Schéma du

Influence de la longueuk des côtes sur l'augmentation du diamètre astéro- POSTËRIEUR. — Nous avons supposé dans le schéma (fig. 84) que les côtes étaient d'égale longueur; dans ce cas le sternum est déplacé parallèiement à lui-même et le diamètre an lé ro- posté rieur augmente au niveau des deux côtes figurées d'une même quantité m n. En réalité il n'en est pas ainsi et les côtes ont des longueurs très inégales, ou, ce qui est seul important ici, les cordes qui soustendeut les arcs costaux varient d'un de ces arcs à l'autre. Il résulte de cette inégalité que l'effet utile produit sur le sternum par le relèvement de chaque côte est proportionnel à la longueur de la corde de cette côte. Donc, ia projection en avant du sternum sera le plus prononcée au niveau des sixième, septième et huitième côlcs dont les cordes sont les plus longues. C'est ce que montre bien le schéma suivant (fig. Ho). Los leviers en Aet B ont des longueurs proportionnelles aux longueurs des douze côtes; en B, les leviers sont disposés obliquement, ressemblant aux côtes dans la positinn d'expiration; en A. ils

sont relevés horizontalement montrant les allongements des divers diamètres antéro-postôrieurs qui résultent de l'élévation des côtes dans Tinspiration.

FiG. 87. — Courbure d'une côte.

Augmentation du diamètre transversal. — L'élévation des côtes ne contribue pas seulement à accroître le diamètre antéro-posté rieur de la cavité tho-

racique mais accroît en même temps son diamètre transversal. Pour se rendre un compte exact du mécanisme de ce mouvement il suffit d'examiner ce qui se passe dans le schéma (ûg.86) dans lequel OV représente la colonne vertébrale; 0 A et 0 B les deux côtes d'une même paire à l'état d'expiration, ces deux côtes étant supposées rectilignes à partir de leur articulation vertébrale jusqu'aux points A et B de leur courbure maxima. La direction de ces côtes forme, comme on le voit, avec la colonne vertébrale 0 V un angle aigu ouvert en bas et en dehors et, à l'état de repos ou d'expiration, le diamètre transversal au niveau de la paire considérée est A B. Les côtes se relevant pendant l'inspiration, l'angle aigu va diminuer de plus en plus les points A et B de leur courbure maxima décrivant les arcs A A', B B'. 11 pourra même arriver, si le mouvement d'élévation est assez puissant, que les côtes viennent occuper les positions A' 0, B' 0 et soient placées sur le prolongement l'une de l'autre. A ce moment le diamètre transversal sera devenu A' B\ c'est-à-dire qu'il aura augmenté de chaque côté de la colonne vertébrale de la quantité m, en tout de la quantité 2 m.

no. 88. — Influence de la courbure des cAtpâ.

:>92 HESPIUATION

Influence de la courbuke des cotes sur l'augmentation du dl\mètre trans- VERî?AL. — Non seulement les arcs costaux n'ont pas tous des cordes d'égale longueur, mais encore les courbures de ces arcs varient notablement.

On prend pour mesure de cette courbure la longueur de la perpendiculaire C D menée du point de courbure maxima sur la corde de Tare costal A B, perpendiculaire qui mesure le rayon du mouvement de rotation décrit dans le plan transversal par le point de la cote le plus éloigné de la colonne vertébrale. Si nous construisons un schéma semblable à celui fig. 85, mais en donnant aux ligries parallèles des longueurs proportionnelles aux longueurs trouvées pour la perpendiculaire C D (fig. 87) mesurée successivement pour chaque côte, nous aurons la figure 88 qui montre bien la différence de l'agrandissement des deux diamètres transversaux au niveau de la sixième et de la douzième côte lorsqu'on, fait décrire à ces côtes le mouvement d'élévation. La quantité m n qui mesure cet agrandissement pour la sixième cote est plus grande que m* n' qui le mesure également pour la douzième côte. Donc, en résumé, l'agrandissement d'un des diamètres transversaux du thorax sera d'autant plus grand que les côtes auxquelles il correspond auront une courbure plus grande.

Muscles élévateurs des côtes. — D'après ce qui précède, l'agrandissement des deux diamètres antéro-postéricur et transversal de la cage thoracique étant sous la dépendance du mouvement d'élévation des côtes, tous les muscles contribuant à produire ce mouvement d'élévation contribueront à l'agrandissement de ces diamètres et seront par conséquent inspirateurs. Tous les muscles inspirateurs auront donc nécessairement leur insertion mobile sur les côtes, et leur insertion fixe en un point plus élevé que les côtes qu'ils doivent mouvoir. C'est en effet ce que l'on retrouve anatomiquement chez tous les inspirateurs, Les plus importants, ceux qui agissent dans l'inspiration calme, ont leurs insertions fixes sur la colonne vertébrale, ce sont les ^urco^/aux, les scalènes^ le petit dentelé postérieur et supérieur y le cervical descendant. Beaucoup moins importants sont quelques autres muscles qui n'agissent que dans l'inspiration forcée et dont l'action est d'ailleurs moins efficace; il suffira de citer : le grand dentelé, le grand pectoral, le petit pectoral et le grand dorsal.

Une mention toute spéciale -doit être faite de l'action des muscles intercostaux dans la respiration, à cause du débat encore ouvert entre les physiologistes et des nombreuses opinions (pas moins de dix) émises à son sujet. On sait que ces muscles, au nombre de deux pour chaque espace intercost^L sont superposés l'un à l'autre sur presque toute la longueur de l'espace et que leurs fibres sont diversement inclinées; celles des intercostaux externes étant dirigées de haut en bas et d'arrière en avant, celles des intercostaux internes étant aussi inclinées de haut en bas mais d'avant en arrière. Ceci dit et nous rappelant qu'un muscle qui se contracte pour produire un mouvement rapproche ses deux points d'insertion en se raccourcissant, il est facile de se rendre compte au moyen de la machine schématique de Hamberger de l'action de chacun des muscles intercostaux dans la respiration. Celte

machine se compose (fig. 89) d'une règle V V figurant la colonne vertébrale sur laquelle sont fixées, mobiles en 0 0", deux tiges 0 A , 0" B, qui représentent les eûtes. Les muscles intercostaux externes, dont un fniseeau est seul représenté, ^nt figurés par une bande de caoutchouc dont les points d'insertion sur les fûtes sont m et n. Si l'on fait décrire aux deux tiges un mouvement de rotalion autour des points 0, 0', en les laissant toujours parallèles entre elles, on voit que forcément, par suite du mouvement, les points m et n d'insertion se sont rapprochés dans la position 0 0' A' B' et que la longueur du muscle figuratif a diminué. C'est tout le contraire dans la position 0 0' A" B", dans laquelle les côtes sont abaissées ; le faisceau musculaire s'est allongé et ses deux points d'insertion se sont écartés. Donc il n'est pas possible que les muscles intercostaux externes abaissent les côtes parce que leurs points ilinscrtion s'écarte raient, ce qui est contre le but assigné k toute eontraclion

t !*ulaire active. Au contraire ils peuvent élever les côtes parce que, danô ce ' < ils rapprochent leurs points d'insertion et diminuent la longueur de leui-s ' M. Elisant les côtes, ils sont inupiraleurs.

On peut faire un raisonnement analogue pour les muscles intercostaux internes. (V. fig. 90.) Mais ici les points d'insertion s'écartent dans le mouvement d'élévation des côtes en 0 0' A' B'. Ils se rapprochent dans la position 0 0' A" B". Donc les muscles intercostaux internes ne peuvent, par leur contraction, élever les côtes, ils peuvent les abaisser. Abaissant les côtes, ils sont expirateurs.

Pour que les muscles intercostaux puissent agir efficacement dans la respiration il ne suffît pas qu'ils se contractent ; il est encore nécessaire que leur action soit synergique de celle d'autres muscles sans lesquels elle serait inefficace. Pour que le onzième intercostal externe, par exemple (le dernier), puisse relever la douzième côte, il est nécessaire que la onzième soit fixe ou subisse, elle aussi, par le fait de la contraction du dixième muscle intercostal, un mouvement d'élévation. Mais ce dixième muscle intercostal ne peut élever la onzième côte que si la dixième est déjà fixée ou subit un mouvement d'élévation de la part du neuvième muscle intercostal ; et ainsi, de proche en proche, jusqu'à la première côte qui doit être élevée ou maintenue fixe pour que le premier muscle intercostal puisse y prendre un point d'appui pour élever la deuxième côte. Il est donc nécessaire, pour que les muscles intercostaux externes aient une action efficace dans l'inspiration, que la première côte soit fixée ou élevée, par conséquent que la contraction des autres muscles inspirateurs, tels que les surcostaux et les scalènes surtout, accompagne ou précède la leur.

Il en est de même pour les muscles intercostaux externes. En raisonnant de la môme manière, on arrive à cette conclusion : que ces muscles ne peuvent être efficacement expirateurs que si la dernière côte est fixée par la contraction synergique des muscles caire des lombes et grand oblique.

Expiration,

A chaque mouvement d'expansion de la cavité thoracique succède, comme nous l'avons vu par les tracés des pneumographes, un mouvement de rétraction. Ce mouvement de rétraction est-il passif ou bien nécessite-t-il la mise en jeu de contractions musculaires antagonistes de colles qui agissent dans l'inspiration ? C'est ce qu'il s'agit de déterminer. Pour cela il suffit de remarquer que le thorax du cadavre est en expiration calme, et que l'on peut considérer cet état comme l'état d'équilibre du thorax. Or le thorax est une cavité à parois élastiques, déformables par les forces extérieures, mais tendant à revenir à leurs positions primitives lorsque ces forces cessent d'agir ; la preuve qu'il en est bien ainsi, c'est que le thorax du cadavre, comprimé suivant son diamètre antéro-postérieur ou transversal, revient, aussitôt que l'on cesse la compression, à sa forme première. Il s'effectue ainsi des inspirations et des expirations artificielles qui sont utilisées pour rappeler les asphyxiés à la vie. Dans l'inspiration, le thorax est de même déformé par la contraction des

muscles inspirateurs; le sens suivant lequel s'effectue la déformation diffère, mais le résultat est le même et aboutit, comme dans le cas de la compression «hez les asphyxiés, à un écart de l'état d'équilibre. Les conséquences doivent donc être les mêmes et le thorax, dont l'élasticité a été mise enjeu dans l'inspiration, revient passivement, dans l'expiration, à l'état d'équilibre en satisfaisant à la force élastique développée. L'élasticité du thorax ne contribue pas seule au mouvement d'expiration, l'élasticité du poumon y participe aussi comme nous le verrons dans la suite.

Dans l'expiration forcée la cage thoracique dépassant l'état d'équilibre, est déformée en sens inverse et il est nécessaire, comme dans l'inspiration, que des forces actives entrent en jeu. Ces forces sont dues à la contraction des muscles dits expirateurs. Ces muscles diminuant les diamètres antéro-postérieur et transversal du thorax ne peuvent être qu'abaisseurs des côtes ; car, comme on le voit, si à un mouvement d'élévation des côtes correspond une augmentation de ces deux diamètres, une diminution de leur longueur correspond toujours à l'abaissement de ces mêmes côtes. Les muscles abaisseurs des côtes, et par conséquent expirateurs, sont peu nombreux. En première ligne il convient de citer les jnuscles intercostaux intei^nes dont on connaît déjà le mécanisme (voir fig. 90) ; puis viennent ensuite, le muscle carré des lombes et le grand oblique, qui fixent la dernière côte et favorisent l'action des muscles intercostaux internes ; les muscles sous-costaux, qui sont comme une dépendance des muscles intercostaux internes et agissent d'une manière analogue ; le triangulaire du stei^um, le petit dentelé postérieur et inférieur et la portion supérieure du grand dentelé.

Les muscles de l'abdomen agissent aussi dans l'expiration d'une manière indirecte, surtout en refoulant par leur contraction les organes abdominaux en haut et en arrière et contribuant ainsi à exagérer la voussure du diaphragme. Ces muscles, qui contribuent ainsi à diminuer le diamètre vertical de la cavité thoracique, sont : le grand oblique , le petit oblique, le transverse et le grand droit.

n. — ROLE DU POUMON

Élasticité pulmonaire. — Le poumon est appendu dans la cavité thoracique et mis en rapport avec l'air extérieur par la trachée. Cette association du poumon et de la cavité thoracique peut être à peu près représentée par le schéma suivant (fig 91 et 92) : une cloche à douille en verre, représente la cage thoracique ; E est une membrane de caoutchouc obturant complètement l'ouverture de la cloche et liée sur ses bords ; elle représente le diaphragme ; T un tube de verre, passant à travers un bouchon bifurqué à l'intérieur, sur chacune des bifurcations duquel on a lié un sac ou un ballon de caoutchouc représentant le poumon; enfin M est un manomètre pouvant donner la pression de l'air à l'intérieur delà cloche. Supposons maintenant que l'on produise sur ce schéma un mouvement d'inspiration en abaissant le diaphragme : l'équillibre qui existait va être détruit, la pression de l'air enfermé dans la

cloche diminue puisque son volume augmente, elle n'arrive plus à contcebalancer la pression atmosphérique au niveau de la surface des sacs de caoutchoucreprésentant le poumon. Donc colle-ci remporte et une nouvelle quantité d'air

FiG. 91. — Schéma du poumon.

Expiration.

FIG. 92. — Schéma du poumon.

Inspiration.

rentrant par le tube communiquant avec l'intérieur va dilatertles sacs. Mais en dilatant les sacs cet air met en jeu leur élasticité et il arrive bientôt un moment où la force élastique des ballons de caoutchouc ainsi développée ajoutée à la pression de l'air de la cloche fait équilibre à la pression atmosphérique. A ce moment-là l'inspiration est terminée (fîg. 92). Si on laisse maintenant le diaphragme revenir à sa position initiale, le volume de l'air de la cloche diminuant, sa pression va augmenter. Cette pression plus la force élastique des sacs de caoutchouc l'emportant sur la pression atmosphérique, une certaine quantité de l'air des ballons va être cjiassée à l'extérieur et l'expiration se produira.

En réalité tout se passe dans la cavité thoracique humaine à peu près de la même façon que dans le schéma ci-joint. Quelques particularités importantes sont cependant h signaler. Ainsi, par exemple, il n'existe pas d'espace libre entre le poumon et les parois du thorax, les deux plèvres sont intimement accolées l'une à l'autre et glissent l'une sur l'autre à frottement, le poumon remplit donc complètement la cavité thoracique. Dans ces conditions, lorsque la cavité thoracique se dilate sous l'action des muscles inspirateurs, l'espace entre les parois de cette cavité et le poumon étant vide de gaz, l'élasticité seule du poumon fait obstacle à la rentrée de l'air, et comme la pression atmosphérique l'emporte toujours et de beaucoup sur la force élastique du poumon, celui-ci est maintenu exactement appliqué contre les parois du thorax et en suit tous les- mouvements. Donc, pendant l'inspiration, en même temps qu'une certaine force élastique était développée par l'agrandissement de la cage thoracique subissant l'action des muscles inspirateurs, une autre force élastique était simultanément développée par la distension du poumon maintenu accolé aux parois. Si bien que si l'on fait la somme des forces qui de dehors tendent à ramener le thorax à sa position d'expiration calme, on trouve :

PHÉNOMÈNES MÉGANIQUES 207

1* la pression atmosphérique qui s'exerce sur tout le tronc ; 2" la force élastique des parois thoraciques dilatées ; 3** la force élastique du poumon distendu.

Les forces opposées agissant de dedans en dehors sont; 1" la pression atmosphérique s'exerçant sur la surface interne du poumon ; 2** la contraction active des muscles inspirateurs.

A la fin de l'inspiration il y a égalité entre ces deux groupes de forces. A ce moment donc la contraction des muscles inspirateurs fait équilibre à la force élastique de la cavité thoracique et à celle du poumon, car la pression atmosphérique figurant dans ces deux groupes de forces apposées, n'a plus aucune action. Quand vient l'expiration, ou plutôt pour la produire, la contraction des muscles cesse et ces forces élastiques du poumon et de la cavité thoraciques n'étant plus contrebalancées par rien ramènent le poumon à sa position d'expiration en chassant l'air par la trachée.

Même après ce mouvement d'expiration ordinaire, et alors que la cage thoracique est revenue à sa position d'équilibre ayant satisfait entièrement à la force élastique qu'y avait développé la contraction des muscles inspirateurs, le poumon conserve encore une certaine force élastique. On peut le prouver par l'expérience suivante : si sur le thoraxd'un cadavre on ouvre un espace intercostal, de manière à laisser un libre accès à l'air extérieur, on voit le poumon se détacher des parois thoraciques et se recroqueviller vers la trachée en expulsant une partie de l'air qu'il contenait. Le physiologiste anglais Carson a même pu mesurer chez des animaux récemment morts cette force élastique au moyen d'un manomètre qu'il adaptait à la trachée avant d'ouvrir la cavité thoracique. Il a trouvé pour différents animaux (veau, chien, mouton) des dénivellations manométriques comprises entre 0",30 et 0", 45 d'eau. M. Donders, qui a fait la même mesure sur des cadavres humains, a trouvé une moyenne de 0",006 de mercure.

Ce reliquat de force élastique du poumon après une expiration calme étant bien démontré, on peut se demander quels en sont les effets. D'abord il est certain que les plèvres ne peuvent être écartées l'une de l'autre, de manière h établir un vide entre leurs feuillets, puisqu'il faudrait pour cela vaincre la pression atmosphérique qui s'exerce à la surface interne du poumon et que cette force élastique est notablement insuffisante. Cette force élastique du poumon agit sur la cage thoracique pour la diminuer, la déformer de la même manière que la contraction des muscles expirateurs. Cette déformation s'arrête lorsque la force élastique ou de réaction développée ainsi dans la cage thoracique fait équilibre à la force élastique du poumon qui lui a donné naissance. Or, de toutes les parois de la cavité thoracique, celle qui cède le plus ' 'îilement à cette espèce de succion exercée par la force élastique du poumon,

st le diaphragme, à cause de la souplesse due au tissu musculaire dont il formé. Il sera donc attiré à l'intérieur et prendra la forme en dôme que

«s connaissons.

En résumé; c'est à l'élasticité du poumon et à celle de la cavité thoracique

^i^'spnjeu par les muscles inspirateurs qu'est due l'expiration calme. C'est

encore à l'élasticité du poumon qu'est due la forme particulière du diaphrn nécessaire k refficacilé de sa contraction.

GoDtraotUitA des bronches. — Si après avoir relire le.i poumons ( cavité thoraciqne d'un chien mort réeemment, on adapte à la tracliée lace branche d'un tube manomêtrique, on observe une dénivellation sensîbli liquide dans le tube lorsqu'on excite le tissu même du poumon au moyen courant électrique. Celte expcrienco, faite tout d'abord par William, démc la contractilité des bronches. Paul Bert, qui a répété cette expérienee s chien et l'a ensuite faite sur plusieurs animaux, a obtenu le ^rapbtquc sui en joignant directement le tambour inscripteur par un tube de caoutck la trachée du cbicn.

On voit que cette forme 'de contraction est caractérisque ; c'est celle

Pio. 03. — Graphique obtenu par l'eiciloiion èleclri([ue du tissu puli

fibres lisses que l'on trouve disposées eirculairement dans les bronclii levier s'est élevé lentement et est redescendu de même aussitôt l'esi enlevé. 11 suffit de faire celte constatation pour ne pas attribuer un rôl( h la contractilité pulmonaire dans la respiration. Il est à noter comme plément que l'excitation des pneumogastriques produit le même effet manomètre que l'excitation directe du poumon.

Débitdela pompe thoraolqae.— Spirométrle.— Nouseonnaissona tenant le jeu de la pompe thoraeique et les agents moteurs qu'elle util nous reste à indiquer, pour terminer cette étude des phénomènes mécai de la respiration, les quantités d'air introduites dans le poumon à ohaqi piration et rejeléca à chaque expiration ; en un mot le déliil de la pomp racique et les principaux instrumenta qui ont servi ù le mesurer.

L'un des plus anciens appareils employés est le spiromètre de Hu son (18i6). Il est fondé sur le même principe que le gazomètre à cloc! usines à gaz et la figure !H qui le représente, permet d'en compi le maniement. C'est après avoir envoyé l'air expiré dans le gazomètre fait la lecture de son volume sur l'échelle. Ce spiromètre, peu en aujourd'hui, a donné entre les mains de son auteur des résultats très breux recueillis sur l'homme sain et sur l'homme affecté des diverses mt

qui ont leur siège dans le poumon. Un autre spiromètre très simple et qui peut être, par cela même, employé facilement en clinique, consiste en une vessie en caoutchouc de forme à peu près cylindrique et qui, vide d'air est repliée sur elle-même à la manière d'un soufflet: Vient-on à insuffler Tair expiré, la partie supérieure du soufflet s'élève et un index se déplaçant sur une échelle indique le volume cherché.

Le spiromètre de Bergeon et Kastus est inscripteur ; les auteurs lui ont donné le nom d'anapnographe. Il repose sur un principe tout difi'érent. Sur une planchette verticale est fixée une boite rectangulaire ressemblant à une chambre noire pour photographie ; à la place de l'objectif, est fixé l'embout, par lequel l'air est inspiré ou expiré ; à la place de la plaque sensible, est fixée une valve en aluminium très légère, très mobile autour d'un axe horizontal, et exactement équilibrée par deux ressorts antagonistes. Un style très long et très léger, solidaire des mouvements de la valve les inscrit en les amplifiant sur une bande de papier déroulée par un mouvement d'horlogerie. La sensibilité de cet appareil est telle qu'il permet d'inscrire le moment d'éclosion des bulles d'air arrivant d'un tube adducteur dans l'eau d'un flacon laveur mis en communication avec l'embout. Il permet de plus d'inscrire aussi bien le volume de l'air inspiré que celui de l'air expiré, les pressions et les vitesses d'écoulement des gaz à chaque temps de la respiration. Un perfectionnement introduit dans la construction de l'appareil par M. Bergeon a établi la proportionnalité entre les écarts de la valve mobile et les volumes qui traversent l'appareil au même instant.

Aujourd'hui l'appareil le plus employé dans les laboratoires consiste en un simple compteur à gaz soigneusement construit et donnant en litres, décilitres et centilitres le volume du gaz qui l'a traversé.

D'autres dispositifs peuvent être aussi employés, qui, sans donner exactement les volumes ou la pression des gaz, fournissent au sujet des mouvements respiratoires des renseignements précieux. Ainsi, l'on peut, sur un animal, mettre la trachée directement en communication avec un tambour ascripteur, ou mieux pour éviter de sacrifier l'animal après l'expérience le lunir d'une muselière à laquelle est adapté un tube aboutissant à un grand îcipient rempli d'air. Ce sont les variations de la pression dans ce récipient ue l'on inscrit au moyen du tambour. On obtient ainsi des graphiques de la )rmp indiquée par la figure 95.

Fiû. 9%. — Spiromètre de Ilut chinson (d'après Hutchin son).

Résultats fouhms.— Capacité dupoumon. La pompe tlioracique a un débit vnriable avec de très nombreuses conditions. L'homme peut introduire dansses poumons par l'inspiration une quantiU': d'air qui ne dépend, jusqu'à une eertaine limite supérieure, que de sa volonté. Deméme, il peutexpirerdesiguanlilésd'air variablesjusqu'à une certaine limite inférieure au delà de laquelle sesinuscles expiratcurs ont épuisé leur action. Logique le mouvement resjiiratoire va de l'une de ses limites ii l'autre, i'amplitudedes oscillations du thorax estmaxima et le volume d'air déplacé, le débit de la pompe tboraeique est maximum. Hutehinson a donni- au volume d'nir ainsi expiré, lorsque le thorax étiinl ?i Im

limite supérieure, l'inspiration maxima, passe à la limite inférieure, l'expiration maxima, le nom de capacité vitale. Mais la capacité vitale n'est pas égale ù la capacité totale du poumon ; même après une expiration forcée énergique, il reste encore dans eelui-ci une certaine quantité d'air que l'on ne peut parvenir k expulser. Cet air, analogue h celui qui occupe l'espace nuisible, sous ie piston des pompes pneumatiques a été appelé résidu respiratoire ou air rfsidual. Voici donc dans la rapacité totale du poumon une première division en deui parties & établir: d'nliord, la capacité vitale, qui peut être utilisée tout entière pour l'introduction de l'air, ensuite \b. capacité résiduelle i\v.i ne peut jamais être utilisée et qui, une fois remplie d'air, ne peut plus être vidée par l'expiration. Le schéma (lig. y6) qui Jipure la pompe thoraciquc indique nettement cette dilTérence. La capacilé UHale est celle du corps de pompe entier; Incapacité vitale de A en D peut être librement parcourue par le piston P et, lorsqu'elle est entièrement utilisée, donne le débit maximum de la pompe ; enfin la capacité résiduelle dans laquelle le jiiston ne peut pénétrer, de A en C, contient le résidu respiratoire qui, par conséquent, ne peut en être chassé.

Dans chaque mouvement respiratoire ordinaire toute la capacité vitale n'est pas utilisée, le poumon ne part pas de l'état d'inspiration forcée pour arriver à l'état d'expiration forcée et réciproquement, le piston ne se meut pas de A en B et de B en A, mais s'arrête avant cl'avoir atteint ces points. L'espace eompris entre la position où s'arrête le pislon dans une expiration calme, D,

et celle qu'il pourrait atteindre dans Texpiralion forcée contient un certain volume d'air que Ton appelle air dn rHeroe, L'air de réserve est donc celui que l'on peut encore expulser après une expiration calme, ordinaire, en mettant en jeu tous les muscles expirateurs.

De môme l'espace compris entre la position où s'arrête le piston dans une inspiration calme E et celle qu'il pourrait atteindre dans l'inspiration forcée contient un certain volume d'air que l'on appelle air complémentaire. L'air complémentaire est donc celui que l'on peut encore introduire dans le poumon après une inspiration calme ordinaire en mettant enjeu tous les muscles inspirateurs.

Enfin, il reste un quatrième espace du corps de pompe thoracique compris

entre la position où s'arrête le piston après une expiration calme et ' celle où il arrive après une expiration également calme. Le volume d'air contenu dans cet espace mesure le débit ordinaire, courant, de la pompe thoracique, c'est Voir courant. L'air courant est donc celui qui est introduit dans le poumon par une inspiration calme et qui en est expulse par une expiration également calme.

En résumé, de \a capacité totale du poumon, il n'est utilisé dans la respiration (ju'une partie appelée capacité vitale; l'autre partie, qui contient Vair résidualy n'est jamais utilisée. De la capacité vitale la respiration calme n'utilise qu'une faible partie, celle qui contient Vair courant. Pour introduire dans le poumon Vair complémentaire^ il faut mettre en jeu toutes les forces inspiratrices; pour expulser Vair de réserve toutes les forces expiratrices sont nécessaires.

Mesure des divers volumes de la pompe lhoracique.\oïc\ comment a été faite la mesure de ces diffé-

il» resiuiia

diial

Aip cl

c réserve

Air courant

Air con\plemenlairc

nn. 96. — Schéma de la pompe thoracique.

•nls volumes et les moyennes des nombres trouvés par les différents expérienlateurs. Vair courant est relativement facile k mesurer, un spiromètre lelcoaque peut être utilisé. Cependant l'expériuientaleur doit se mettre en

302 KESPIRATION

garde contre les modifications dans la profondeur et le rythme des meuve ments respiratoires provenant des conditions un peu anormales dans lesquelles il se trouve placé.

Dans tous les cas un grand nombre d'expériences est nécessaire pour que leur moyenne ait quelque valeur. Le nombre trouvé pour les divers expérimentateurs (Dalton, Yalentin, Bérard, Vierordt, Gréhant) qui exprime le volume de Tair courant oscille autour de 500 centimètres cubes. C'csl ce chiffre de 1/2 litre qui est devenu classique.

L'air complémentaire peut être mesuré de la même façon au moyen d'un spiromètre. 11 suffit, pour cela, après avoir fait une inspiration aussi énergique que possible, de la faire suivre d'une expiration ordinaire, en envoyant Tair expiré dans la cloche du spiromètre. De même que pour Tair courant, Texpérience doit être répétée un grand nombre de fois. La valeur moyenne adoptée pour le volume de Tair complémentaire est 1 litre 5.

Restent à mesurer Tair de réserve et Tair résidual, c'est-à-dire le volume d'air que le poumon contient après une expiration calme. C'est cette capacité que l'on a appelée capacité pulmonaire. La capacité pulmonaire est donc la somme de l'air de réserve et de l'air résidual.

De ces deux quantités composantes, on pourrait à la rigueur déterminer l'une, l'air de réserve, à l'aide du procédé déjà employé pour l'air courant et pour l'air complémentaire. Pour cela, après une expiration ordinaire on pourrait mettre en jeu tous les muscles expirateurs et envoyer l'air ainsi expulsé dans la cloche d'un spiromètre. Mais avec ce procédé on ne pourrait avoir l'autre composante, et par conséquent la somme resterait inconnue.

On a cherché à déterminer cette somme sur le cadavre en faisant communiquer la trachée avec un spiromètre, ou, simplement, une cloche renversée sur la cuve à eau. On ouvrait alors la poitrine, le poumon revenait partiellement sur lui-même en vertu de son élasticité et chassait l'air dans la cloche. On exprimait et malaxait avec les mains le tissu pulmonaire pour expulser l'air résidual et l'on pouvait ainsi connaître à peu près la capacité pulmonaire du poumon considéré. Ce procédé, outre la difficulté qu'il y a à ne pas laisser d'air dans le poumon et surtout dans les bronches, présente le grand inconvénient de n'être applicable que sur le cadavre.

Gréhant en a indiqué un, qui s'applique sur le vivant et qui est d'une exactitude rigoureuse. Il est basé sur le raisonnement suivant :

Si, au lieu d'inspirer dans la respiration calme 500 centimètres cubes d'air, on inspire 500 centimètres cubes d'un gaz non absorbable par le poumon, ce gaz va se mélanger à l'air et à l'acide carbonique qui constituent l'air de réserve et l'air résidual. Co mélange sera devenu homogène au bout d'un certain nombre de mouvements respiratoires successifs s'effectuant dans l'espace clos contenant primitivement le gaz non absorbable.

Alors si on fait l'analyse du gaz provenant d'une dernière expiration calme, on y retrouve une certaine (juantité pour 100 de gaz non absorbable.

De cette quantité il est facile de déduire, à l'aide d'une simple proportion, la quantité totale de gaz contenue dans le poumon après une inspiration de

500 ceatimètres cubes, et par conséquent le volume de la capacité pulmonaire. Grébant a choisi rhydrogène comme gaz non absorbable par le poumon. L'hydrogène, en effet, d'après les recherches de M. Regnault et Reiset, n'est pas absorbé par le poumon et de plus ne se trouve jamais à l'état de liberté dans l'arbre aérien. Le même auteur a déterminé encore, au moyen d'expériences et d'analyses successives, le nombre de mouvements respiratoires nécessaires pour rendre homogène le mélange d'hydrogène et des gaz intra-pulmonaires.

On procède à la mesure de la capacité pulmonaire de la façon suivante : dans une cloche de trois à quatre litres placée sur la cuve à eau, on introduit 500 centimètres cubes d'hydrogène pur et Ton fait inspirer ce gaz par la personne dont on veut mesurer la capacité pulmonaire. Lorsque cinq ou six mouvements respiratoires se sont succédé dans la cloche, on interrompt la communication entre les poumons et la cloche au moyen d'un robinet. On n'a plus qu'à analyser l'air de la cloche au moyen de l'eudiomètre. Dans une expérience de Gréhant sur un homme de vingt-neuf ans parfaitement constitué, le gaz de la cloche contenait 14 centimètres cubes, 6 d'hydrogène pour 100. Dans ces conditions, si 14 centimètres cubes, 6 d'hydrogène sont contenus dans 100 centimètres cubes de mélange, un seul centimètre cube sera contenu dans -;^-et 500 dans '""'.^^ = 3430.

De ces 3430 centimètres cubes, il faut retrancher pour avoir la capacité pulmonaire les 500 centimètres cubes introduits par une inspiration calme. 11 reste donc 2 litres, 93, qui représentent cette capacité chez le sujet en expérience.

Quelques précautions sont indispensables à prendre lorsqu'on veut sans danger utiliser la méthode de Gréhant. Il les indique lui-même de la façon suivante : pendant l'expérience et après, il faut se garder d'approcher la bouche d'un corps allumé car les poumons contiennent un mélange détonnant ; il faut employer de l'hydrogène pur. Cette dernière condition qu'on néglige quelquefois est indispensable, un mélange d'hydrogène arsénié ou sulfuré ayant causé des accidents graves et qui peuvent entraîner la mort.

En résumé voici les volumes en nombres ronds.

De l'air complémentaire — 1 litron 500 De l'air courant — 0 litre 500

De la capacité pulmonaire — ^ litres 500 Ce dernier volume se décomposant ainsi :

Air de réserve — 1 litre 500

Air résidual — 1 litre 000

Il est facile de trouver le chiffre qui représente la capacité vitale; en effet, la capacité vitale, c'est l'air complémentaire + air courant + air de réserve, '"est-à-dire 1 litre, 5 + 0 litre, 5 + 1 litre, 5 = 3 litres, 5.

Variations de ces divers volumes. — Hutchinson, qui a fait un très grand ombre d'expériences, a déterminé surtout la variation de la capacité vitale ans des conditions très variées. L'augmentation de cette capacité est presque ïactement proportionnelle à la hauteur de la taille, que celte hauteur pro-

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vienne de la longueur du thorax ou de la longueur des jambes; elle est plus petite chez la femme que chez l'homme, toute inégalité résultant de la différence de stature mise à part. Elle varie avec Tàge et augmente jusqu'à trentecinq ans pour diminuer ensuite ; enfin elle varie avec la position du corps, la circonférence du thorax, le poids, etc., dans des sens divers.

Il est à remarquer que le volume partiel qui varie surtout avec Tàge, c'est l'air complémentaire, c'est-à-dire celui que Ton introduit par une inspiration forcée. Ce volume diminue à partir de l'âge mûr, ce qui peut expliquer Tessoufflement rapide du vieillard, qui remplace par une plus grande fréquence de mouvements respiratoires l'amplitude de ces mouvements qui s'est amoindrie.

Renouvellement de l'air dans les poumons. — Coefficient de ventilation. — Lorsque, par l'inspiration ordinaire de Tair courant, on introduit dans le poumon 500 centimètres cubes d'air pur, cet air se divise en deux parties : une qui est expulsée au prochain mouvement d'expiration mélangée d'air vicié; l'autre, seule utilisée pour l'hématose, qui reste dans le poumon. Quel est au juste le volume d*air qui constitue cette seconde partie, c'est ce qu'il est important de connaître. Pour cela Gréhanta procédé de la faç^on suivante: après avoir inspiré 500 centimètres cubes d'hydrogène, il a expiré un volume égal et a analysé ce volume. Il a trouvé que le volume d'hydrogène expulsé était de 170 centimètres cubes. L'air se conduisant absolument comme Vhvdrogène, on voit qu'à chaque inspiration, Tair introduit dans le poumon utilisé pour l'hémfiitose est de 330 centimètres cubes, les deux tiers du volume inspiré à peu près.

Ces 330 centimètres cubes introduits dans le poumon à chaque mouvement respiratoire ne peuvent en être chassés en remplaçant l'expiration ordinaire, qui rejette 170 centimètres cubes, par une expiration forcée. En effet, par l'expérience, Gréhant a trouvé que, même après une telle expiration, il en reste encore dans le poumon 166 centimètres cubes qui font alors partie de l'air résidual.

Ces 330 cenlimètres cubes d'air pur peuvent donc être considérés, après une «expiration ordinaire, comme répartis uniformément dans tout l'arbre aérien, c'est-à-dire dans la capacité pulmonaire composée de l'air de réserve et de l'air résidual; en divisant ce chiffre d'air pur introduit par le volume de la capacité pulmonaire, on obtient ce que Gréhant a dénommé coefficient deventilalion. Dans ce cas particulier pris pour exemple

Air pur resté clans le poumon W'M) ^ . .„

Capacité pulmonaire 'ZM6{i '

il y a donc à la lin de chaque expiration calme dans le poumon un dixième du volume total d'air pur.

Ce coefficient de ventilation peut varier. Ainsi le volume de Fair inspiré restant constant, il augmente quand la capacité pulmonaire diminue et de même, la capacité pulmonaire restant constante, il augmente avec le volume de l'inspiration.