Osmose

“ Les principales forces physiques qui nous intéressent sont : la diffusion, l'osmose, l'imbibition, la filtration.
La diffusion a lieu quand deux liquides mis directement en contact se mélangent l'un à l'autre, les molécules de l'un passant dans les espaces intermoléculaires de l'autre.
Le terme d'osmose s'applique à la diffusion, quand les deux liquides sont séparés par une membrane. Dans
l'organisme, il n'y a donc pas de diffusion, mais des phénomènes osmotiques. ”

“ Les phénomènes de diffusion et d’osmose gouvernent tout le problème de la perméabilité cellulaire et de la circulation de l’eau et des substances dissoutes à travers la plante. Chaque cellule est comparable à un osmo-mètre à membrane plus ou moins hémiperméable et les échanges d’eau et de matière entre cellules contiguës sont gouvernés par les valeurs respectives de leur pouvoir osmotique. ”

“ Conformément aux lois physiques d'osmose et de diffusion, il pénètre dans la plante, entre en dissolution dans le suc cellulaire et dans le protoplasma, se répand dans le système des cavités internes et contribue à former cette atmosphère intérieure qui existe plus ou moins développée chez la plupart des plantes massives, mais qui atteint son maximum dans les plantes aquatiques. Une fois le corps de la plante ainsi imprégné d'azote, l'équilibre osmotique est atteint. ”

“ A. Dastre, Osmose, p. 468 (in Traité de physique biologique, par d'Arsonval, Chauveau, Gariel, Marey et G. Weiss. Paris, t. 1, 1901) .
(voy. plus loin) ont montré que l'osmose est indépendante de la membrane; les mesures de pression osmotique, réalisées avec des osmomètres munis de membranes diverses, donnent en effet des résultats à peu près identiques ; la pression osmotique ne dépend que de la solution employée, dont elle est une constante physique, dans des conditions déterminées. C'est donc dans les liquides eux-mêmes que se trouvent les forces vraiment productrices du phénomène. ”

“ Les conditions d'osmose se trouvent exactement réalisées dans la plante.
En effet, les cellules qui constituent les poils de la racine sont remplies de protoplasma , matière dense, albuminoïde, dont le pouvoir osmotique est très puissant. Par conséquent, le contenu cellulaire attirera l'eau du sol et les substances dissoutes ; et comme les cellules pilifères cèdent l'eau et les sels aux cellules sous-jacentes, l'absorption se continuera de proche en proche dans tous les tissus du corps de la plante. ”

“ La force osmotique qui prend naissance dans des circonstances si simples et, pour ainsi dire, à si peu de frais, peut atteindre une énergie extrême. Nous verrons qu’on employant un artifice convenable pour consolider la membrane, on peut avec une solution de sucre et de l’eau distillée soulever une colonne de liquide à la hauteur de plusieurs mètres. En somme, l’osmose se manifeste par trois effets : un effet dynamique, force ou pression osmotique, et des effets de mélange et de changement de volume dus à la pénétration réciproque des deux liquides. ”

“ Osmose, des mélanges. Dialyse, — En se reportant à ce que nous avons dit délai diffusion dans le cas,des liquides: contenant plusieurs solides en dissolution; on doit penser que; de même, dans le cas de l'osmose; chaque solide se comporte à peu près comme s'il était seul. C'est ce qu'on observe, par exemple; en plaçant dans l'osmomètre une solution contenant à la fois du bichromate de potassium et du caramel, et introduisant l'eau dans l'appareil, d'autre part ”

“ En même temps, le phénomène de l'osmose acquiert toute son importance et remplit tout son domaine qui, en physiologie, embrasse la totalité des échanges de la cellule avec son milieu.
A ne considérer que le point de vue physique, la cellule végétale peut être envisagée comme un osmomètre. Elle en a toute la structure ; son protoplasma chargé de sels ou de sucre est une sorte de solution séparée du liquide ambiant par une membrane osmotique. Si on la plonge dans l'eau, le protoplasma se gonfle de tout le liquide qu'il appelle et qui diffuse à travers son enveloppe cellulosique. ”

“ Toute molécule quelle qu’elle soit exerce en dissolution la même pression osmotique. Telle est, dans son élégante simplicité, la loi fondamentale de l’osmose.
La liaison de la force osmotique au nombre des molécules a été un trait de lumière. Tous les problèmes les plus profonds que soulève le jeu de cette force, l’une des plus générales de la nature, en ont été éclairés subitement. Les tables de chiffres qui résument les expériences de Dutrochet, de Pfeffer et de H. de Vries en reçoivent une haute signification. ”

“ L'osmose joue vraisemblablement un rôle important, mais dans des conditions complexes très-difficiles à analyser. Ajoutons que sur les membranes vivantes cette pénétration est plus qu'un phénomène physique : il faut tenir compte en effet de l'activité propre des éléments anatomiques au travers desquels le passage des liquides s'effectue. ”

“ Y a-t-il osmose seulement entre l'eau d'un côté, et l'alcool de l'autre: (l'eau du mélange restant inerte) ? ou bien l'action se produit-elle entre l'eau et le mélange eau-alcool? Nous ne pouvons rien dire de général et nous devons nous borner à citer des faits.
Occupons-nous d'abord, par exemple, de l'osmose entre les solutions de solides et l'eau.
L'expérience montre que les solides en dissolution pour lesquels la diffusion se produit le plus nettement (147) sont aussi ceux pour lesquels l'osmose est le plus accentuée : l'action est seulement un peu moins rapide dans le cas de l'osmose. ”

“ Les phénomènes d’osmose présentent chez les êtres vivans une importance qu’il est utile avant toute autre chose de mettre en relief ; ils ont d’autre part, au point de vue physique, une signification qui doit être bien comprise. Ces deux points établis, à grands traits, il sera permis de pénétrer plus avant dans le détail des connaissances acquises, dans ce domaine de la science, par les physiologistes et les physiciens contemporains. ”

“ Si les deux liquides, ou l'un d'eux, ou leur mélange, agissent chimiquement sur la membrane en la décomposant, ou sur la lame inorganique, l'osmose n'a plus lieu, ou bien elle se complique d'un phénomène d'équilibre; une membrane qui se détruit, en effet, n'offre plus assez de résistance pour maintenir sur chacune de ses faces des pressions inégales, et l'équilibre s'établit. ”

“ On a cependant longtemps considéré l'osmose comme une propriété de membrane. Il est très vrai qu'il y a des différences plus ou moins marquées dans la rapidité du phénomène suivant la nature des cloisons poreuses. Et c'est là un facteur important chez les êtres vivants, où la variété des membranes est si grande, ectoplasmas divers, endothéliums, séreuses, parois vasculaires, etc. Ainsi l'influence de la membrane, de sa nature, de son épaisseur, est grande sur la durée du phénomène; la principale cause des différences de vitesse du courant osmotique se trouve là. ”

“ L'absorption est un phénomène d'osmose. Un phénomène d'osmose consiste en ce que, deux liquides de nature différente, d'eau claire et d'eau sucrée par exemple, étant séparés par une membrane, un double courant croisé s'établit à travers la membrane ”

“ La tendance au mélange que manifestent les liquides miscibles l'un à l'autre, cette tendance n'est autre que ce qu'on appelle la diffusion. L'interposition d'une membrane entre les liquides miscibles ne porte point obstacle au mélange, mais elle permet de constater une force nouvelle; cette force nouvelle, c'est l'osmose. ”

“ L'osmose s'exerce lorsqu'une membrane sépare deux liquides miscibles placés dans les mêmes conditions de pression ; cette membrane est ainsi parcourue par un double courant, l'un de dehors en dedans, l'autre de dedans en dehors. Les recherches que nous avons consignées dans la première partie de ce travail nous ont permis de conclure
que l'osmose s:exerce à travers les membranes séreuses privées de vie, comme à travers les autres membranes organiques ”

“ L'équilibre osmotique est atteint quand la concentration moléculaire est la même pour les deux liquides. Il y a alors isotonie.
II. A travers les membranes perméables, l'osmose est compliquée ; on ne peut pas toujours prévoir le sens du courant le plus fort. L'équilibre est atteint quand les deux liquides renferment le même nombre des mêmes molécules. L'isotonie n'est pas une condition suffisante d'équilibre quand il s'agit de membranes perméables. ”

“ Nous avons insisté sur les phénomènes d'osmose à cause de leur extrême importance dans le mécanisme de la nutrition et par suite dans le développement de la vie.
Une autre force intervient pour activer la marche ascensionnelle du liquide, c'est la capillarité. La paroi interne de chaque vaisseau de la racine exerce sur le liquide qu'il contient un effet de capillarité, c'est-à-dire une attraction, qui détruit une partie de l'effet de la pesanteur et détermine l'ascension du liquide au-dessus du niveau auquel il se serait arrêté dans un tube plus large. ”

“ L’osmose, on le sait, se produit naturellement sans le secours de l’électricité entre deux liquides dissemblables, le courant osmotique se dirigeant du liquide moins dense vers le liquide plus dense ; mais lorsque le pôle positif est placé dans le liquide plus dense et le négatif dans le liquide moins dense, le courant naturel osmotique est renversé. ”

“ Mais si l'on va au fond des choses, comme l'ont fait MM. J. Béchamp et E. Baltus, on voit que c'est le contenu, qui, s'échappant par osmose, se dissout dans l'eau; la forme, avec la membrane enveloppante, reste.
Il n'y a pas d'exception : tout ce qui vit est organisé, et tout ce qui est organisé est insoluble.
C'est pourtant un fait constant que l'eau sucrée moisit, et que les moisissures sont la cause de son interversion. ”

“ Son résumé, clair et précis, constitue un chapitre très captivant de biologie générale.
Tous les échanges des cellules, soit entre elles, soit avec le milieu extérieur, sont régis par les lois de l’osmose. Le prétendu choix des racines s’explique aisément par les propriétés osmotiques des cellules vivantes. L’absorption, la circulation, l’émission de liquides, la transpiration sont des mécanismes automatiques. Le cas de la transpiration est un exemple des erreurs auxquelles on s’expose en se laissant guider par des considérations finalistes. ”

“ Mais des obstacles insurmontables s'opposent à l'accomplissement du phénomène : 1° la présence de la graisse qui occasionne l'isolement ; 2° la vitalité de la membrane qui s'oppose à l'échange des liquides, l'osmose, en effet, est un phénomène purement physique. ”

“ Les végétaux, dans lesquels les phénomènes de l'osmose s'accomplissent avec toute leur énergie, n'absorbent point l'huile dont on arrose leurs racines. Les matières grasses qu'on trouve dans leurs tissus se forment dans leur intérieur.
Les animaux peuvent bien aussi former des matières grasses aux dépens des féculents, ainsi que nous le verrons ; mais, en outre, ils absorbent manifestement ces matières en nature dans leur tube digestif. Les plantes ont leurs racines projetées au dehors ; rien n'y peut pénétrer que par osmose ou par l'aspiration déterminée par l'évaporation des feuilles. ”

“ Cette réserve admise, si l'on considère que le corps humain est formé presque exclusivement de liquides et de membranes interposées, on saisira toute l'importance des phénomènes physiques dérivant de l'osmose pour l'explication d'un grand nombre de faits relatifs aux fonctions de nos organes; on se rendra compte de l'échange continuel qui s'opère entre notre organisme et le monde extérieur ”

“ L'osmose est favorisée par la consistance du protoplasma des cellules de la membrane absorbante riche en matières albuminoïdes.
La membrane absorbante tombe assez rapidement faisant place vers l'extérieur à la membrane sous-jacente (membrane subéreuse) qui, en subérifiant les parois de ses cellules, s'oppose à l'absorption, mais s'adapte au rôle protecteur qu'elle doit remplir. ”

“ La première condition pour que l'osmose puisse se produire, c'est que la membrane soit perméable et se laisse imbiber par le liquide qui la traverse. Or, dans le cas spécial qui nous occupe, la cloison menbraneuse, qui est la peau, semblerait devoir être éminemment perméable, puisqu'elle est percée d'un nombre incalculable de pores et que certaines parties de l'épiderme,
spécialement celles des pieds et des mains, sont facilement imbibées par les liquides. ”

“ La plante absorbe par osmose, c'est-à-dire selon des lois physiques, toutes les solutions salines qu'elle rencontre dans le sol ; elle peut donc s'emparer, et elle le fait en réalité, de matières qui ne lui sont pas nécessaires et, pour cette raison, le procédé des chimistes n'est pas plus précis que celui des agriculteurs. ”

“ Dans la racine, les poils absorbants puisent l’eau existant dans les interstices du sol, grâce à leur pression osmotique plus élevée et à leur pouvoir absorbant. L’eau circule ensuite de cellule en cellule, jusqu’à l’endoderme, par le jeu régulier des forces osmotiques. Les cellules de l’endoderme ont la propriété singulière de pouvoir céder de l’eau aux cellules du cylindre central et aux vaisseaux du bois, contre les règles de l’osmose. C’est là une fonction vitale, de mécanisme encore inconnu et qui dépense de l’énergie. ”

“ Certains organismes, les spongiaires, les hydrozoaires, les xyphozoaires, les protozoaires dénués de liquide sanguin, vivent cependant dans un milieu auquel ils sont plus ou moins ouverts, soit directement, soit par osmose et dans lequel ils trouvent les éléments de leur nutrition. ”