blablement le point de congélation. On désigne l'abaissement du point de congélation par le symbole A.

Pour les solutions aqueuses d'électrolytes, l'abaissement moléculaire est toujours plus grand; en d'autres termes, la molécule d'électrolyte en solution abaisse le point de congélation d'une quantité variable plus grande que la molécule des corps non électrolytes. Ici encore, l'hypothèse d'Arrhenius (dissociation partielle de l'électrolyte en ions) fait disparaître cette anomalie, chaque ion se comportant comme une molécule dissoute et déprimant pour son compte le point de congélation.

On mesure l'abaissement du point de congélation au moyen d'appareils dont Raoult a donné le principe. Le plus usité est celui d'un physicien allemand contemporain, c'est l'appareil cryoscopique ou cryoscope de Beckmann, dont la description se trouve dans tous les traités de physique et qui consiste essentiellement en un tube contenant le liquide à congeler et un thermomètre spécial dont la graduation en centièmes de degré commence un peu au-dessus de zéro, à + 1°, par exemple, et descend à- 3° ou — 4o; ce tube plonge dans un récipient frigorifique, que l'on remplit d'un mélange réfrigérant.

Le point de congélation est fixé par l'apparition, dans le liquide, des premiers cristaux de glace. Ceux-ci sont formés de glace pure. L'abaissement A du point de congélation représente la différence entre la température à laquelle se congèle le dissolvant (eau pure, par exemple) et la température de congélation de la solution que l'on examine.

On verra tout à l'heure les résultats de l'application de cette méthode à la physiologie.

3° Mesures indirectes de la pression osmotique. Méthodes

physiologiques.

Ces méthodes sont au nombre de trois, celle de la plasmolyse du botaniste hollandais Hugo de Vries, celle des globules rouges du physiologiste hollandais Hamburger et celle de l'hématocrite.

A. Plasmolyse.

La cellule végétale est essentiellement constituée par une masse molle de protoplasma avec le suc cellulaire, solution de sels, de sucre et de quelques autres substances; une membrane plasmique très mince entoure complètement cette masse et adhère, d'autre part, à la membrane de la cellule, formée de cellulose; cette membrane de la cellule est perméable à l'eau et à toutes les solutions, au lieu que la membrane plasmique n'est perméable qu'à l'eau. C'est donc une membrane semi-perméable', 1 Voy. p. 68-69 les réserves nécessaires à faire sur ce point.

comme les membranes artificielles de Pfeffer. Très élastique et très flexible, elle suit tous les mouvements du protoplasma, dont elle n'est, en somme, qu'une condensation périphérique. Normalement, dans une cellule vivante intacte, le protoplasma est exactement appliqué contre la paroi. Ainsi la cellule végétale contient une solution complexe (le suc cellulaire) entourée de toutes parts par une membrane semi-perméable. Dans cette condition, on l'a vu plus haut, les molécules dissoutes dans le liquide exercent sur la paroi qui les retient une pression d'ailleurs variable.

n

Qu'arrive-t-il quand de telles cellules sont plongées dans l'eau ?

A

008

C

m

Fig. 5. Schéma d'une cellule végétale contenant une grande vacuole v: A, normale, B et C, à deux stades de la plasmolyse provoquée par une solution diluée d'azotate de potasse, à 2,5 p. 100 (B), à 5 p. 100 (C) (d'après Hugo de Vries).

m, membrane de cellulose; p, couche de protoplasma dont la couche limitante adhère normalement à la membrane cellulaire; n, noyau ; », vacuole.

L'eau, attirée par les sels du protoplasma, pénètre à travers la membrane cellulaire d'abord, puis à travers la membrane plasmique hémiperméable; le protoplasma, se gonflant de toute cette eau, est repoussé fortement contre la paroi cellulaire; par conséquent, les cellules se gonflent et deviennent turgescentes; leur volume tend à augmenter ou augmente plus ou moins. Au contraire, si la cellule est plongée dans une solution saline assez concentrée, le protoplasma abandonne de l'eau et se rétracte (fig. 5, B); la cellule diminue de volume1; la force d'attraction de l'excès de sel pour l'eau (l'eau de la cellule, dans le cas dont il s'agit) a surpassé la force qui retient cette eau en dedans de la paroi. On voit alors,

1. Ces augmentations ou ces diminutions de volume des éléments cellulaires ne peuvent être que très limitées à cause de l'inextensibilité de la membrane cellulaire. C'est pour cela que la mesure des volumes des cellules ne peut servir de moyen sûr pour apprécier les pressions osmotiques et que H. de Vries a eu recours à une autre méthode de mesure, fondée sur le fait, qu'il avait découvert, de la plasmolyse.

à mesure que l'eau sort de la cellule, le protoplasma se détacher de la paroi cellulosique (en B, fig. 5), puis l'ensemble du protoplasma et de la vacuole se réduire à une masse arrondie (fig. 5, C). De cette façon, le suc cellulaire se concentre. Et ainsi s'établit l'équilibre osmotique (isosmose) entre la concentration de ce suc et celle du liquide ambiant. Dès que l'équilibre est atteint, l'eau ne sort plus. Le début de cette rétraction du protoplasma, H. de Vries l'a appelé plasmolyse. On en juge par ce simple fait, observable au microscope, que la membrane plasmique se détache de la paroi cellulaire, mais à la condition que cette séparation soit visible dans quelques-unes des cellules, non dans toutes. A ce moment il y a égalité de pression osmotique entre la solution extérieure, pour une concentration donnée qui ne détermine que cet effet, et le suc cellulaire.

Connaissant la valeur de correspondant à la concentration d'une solution par laquelle est produit cet effet (concentration isotonique, on a, par un simple examen microscopique, le moyen de déterminer la pression osmotique d'un suc cellulaire.

C'est avec les plantes dont le protoplasma est coloré que le phénomène de la plasmolyse s'observe le mieux. Aux angles de la cellule (voy. fig. 5, A) s'accumule le suc incolore, tandis que le protoplasma qui reste coloré se condense vers le centre.

H. de Vries a distingué trois sortes de solutions : les isotoniques, dont la pression osmotique est égale à celle du suc d'une cellule donnée; les hypotoniques, dont la pression osmotique est moindre que celle du suc cellulaire; et les hypertoniques dont la pression osmotique est plus grande. Une solution isotonique, c'est une solution d'une concentration telle qu'il y a égalité de pression entre le liquide ambiant et le suc cellulaire. Dans ce cas, il ne se produit aucun changement dans le protosplasma des cellules observées. En multipliant les essais avec des solutions de diverses substances et, pour chaque substance, de concentrations variées, H. de Vries a trouvé pour chaque corps une concentration isotonique au suc cellulaire. Ces diverses solutions sont par suite isotoniques entre elles. Or, il a trouvé de plus qu'elles contiennent toutes pour un volume égal un nombre égal de molécules. Ce sont donc des solutions équimoléculaires.

Cette loi de l'équimolécularité s'applique à toutes les substances organiques. Mais les solutions des substances électrolytes paraissent y échapper. Une solution d'azotate de potasse, par exemple, manifeste une pression osmotique plus forte que celle d'une solution équimoléculaire de sucre de canne; pour arriver à l'isosmose il faut diminuer la concentration de l'azotate. D'une manière générale, les titres des solutions isotoniques, pour la plupart des sels alcalins et alcalinoterreux, sont proportionnels non pas aux poids moléculaires, mais aux poids moléculaires multipliés par des nombres fractionnaires

GLEY.

Physiologie.

5

simples (3/2 pour les sels à un atome de métal, 2 pour les sels à deux atomes de métal, 5/2 pour les sels à trois atomes de métal). Ces nombres sont les coefficients isotoniques des corps considérés (H. de Vries).

L'hypothèse d'Arrhenius peut encore être invoquée ici pour expliquer cette anomalie apparente. Les sels en solution sont partiellement dissociés en leurs ions et cette dissociation a pour effet d'augmenter le nombre réel des molécules. La pression osmotique de l'une quelconque de ces solutions salines ne surpasse la valeur calculée d'après le nombre des molécules qu'elle renferme, que parce qu'il n'est pas tenu compte de la présence des ions libres.

C'est

B. Isotonie des globules rouges ou hématolyse. une méthode analogue à celle de H. de Vries, en ce qu'elle repose aussi sur les modifications subies par un élément cellulaire sous l'influence de solutions salines. L'élément cellulaire considéré ici, c'est le globule rouge.

Le fait fondamental, étudié par Hamburger, est le suivant : des globules rouges placés dans une solution saline de faible concentration abandonnent leur matière colorante à cette solution qui par suite se colore plus ou moins en rouge; si l'on augmente progressivement le titre de la solution, on arrive à un degré de concentration telle que cette sortie de l'hémoglobine hors du globule est empêchée; la solution reste incolore.

L'examen du phénomène est très facile. On fait tomber un nombre égal de gouttes de sang ou de globules rouges, préalablement séparés du plasma au moyen de la force centrifuge, dans le même volume de chacune des solutions salines préparées à des degrés de concentration croissante. On observe après un certain temps (12-24 heures) dans laquelle de ces solutions les globules se sont déposés au fond du tube, sans que se soit colorée la solution, c'est-à-dire sans que l'hémoglobine ait diffusé.

Une telle solution est dite isotonique au plasma sanguin, qui est naturellement le liquide dans lequel les hématies ne s'altèrent pas, et l'hématolyse1 ne peut se produire dans cette solution.

Pour qu'un sel ait cette propriété, il faut qu'il soit à un degré de dilution déterminé. On trouve pour d'autres sels des limites de concentration pour lesquelles le même effet d'isotonie est obtenu. Toutes ces solutions, qui sont isotoniques au plasma sanguin, sont isotoniques entre elles. Et l'on constate que le titre de chacune d'elles est proportionnel au poids moléculaire de la substance dissoute. Aussi n'estil pas étonnant que les rapports de concentration trouvés pour les

1. Ce mot, qui signifie destruction du sang, désigne en réalité la destruction des hématies.

hématies soient justement ceux qu'ont donnés les expériences de H. de Vries sur les cellules végétales.

L'application de cette méthode à l'étude des différentes conditions dans lesquelles les hématies perdent plus ou moins facilement leur hémoglobine, a fourni de nombreux résultats, non moins intéressants au point de vue pathologique que physiologique. Nous aurons à en parler quand nous étudierons le sang.

C. Méthode de l'hématocrite. C'est encore une méthode fondée sur l'observation des globules rouges dans les solutions salines. Ces éléments, plongés dans des solutions de concentrations différentes, changent de volume.

Le procédé employé pour mesurer ces changements de volume est simple. On mélange une quantité donnée de globules aux liquides que l'on veut éprouver; on centrifuge les mélanges avec la même force et pendant le même temps dans un tube bien calibré jusqu'à ce que le volume du dépôt globulaire ne diminue plus; on lit alors le susdit volume. Le petit appareil (centrifugeur et tube calibrés) au moyen duquel se fait cette recherche, a été appelé hematocrite.

Des expériences faites il résulte que, dans les solutions étendues, les hématies augmentent de volume par absorption d'une partie de l'eau de ces solutions; dans les solutions concentrées, elles diminuent de volume parce qu'une partie de leur eau sort du protoplasma et passe dans le liquide ambiant. Ainsi s'établit entre ce liquide et les globules un équilibre osmotique. Pour chaque sel il y a une concentration telle que le volume des hématies reste le même que dans le plasma. C'est la solution isotonique au plasma; c'est celle que l'on a vue tout à l'heure s'opposer à la diffusion de l'hémoglobine.

Cette méthode repose sur un principe très juste, à savoir que la constance du volume est le véritable signe de l'équilibre osmotique d'un élément cellulaire. Mais elle est passible de plusieurs critiques. Disons au moins que les mesures des changements de volume que fournit l'hématocrite ne sont qu'approximatives.

2. Application des principes physiques aux phénomènes physiologiques.

Il faut considérer maintenant comment et dans quelles limites s'appliquent à la physiologie les phénomènes et les lois physiques. qui viennent d'être énoncés.

A ce point de vue, ce sont les données concernant la pression osmotique qui offrent la plus haute importance. D'une part, en effet, le liquide dans lequel se produisent les phénomènes de la vie