De nos jours, la science n’a plus besoin de justification en tant que sujet digne du dévouement sincère de l’homme. Le gain de connaissance exacte des forces et des matériaux de l’univers est reconnu de toutes parts comme apportant avec lui une promesse d’avantages incalculables pour l’humanité. La pleine importance de cette nouvelle lumière, dans son incidence sur l’amélioration du sort humain, commence tout juste à se réaliser.
En accord avec l’appréciation croissante de la valeur de la recherche scientifique pour l’humanité, il existe aujourd’hui parmi les hommes scientifiques l’effort de relier chaque science particulière à l’une des autres, et d’associer toutes ensemble dans un tout cohérent, sans perdre de vue le besoin de précision dans chaque partie. L’existence de branches d’études composites telles que la chimie physique, la biochimie, la botanique physiologique, etc., est une indication des perspectives plus larges; et certains des plus grands progrès scientifiques modernes sont réalisés le long des frontières entre les différentes sciences. La nature est, après tout, une unité, et nos classifications de ses phénomènes étroitement liés en sujets spéciaux sont en partie arbitraires.
Cet effort de relier les différentes sciences les unes aux autres n’est pas seulement utile à la science dans son ensemble, il est également bénéfique pour le travailleur individuel. La vision mentale d’un homme doit être élargie par une tentative de tracer la relation entre sa tâche spéciale et la diversité des activités et des besoins de l’humanité.
La branche particulière de la science appelée chimie a de nombreuses relations avec la vie humaine, ainsi qu’avec d’autres sciences. Elle constitue une partie essentielle de toute philosophie de la nature; elle sert d’admirable moyen de discipline intellectuelle; elle guide le fabricant et le marchand vers l’efficacité de la production et la pureté du produit; mais, peut-être le plus important de tous, elle détient la clé qui seule peut ouvrir la porte à une connaissance vraiment fondamentale des causes cachées de la santé et de la maladie. C’est l’un des moyens les plus précieux et les plus vitaux par lesquels toute branche de la science peut servir l’humanité dans les années à venir.
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Il y a dix siècles, à l’époque des alchimistes, la chimie était appelée « la servante de la médecine »; aujourd’hui cette relation n’est pas plus faible, mais plutôt beaucoup plus forte. L’objet du présent article est d’attirer très brièvement l’attention sur certaines des façons dont la chimie moderne peut être en mesure d’aider la théorie et la pratique de la médecine.
Qu’il existe une relation étroite entre la chimie et la médecine est clair pour tout le monde. Nos corps sont entièrement constitués de substances chimiques, et toutes les multiples fonctions de l’organisme vivant dépendent, au moins en partie, des réactions chimiques. Les processus chimiques nous permettent de digérer nos aliments, de nous garder au chaud, de nous fournir de l’énergie musculaire. Il est fort probable que même les impressions de nos sens, et les pensées de notre cerveau, ainsi que le mode de transmission de celles-ci à travers les nerfs, sont tous concernés plus ou moins intimement par les réactions chimiques. En bref, le corps humain est une machine chimique merveilleusement complexe; et sa santé et sa maladie, sa vie et sa mort, sont essentiellement liées à la coordination d’une variété de changements chimiques complexes.
Cette complexité du corps vivant exige une vue claire et une connaissance profonde pour sa pleine compréhension; et la chimie d’autrefois était beaucoup trop simple et superficielle pour être un guide très utile dans le labyrinthe déroutant de nombreux chemins convergents et croisés. Maintenant, les circonstances ont complètement changé. La chimie se rapproche rapidement de la physique en termes de précision et s’étend au-delà de la portée de la physique. À mesure que la compréhension de la chimie s’est accrue, l’écart entre les phénomènes plus simples du laboratoire de chimie et les changements plus compliqués sous-jacents à la vie organique est devenu de plus en plus petit. Le médecin intelligent perçoit cela et se félicite de l’aide que la science de la chimie qui progresse rapidement peut lui apporter. Un éminent pathologiste a récemment déclaré que dans l’étude de la cellule et de sa croissance, normale comme anormale, le médecin chercheur est arrivé à l’endroit où il doit se rabattre sur la connaissance chimique, car il perçoit que l’action de la cellule dépend de la nature et de la quantité des différentes substances chimiques dont elle est constituée. Comme la cellule est la base de toute vie et que notre corps est simplement constitué d’agrégations d’une grande variété de cellules, chacune étant régie par des lois chimiques, il est clair que la chimie doit sous-tendre toutes les fonctions vitales.
La chimie peut être utile à la médecine d’au moins trois manières très différentes. L’un d’eux concerne la découverte des composants des choses. Ce type de chimie est appelé chimie analytique. Une autre façon dont la chimie peut aider la médecine dépend de la capacité du chimiste moderne, non seulement de savoir de quoi sont faites les choses, mais aussi de découvrir comment les pièces sont assemblées. Cette branche de la chimie est appelée chimie structurelle, car elle doit faire non seulement avec les matériaux, mais aussi avec la manière dont ces matériaux sont disposés. Une autre méthode d’utilité provient d’un développement encore plus récent de la chimie, communément appelée chimie physique, qui traite des phénomènes situés à la frontière entre la physique et la chimie — en particulier la partie de la frontière concernant la relation de l’énergie à la matière. Le chimiste physique doit savoir, non seulement de quoi les choses sont faites et comment ces éléments sont assemblés, mais aussi quelle énergie est concernée pour les assembler, et quelle énergie est libérée lorsqu’ils sont décomposés.
Chacun de ces trois types de chimie peut grandement aider la science et l’art de la médecine — et aucun philosophe n’est nécessaire pour proclamer à quel point leur assistance peut être beaucoup plus efficace que l’ancienne méthode consistant à observer simplement l’apparence extérieure des fluides et des tissus.
Regardons maintenant brièvement en détail les différents aspects de ces trois modes de serviabilité, en les prenant dans l’ordre dans lequel ils viennent d’être mentionnés. Vient d’abord le domaine du chimiste analytique. Comme cela a été dit, le corps humain est une machine chimique. Il est entièrement composé de produits chimiques et est actionné exclusivement par l’énergie chimique. Le chimiste analytique est capable de nous indiquer la composition de chacune des multiples substances qui composent cette machine complexe. Il est capable non seulement de découvrir les différents éléments présents, mais aussi d’estimer avec une grande précision leurs quantités exactes. Il peut analyser la nourriture, ainsi que les différentes parties et sécrétions du corps, et peut déterminer la relation entre la composition de la nourriture consommée et la substance corporelle résultante. Tout cela est évidemment d’une grande valeur, car il nous montre à la fois de manière générale quels éléments doivent entrer dans la nourriture; et de plus, en cas de maladie, cela nous donne d’excellents indices sur la manière dont les différentes fonctions du corps s’écartent de la normale, et confère ainsi une aide importante au diagnostic et à la suggestion d’un traitement approprié. Mais c’est une histoire ancienne et évidente, donc je ne m’attarderai pas davantage sur le côté analytique de l’application de la chimie à la médecine, aussi importante soit-elle.
Passons maintenant au deuxième aspect du sujet: à savoir, la relation de la chimie structurelle à la médecine. Le développement du sujet est si récent que l’idée même de chimie structurelle ne fait pas encore partie de l’équipement de l’homme généreusement éduqué moyen.
La chimie structurale trouve son origine dans la découverte que deux substances peuvent être composées exactement de la même quantité en pourcentage d’exactement les mêmes éléments, tout en étant entièrement différentes l’une de l’autre. Ce fait, que deux choses peuvent être exactement semblables quant à leurs constituants, mais très différentes dans leurs propriétés, implique qu’il doit y avoir une différence d’arrangement d’une sorte ou d’une autre. Nous pouvons obtenir la conception la plus claire de cette idée à l’aide de l’hypothèse atomique. Si les particules les plus petites d’une substance composée donnée sont constituées d’atomes encore plus petits des différents éléments concernés, il est clair que l’on peut concevoir des agencements différents de ces atomes, et il est raisonnable de supposer que les agencements particuliers pourraient faire une différence considérable dans la nature des composés résultants. Partout dans la vie, l’arrangement est significatif. Dans le cas des nombres, la combinaison 191 est très différente de 911, bien que chacune contienne les mêmes signes individuels. Pourquoi l’arrangement n’est-il pas significatif dans le cas des atomes?
Il n’est pas possible dans cette brève revue d’expliquer exactement comment les chimistes obtiennent une notion de la disposition des atomes qui construisent les particules (ou molécules) de chaque substance. Nous dépendons de deux méthodes de travail: la première, la division du composé et la recherche en quels groupes il se décompose; l’autre, la tentative de construire à partir de ces groupes ou de groupes similaires le composé d’origine. De même que parmi les fragments d’un bâtiment effondré, vous trouverez suffisamment de bits pour montrer s’il s’agissait d’une habitation, d’une écurie ou d’un atelier d’usinage, de même parmi les fragments d’une substance décomposée, vous trouverez des morceaux de sa structure restant encore ensemble, assez pour indiquer quelque chose du groupe d’origine. Chaque structure chimique différente laissera un type différent de débris chimiques. Si, à partir de fragments similaires, la substance d’origine peut être construite par des moyens appropriés, il est prouvé qu’une certaine connaissance de la structure a été acquise.
En ce qui concerne l’utilité de la chimie structurale pour la médecine, nous ne pouvons que constater d’emblée sa grande importance. Si la liaison d’atomes infinitésimaux modifie différemment les propriétés des substances résultantes, il est évident que le mode particulier de liaison de chacun des composés compliqués constituant notre corps est d’une importance vitale pour nous. De plus, dans le cas de notre nourriture, la seule disposition des atomes peut faire toute la différence entre la nourriture et le poison.
Il est facile de voir pourquoi ces différentes structures devraient avoir des effets différents dans le corps. La vie, dans le cas des animaux, est un processus continu de décomposition de structures plus compliquées en structures plus simples; et il est clair que cette décomposition se produira de différentes manières avec différents groupements, et produira ainsi des résultats différents.
La connaissance de la disposition atomique des différentes substances composant le corps est non seulement un guide inestimable dans l’étude de la physiologie, de la pathologie et de l’hygiène, mais elle a déjà conduit à la découverte logique de médicaments entièrement nouveaux, construits artificiellement en laboratoire pour répondre aux besoins particuliers de maladies particulières, et à l’utilisation rationnelle des aliments. Dans les années à venir, ces gains ne manqueront pas de se multiplier.
Ainsi, à l’avenir, le médecin pourra faire son travail, non pas avec un sérum ou un virus de composition et de valeur douteuses, mais plutôt avec des substances pures accumulées dans le laboratoire de chimie, — des substances avec leurs groupes d’atomes disposés par la science subtile de manière à accomplir la reconstruction d’organes usés ou la destruction de germes malins sans nuire d’aucune sorte. On peut ainsi rêver d’une immunité artificielle contre la variole, par exemple, aussi supérieure à la vaccination qu’à l’ancienne inoculation.
Les substances bénéfiques de ce genre ne seront pas souvent découvertes par accident; le nombre d’arrangements possibles est beaucoup trop grand. Afin de tout savoir sur la matière, il faut trouver la structure de chaque substance complexe existant dans le corps et la disposition des atomes dans chaque particule de notre organisme complexe. Tant que cela ne sera pas fait, nous ne pouvons pas être en mesure de prédire avec une certitude raisonnable ce qui va arriver à ces substances dans l’ensemble de leurs fonctions quotidiennes, ou comment elles sont susceptibles d’être influencées par la maladie. C’est un problème tellement important qu’il serait difficile d’exagérer son importance pour la postérité.
Comme je l’ai dit, la connaissance moderne exige maintenant du chimiste qu’il sache non seulement les éléments qui composent toutes choses et comment ces éléments sont assemblés, mais aussi à quel point une grande production d’énergie est impliquée dans chaque changement auquel ils peuvent être soumis.
Maintenant, il ne fait aucun doute que l’énergie est la cause immédiate de toute action dans l’univers connu. Sans aucune sorte d’énergie, l’univers entier serait calme, sombre, terriblement froid, endormi. Un monde imprégné d’énergies physiques, mais sans énergie chimique, pourrait tourner et avoir de la lumière et de la chaleur; mais il ne pourrait posséder aucune vie organique, car la vie est basée sur l’action de l’énergie chimique. Ainsi, l’étude de l’énergie chimique est un autre problème humain très important.
La chimie physique a à voir avec la relation de chacun des différents types d’énergie avec le changement chimique. Il traite des forces agissantes et motrices qui rendent la vie possible, et dans chacun de ses nombreux aspects, il apporte une intelligence nouvelle au fonctionnement du mécanisme vivant.
La chimie physique traite entre autres des relations chimiques des changements du solide au liquide, et du liquide au gaz, et discute de la nature des solutions et des mélanges de toutes sortes. Comme le corps vivant est composé de solides et de liquides, et dépend des gaz de l’atmosphère pour la promotion des changements chimiques qui l’animent, et comme des solutions et des mélanges sont présents dans chaque cellule, les lois et les théories de la chimie physique sont étroitement liées à chaque fait de la physiologie.
Encore une fois, la chimie physique traite de la relation entre la chaleur et le changement chimique. La production d’énergie sous forme de chaleur dans chaque réaction chimique mérite d’être étudiée, mais l’homme doit surtout étudier les étapes par lesquelles toute la chaleur animale est évoluée — et cela est exclusivement dû à la réaction chimique. De plus, la chimie physique étudie l’effet du changement de température sur la vitesse et la tendance de l’action chimique, une question d’importance dans l’étude des fièvres et d’autres conditions anormales, ainsi que dans la recherche du merveilleux mécanisme caché par lequel le corps est maintenu à une température presque constante.
Cette chimie dynamique du futur ne s’arrête cependant pas là. Dans sa province se trouvent également les relations récemment établies de la chimie et de l’électricité, portant peut-être sur certains des mystères de l’action nerveuse et fournissant beaucoup d’intelligence concernant la nature des solutions en général. Plus important, peut-être, que tout cela est la branche du sujet appelée photochimie, la chimie de la lumière, qui promet d’apporter une grande aide à l’interprétation des changements qui se produisent dans les feuilles des plantes sous l’influence de la lumière du soleil. Grâce à l’agence de la lumière seule, la nature est capable de construire les composés complexes nécessaires pour fournir de la nourriture à tous les animaux; et, jusqu’à ce que nous comprenions la croissance du légume, nous ne pouvons pas espérer comprendre celle de l’animal.
Un instant de réflexion montrera que cette chimie des substances en action — c’est-à-dire la chimie de l’énergie – apporte avec elle une promesse d’utilité aux générations futures, qui dépasse peut-être celle de toute autre science. Car l’étude de la substance inerte dont la vie est partie, aussi précise soit-elle, ne peut nous donner une véritable connaissance de son véritable office, pas plus que nous ne pouvons le prédire à partir de l’apparition d’un oiseau empaillé dans un musée de son habitude de vie complète. Pour comprendre le processus de vie, il faut voir les substances en action et étudier leur comportement sous l’influence des multiples forces qui jouent autour d’elles; et c’est le but de la chimie physique.
J’ai décrit très brièvement quelques-unes des façons dont la science offre une grande promesse d’aide à l’humanité souffrante à l’avenir. Pour certains, le point de vue peut sembler matérialiste; nous devons cependant nous rappeler que la science ne cherche pas à comprendre le mystère ultime, mais ne traite que des faits de la nature. Les plus grands mystères de la vie semblent presque aussi loin que jamais. Quelles relations existent, par exemple, entre le changement chimique et la pensée, quelles altérations permanentes de la structure chimique provoquent la mémoire, nous ne le savons pas. La vie que nous n’avons jamais pu produire à partir de matériaux morts seuls. La personnalité et l’hérédité défient le chimiste, tout comme le physiologiste et le psychologue. Mais ne soyons pas impatients. Bien qu’il soit impossible de prédire jusqu’où nous serons capables, grâce à nos esprits limités, de pénétrer dans les mystères d’un univers infiniment vaste et merveilleux, nous pouvons néanmoins nous consoler en pensant que chaque pas gagné apporte une nouvelle bénédiction à l’humanité et une nouvelle inspiration pour un plus grand effort.