CHAPITRE IV. RESPIRATION

un flacon renfermant un litre d’hydrogène, on exécute, pour déterminer ce mélange, cinq inspirations suivies de cinq expirations. L’expérience prouve qu’après ce temps le mélange du gaz renfermé dans les poumons et de l’hydrogène renfermé dans lé flacon est complet; il ne reste plus qu’à procéder à l’analyse du mélange.

On reconnaît ainsi que dans les mouvements ordinaires de la respiration il reste environ 3 litres d’air dans les poumons l. De plus, cet air qui séjourne dans les poumons n’étant pas entièrement renouvelé dans sa masse à chaque mouvement respiratoire, il en résulte qu’il est plus chargé en acide carbonique que l’air de l'expiration. En le recueillant par des procédés particuliers on constate qu’il contient ordinairement entre 7 et 8 p. 100 d’acide carbonique.

La masse d’air modifié qui sort du poumon à chaque expiration ne correspond donc pas exactement à la masse qui a été introduite dans la poitrine par une inspiration antécédente. Dans un mouvement respiratoire ordinaire, l’air qui s’engage dans le poumon y rencontre une proportion de gaz très supérieure à celle qui entre ; l’air inspiré se mélange avec l’air resté dans le poumon, et c’est une portion de ce mélange qui est expirée.

Plusieurs conditions favorisent le mélange dont nous parlons. Chez l’homme, ordinairement placé dans la station verticale, et vivant dans un milieu généralement moins chaud qu’il ne l’est lui-même, l’air extérieur est plus froid que l’air expiré, et que l’air qui reste dans le poumon après l’expiration. A mesure que l’air extérieur pénètre dans les bronches, l’air qui reste dans le poumon étant plus chaud tend à monter; l’air qui s’engage, étant plus froid, tend à descendre. Cette double tendance favorise le mélange. Il est remarquable que la plupart des animaux à respiration aérienne, chez lesquels la situation des poumons est moins déclive qu’elle ne l’est chez l’homme, élèvent la tête et le cou par en haut, comme pour favoriser la descente de l’air, toutes les fois que la respiration est laborieuse. La formation et l’expansion de la vapeur d’eau dans le poumon, ainsi que la différence des gaz en présence, favorisent aussi la diffusion et le mélange.

Une autre condition, de l’ordre mécanique, est aussi de nature à favoriser le mélange de l’air inspiré avec l’air pulmonaire. Les poumons renfermés dans le thorax peuvent être, suivant l’ingénieuse idée de Mayow, comparés à une vessie renfermée dans un soufflet aux parois intérieures duquel elle s’appliquerait exactement 2. Or, au moment de l’inspiration, l’équilibre ne s’établissant pas instantanément entre le dedans et le dehors, l’air contenu dans les poumons est légèrement dilaté : au moment de l’expiration un effet contraire se produit, l’air est légèrement comprimé ; ce double mouvement de tension en sens inverse contribue à la pénétration réciproque des deux masses gazeuses 3.

1 Si on tente l’expérience après une expiration forcée , on constate que la proportion d’air que renferme alors le poumon peut être réduite environ de moitié.

2 Un soufflet sans soupape (sans âme), bien entendu.

3 II résulte de là que le moment où se font, au maximum , les échanges respiratoires, est un peu différent de l’idée qu’on s’en fait généralement. Ils ont lieu évidemment d’une manière continue; mais le courant gazeux de sortie du sang (A. carbonique) doit être au maximum au moment de l’inspiration ; et le courant gazeux d’entrée dans le sang (oxygène) au moment de l’expiration.

Remarque sur quelques théories «1e la respiration. — La découverte de l’exhalation d’acide carbonique par les poumons, et celle de la consommation d’une partie de l’oxygène de l’air dans la respiration, ont succédé de près à la découverte fondamentale de la composition de l’air atmosphérique1. En 1777, Lavoisier, en comparant la respiration à une combustion, a formulé de la manière la plus explicite la doctrine de la chaleur animale. Les phénomènes d’oxydation qui suivent l’introduction de l’oxygène dans le sang ne sont pas, à proprement parler, des phénomènes de respiration (ils sont plus spécialement du ressort de la nutrition, car ils ont lieu partout dans l’organisme) ; mais il n’en est pas moins vrai que Lavoisier a placé le problème de la chaleur animale sur ses véritables hases et ouvert à la science une voie des plus fécondes.

On trouve, dans le mémoire publié quelques années plus tard par Lavoisier et par Séguin, que l’oxygène de l’air brûle l’hydrogène et le carbone du sang dans le poumon, et que la chaleur développée dans cette combustion se communique au sang qui traverse les poumons et se répand avec lui dans tout le système animal. De là, la formation et l’exhalation de l’acide carbonique et de l’eau. Cette idée d’une combustion ou oxydation locale fut d’abord émise par Lavoisier sous une forme dubitative; mais plus tard il ne conserve plus ce doute. Cependant, les physiologistes, tout en acceptant avec empressement le fait fondamental mis en lumière par Lavoisier, se montrèrent plus réservés en ce qui con-

1 Vers le milieu du dix-septième siècle, J. -B. van Helmont avait signale l’existence d’un gaz, qu’il désigne sous le nom de gaz sylvestre, et qui se produit quand brûle le charbon, ou quand on fait agir les acides sur les yeux d’écrevisse (carbonate de chaux). Ce gaz, c’est évidemment l’acide carbonique. Boyle, dans la seconde moitié du dix-septième siècle, reconnut que par la respiration l’air cesse d’être respirable, c’est-à-dire que ce fluide doit être sans cesse renouvelé, sans quoi les animaux s’asphyxient plus ou moins promptement. Un peu plus tard, en 1G74, Mayow reconnut que l’air ne pouvait pas être considéré comme un corps simple, mais qu’il y avait dans l’air quelque chose qui le rendait propre à entretenir la respiration, et qui lui était enlevé par elle. C’est à ce quelque chose qu’il donne le nom A'esprit nitro-aérien. Il montra que l’esprit nitro-aérien ne représente qu’une partie de la masse de l’air, et que les animaux le consomment ainsi que le fait un corps qui brûle. J. Black, en 1757, reconnut que la magnésie préparée par précipitation (carbonate de magnésie) contient une matière aériforme à laquelle il donna le nom d 'air fixe; il reconnut également que ce gaz est un des produits de la respiration de l’homme et des animaux, car il le vit former un précipité blanc (carbonate de chaux), quand il soufflait à travers un tube dans l’eau de chaux. Il montra que ce gaz est semblable à celui qui se produit par la combustion du charbon. Priestley, en 1771, trouva que les plantes prospèrent dans l’air vicié par les animaux et le ramènent à son état primitif ; car, sous l’influence des plantes, l’air altéré par les animaux redevient propre à leur respiration ainsi qu’à l’entretien de la flamme : expériences confirmées et complétées l’année suivante par Ingenhousz. A ce fluide, éminemment propre à la combustion et à l’entretien de la vie, il donna le nom d'air déphlogistiqué. Quant au gaz qui constitue le résidu laissé par l’air quand on y a fait brûler du soufre, et qui n’est autre que l’azote, il le recueillit séparément et le désigna sous le nom d’air phlogistiqué. En 17 76’, Priestley démontra que l'air déphlogistiqué modifie la couleur du sang, et que cette réaction peut aussi bien s’opérer à travers une membrane organique que par le contact direct. La découverte de la composition de l’air et celle du phénomène fondamental de la respiration des animaux sont donc certainement antérieures à Lavoisier. Mais il appartenait à l’illustre chimiste français d’embrasser tous ces faits dans leur ensemble, de les généraliser, d’introduire dans la science les dosages rigoureux de la balance; il lui était réservé surtout, et c’est là son plus beau titre, de débarrasser la science de la théorie du phlogistiqué dont Priestley n’avait pas su s’affranchir, et de jeter les bases de la chimie moderne. A dater de ce moment, les qualités de l’air vital (oxygène) et de l’air fixe (azote) sont nettement déterminées.

Apeu près vers la même époque (1781), Cavendish découvrait la composition de l’eau, en faisant brûler de l’air inflammable (hydrogène) dans l’oxygène.