Claude Bernard, le sang et les poisons

Renan, Ernest, Bert, Paul. L’œuvre de Claude Bernard. Paris : J.-B. Baillière et fils, 1881. Cote 38609

Dans les Leçons sur les anesthésiques1, Claude Bernard se propose de rechercher les « lois » rattachant les « faits physiologiques » aux « faits cliniques », afin de « tracer les premiers linéaments de la médecine expérimentale ». La recherche du lien est d’autant plus légitime qu’il n’existe pas « de séparation réelle entre les phénomènes physiologiques et les phénomènes pathologiques : ces derniers n’étant que des modifications ou des altérations des premiers ». Grâce à deux grands thèmes récurrents dans son œuvre, le « milieu intérieur » et le mode d’action des toxiques, Claude Bernard va pouvoir démontrer l’existence d’une proximité – dont il est convaincu par avance – entre l’organisme sain et le corps malade.

Le « milieu intérieur » est constitué du plasma sanguin, étendu à la lymphe, au chyle et à tous les liquides interstitiels. Adoptant une frappante vision en abyme, Claude Bernard constate que le plasma héberge des « organismes en miniature » : les globules rouges. « Ce sont des éléments organiques vivants, se reproduisant sans cesse et mourant au sein même du plasma dans lequel ils existent ; en vertu de leur constitution chimique, ils renferment une matière dont le rôle est de dissoudre, de fixer l’oxygène de l’air pour le transporter ensuite avec eux dans le torrent de la circulation ». Véritables vivants dans le vivant, les globules rouges pourront fixer des toxiques au même titre que les nerfs ou les muscles.

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Fig. 4. La glande salivaire sous-maxillaire du chien

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Fig. 5. Appareil pour l’asphyxie expérimentale par les vapeurs de charbon

Les considérations qui suivent se rapportent à un toxique sensu stricto, occupant une place considérable dans les Leçons : le monoxyde de carbone. Se fondant sur l’expérience et la logique, Claude Bernard localise le mécanisme d’action du poison en trois étapes : 1) – le sang (« la mort par l’oxyde de carbone se réduit en réalité à une mort par suppression du sang ») ; 2) – le globule rouge (« l’oxyde de carbone n’agit pas sur le plasma (…). L’oxyde de carbone paraît  être sans aucune action sur les animaux invertébrés dépourvus de globules rouges sanguins (…). Les globules blancs restent très vivants dans le sang intoxiqué par le gaz ») ; 3) – l’hémoglobine (« elle joue le principal rôle par lequel les globules rouges absorbent l’oxygène. Il est donc déjà permis de supposer qu’elle prend aussi une part importante à l’absorption et à la fixation de l’oxyde de carbone ». Signalons au passage que le mémoire d’agrégation en médecine de Claude Bernard portait sur les matières colorantes des tissus humains : le savant a certainement conduit avec plaisir des travaux sur une chromoprotéine de couleur vive.

La dernière étape conduit à un brillant exposé mécanistique, s’appuyant sur un postulat déterministe que Claude Bernard ne manque pas de rappeler dans les Leçons : « Une fois organisés [les êtres vivants] constituent simplement des machines, des instruments chimiques soumis aux lois de la science ordinaire et justiciables de ses méthodes ». Il s’agit là d’une référence implicite à la théorie des « animaux machines » de Descartes, un philosophe que Claude Bernard admire. S’emparant des principes de base gouvernant les équilibres chimiques, Claude Bernard déroule les phases consécutives d’une démonstration impeccable. L’hémoglobine fixe plus fortement l’oxyde de carbone que l’oxygène. D’ailleurs, le toxique peut chasser l’oxygène de sa combinaison avec le pigment respiratoire et « se substituer chimiquement à lui volume à volume », formant une nouvelle combinaison très stable. Tellement stable qu’un ajout d’oxygène en excès ne permet pas – par loi d’action de masse – de revenir à la normale en chassant le toxique fixé sur l’hémoglobine. Donc – pour employer une terminologie actuelle -, le monoxyde de carbone agit comme un antagoniste compétitif irréversible de l’oxygène, en provoquant une véritable lésion biochimique.

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Fig. 2. Appareil pour la recherche du chloroforme

Afin d’étudier le mécanisme d’action des toxiques ou de réaliser un diagnostic toxicologique, il est nécessaire de disposer de méthode d’identification et de dosage adaptées. Claude Bernard utilise des méthodes chimiques, par exemple pour mettre en évidence le chloroforme dans le sang. Mais, il dispose aussi de méthodes physiques performantes, de nature spectroscopique. En 1860, Gustav Kirchhoff (1824-1887) et Robert Bunsen (1811-1899) ont fondé l’analyse spectrale des éléments chimiques. Au cours de la décennie 1860, les chimistes utilisent le domaine ultraviolet-visible, afin d’identifier des composés organiques. Felix Hoppe-Seyler (1825-1885), à qui l’on doit le terme d’« hémoglobine », trace les spectres – dans le visible – de l’oxyhémoglobine et de l’hémoglobine oxycarbonée ou carboxyhémoglobine.

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Fig. 6. Spectres d’absoption des matières colorantes du sang (hémoglobine)

Grâce à la spectroscopie, le sang modifié par le toxique peut donc être différencié du sang oxygéné : « la combinaison oxygénée de l’hémoglobine est réductible et ne donne plus qu’une raie d’absorption après la réduction, tandis que la combinaison qu’elle forme avec l’oxyde de carbone ne se réduit pas et présente toujours deux raies au spectroscope ». Claude Bernard apprécie la « sensibilité  extrême » de la méthode, mais il doute de sa spécificité : « c’est là un caractère empirique qui pourrait appartenir aussi à quelque substance inconnue jusqu’ici ». Pour effectuer un diagnostic toxicologique, le savant ne se satisfait pas de preuves indirectes – des modifications biochimiques – et il réclame des preuves directes : « La véritable démonstration d’un empoisonnement, ce sera toujours d’obtenir le corps toxique en nature, afin de pouvoir le reconnaître à  tous ses caractères ». Parmi les auteurs de méthodes permettant de détacher l’oxyde de carbone de sa combinaison avec l’hémoglobine, Claude Bernard mentionne son élève Nestor Gréhant. Celui-ci recueille efficacement le toxique « dans le vide produit par la machine pneumatique à mercure ».Le rapprochement annoncé entre physiologie et pathologie s’est donc effectué via une étude d’affinités des gaz pour l’hémoglobine. C’est le poison qui se trouve le plus fortement fixé sur la protéine, empêchant la libération « normale » du gaz vital au sein des tissus. Dans son cours dispensé au Collège de France durant l’année universitaire 1874-1875, Claude Bernard reviendra sur  les « poisons comme instruments d’analyse physiologique » – curare, acide prussique, strychnine. Il exposera également ses dernières recherches sur « L’oxyde de carbone et la physiologie des globules du sang », confirmant ses réserves sur la  fiabilité de la spectroscopie.

Outre le monoxyde de carbone et le mécanisme d’action des toxiques les Leçons se rattachent à d’autres thèmes. En anesthésiologie, par exemple, Claude Bernard préconise d’associer la morphine au chloroforme – anticipant le concept de prémédication – et d’assurer l’oxygénation du patient endormi. Ces aspects, tout comme les considérations toxicologiques, pourraient faire l’objet d’une analyse textuelle.

Article rédigé par Philippe Jaussaud, Université Lyon 1 (EA 4148 S2HEP et IUT Génie biologique).

Bibliographie sommaire

Bernard, Claude. « L’oxyde de carbone et la physiologie des globules du sang – Nouvelles recherches », Revue scientifique de la France et de l’étranger, 1875, n°52, pp. 1229-1233. 

Claude Bernard, d’hier à aujourd’hui / 1813-2013. Blog du bicentenaire de sa naissance. Lyon: Université Lyon1, 2013.

A., Gautier. « Décès de M. Mathias Duval, Séance du 5 mars », Bulletin de l’Académie Nationale de Médecine, 1907, T. LVII, pp. 343-345.

Mirko, Grmek. Raisonnement expérimental et recherche toxicologique chez Claude Bernard. Genève : Droz, 1973.

Mirko, Grmek. Claude Bernard et la méthode expérimentale. Paris : Payot, 1991.

Le Gars, Stéphane. (2012) Une histoire de la lumière – La spectroscopie. Paris : Lavoisier, 2012.

Hoppe-Seyler, Felix. Complete Dictionary of Scientific Biography. 2008. Disponible en ligne  [consulté en octobre 2013]

 

 

  1. Bernard, Claude. Leçons sur les anésthésiques et sur l’asphyxie. Paris: J.B. Baillière et fils, 1875. Cote 800043 []

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