I- — Origine et lieu de production de la chaleur

animale.

514. Origine de la chaleur animale. — La première hypothèse relative à l'origine de la chaleur animale, hypothèse toute gratuite et qui remonte à une haute antiquité, consistait à attribuer la formation de cette chaleur à une cause innée ; le corps- ] de tout être vivant possédait fatalement quelque part une source de 1 chaleur, et c'est dans le cœur que l'on plaçait ce foyer de calorification. Au moyen âge, à l'époque des premières découvertes faites dans le domaine de la Chimie, après que l'on eut constaté les dégagements de chaleur dont s'accompagnent les réactions chimiques, on attribua la production de la chaleur animale à une cause analogue, mais sans fournir la moindre preuve expérimentale à ■ l'appui de cette hypothèse. Vers la même époque, les iatro-mécaniciens invoquèrent, pour expliquer ce môme phénomène de la calorification animale, une autre cause, à savoir, le frottement engendré par les mouvements qui s'accomplissent continuellement dans l'organisme et en particulier par la circulation du sang dansles vaisseaux.

C'est à Lavoisier que revient incontestablement l'honneur d'avoir le premier démontré jusqu'à l'évidence que « la vie est une fonction chimique » et que les réactions qui se produisent à l'intérieur de l'organisme sont l'origine de la chaleur animale. « Les mémorables expériences de Lavoisier, dit Charles Richet (La chaleur animale, pag. 6), ouvrent une ère nouvelle; c'est la méthode physiologique, c'est la Physiologie même qui en est sortie. »

Sans doute les progrès réalisés en Chimie et l'emploi de

CHALEUR ANIMALE. ^'^^ méthodes et d'appareils de mesure plus précis ont accru nos connaissances, encore très incomplètes d'ailleurs, en ce qui concerne la nature des réactions chimiques et les quantités de chaleur auxquelles elles donnent naissance; mais la découverte de Lavoisier a été à ce point complète, que, depuis les travaux du créateur de la Chimie et malgré l'extrême multiplicité des recherches entreprises sur la chaleur animale, deux faits importants nouveaux ont seuls été mis en lumière, le siège des actions chimiques dans l'organisme, que Lavoisier avait laissé indéterminé, et le rôle du système nerveux central dans la régulation des phénomènes thermiques.

En effet, Lavoisier a nettement établi que, pendant la respiration, il y avait absorption d'oxygène et exhalation d'acide carbonique et de vapeur d'eau et que ce phénomène, considéré dans ses états initial et final, était absolument analogue aux phénomènes de combustion dont il venait de donner la théorie exacte. La respiration devait en conséquence donner lieu, comme la combustion, au dégagement d'une certaine quantité de chaleur Q que Lavoisier mesura sur de petits animaux placés dans un calorimètre à glace (§ 496). Le dosage de l'acide carbonique exhalé pendant un temps égal à celui de l'expérience précédente fit connaître la quantité de carbone brûlé et permit de déterminer, grâce à des mesures préalables effectuées avec le même calorimètre, la quantité de chaleur Q' correspondante à cette combustion. Les deux quantités Q et Q' furent trouvées sensiblement égales.

Cette assimilation absolue de la calorification animale au phénomène de la combustion du carbone constitue une conception un peu schématique, car l'acide carbonique, rejeté par la respiration, n'est pas le seul produit résultant des réactions chimiques internes, et celles-ci ne consistent pas toutes en des phénomènes d'oxydation. Mais Lavoisier lui-même ne considérait les résultats .numériques de ses expériences que comme une première indication du rapport d'équivalence existant entre les réactions internes et la quantité de chaleur engendrée dans l'organisme. Ce n'est pas d'ailleurs par les résultats numériques des expériences qu'il faut apprécier l'importance physiologique de l'œuvre de Lavoisier , mais par la conception géniale du cycle des phénomènes d'où résultent la production et la régulation de la chaleur dans l'organisme, conception que Lavoisier a résumée dans les termes sui-

CHALEUR

vdnls: a Ls macbine animale est principalement gouvernée par trois régulateurs principauK : la respiration, qui consomme de l'hydrogène et du carbone et qui fournit le calorique ; la transpiration qui augmente ou diminue suivant qu'il est nécessaire d'emporter plus ou moins de calorique; enfin la digestion qui rend au sang ce qu'il perd par la respiration et la transpiration ^ »

515. Réactions internes. — Au point de vue de la production de la chaleur animale, il importe tout d'abord de distinguer les réactions endolherniiques, qui s'accompagnent d'une absorption de chaleur, et les réactions exothermiques, qui donnent lieu, au contraire, à un dégagement de chaleur. Les phénomènes chimi- ■ ques intérieurs à l'organisme appartiennent, en effet, les uns, et; ce sont les moins bien connus, à la première catégorie de réac-tions, les autres à la seconde, si bien que la chaleur totale dégagée est, en réalité, égale à la différence des quantités de chaleur mises en jeu par ces deux ordres de phénomènes. Les réactions exothermiques l'emportent, dans leurs effets, chez l'homme et chez les animaux, sur les réactions endothermiques ; mais l'inverse se produit dans l'œuf, pendant la période d'incubation, par suite de l'importance des synthèses organiques endothermiques qui s'y Iiroduisent.

D'autre part, le carbone et l'hydrogène qui brûlent dans? l'organisme jie sont pas à l'état libre, puisqu'ils sont introduits; dans le corps sous forme d'aliments, c'est-à-dire à l'état de com-posés organiques très divers et souvent très complexes. Or lai formation d'une même quantité d'acide carbonique et de vapeur: d'eau dégage des quantités de chaleur très variables, suivant la i constitution chimique du corps dans lequel entraient le carbone etl l'hydrogène.

En outre, les transformations que subissent les corps ingérés \\ ne sont pas toujours assez complètes pour donner naissance à de; l'acide carbonique et à de la vapeur d'eau ; le dosage des quan- • tités de ce gaz et de cette vapeur exhalées par l'organisme ne nous» renseigne donc que d'une façon incomplète sur l'intensité des^ réactions internes.

Ajoutons que, en outre des phénomènes d'oxydation, l'organisme ?

' Mémoires de l'Académie des Sciences, 1789.

CHALEUR ANIMALE. «'^ est le siège de réactions d'bydralation, de déshydratation et de dédoublements dont les unes" absorbent de la chaleur tandis que : les autres en dégagent.

On voit par ce qui précède combien est complexe le problème de la recherche et de l'évaluation rigoureuse des causes productrices de la chaleur animale. Un tel problème est loin encore d'être entièrement résolu ; mais on peut du moins indiquer avec précision les divers éléments qu'il serait nécessaire de connaître pour en donner la solution complète.

Pour cela, remarquons d'abord que, d'après une loi établie par . Berthelot, en affectant des signes -(-ou — les quantités de chaleur dégagées ou absorbées par une réaction chimique, la somme algé- : brique des quantités de chaleur mises en jeu par une transforma- ) tion déterminée quelconque ne dépend que de l'état initial et de i l'état final et nullement des réactions intermédiaires. Par suite, ; pour pouvoir évaluer rigoureusement la quantité de chaleur dégagée j ou absorbée par un organisme vivant, il serait nécessaire et suffisant : de connaître qualitativement et quantitativement l'état initial et ) l'état final du système formé par l'organisme, les aliments ingérés. ) l'oxygène absorbé, l'acide carbonique, l'eau et tous les autres 1 produits rejetés.

516. Siège des réactions internes. — Les réactions chi- I miques internes ne s'accomplissent pas dans un organe spécial, f mais s'effectuent partout oii des phénomènes de nutrition se pro- ( duisent, c'est-à-dire dans tous les tissus.

Toutefois l'activité de ces réactions et les quantités de chaleur ■ qui en résultent sont très variables pour les divers tissus de l'or- 1 ganisme. La nature de ces réactions est d'ailleurs loin d'être I entièrement connue pour tous les points du corps où elles se produisent, et l'on conçoit d'autre part qu'il ne soit pas possible de : mesurer, sur le vivant, les quantités de chaleur mises en jeu dans les diverses régions.

Nous n'avons pas à indiquer dans cet ouvrage l'ensemble de ' nos connaissances sur la nature des réactions chimiques sources I de la chaleur animale; mais nous verrons plus loin que la déter- ! mination et la distribution des températures, à l'intérieur du corps, fournissent des indications indirectes sur l'iniensité des réactions internes et sur les quantités de chaleur qui sont ainsi mises en

CHALEUR

jeu. D'autre part, on peut aussi obtenir des indications analogues par l'observation des phénomènes de la respiration élémentaire, et arriver à fixer ainsi la part approximative des divers tissus de l'organisme dans la production de la chaleur animale.

On donne le nom de respiration élémentaire à l'absorptioQ d'oxygène et au dégagement d'acide carbonique qui se produiseut lorsqu'un tissu, encore vivant, mais séparé du corps et soustrait à la circulation, est placé, en vase clos, au sein d'une atmosphère gazeuse. Les dosages de l'oxygène disparu et de l'acide carbonique produit indiquent en quelque sorte l'aptitude du tissu, soumis à l'expérience, à être le siège d'actions chimiques et à constituer une source de chaleur. En réunissant les résultats obtenus par divers observateurs, on trouve que la proportion centésimale de chaleur dégagée par les divers tissus est fournie, si l'on tient compte du poids relatif de ceux-ci, par le tableau suivant :

Muscles 77

Cerveau 3

"Viscères 6.5

Sang , 3

Graisse 5.5

Squelette 5

D'après ces résultats, les muscles sont le siège du dégagementt de la plus grande partie de la chaleur animale.