique 2. Ces deux quantités (4,87 et 4,26), quoique à peu près égales, ne le sont cependant pas tout à fait. Il résulte en effet de ces deux moyennes que pour 1 litre d’acide carbonique exhalé par le poumon, il y aurait 11U,14 d’oxygène absorbé. Cette différence devient plus saillante si nous suivons la respiration pendant une longue période. En une heure, en effet, l’homme rend environ 19 litres d’acide carbonique, et, pendant le même temps, il absorbe par le poumon 22 litres d’oxygène. La quantité d’oxygène absorbé pendant la respiration l’emporte donc sur la quantité d’acide carbonique exhalé. Lorsque la proportion d’acide carbonique exhalé par la respiration augmente et que la proportion d’oxygène absorbé augmente, ou lorsque la proportion d’acide carbonique exhalé diminue et que la proportion d’oxygène absorbé diminue (phénomènes qui marchent ensemble, ainsi que nous venons de le voir), il y a toujours excès de l’absorption d’oxygène sur l’exhalation d’acide carbonique, lorsqu’on examine l’animal pendant une période de temps suffisante 3.

Voilà pourquoi, à la longue, le volume de l’air expiré ne représente pas complètement le volume de l’air inspiré. On peut donc dire, dans l’acception rigoureuse du mot, que l’animal consomme une certaine proportion d’air. Il est vrai que cette différence peut être, en partie, compensée par l’excès d’azote que les animaux rendent parfois par la respiration. Mais cette exhalation d’azote n’a pas lieu dans tous les moments, et, quand elle a lieu, elle est trop faible pour établir une compensation complète. Il résulte du fait que nous signalons que les animaux, placés dans un milieu atmosphérique limité, finissent, à la longue, par en diminuer réellement le volume.

Cet excès d’absorption d’oxygène se comprend aisément. L’acide carbonique expiré n’étant, en résumé, que le produit définitif de la combustion des éléments du sang aux dépens de l’oxygène inspiré, l’acide carbonique et l’oxygène devraient se correspondre volume à volume, car un volume d’oxygène qui brûle du charbon donne un égal volume d’acide carbonique. Mais les résultats de la combustion animale ne consistent pas seulement en acide carbonique, ils consistent encore en d’autres produits et particulièrement en eau. Une partie de l’oxygène inspiré est utilisée à la combustion de l’hydrogène des matières organiques : dès lors le volume d’acide carbonique exhalé en un temps donné ne représente pas le volume total de l’oxygène absorbé.

1 Dans des recherches analogues entreprises sur les oies et les dindons, M. Reiset a constaté, de nouveau, que ces animaux exhalaient, ou égard à leur poids, une quantité plus grande d'acide carbonique que les mammifères de grande taille. C’est là un fait général, sur lequel nous revien drons (Voy. chap. Chaleur animale).

2 La quantité d’acide carbonique contenue dans l’air atmosphérique est si petite qu’on peut lanégliger. Elle ne changerait pas ces moyennes.

3 Le rapport proportionnel n’est pas toujours le même, c’est-à-dire que l’exhalation d’acide carbonique et l’absorption d’oxygène ne sont pas toujours parallèles pendant des temps égaux. Dans certaines conditions transitoires et déterminées, le rapport peut être renversé. Nous ne parlons ici que de la loi générale, et des longues périodes.