ORGANES PASSIFS OB LA LOCOMOTION

Du «««eleite. — Le squelette de rhomme et des animaux vertébrés représente un tout symétrique, qui résulte de l'ensemble des os réunis entre eux par les articulations. Le squelette a la forme et les dimensions du corps, dimensions et forme qu'il détermine en grande partie. La dureté et la rigidité des pièces qui entrent dans la constitution du squelette lui permettent de servir de support, de fournir des enveloppes protectrices aux centres nerveux et vasculaires et aussi aux organes des sens, et surtout d'offirir des points d'attache aux muscles. Les articulations qui relient entre elles les diverses pièces osseuses du squelette donnent à ces pièces une mobilité qui permet ou des positions variées d'équilibre, ou des mouvements, soit partiels, soit d'ensemble, dont l'étendue et la direction sont déterminées parla forme des surfaces osseuses qui se correspondent. Le squelette se divise en tronc et en membres.

La colonne vertébrale forme la base du tronc. Elle supporte en haut la tête, et s'engrène solidement en bas dans le bassin, avec lequel elle fait corps. La colonne vertébrale forme un axe à la fois solide et flexible; elle représente une colonne osseuse, composée de vingt-quatre pièces superposées, et percée d'un canal central. Cylindrique en avant, cette colonne présente en arrière une crête saillante, résultant de' la série des apophyses épineuses, et, sur les côtés, une série analogue appartenant aux apophyses transverses, série latérale qui, au niveau de la ré^on dorsale, est prolongée sur les côtés et en avant par les côtes. La colonne vertébrale n'est pas rectiligne: convexe en avant à la région cervicale, concave à la région dorsale, et de nouveau convexe à la région lombaire, elle décrit trois courbures de sens successivement contraires.

Les vertèbres reposent les unes sur les autres. Le poids du tronc est supporté par le corps des vertèbres, c'esirà-dire par la partie située en avant du canal rachîdien. La masse du corps des vertèbres augmente depuis la région cervicale jusqu'à la dernière vertèbre lombaire, où elle est considérable. Les apophyses articulaires des vertèbres cervicales, ayant des faces à peu près horizontales, peuvent, il est vrai, concourir aussi à la sustentation des parties situées au-dessus d'elles ; mais il n'en est pas de môme des apophyses articulaires de la région dorsale et de la région lombaire, dont les surfaces d'articulation représentent des plans

Béclard, 6* édition^ ^^

Tertîcaux. Par conséquent, les surfaces articulaires des vertèbres dorsales et lombaires ne peuvent transmettre la charge du poids du cot|». Les lames de la vertèbre» qui tendent à s'imbriquer sous Teffort des pressions verticales, les apophyses épineuses et les apophyses \T9saverses ne sont pas non plus disposées pour soutenir la change du trooc dans la station verticale. Cette charge est donc à peu près exclusiveme&l répartie sur les corps des vertèbres. Il n*est pas exact de dire que k canalvertêbraldont sont creusées les vertèbres augmente la résistance de k cohnne dans le sens vertical^ car le canal* est en arrière de la coionne de sustentation (c'est-à-dire du corps des vertèbres), et non pas à son centre *.

Les corps des vertèbres sont séparés les uns des autres par unt substance élastique particulière (disques intervertébraux). Dans les mo^T^ ments de flexion de la colonne vertébrale et dans les mouvements de redressement (mouvements qui peuvent acquérir une certaine étendae par l'addition des mouvements partiels de chacune des vertèbres), le centre des mouvements partiels correspond à peu près au centre du corps de la vertèbre elle-même, et les disques intervertébraux s'Mèchissent tour à tour en sens opposé, en remplissant successivement, en vertu de leur élasticité, les écartements causés par le mouvement en avant ou en arrière du corps de la vertèbre. Après une station prolongée, ou lorsqu'il a supporté de pesants fardeaux sur la tête, l'homme peut perdre 1 ou 3 centimètres de sa taille. Les disques intervertébranz comprimés par le corps des vertèbres, étant élastiques et compressibles, perdent alors chacun une petite portion de leur hauteur verticale: noovelle preuve que c'est bien le corps de la vertèbre qui constitue la colonne de sustentation et non les apophyses articulaires.

Quel est le rôle mécanique des courbures de la colonne vertébrale dans la station? Une colonne élastique, courbée alternativement, offre une résistance à la pression égale au carré du nombre des courbures, plus 1 ; on peut donc dire d'une manière générale que les courbures de la colonne vertébrale ont la propriété d'augmenter sa résistance dans le sens vertical '. Mais ce principe ne doit pas être appliqué dans le sens absolu de son énoncé. La colonne vertébrale n'est point formée parune setde pièce ; elle n'est pas non plus un r^ssor^ constitué par une substance homogène dans tous ses points et uniformément élastique. 11 est cert^ qu'en vertu de la composition fragmentée de la colonne vertébrale, le* courbures de cette colonne ont pour eflfet de reporter une partie de U

^ Le principe mécanique suivant : de deux cohfmes de même hauteur^ et formées dnt même quantÛé de matière^ mais dont Vune est pleine et dont Vautre est creusée <Pun cssêI central^ c'est la dernière qui est la plus résistante; ce principe, dis-je, n'est pas appUci^ ici. n l'est seulement aax os longs des membres.

* La résistance de la colonne vertébrale, dans le sens vertical, à supposer qu'elle s'flK qu'une seule courbure, serait représentée par 1 X 1 + li c'est-à-dire 2. Au cootrsiiCi i> coionne ayant trois courbures, sa résistance dans le même sens devient 3X3 + 1"*^' (c'est-à-dire cinq fois plus grande).

charge sur les parties molles, c'est-à-dire sur les divers moyens d'union des vertèbres entre elles.

La colonne vertébrale, articulée avec le sacrum qui lui fait suite, repose à la manière d'un coin entre les os coxaux. Le mode d'articulation da sacrum avec les os coxaux est telle, que le poids de la colonne vertébrale et celui des diverses parties du tronc, groupées autour de cette coloime, ne chargent pas le bassin seulement dans la direction verticale. Une portion de la charge agit dans le sens transversal et se trouve reportée sur les ligaments extrêmement puissants qui réunissent le sacrum aux os coxaux. Le poids des parties supérieures se trouve ainsi fiparU wr les diverses parties du bassin. Le bassin transmet ce poids sur la tète des fémurs, qui le transmettent au sol par les membres inférieurs.

Les membres de l'homme ne sont pas, comme chez les quadrupèdes, disposés tous les quatre pour la station. Les membres inférieurs seuls sont destinés à supporter le poids du corps. Les membres supérieurs, dont les mouvements sont particulièrement en rapport avec le toucher et la préhension des objets, ne restent cependant pas tout à fait étrangers aux divers mouvements de la locomotion. C'est ainsi, par exemple, qu'en s'écartant du corps dans les divers mouvements de la marche et de la course, ils agissent à la manière de balanciers, en concourant k changer le centre de gravité. Quant aux membres inférieurs, sur lesquels est, en définitive, reporté le poids du corps, les divers segments qui composent ces membres, étant très-mobiles, seraient fléchis les uns sur les autres, dans la direction des surfaces articulaires suivant lesquelles ils se regardent, s'ils n'étaient maintenus dans la verticale par les puissances musculaires (Voy. Station^ § 243).

Les os des membres sont constitués par des colonnes creuses auxquelles on peut appliquer le principe de mécanique dont nous parlions il y a un instant, c'est-à-dire qu'à égale quantité de matière ils offrent plus de résistance avec la forme canaliculée qu'avec la forme pleine : ils réunissent ainsi la force à la légèreté. Les os des membres sont renflés à leurs extrémités, de manière à présenter une surface plus étendue d'implantation aux tendons des muscles; la plupart des puissances musculaires prennent, en effet, leurs points d'attache au voisinage des articu* lations. Les renflements des os ont encore pour effet de changer la direction suivant laquelle agissent les puissances musculaires. Les renflements des extrémités des os, de même que les diverses éminences ou apophyses, qu'on rencontre plus ou moins développées sur divers points, ont pour effet de facili(.er le jeu des puissances musculaires, surtout dans le commencement du mouvement, attendu que les muscles sont généralement disposés presque parallèlement aux leviers qu'ils doivent

mouvoir.

a»«fl «rtieuiations. — Les articulations des pièces osseuses du sque^

lefte peuvent être divisées en trois groupes principaux ; i* les tj/northroses ou sutures, dans lesquelles les surfaces osseuses sont solidement fixées les unes aux autres (articulations de la voûte crânienne, par exemple) : nous n'avons pas à nous en occuper; 2* les diarikro9e$,coiïs^iaks par des surfaces articulaires contiguëSy figurées de manière à se mo\to les unes sur les autres et à permettre des mouvements étendus : telles sont les articulations des membres; 3*^ les amphiarthrosesy qui partici^t des deux groupes précédents.

Les articulations par amphiarthroses se rencontrent au pied (taise), k la main (carpe), au tronc (colonne vertébrale et bassin), c'est^-dire dans les parties qui supportent des cbocs ou des pressions; elles ne présentent guère que des mouvements obscurs ; elles amortissent les cbocs et les pressions en décomposant le mouvement et en le reportai sur les parties ligamenteuses qui unissent les os. Â la colonne vertébrale, composée de nombreux segments, les mouvements des pièces osseuses s'additionnent et permettent des courbures d'ensemble, de sens di?ers, et assez étendues.

Les articulations par diarthrose sont parfaitement disposées poorks mouvements de la locomotion; on les rencontre dans les artic^atioi^ des membres. Les unes présentent une tête à segment de sphère plusoo moins étendu, et ce segment est reçu dans une cavité : ces articidations peuvent exécuter les mouvements les plus divers : mouvements deiiexioa. d'extension, d'abduction, d'adduction, de circumduction (articolatioD coxo-fémorale, articulationscapulo-humérale)^ parfois mêmederotatioo sur Taxe du membre (articulation coxo-fémorale). D'autres présente&t un engrènement réciproque des surfaces articulaires, ou des sortes de poulies, et peuvent exécuter des mouvements en deux sens opposés, c'est-à-dire de flexion et d'extension (articulation du coude, du geooo, du cou-de-pied, etc.)* D'autres présentent'des surfaces plus on moins planes ou légèrement concaves ou convexes, et exécutent seulement de^ mouvements de glissement, ou de flexion et d'extension bornée, etc.

Les surfaces articulaires sont encroûtées de cartilages. Ces cartOages, compressibles et élastiques dans une certaine mesure^ sont des coosanets protecteurs qui, par leur élasticité, modèrent les chocs et les frottements, et résistent aux pressions dans les divers nnoavementsdeU locomotion ou dans l'équilibre de la station. Leur existence esttootà fait indispensable à l'exercice régulier des fonctions locomotrices: ce sont eux, en effet, qui assurent et conservent la forme des surfaces articulaires qu'ils recouvrent, et permettent ainsi Taccomplissement règu* lier des mouvements dévolus à cette espèce d'articulation. En effet, qo^ résulte-t-il de leur disparition? Observons ce qui se passe chez l'honuiD^ et surtout chez le cheval, où l'usure des cartilagt^ diarthrodiaux est os résultat presque constant des efforts auxquels il est soumis, efforts soo* vent disproportionnés avec la résistance normale de ses tissus. flarrîTe, quand les cartilages ont disparu, que les surfaces osseuses^ dépouillées de

leur calotte proctectrice, ne peuvent résister aux forces concentrées sur elles; elles obéissent et cèdent promptement aux pressions, qui tendent à les déformer, et qui les déforment bientôt dans des sens variés et dans une plus ou moins grande étendue. Ces déformations apportent bientôt dans la netteté, dans la direction et môme dans la possibilité des mouvements, des entraves sans remède.

Les surfaces articulaires sont maintenues dans leurs rapports par des ligaments formés d'un tissu fibreux résistant,qui s'opposent efficacement aux déplacements, et humectées, comme les surfaces de frottement des machines, par uq liquide particulier destiné à favoriser les glissements.

iBflaeBce de la pFesslonatmoflpliérlqae saFlescaTités arilevlalres*

— MH. Weber ont démontré, par des expériences ingénieuses, que la pression atmosphérique maintient appliquée la tête du fémur dans la cavité cotylolde, sans l'intervention des ligaments et des muscles qui entourent cette articulation, et ils ont tiré de cette démonstration des déductions pleines d'intérêt. Voyons d'abord l'expérience ; les conclusions ensuite.

Un cadavre est placé sur une table, de manière que le bassin dépasse le rebord de la tablé et qu'il ait les jambes pendantes. On fait alors la section circulaire de toutes les parties molles qui entourent l'articulation coxo^fémorale (peau et muscles); puis on coupe la membrane capsulaire de l'articulation. Le membre ne bouge pas, il reste suspendu dans la cavité cotylolde. Est-il retenu alors parle bourrelet cotyloïdien ou par le ligament rond interarticulrire? Non, car si l'on a pratiqué préalablement un petit trou dans le fond de la cavité cotylolde par le dedans du bassin, le fémur se dégage immédiatement hors de la cavité. Replacez la tête du fémur dans la cavité cotyloïde, et bouchez avec le doigt introduit dans le bassin le petit trou pratiqué d'avance au fond de la cavité cotylolde, le membre reste de nouveau suspendu. Enlevez le doigt qui bouche le trou de la cavité cotyloïde, le membre retombe à rinstant. MM. Weber varient encore l'expérience. Us pratiquent la section des parties molles de la cuisse, au niveau de l'articulation coxofémorale, y compris la capsule articulaire, coupent le fémur au-dessous de l'articulation, et suspendent au fragment du fémur, adhérent à l'articulation intacte, un poids de 1 kilogramme; puis ils font le vide dans une cloche convenablement fixée à l'aide d'un manchon de caoutchouc sur la racine de la cuisse. Aussitôt que l'air est raréfié à un certain degré, la tête du fémur abandonne la cavité cotylolde.

De là résulte la démonstration évidente que la pression atmosphérique maintient l'adhérence de la tête articulaire du fémur contre la cavité cotyloïde, et qu'elle est suffisante pour maintenir le poids du membre, lorsque ce membre oscille dans l'articulation ^. D'où il suit que, dans la

^ C'est également en vertu de la pression atmosphérique que deux corps à surfaces planes.

marche, la jambe qui oscille n*est pas nécessairement soutenue par la contraction des muscles et qu'elle peut se comporter en ce moment à h manière d'un pendule. On conçoit quel soulagement il en doit résulter pour l'action musculaire, force essentiellement intermittente^.

La pression atmosphérique n'exerce évidemment un pareil effet snr l'articulation cozo-fémorale que parce que la cavité cotyloïde est, sinon vide d'air, au moins parce que l'excès de pression extérieure estsofQsant pour maintenir appliquées les surfaces articulaires et pour que le poids du membre se trouve en entier soutenu.

Le môme phénomène a-t-il lieu dans toutes les articulations mobiles? Il est vraisemblable que les surfaces articulaires sont, dans bon nombre d'articulations, appliquées les unes contre les autres, non pas par leurs

polies, humectées de liquide et appliquées hermétiquement an moyen du g^Ussemoit^ Tune sur l'autre, ne peuvent plus être séparés, suivant une traction perpeodicttiaire m surfaces, que par un effort énergique.

1 M. Giraud-Teulon, dans son ouvrage sur la mécanique animale, prétend que leieipériences de MM. Weber, ayant été faites snr le cadavre, n'ont aucune valeur en ce qui concerne la physiologie de l'homme vivant, et il traite û^aberrationf et d'éfueiiMiM inconcevables les déductions qu'ont tirées de leurs recherches nos célèbres eonfrèreidi Munich. M. Giraud-Teulon afllirme que dans la cavité cotyloide 11 ne peut y avoir, soi h vivant, qu'une infériorité de pression équivalente à quelques millimètres, ou toutauploi à 1 ou 2 centimètres de mercure, infériorité de pression incapable de maintenir la tête dn fémur appliquée contre la cavité cotyloide. Aux expériences des trèm Weber qa'oppo» M. Giraud-Teulon P Des arguments.

« ... Qu'il en soit ainsi sur le cadavre, dit-il, c'est à merveille... On a alors eapiéMna deux surfaces lisses et gluantes, à une température où la tension des vapeurs est extrémemeat faible. U n'y a rien de surprenant à ce qu'elles se comportent comme nous voyons que lefooi deux plaques de marbre poli huilées, dont on a appliqué hermétiquement les 8urfaees,ete...*

Mais il est aisé de répéter les expériences de MM. Weber dans un laboratoire doDtiV' mosphère aura été élevée à la température deH-37« ; or, on constate qu'elles donneotacuiblement les mêmes résultats qu'à la température ordinaire, c'est-à-dire que l'adhéreDced» la surface du condyle du fémur contre la surface de la cavité cotyloide de l'os inixHBé suffit encore pour soutenir le poids du membre garni de toutes ses parUes molles. Ileit évident que, dans ces conditions, la tension de vapeur de la couche extrémemeat laiiM^ de synovie interposée entre les surfaces articulaires est exactement la même que surtevimiL

« Si. dit &I. Giraud-Teulon, la tète du fémur était maintenue en rapport avec l'os iliaque par la pression de l'atmosphère et non par la tonicité musculaire, comment s'expliquerait-oa que peut marcher un homme affecté de luxation spontanée de la cuisse snr l'os des lies?» <— Mais qui ne sait qu'un homme ainsi désorganisé se sert de son membre avee difloU^ et qu*il ne peut supporter un exercice soutenu qu'à la condition de se reposer seonDtf

Si, comme le dit M. Giraud-Tenlon, la tôte du fémur était maintenue dans lieavii^ cotyloide seulement par la tonicité musculaire, la paralysie des musdesde laettinei<A la section des nerfs qui les animent devrait être suivie de la sortie de la tête do fàmar hors de sa cavité ; ce qui n'est pas.

MM. Weber, et les physiologistes qui ont reconnu l'exactitude des expérimcesaoaoDeés par eux, n'ont Jamais perdu de vue, dans les divers temps de la locomotion, les propriétei passives et actives des muscles (élasticité, tonicité, contractilité). Seulement ils oot bîl remarquer que, dans un certain moment de la marche ordinaire (quand celle-ci n'est ni accélérée ni retardée par la volonté}^ l'adhérence physique du fémur contre la avfté cotyloide était un soulagement puissant pour l'action musculaire, au moment où le nODbrt oscillant quitte le sol pour se porter en avant*

ligaments, qui sont parfois assez lâches, mais par la tonicité musculaire et aussi par la pression atmosphérique extérieure. Lorsqu'on fait craquer l'articulation des doigts ayec les métacarpes, il faut exercer une traction perpendiculaire, ou saisir le doigt avec l'autre main, et agir par un mouvement de levier qui augmente la puissance. Le craquement indique la séparation des surfaces articulaires, et il faut, pour arriver à ce résultat, déployer une certaine force. Dans les jointures des membres, il arrive aussi que les surfaces articulaires se séparent les unes des autres (jusqu'aux limites compatibles avec la laxité ou avec la faible extensibilité des ligaments), et annoncent leur séparation par un bruit de craquement. Ici, la pression atmosphérique vaincue représente une colonne d'air d'une plus grande section; aussi ce résultat ne se produit que dans les efforts violents.

L'adhérence déterminée par la pression atmosphérique entre les surfaces articulaires est im adjuvant puissant des organes actifs de la locomotion, c'est-à-dire des muscles. Le jeu des muscles n'a pas à déplacer et à replacer sans cesse les surfaces articulaires dans les rapports de contact nécessaires aux divers mouvements. On conçoit, d'après cela, que les abaissements un peu considérables de la pression atmosphérique retentissent sur les mouvements de la locomotion et sont accompagnés d'un sentiment de gêne ou de fatigue tout particulier. Ceci demande quelques mots d'explication.

■■fleemee des Tarlaiivns de pFOSslon atmosphérique s«r les atouTe-

■■•■te de loeemoUen. — Le milieu atmosphérique qui entoure le corps n'agit pas seulement sur l'organisation en vertu de ses propriétés chimiques. L'air est un corps pesant composé de couches superposées de densité successivement décroissante à mesure qu'on s'élève. Tous les corps plongés dans l'atmosphère supportent le poids d'une colonne d'air qui a pour hauteur la hauteur de l'atmosphère et pour base la surface métne du corps. L'homme supporte donc un poids considérable; mais ce poids, agissant sur tous les points de la surface du corps, ne le presse pas plus de haut en bas que de bas en haut, pas plus de gauche à droite que de droite à gauche; et si l'homme reste attaché au sol, ce n'est point en vertu de cette pression, mais parce que la pesanteur l'y retient.

Le poids de la colonne atmosphérique varie naturellement avec Valiitttde; ce poids diminue même assez promptement, à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère, à cause de la densité rapidement décroissante de l'air. A une hauteur de 6,000 mètres, hauteur à laquelle les aéronauies sont quelquefois parvenus, la pression atmosphérique est réduite de moitié. Dans diverses contrées du globe habité, l'homme et les animaux se trouvent, par rapport à la pression atmosphérique, dans des conditions assez différentes de celles où nous nous trouvons en France. La ville de Quito, par exemple, est située à 3,000 mètres d'élévation; la petite ville

de Potosi, dans les Cordillères, est élevée de 4,000 mètres au-dessus du niveau de la mer; le village de Déba, dans les montagnes du Thibet, se trouve à une hauteur de 5,000 mètres. Or, dans ces diverses localités, les fonctions de nutrition, de respiration, de circulation des habitants de la montagne s'accomplissent comme chez les habitants de la plaine, et ils ne sont pas moins bien portants. Les plateaux qui entourent ces villes nourrissent des troupeaux qui ne paraissent point souffrir non plus. L'abaissement de la densité de Tair, en ces divers points, correspond cependant à une diminution considérable dans le poids qui presse de toutes parts sur le corps. En effet, la colonne d'air qui est équivalente à 0",76 de mercure, et qui a pour base la surface du corps, pesant environ 20,000 kilogrammes ^, cette colonne d'air ne pèse plus que 10,000 kilogrammes à 4,000 ou 5,000 mètres d'élévation; car, à cette élévation, lapressioa barométrique a diminué de près de moitié.

L'homme et les animaux peuvent donc supporter des variations de pression très-étendues, sans que les fonctions de la vie en souffrent. 11 est vrai que, la densité de l'air étant diminuée, l'air introduit dans le poumon contient, à chaque inspiration, moins d'oxygène soos le mêfloe volume que dans la plaine ; mais les mouvements de la respiration s'ha^ monisent avec ces conditions nouvelles. D'ailleurs, la pression s'exerce encore dans tous les' senSy l'air pénètre dans toutes les cavités ouvertes (voies digestives, voies respiratoires), les gaz du sang se mettent en équilibre de tension avec l'air atmosphérique, et les conditions normales de l'échange gazeux ne se trouvent pas changées dans les poumons.

Les variations de pression du milieu atmosphérique dans les ascensioDS sur les montagnes, ou dans les ascensions aérostatiques, ne sont généralement pas dénature, non plus, à produire d'accidents £8tcheuxducâté des fonctions de nutrition. Toutefois, la rapidité des ascensions aérostatiques place souvent l'homme brusquement dans l'air raréfié*, or,iitHit un certain temps pour que l'équilibre entre les gaz intérieurs et les gai extérieurs s'établisse. Lorsque l'ascension a été très-considérable,ilseiDft> nifeste quelquefois une certaine difficulté de respirer, des étouffemeots (par dilatation des gaz intestinaux qui pressent sur les poumons, en i^ foulant en haut le diaphragme), et des hémorrhagies locides sur les meis* branes muqueuses (probablement par distension brusque desgazcont^ nus dans les vaisseaux et par rupture des capillaires). Ces accidents, passagers, d'ailleurs, ne se présentent pas chez les habitants delamootagne, parce que la tension intérieure des gaz est dans une harmonie oo dans un équilibre constant avec le milieu habituel, et que durant le teffip qu'il emploie à se transporter de la plaine sur la montagne ou à descen* dre de la montagne dans la plaine, cet équilibre a le temps de s'établir*

Lorsque, au lieu d'être assis et sans mouvement dans le fond de U

* Une colonne â*air dont la base est de 1 centimètre carre pèse un pea plus de 1 kSogramme, et l'on peut estimer la surface développée du corps à pea près à 15,000 ecoliffiéUtf carrés.

nacelle d'un aérostat, rhomme s'élève dans Tair, en gravissant à pied de très-bautes montagnes, il ^prouve, à mesure que la raréfaction de Tair augmente, un sentiment tout particulier. Il lui semble que ses membres sont plus lourds; les membres inférieurs, en particulier, deviennent bientôt le siège d'une fatigue qui invite au repos. A peine s'est-il arrêté un instant, que celte fatigue disparaît pour reparaître au bout de peu de temps ; et ainsi de suite. Yoici, en effet, ce qui arrive : la pression atmosphérique n'est plus suffisante, à elle seule, pour maintenir appliquée la tète du fémur contre la cavité cotyloïde, et faire ainsi équilibre au poids du membre inférieur, l'action musculaire intervient pour maintenir le membre dans ses rapports articulaires. ' Cette action musculaire inusitée est promptement suivie du besoin de repos des muscles.

L'augmentation de densité de l'air produit des effets inverses. Tous ceux qui se sont soumis à l'influence de l'air comprimé ont été frappés parle sentiment particulier de bien-être qu'on éprouve alors. Les membres semblent légers^ et les mouvements, plus faciles, paraissent exiger moins de force. Dans ces conditions, non-seulement la pression atmosphérique tient les surfaces articulaires appliquées les unes contre les autres, comme la pression atmosphérique normale; mais, en outre, les membres et le corps lui-même, plongés dans un milieu dont la densité est augmentée, et perdant en poids le poids du volume d'air qu'ils déplacent \ sont, par conséquent, relativement plus légers. Les organes que les puissances musculaires ont à mouvoir étant plus légers, offrent une résistance moindre aux déplacements et exigent une énergie moins grande des puissances contractiles.

Cette influence se fait sentir, même pour des différences de pression peu considérables de la colonne barométrique. Dans les abaissements du baromètre, les muscles ayant à mouvoir des organes plus pesants, on dit alors que le temps est lourd, quoique en réalité la pression exercée sur la surface du corps par la colonne atmosphérique soit moindre. De même, lorsque le baromètre monte, les mouvements s'exécutent avec ime plus grande facilité'.

^ Tout corps plongé dans un liquide ou dans un gai perd en poids le poids du volume du Uquide ou du gaz qu'il déplace (principe d'Archlmède).

s M. Vlvenot a récemment fait un grand nombre de recherches à Taide de l'appareil à air comprimé de M. Tabarié. Parmi les phénomènes constatés nous noterons les sui» vants : Le pouls s'abaisse, au début de l'expérience, d'environ 10 pulsations par minute ; s'il battait 75, il ne bat plus que 66. Cette dlminuUon persiste d'une demi-heure à une heure après l'expérience. Les mouvements respiratoires diminuent également et dans ia même proportion, c'est-à-dire qu'ils diminuent de 1/7. Là où il y en avait 16, il n'y en a plus que 12. Cette influence se prolonge après i'expérience. La sécrétion urinaire a pam «ugmentëe, TévaporaUon cutanée et pulmonaire diminuée.

M. Bncquoy a fait des recherches dans la chambre à air comprimé qui a servi à établir la fondaUon des piles du pont de Rehl. Ses résultats sont un peu différents des précédents; mais Id le problème se compliquait d'un nouvel élément. La chambre était don et l'acide carbonique s'y accumulait.

On rôle des Uëmum éiwi«i«iies. — Parmi les organes passifs de la locoiQotîon, les tissus. élastiques annexés au squelette jouent un rôle des plus importants. Pour peu qu'on examine de profil un homme dans la station yerticale» il est évident que le poids des organes placés dans la poitrine et dans l'abdomen l'emporte sur celui des organes placés derrière cette colonne. D'un côté en effet, sont tous les viscères, de l'autre seulement quelques cuoches musculaires. On peut remarquer, en outre, que le poids des viscères agit (pour entraîner la colonne vertébrale en avant ou pour la fléchir) sur un bras de levier plus considérable que les masses musculaires placées dans les gouttières vertébrales. Cdles-ci devraient donc se contracter avec énergie pour lutter contre la petantew, qui tend sans cesse à entraîner le corps en avant. Les ligaments jaxtm (ligaments essentiellement élastiques), qui unissent entre elles, en arrière, les lames des vertèbres, concourent donc puissamment au maintien delà station verticale.

L'action musculaire, quelque intense qu'on la suppose, est une force essentiellement intermittente. Tout muscle ne se contracte qu'à la condition de se relâcher. Une contraction ne dure pas quelques minutes d'une manière permanente, sans amener bientôt un épuisement et une impuissance absolus. Une force intermittente^ comme l'est la contraction musculaire, ne peut pas faire équilibre à une force constante, comme Test la pesanteur, mais un ressort élastique (ligaments jaunes) remplit parfaitement cet office, tout en permettant les mouvements les plus variés.

C'est pour la môme raison que dans les quadrupèdes, qui n'ont pas, comme l'homme, à lutter contre la pesanteur dans la station bipède, le tissu élastique est concentré à la région cervicale de la colonne vertébrale, sous la forme d'un ligament puissant (ligament cervical), proportionné au poids de la tôte qu'il soutient. Le cheval qui tient sa tête haute et presque dans la verticale (et non suivant la ligne horizontale, comme le bœuf, le chien et la plupart des autres quadrupèdes), a , indépendamment du ligament cervical postérieur, une série de ligaments jaunes à la colonne cervicale. Les rongeurs, qui affectent une certaine position assise, et qui rongent penchés en avant, ont des ligaments jaunes & b région lombaire. Les oiseaux, qui ont une partie du corps horizontale et l'autre verticale, ont des ligaments jaunes à cette dernière partie; témoin les échassiers, qui ont une série de ligaments jaunes à la région cervicale.

Le tissu élastique n'est pas seulement annexé aux portions osseuses du squelette, on le trouve aussi dans d'autres parties, où il joue également le rôle de ressort. C'est ainsi que dans les poumons et dans les artères, il transforme une impulsion intermittente en un mouvement continu de va-et-vient (Yoy. §§ 23 et 94).

GHAP. I. MOUVEMENTS. 099

ARTICLE II

ORGANES ACTIFS DE LA LOCOMOnon.

Des muselés eoTlsaipés eomme polssanee active des moaTemeiits. —

Les muscles représentent la force motrice qui , dans la machine humaine, met en mouvement les leviers osseux. Les muscles agissent, pour produire le mouvement, de manières très-diverses. Les fibres qui composent le muscle constituent une multitude de forces partielles, dont le point d'application correspond à l'insertion du tendon qui les termine. Les tendons présentent, en général, un volume beaucoup moins considérable que le muscle lui-même. Tantôt ce tendon est placé dans l'épaisseur de la masse charnue, et reçoit successivement, sur les divers points de sa surface, rimplantation des fibres qui composent le muscle; tantôt le tendon représente une sorte de cône membraneux, qui s'étend sur le corps charnu du muscle, et reçoit l'implantation des fibres sur les divers pomts de sa surface intérieure. Ces deux dispositions sont généralement inverses aux deux extrémités d'un même muscle. Il en résulte que la longueur des diverses fibres qui entrent dans la composition d'un muscle est la môme, puisque d'un côté les fibres charnues superficielles vont plus loin^ tandis que du côté opposé, elles s'insèrent plus tôt sur le tendon. L'égalité de longueur entre les diverses fibres qui entrent dans la constitution d'un muscle montre que la valeur du raccourcissement est sensiblement la même pour chacune d'elles. Cette disposition, toutefois, n'est rigoureusement vraie que pour les muscles dont les fibres charnues ont une direction sensiblement parallèle à celle du tendon, c'est-à-dire parallèle à la direction de la résultante. Dans beaucoup de muscles, la direction des fibres étant loin d'être la môme que celle du tendon sur lequel elles s'insèrent, et l'obliquité suivant laquelle elles rencontrent ce tendon n'étant pas la môme pour toutes les fibres, l'égalité de longueur des fibres n'existe plus, et la contraction de chacune d'elles n'a plus la môme valeur.

L'insertion des fibres charnues sur les leviers osseux, par l'intermédiaire des tendons, est, au point de vue mécanique, un artifice très-ingénieux, en vertu duquel un grand nombre de forces se trouvent fixées à des surfaces relativement très-peu étendues. De cette manière, les diverses forces qui agissent sur les leviers osseux peuvent être concentrées presqucentièrement autourdes articulations, sans pourtanten augmenter sensiblement le volume. Le groupement des insertions tendineuses autour des articulations, c'est-à-dire aux extrémités mômes des leviers qu'elles doivent mouvoir, est une des conditions principales du mouvement Les muscles, avec des insertions rapprochées du centre des mouvements, et pour une diminution peu considérable de leur longueur, peuvent, en effet, déterminer, en se contractant, des mouvements />ro7n/>/5 et étendus.

Les tendons, qui reçoivent TefTort définitif des fibres musculaires, ont une force de résistance considérable et sont à peu près inextensibles.

Les fibres charnues s'insèrent quelquefois aux os par des plans fibreux ou aponévroses ^d'insertion, qui ne sont, à proprement parler, que des tendons membraneux. Les muscles, terminés par des aponévroses d'insertion, entrent ordinairement dans la constitution des parois mobiles des cavités du tronc (abdomen, par exemple), et ont parfois, à tous les moments de la contraction, leurs insertions attachées à des points fixes; dans ce cas particulier, ils ne font éprouver aux parties où on les rencontre que des mouvements analogues aux mouvements du diaphragme, fis agissent principalement en effaçant leur convexité et en se rapprochant de la forme plane.

D'autres aponévroses ne font pas partie intégrante des muscles, et jouent cependant, au moment de la contraction musculaire, un r6le des plus importants. Telles sont les aponévroses d'enveloppe des membres et les aponévroses engainantes. qui^ fiixées aux os, forment desfojies aux muscles, dont l'action est simultanée. Ces gaines aponévrotiques servent de coulisses de glissement au corps du muscle lui-môme, quand il se contracte, et maintiennent la direction de la force pendant la contraction, direction que le mouvement du levier qui est mû tend à fûrei^irier. Les coulisses de glissement des tendons remplissent le même office, et comme toute la force du muscle est concentrée sur la corde tendineuse qui le termine, ces coulisses offrent généralement une résistance considérable (ligaments annulaires du carpe, du tarse, etc.).

La direction définitive suivant laquelle agit un muscle n'est pas toujours celle suivant laquelle le corps charnu agit sur le tendon qui lui fait suite. Ce tendon se dévie souvent de sa direction primitive sur des gouttières osseuses, dans lesquelles il est maintenu par des ligaments, qui transforment ces gouttières en canal. L'action efficace du muscle se trouve alors transportée dans la direction de la portion réfléchie du tendon. Le long péronier latéral, qui glisse derrière la malléole externe et s'engage dansla gouttière du cubolde, pour se porter au bord interne du pied, offre nn exemple de ce genre. Le changement de direction est ici très-frappant, mais il se rencontre dans d'autres parties, en beaucoup de points à TéUt rudlmentaire; ou bien il se manifeste à certains moments du mouvement.

De rintensliè d'aetlon des nuseles. — La détermination delà forcc avec laquelle les muscles se contractent n'est pas rigoureusement durev sort de la mécanique; elle ne peut être appréciée que d'une manière ap proximative, attendu qu'elle dépend deconditions multiples qui ne se prêtent pas au calcul. La force déployée dépend, en effet, et du mode et delà grandeur de l'excitant, et aussi de l'état du système jierveux, lequel conduit au muscle l'incitation motrice. Elle dépend encore du mode d'insertion des fibres charnues sur les tendons; et comme, en réalité, il ^

à pea prSs impossible de fixer rigoureusement la direction des fibres, et, par conséquent, la part de chacune d'elles, il en résulte encore que l'analyse mécanique de la puissance comparée des muscles est un problème très-compliqué.

En admettant que chaque faisceau primitif des muscles est doué de la même puissance chez un même individu, pourraitron évaluer approximativement la force comparative des muscles, en établissant un rapport entre le nombre de leurs faisceaux primitifs ? A supposer que ce dénombrement fût possible, cela ne suffirait pas encore. Nous avons dit précé* demment que les muscles perdent en moyenne un tiers ou un quaH de leur longueur, au moment de leur raccourcissement maximum. Mais il n'en résulte pas que toute fibre musculaire qui se contracte se raccourcisse de la même quantité. Le raccourcissement est plus grand cTun^ manière absolue dans un muscle à longues fibres que dans un muscle courte Le nombre des fibres d'un muscle et la quantité du raccourcissement au moment de la contraction représentent les deux éléments dont il faut tenir compte pour déterminer d'une manière comparative la force dont ils sont doués, ou, en d'autres termes, la quantité de mouvements qu'ils peuvent imprimer aux leviers sur lesquels ils s'insèrent Or, la quantité du raccourcissement étant proportionnelle à la longueur (Yoy. § 221), il s'ensuit qu'on peut substituer le facteur longueur du muscle au facteur raccourcissement. De même, le diamètre, ou la section d'un muscle, croissant avec le nombre de ses fibres, la section comparée des muscles exprime le rapport proportionnel du nombre de leurs fibres. Il résulte delà que la section des muscles, multipliée par leur longueur^ peut conduire au même résultat. Mais la section d'un muscle multipliée par sa longueur donne le volume du muscre. Le volume comparé des muscles ou leur poids, puisqu'ils sont composés d'une même substance, donnent donc sur leur force comparée des notions assez précises. On peut donc dire d'une manière générale que la force d'un muscle est d'autant plus grande que le poids de ce muscle, dégagé autant que possible de tout ce qui n'est pas la fibre charnue, est plus considérable. .

Nous ne parlons ici que de la force comparée des muscles. Quant à l'appréciation rigoureuse de la force absolue de la fibre musculaire, elle est entourée de difficultés à peu près insurmontables. Indépendamment des obstacles signalés plus haut, il faut ajouter, en effet, que sur l'animal vivant, dont toutes les parties sont en place, un muscle qui se contracte pour surmonter une résistance quelconque et pour mouvoir les leviers sur lesquels il se fixe, doit vaincre en même temps la tonicité musculaire de tous les éléments charnus qui lui sont plus ou moins directement opposés, résistance additionnelle difficile à préciser. De plus, dans les divers mouvements du corps, ou dans les efforts appliqués au déplacement ou au soulèvement des poids, les muscles agissent suivant des

i Un mascle de 20 centimètres, qn\ perd 5 centimètres en se contractant, diminue plus, d'une manière absolue, que le muscle de 10 centimètres qui perd seulement 2 cenUmètres 1/2.

insertions plus ou moins défavorables sur les -leviers osseux, et une assez grande partie de la force déployée se trouve amsi consommée (Yoy. § 238). Il est certain, toutefois, que la force déployée par la contraction musculaire est une force énergique. Dans les eiForts violents, It contraction musculaire est assez puissante pour déterminer la rupture des tendons ^ La contraction musculaire peut même amener la rupture des os, témoin la rupture transversale de la rotule, qui arrive par la seule action musculaire, lorsque le corps, fortement penché en arrière, est brusquement ramené dans la verticale par la contraction du muscle droit antérieur de la cuisse. Ces effets donnent de la puissance maximum des muscles une idée plus saisissante que n'en peuvent fournir les notions tirées de la grandeur des résistances que l'homme peut vaincre.

L'évaluation absolue de la puissance musculaire (ramenée à une unité commune, à celle, par exemple, d'un cylindre de I centimètre carré de section) n'est possible qu'avec des muscles ou des fragments de muscles séparés de l'animal vivant, et placés dans des conditions convenables. Mais il ne faut pas oublier que, dans les expériences de ce genre, le muscle est sollicité à se contracter sous l'influence de l'irritation mécanique ou galvanique, tandis qu'il est plus que probable que l'excitant naturel (système nerveux) agit sur l'animal vivant avec plus d'énergie. Ce qui ne permet pas non plus d'appliquer absolument à l'animal vivant les résultats obtenus de cette manière, c'est que, ainsi que nous Talions voir, le raccourcissement maximum d'un muscle isolé est, la plupart du temps, beaucoup plus considérable que lorsque le muscle est en place. Les muscles, dans leur situation normale, ne diminuent guère que d'un tiers ou d'un quart de leur longueur totale (§ 221). Ils n'obéissent jamais à toute leur rétractilité, même lorsque les mouvements d'extension ou de flexion sont portés au maximum. L'étendue du mouvement est limitée alors, soit par la configuration des surfaces articulaires, soit parla rencontre des parties. i

Quoi qu'il en soit, les résultats obtenus par ce procédé d'expérimentation ne manquent pas d'intérêt. Lorsqu'on excite, àl'aide d'une décharge un peu violente (appareil d'induction), un muscle séparé du corps de l'animal vivant (par exemple, la langue d'une grenouille ou un muscle de sa cuisse), après l'avoir suspendu et chargé d'un très-faible poids, on constate qu'il peut se raccourcir de la moitié ou des trois quarts desa longueur. On constate encore, et ce résultat peut sans doute être appii* que à l'animal vivant, on constate que la grandeur du raccourcissement dépend de la charge ou du poids qu'on suspend à l'extrémité du muscle en expérience. L'appareil employé par M. Weber et M. Valentin dans ces recherches est représenté dans la figure 104. Le muscle en expérience (hyoglosse de la grenouille), figuré en A, est chargé de poids variés B. Les fils métalliques N et P introduisent le courant dans le

^ Il faut, pour rompre le tendon d'AchiUe, suspendre à son extrémité on poids de ^i 800 kilogrammes.

mnscle. On établît ou on romptà volonté le circnit, en plongeant oo en retirant du rerre m rempli de mercure le fil F en communication avec t'un des pâles de

l'appareil excitateur. ^-^ —

Le fli ce, qui passe dans une boutonnière pratiquée an muscle, s'élève ou s'abaisse suivant le racconrctssementdu muscle, et permet de noter la valeur du raccourcissement en rapportant les excursions du flI i l'échelle graduée H, fixée sur la tige montante de l'appareil.

A l'aide de cet appareil ii^nieux, on note que, si le muscle est chaîné d'un poids de S grammes, il se raccourdt de 23 milimètres, quand on le fait contracter. Si on le charge delO grammes,

Fi(. 1

il ne se raccourcit que de 18 millimètres. Pour des poids plus grands, le raccourcissement devient de moins en moins marqué. Avec un poids de 35 grammes, il n'est plus que de 1 millimètre. Enlln, quand le muscle est nirchargé de poids considérables, le raccourcissement devient npl, et il disparaît pour toujours. Il faut remarquer que, dans ces divei"se s expériences, les chaînes ajoutées ont, en outre, augmenté chaque fois la longueur absolue du muscle, et que, par conséquent, il faut dé- ^ger les expériences des phénomènes d'élasticité, ce qui rend l'analyse des faits observés assez complexe *.

lies expériences précédentes mettent encore en lumière un fait important. Soit, par exemple, une fibre musculaire de longueur ab (flg. 105) dans son état naturel. On ajoute un certain poids à cette fibre; cette fibre est élastique, elle s'allonge de manière à devenir ac. Si, au moment oil l'on excite la contraction par le passage du courant, elle reprend sa

t D'aatuit phu comp'exe, que la loi d'élongatlon Ait i\swn orgSDlqnei (des muKln en pmtlculler] n'est pas trèi-bien connue. D'à pré* des recherchai rdcenlea H. Mansvelt estime que le coefficient d'élasllcilë du muscle blcepa (de l'boinrae) est de 0,0'S i) 0,000 par kilogramme i on nombre roud* I centième de sa lungueur par kilogramme.

longueur ab^ la puissance contractile a précisément fait équilibre lo ..^A poids extenseur. Le poids qu'il faut ajouter au muscle poura^ river à ce résultat est la mesure de ce que M. Weber appelle la puissance ^équilibre. La puissance d'équilibre Tarie nécessairement avec les muscles mis en expérience, car la longaeur de distension varie avec la masse musculaire, par chaque ceo* timètre carré de section du muscle. Le poids qui fait équilibre ^ à la puissance contractile est généralement trente fois le poids du muscle en expérience.

- De ce qu'un muscle chargé d'un faible poids se raocoordt plus que le môme muscle chargé de poids plus considérables, Fig. i05. Il Q3 fjj^Q^ cependant pas en inférer que le maximum de foice déployée par le muscle qui se contracte correspond toujours au poids le plus faible. Ce maximum dépend aussi de la grandeur de l'allongement amené dans le muscle par le poids tenseur, et il est représenté par le rapport qui existe entre ces deux quantités. Aissi, par exemple, dans l'expérience citée précédemment, un muscle (hyoglosse de grenouille) chargé de 2 grammes, et ayant une Iongueur de 33'"',8, s'est raccourci de 25""*,8, au moment de la cod* traction. Le même muscle, chargé de 10 grammes, ayant alors une longueur de 4(r'',4, s'est raccourci de i^'^^fi. Le même muscle, chargé de 20 grammes, et ayant une longueur de 44'""',5, s'est raecooro de i''",6. Le môme muscle, chargé de 30 grammes, et ayant une longueur de 47''"',5, ne s'est raccourci que de O"*"*, 6. Dans le premier caSi la quantité du travail ^ est représentée par 52; dans le second cas, par 185 ; dans le troisième, par 32; dans le quatrième, par 30. U résulte de là que l'effet maximum de la contraction ne correspond ni au poids le plus faible, ni au poids le plus fort, mais, dans l'espèce, au poids moyea de 10 grammes. Ce principe est fertile en applications au travail do moteurs animés K

i La quantité de ^ravmï s'obtient en multipliant le polde 8ouleré(ce sont les poids ajouta aa muscle) par le chemin parcouru (le chemin parcouru, c'est le degré de raccourdiieaMiit du muscle). Ainsi, 2X26.8=r62; 10X18^5s=i85; 3OXi,0-"32; 50XO,6slO.

L'unité dynamique, on hiogrammètre^ est représentée par l'élévation d'un corps pont 1 kilogramme à 1 mètre de hauteur, et, par conséquent, le grammiilimètre est représenté par TéléTation d'un corps pesant 1 gramme à i millimètre de baateur. On peot dnc dire que, dana le premier cas, la force déployée par lemuscleest de51,6grammllUoiètni; dans le second caa, elle eat de 183 grammiliimètrea ; dans le troisième, de 32 grammillimètrea; dans le quatrième, de 18 grammillimètres.

> MM. Volkmann, Flck et Heidenhain ont appelé l'attention sur on point qni olnft pas suffisamment préoccupé H. Weber, c'eat-À-dlre sur les effets qui aurrieneotdaoski muscles en expérience, sous l'influence de la fatigue musculaire^ effets qui introdaiWD^ naturellement un élément nouveau dans le problème.

D'un autre c6té, lis ont aussi cherché à apprécier la valeur de l'élasticité et qod :ôle elle Joue dans les expériences. Ils n'ont pas employé l'appareil de M. Webtf, représenté flg. 104, mais un appareil enregistreur ou kymographe, et la valeur 4b raccourcissement du muscle se trouve figurée sur le tambour par nn crajoa ili^ au muscifî. Voici, pour fixer les idées, lune des méthodes employées. Le mosck hyoglosse d'une grenouille, fixé à Tune de ses extrémités, est chargé à l'autre bout d'os

Cte «n'oit appelle le déchet mii»eiiUitFe.^VraY«ll utile des nmaeles.

— Lorsqu'un muscle ou un groupe de muscles associés se contractent pour mettre en mouvement les leviers sur lesquels ils s'insèrent, jamais le rémltat produit n'est égal à la force dépensée par le muscle ou par les muscles en action. La différence qui existe entre le résultat produit et la force réelle dépensée par le muscle, cette différence existe dans toute machine, quelle qu'elle soit. Elle est due aux pertes déterminées par les résùfances passiues. Dans toute machine en mouvement, les résistances que doit surmonter la force motrice sont de deux espèces : les unes sont les résistances utiles^ celles que la machine a pour objet de vaincre ; les autres sont les résistances passives. Jamais une machine n'utilise intégralement toute la force motrice; en d'autres termes, jamais une machine ne rend, sous forme de travail utile, tout le travail moteur initial. Plus la quantité de travail utile, comparée à une quantité donnée de la force motrice initiale, est grande, plus la machine est parfaite. Il en est abso« Inment de môme dans les phénomènes de l'action musculaire : le résultai produit n'est jamais égal à la force déployée par le muscle. La perte due aux résistances passives de la machine humaine est généralement désignée, par les physiologistes/ sous le nom de déchet musculaire.

Le déchet musculaire, ou, ce qui est la même chose, les résistances passives^ qui absorbent une partie de la puissance développée par les muscles, sont de diverses sortes. La plus générale, celle qui s'étend à tout le système, consiste-dans les frottements des surfaces articulaires et dans ceux des tendons sur les coulisses de glissement. Ces frottements sont, d'ailleurs^ comme dans nos machines, atténués autant que possible par l'humeur synoviale, qui lubrifie les surfaces au contact.

Une autre cause de déchet musculaire, très-répandue aussi dans le

système musculaire, c'est l'insertion plus ou moins oblique des fibi^es

musculaires sur leur tendon commun. Il n'y a dans l'économie qu'un

très-petit nombre de muscles |L fibres parallèles aux tendons, et )>armi]es

muscles qui se rapprochent le plus de cette disposition, tels que le biceps

brachial, le demi-tendineux, etc., il n'y a même rigoureusement que les

fibres qui occupent le centre du muscle qui soient parallèles au tendon.

Dans un grand nombre de muscles, l'insertion oblique des fibres sur le

tendon est très-prononcée, et c'est alors et surtout que cette résistance

passive acquiert toute son énergie. On conçoit, en effet, que dans cette

^disposition, une certaine partie de la force se trouve anéantie par l'ef-

poids de lu grammes. Tantôt ce poids de 1 0 grammes flxë au muscle est soutenu par un appui pendant le repos du muscle, à une hauteur équivalente à la longueur naturelle du muscle, tantôt, BU contraire, ce poids pèse sur le muscle pendant le moment du repos^ c'est-à-dire qu'il détermine d*une manière permanente un certain allongement élastique. Si Ton exerce une excitation d'égale mesure, sur un muscle placé dans ces deux conditions difTérentes, ooostate que la valeur du racconrcisBement est plus considérable sur le muscle disteudii le poids, que sur le muscle qui le soulève sans avnir été préalablement allongé.

Bécubd, 6* édition. 45

fort en sens contraire des fibres opposées. La résultante n'est donc jamais égale à la somme des composantes.

Une autre perte de travail est due au mode d'insertion des musclesMîr les leviers qu'ils doivent mouvoir. Cette insertion est généralement désavantageuse. La force, en effet, est appliquée, dans la plupart des points, presque parallèlementauxleviers; aussi, lorsque le musclese contracte, une grande partie delà force tend à appuyer le levier directement contre son point d'appui dans l'articulation. Il est vrai que les renflements que présentent les extrémités des os, et aussi la présence, sur la continuité des os, d'éminences plus ou moins saillantes, atténuent une partie de ces résistances; mais elles n'en sont pas moins assez considérables. Les résistances dont nous parlons ne sont pas les mêmes à tous les moments du mouvement. Ainsi, par exemple, dans la flexion de l'avant-bras sur le bras, la direction de la force (biceps), par rapport au levier en moovement (avant-bras), cbange à chaque moment et se rapproche de plus en plus de l'angle droit. La perte de travail due au mode d'insertion des tendons sur les os diminue donc à mesure que le mouvement deflexioo se prononce, et, vers la fin du mouvement, il y a une plus grande quantité de travail moteur d'utilisée ^. Nous pourrions multiplier presque à l'infini les exemples de ce genre.

Les diverses pièces solides (os) autour desquelles sont groupées Ie$ puissances actives (muscles) ne sont point inflexibles et inextensibles dans le sens rigoureux du mot, d'où il résulte encore une certaine dérivation de force. Il est vrai que, dans les faibles charges qu'ils supportent ordinairement, cette perte peut être négligée.

Dans les divers mouvements de la machine humaine, il y a doncane certaine quantité de force consommée, et la contraction musculaire, lorsqu'elle entre en jeu, n'est pas seulement proportionnée au travail utik, elle a pour mesure le travail résistant^ expression par laquelle on désigne. en mécanique, la somme de toutes les résistances. C'est pour cette raison que les diverses expériences faites sur la puissance de contraction des muscles isolés (Voy. § 237) ne sont pas absolument applicables à l'animal vivant; elles constituent seulement l'un des éléments du problème et non tout le problème. La valeur des résistances passives est d'ailleurs très-difficile à apprécier. Elle l'est dans les machines, et, à plus forte raison, dans l'organisme animal, où les forces composantes (fibres musculaires) se trouvent associées dans des directions presque infinies.

Il peut paraître singulier que dans la machine animale la force ne soit pas ménagée, et qu'une assez grande partie soit dépensée en pure perle. Mais tout étonnement cesse si on réfléchit qu'il y a dans le mouvement quelque chose de plus important que la force elle-même; ce quelque chose, c'est le mode du mouvement, sar vitesse^ qualités subordonnées, ainsi que nous allons le voir, au genre des leviers osseux, et parconsé-

< Remarquons, d'ailleurs, qu'en même temps aussi la contraction maaculaire approdis de Ms timites et diminue, par conséquent, d'énergie.

qnent, à ragencement des segments dont se composent les membres. La force n'avait pas besoin d'être ménagée, car elle gît dans le Tolume des muscles (§ 237), et, grâce à la situation des muscles par rapport aux leviers, ce volume peut augmenter sans nuire à l'accomplissement du mouvement. •

Force mécani^ae de rhomme. — La force de l'homme peut être employée de bien des manières. L'homme peut, sans se déplacer, pousser ou tirer avec les mains en des sens divers: lorsqu'il agit dans le sens horizontal ou dans le sens vertical, il peut y joindre une partie du poids de son propre corps ; l'homme peut également pousser ou tirer, en marchant ou en courant; il peut encore agir seulement par son poids, par exemple, lorsqu'il fait mouvoir les roues à chevilles des carrières.

La grandeur de la force que peut déployer l'homme varie beaucoup, sm'vant la manière dont elle est appliquée. Le travail de l'homme, ainsi d'ailleurs que la contraction musculaire, est nécessairement intermittent, et il ne peut travailler qu'à la condition de se reposer. Dans le cas contraire, il s'épuise promptement, et le travail ultérieur en souffre d'autant. Lorsque l'homme travaille d'une manière continue, il ne doit exercer à chaque instant qu'une portion de la force maximum dont il est capable. L'expérience a appris que le maximum de travail que peut fournir l'homme consiste dans l'élévation successive de son corps sur les échelons d'une roue à chevilles. La quantité de travafl ainsi produite est équivalente à son propre poids multiplié par la hauteur totale à laquelle son corps aurait été élevé suivant la verticale, pendant tout le cours de la journée. On calcule qu'en agissant ainsi, un homme peut, en huit heures de travail effectif, produire dans la journée un travail équivalent à 260,000 kilogrammètres *. Lorsque la force de l'homme est appliquée de toute autre manière, lorsque, par exemple, il met en mouvement des manivelles diverses à l'aide de ses bras, il est rare que la quantité de travail produite dans le même temps s'élève au-dessus de 175,000 à 200,000 kilogrammètres.

L'homme n'applique pas toujours ses forces à un travail soutenu ; il a besoin quelquefois de développer pour un instant une grande quantité de force. Il peut supnorter sur ses épaules des charges considérables;

' Le kilogramme, ou unité dynamique^ est le travail correspondant à Télëvation d'un poids pesant 1 kilogramme à 1 mètre de hauteur.

E. Weber admettait que la force absolue des muscles était, en moyenne, de i kilopammètre par chaque centimètre carré de section musculaire. Des recherches plus récentes de MM. Knorz, Henke, Heaton et Koster, on doit conclure que cette évaluation trop basse. Ces expériences, qui ont porté sur les muscles fléchisseurs de Tavantet sur les muscles postérieurs de la Jambe, tendent à montrer que la force absolue muscles est au moins de 4 kilogrammètres par chaque centimètre carré de section. Au reste, il ne faut pas oublier que cette force est très-variabie et dépend en grande partie de l'état du système Der?eux.

mais à la condition que reffbrt ne sera que d'une courte durée. L'homme produit généralement la force maximum dont il est capable lorsqu'il soulève de terre un poids placé entre les jambes, ou bien, ce quiestlamème chose, lorsqu'il exerce de bas en haut une traction sur un appareil djnamométrique fixé au sol. On estime qu'un homme adulte bien constitué fait alors un effort équivalent au soulèvement d'un poids de 150ou200 kilogrammes. La femme a généralement une puissance moindre,

De l'effort. ^ Dans le dernier exemple que nous venons de choisir, comme toutes les fois que la contraction musculaire doit surmonter une résistance même beaucoup moindre, l'homme fait effort^ c'est-à-direque le jeu des muscles se trouve favorisé par un phénomène particulier de respiration. L'effort se produit d'ailleurs dans des conditions très-diverses, et avec des intensités variées. L'homme fait effort lorsqu'il veut soulever des fardeaux, pousser ou tirer des corps pesants^ transporter son corps d'un point à un autre par le saut, par la course. L'homme fait encore effort pour vomir, pour aller à la garde-robe, pour chanter, pour crier, pour tousser ; la femme pour accoucher, etc.

Lorsque l'effort va se produire, on commence par faire une inspiration profonde, généralement proportionnée au degré de la résistance avaiscre; puis les muscles expirateurs se contractent à leur tour avec énergie. Mais au moment où ces derniers muscles entrent en action, les lèvres de la glotte se rapprochent par la contraction de leurs muscles constricteurs, et le chemin de Tair se trouve fermé *. Les muscles expirateurs, tendant à diminuer les divers diamètres de la poitrine, pressent sur les gaz contenus dans le poumon. La cage thoracique, pressée ainsi entre la résistance élastique des gaz contenus dans les poumons et la puissance active des muscles expirateurs, se trouve solidement fixée, et le tronc fournil un point d'appui solide aux muscles qui doivent se contracter pour surmonter la résistance.

Lb. fixation de la cage thoracique, sur laquelle s'insèrent le plus grand nombre des muscles du tronc et une partie des muscles des membres supérieurs, est donc ce qu'il y a de plus essentiel dans le phénomène de l'effort. La fermeture absolue de l'ouverture glottique ne s'observe (pe dans les efforts violents. Des efforts moins énergiques, comme ceux du chant ou de la toux, par exemple, s'opèrent manifestement sans qoeb glotte soit fermée, et on sait très-bien que l'homme ou les animaux auxquels on a pratiqué l'ouverture de la trachée au-dessous des cordes vocales sont encore capables d'efforts. La fixation de la cage thoracique, après une forte inspiration, est, en effet, possible encore dans une ce^

^ Le rapprochement des lèyres de la glotte s'aperçoit très-bien chex les anlmiiix dootoa a découvert la partie supérieure du larynx, et au moment où Us font 6#orf pourse àig^ des mains de Texpérlmentateur,

taine mesure, quand la glotte est ouverte. L'air qui sort des poumons, dans une expiration normale et tranquille, met un certain temps à franchir la Toie étroite du larynx pour se porter au dehors. Lorsque les muscles expirateurs se contractent brusquement et énergiquementy la cage thoracique s'applique avec force sur les poumons, et Tair contenu dans ces organes, ne pouvant franchir instantanément le larynx, se trouve comprimé; soû ressort élastique augmente momentanément, d'où fixation, momentanée aussi, delà cage thoracique elle-même. Dans ce cas, il est vrai, la fixation est moins solide, et surtout l'effort est moins soutenu que lorsque la glotte est complètement fermée. Le mécanisme de l'efi^ort n'en est pas moins le même. L'animal dont la trachée est ouverte peut, d'ailleurs, suppléer à la durée de l'effort par une succession précipitée de mouvements expiratoires énergiques.

L'effort consiste donc essentiellement dans la contraction énergique des muscles expirateurs et dans l'étroitesse des voies que doit parcourir l'air pour se porter au dehors. Au moment de l'effort, l'air comprimé dans les poumons sort avec bruit par la glotte, toutes les fois que celleci n'est pas fermée.

Le moucher et le cracher (§ 133) sont aussi accompagnés d'une sorte

d'effort. La contraction énergique des muscles expirateurs augmente le

ressort élastique de l'air contenu dans les poumons, et cet air s'échappe

avec force, entraînant avec lui les mucosités qui doivent être expulsées.

Les voies par lesquelles doit passer l'air pour se porter au dehors sont,

d'ailleurs, rétrécies alors, non plus par les lèvres de la glotte, mais plus

haut, par le rapprochement préalable des lèvres (cracher), ou par le

pincement du nez (moucher) ; ce rétrécissement augmente d'autant la

tension élastique de l'air comprimé par les muscles expirateurs» et par

conséquent l'intensité du courant de sortie.

L'effort, étant déterminé par la contraction soutenue des muscles expirateurSy est souvent accompagné de la sortie involontaire des matières contenues dans les réservoirs naturels^ et il préside aussi, la plupart du temps, à leur expulsion normale (Voy. §§ 35 et 175). Lorsque l'effort est énergique, il peut survenir des accidents graves, tels que la sortie des viscères en dehors de la cavité abdominale (hernies).

Au moment del'efirort, la circulation pulmonaire est remarquablement gênée. L'air renfermé dans les poumons, étant comprimé, oppose en ce moment, obstacle à l'arrivée du sang dans le réseau capillaire. Celui-ci 8'accumule dans le cœur droit, puis dans les veines, et, pour peu que l'elTort se prolonge, les veines de la tête, du visage, du cou, des membres supérieurs, se distendent. On peut voir survenir alors des accidents hémorrhagiques du côté du cerveau, chez les individus prédisposés à l'apoplexie. L'air comprimé dans les poumons, au moment de l'effort, détermine parfois aussi la rupture des vésicules pulmonaires (emphy« 8ëme).

ARTICLE III