LA OXIDACIÓN Y LA RESPIRACIÓN ANIMAL

LA OXIDACIÓN Y LA RESPIRACIÓN ANIMAL

Antoine Laurent de Lavoisier * (1743-1794)

I

LA RESPIRACIÓN ES UNA DE LAS FUNCIONES VITALES DE LA ECONOMÍA animal y, en general, no puede ser suspendida sin que la muerte resulte una consecuencia inevitable de ello. Sin embargo, hasta estos últimos tiempos se ha ignorado completamente cuál es el uso de la respiración, cuáles son sus efectos; y todo lo relativo a la respiración era uno de estos secretos, que la naturaleza parecía haberse reservado. El rezago de nuestros conocimientos sobre una cosa tan importante depende de que existe un encadenamiento necesario para la serie de nuestras ideas, un orden indispensable en la marcha del espíritu humano y en que era imposible saber nada sobre lo que pasa en la respiración antes de haber reconocido:

1. Que el calórico (materia de calor) es un principio constitutivo de los fluidos y que es a este principio a quien deben su estado de expansibilidad, su elasticidad y muchas otras propiedades que nosotros conocemos en ellos.

* Fragmento de su Memoria Sur la Respiration et la Transpiration des animaux (1789), en colaboración con A. Seguín.

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2. Que el aire de la atmósfera es un compuesto de dos fluidos seriformes, a saber; de una cuarta parte, aproximadamente, de aire vital y de tres cuartas partes de gas ázoe. 3. Que la base de aire vital, el oxígeno, es un principio común a todos los ácidos, éste es el que constituye la acidez. 4. Que el gas ácido carbónico (aire fijo) es el resultado de la combinación de 72 partes aproximadamente "en peso" de oxígeno y de 28 partes de carbono (carbono puro) 5. Que entra menos calórico en la composición de un volumen dado de gas ácido carbónico que en un volumen equivalente de aire vital, y que es esta razón la que hace separar calórico durante la combustión del carbono, es decir, durante la conversión del aire vital en ácido carbónico por la adición de carbono. 6. Por último que el agua no es un elemento, no es una sustancia simple, como creían los antiguos, sino que está compuesta de 14,338 partes de oxígeno y de 85,668 de hidrógeno.

Uno de nosotros, M. Lavoisier, ha establecido todos estos principios en una serie de Memorias que forman parte de la Colección de la Academia, y ahora que estas verdades han recibido la confirmación del tiempo, que se encuentran sancionadas por el consentimiento de casi todos los físicos y químicos de Europa, nosotros podemos decir con confianza que no existe nada en química que esté fundado en pruebas más evidentes.

En fin, sería imposible sujetar a experiencias precisas los efectos de la respiración sin antes adquirir simples medios, fáciles y expeditos, de hacer un análisis del aire; es un servicio que M. Seguin acaba de hacer a la química.

Boyle, Hales, Black y Priestley fueron los primeros en advertir que la respiración ejercía una acción marcada en el aire atmosférico, que disminuye su volumen, que cambia su naturaleza y que en un intervalo bastante corto el fluido que sirve para esta función pierde la propiedad de mantener la vida de los animales.

Sin percatarse demasiado de lo que pasa en este género de experiencias, los químicos seguidores de la doctrina de Stahl quisieron explicar los resultados de la manera cómo los productos de estas tres operaciones les parecieron idénticos, encontraron nuevos motivos para que el flogístico fuese un ser idéntico en los tres reinos de la naturaleza.

Experimentos comparativos, que M. Lavoisier comprendió bien poco después, le hicieron los principales efectos y los distintos productos de la respiración, de la combustión, de la oxidación, etc., y le pusieron en situación de apreciar el grado de analogía que existe entre estas diferentes operaciones. Hizo ver que en todas hay descomposición de aire vital, contenido en el aire atmosférico, y separación de una porción de su calor específico; que en todos queda, después del lavado en el álcali (álcali cáustico), un residuo idéntico, el gas ázoe, que no es un producto de la

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operación, sino una parte constituyente del aire atmosférico.

Publicó después, en 1777, que la respiración es una combustión lenta de una porción de carbono que contiene la sangre y que el calor animal es mantenido por la porción de calórico que se desprende en el momento de la conversión del aire vital de la atmósfera en gas ácido carbónico, como ocurre en toda combustión del carbono.

Los experimentos que, en 1780, publicaron M.M. de Laplace y Lavoisier no solamente confirmaron estos resultados, sino que ofrecieron todavía un resultado completamente inesperado y del cual era entonces imposible deducir toda su importancia. Estos dos físicos reconocieron que se desprende en los animales, en un tiempo determinado, una cantidad de gas ácido carbónico que se forma en un tiempo equivalente por la respiración.

En suma, en 1785, M. Lavoisier creyó poder anunciar en una colección de la Sociedad de Medicina que probablemente la respiración no se reduce a una combustión del carbono, sino que ocasiona también la combustión de una parte de hidrógeno contenido en la sangre, y, consecuentemente, que la respiración opera no solamente una formación de agua, lo que explica perfectamente bien los fenómenos observados por M.M. de Laplace y Lavoisier.

M. Seguin dio nuevos desarrollos a esta teoría y la confirmo con nuevas experiencias en una Memoria que leyó en la Sociedad de Medicina. Presentó una síntesis de las averiguaciones de Messieurs Pristley, Crawford, Hamilton, etc., sobre este objeto y expuso las consecuencias que se podían deducir.

Este era el conjunto de nuestros conocimientos en el momento en que nosotros formamos el plan de trabajo muy extendido sobre casi todas las partes del animal. Vamos a presentar en esta primera Memoria los principales resultados de las experiencias que hemos hecho sobre la respiración.

Tomando como punto de partida los conocimientos adquiridos y reduciéndonos a ideas sencillas que cada cual puede fácilmente entender, empezaremos por decir, en general, que la respiración no es más que una combustión lenta de carbono e hidrógeno; semejante en todo a aquella que se efectúa en una lámpara, en una bujía encendida, y que, desde este punto de vista, los animales que respiran son verdaderos cuerpos que arden y se consumen.

En la respiración, como en la combustión, es el aire de la atmósfera el que proporciona él oxigeno y el calórico; pero, como en la respiración, es la sustancia misma del animal, es la sangre, quien proporciona el combustible, si los animales no reparan habitualmente, por los alimentos, lo que pierden por la respiración, el aceite faltaría bien pronto en esta lámpara y el animal perecería, como una lámpara se apaga cuando le falta alimento.

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La demostración de tal identidad de efectos entre la respiración y la combustión se deduce inmediatamente de la experiencia. En efecto, el aire que ha servido a la respiración no contiene ya, a la salida del pulmón, la misma cantidad de oxígeno; no solamente encierra gas ácido carbónico, sino además mucha más agua que la que contenía antes de la inspiración. Según esto, como el aire vital no puede convertirse en agua más que por adición del carbono; como no puede convertirse en agua más que por suma de hidrógeno; como esta doble combinación no puede realizarse sin que el aire vital pierda una parte de su calórico específico, resulta de todo ello que el papel de la respiración es el de extraer de la sangre una porción de su calórico específico, que durante la circulación se distribuye con la sangre en todas las partes de la economía animal y mantiene esta temperatura aproximadamente constante que se observa en todos los animales que respiran.

Diríase que esta analogía que existe entre la combustión y la respiración no había escapado a los poetas o más bien a los filósofos de la antigüedad, de quienes aquellos eran intérpretes y voceros. Este fuego robado al cielo, esta antorcha de Prometeo, no presenta sólo una idea ingeniosa y poética, es la pintura fiel de las operaciones de la naturaleza, por lo menos en los animales que respiran; se puede, pues, decir con los antiguos que la antorcha de la vida se alumbra en el momento en que el niño respira por primera vez y no se apaga hasta su muerte.

Reflexionando, sobre testimonios tan felices, estaría uno algunas veces tentado de creer que, en efecto, los antiguos habían penetrado más adelante en el santuario de los conocimientos de lo que nosotros nos habíamos imaginado; y que la fábula no es verdaderamente más que una alegoría bajo la cual se esconden las más grandes verdades de la medicina y de la física.

Todo lo que hemos dicho hasta ahora sobre la respiración no es más que el desarrollo de la idea principal que acabamos de anunciar. Hemos comenzado esta Memoria por donde, acaso, hubiéramos debido terminarla, por la consecuencia. Pero hemos pensado que, aun a riesgo de repetirnos, puede resultar útil ofrecer al lector desde el comienzo el hilo que le debe conducir. El viajero está menos expuesto a extraviarse cuando ve delante de sí el término al cual se propone llegar.

Por supuesto, vamos a operar con cochinillos de India. Estos animales son mansos, la Naturaleza no le ha dado ningún medio de dañar. Son de una constitución robusta, fáciles de alimentar, aguantan mucho tiempo el hambre y la sed; por último, son lo bastante grandes para producir en muy poco tiempo alteraciones sensibles en el aire que respiran.

La proporción de aire vital que consumen por hora es de 40 a 50 pulgadas cúbicas, según su fuerza y su tamaño; pero como el gas ácido carbónico es para ellos como para casi todos los animales un veneno mortal que no pueden respirar, ni siquiera en mediana cantidad, sin producirles accidentes fatales, es necesario, para continuar las experiencias sobre el mismo animal sin que éste sufra, absorberle el

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gas ácido carbónico a medida que se forma. Para cumplir este objetivo comenzábamos por introducir bajo una campana de cristal una cantidad conocida de aire vital; introdujimos enseguida el cochinillo de India, haciéndole pasar a través del agua, desde el momento en que se encontraba dentro de la campana lo levantábamos y sosteníamos en el aire que contenía con ayuda de una especie de escudilla de madera, montada sobre tres pies y recubierta de un lienzo de crin; los pies de este soporte eran lo bastante largos para que el animal fuera sostenido 6 u 8 pulgadas por encima de la superficie del agua.

Es obvio que la escudilla pasada de esta forma a través del agua debía llenarse; la vaciábamos en un sifón, después de introducir un álcali por medio de un embudo adaptado a un tubo curvado. Estas operaciones se hacen con facilidad cuando uno está ya acostumbrado.

Para mayor seguridad colocamos todavía entre los tres pies del soporte una cápsula que nadaba sobre la superficie del líquido y que llenamos igualmente del álcali. Con estas prevenciones el gas ácido carbónico es absorbido apenas formado y el animal es incomodado más que si respirase al aire libre. Si la experiencia dura mucho tiempo, varios días, por ejemplo, hace falta suplir por cantidades conocidas de aire vital aquél que es absorbido en la respiración del animal, o más bien el que es empleado para formar gas ácido carbónico y agua. Hay igualmente necesidad de reemplazar el álcali cuando se acerque a estar saturado de ácido carbónico.

Es sabido que la combustión (en circunstancias iguales) es tanto más rápida cuanto el aire en que se opera es más puro. Así, por ejemplo, se consume en un tiempo dado mucho más carbono o cualquier otro combustible en el aire vital que en el aire de la atmósfera. Se habían pensado siempre que ocurriría lo mismo en la respiración: que debía de acelerarse en el aire vital y que entonces debía de desprenderse, sea del pulmón, sea del curso de la respiración, una mayor cantidad de calórico. Pero la experiencia ha destruido todas estas opiniones que no estaban fundadas más que en la analogía. Sea que los animales respiraran en el aire vital puro, sea que respiraran en este mismo aire mezclado con una proporción más o menos considerable de ázoe, la cantidad de aire vital que consumen es siempre la misma, con muy ligeras diferencias. Nos ha ocurrido varias veces al tener en una mezcla de quince partes de gas ázoe y de una de aire vital, manteniendo constantemente las mismas proporciones; el animal en los dos casos ha permanecido en su estado natural; su respiración y su circulación no parecían sensiblemente aceleradas ni retardadas, su calor era el mismo y tenía únicamente, cuando la proporción de gas ázoe resultaba demasiado fuerte, un poco más de disposición de amodorramiento.

M. Lavoisier había ya publicado que el gas ázoe contenido en la atmósfera no experimentaba ningún cambio durante la respiración y que volvía a salir del pulmón en la misma cantidad que había entrado. Hemos creído deber comprobar este hecho mediante experiencias muy rigurosas y nos hemos asegurado que

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realmente no hay ni desprendimiento ni absorción del gas ázoe durante la respiración.

Había, después de esto, lugar a suponer que se podría sustituir el gas ázoe que entra en la composición del aire de la atmósfera por un volumen igual de gas cualquiera, con tal que no fuera ni ácido ni álcali y que no tuviera ninguna cualidad nociva. La experiencia ha demostrado plenamente nuestra conjetura.

Hemos ensayado el introducir cochinillos de India debajo de campanas de cristal llenas de un compuesto de aire vital y de gas hidrógeno puro, aproximadamente en las mismas proporciones de volumen que existen entre el aire vital y el gas ázoe en el aire de la atmósfera. Han sobrevivido mucho tiempo sin parecer sufrir, y sólo al cabo de ocho o diez horas han dado señales de malestar. El gas hidrógeno no ha parecido experimentar ninguna disminución y ha salido del pulmón aproximadamente tal como había entrado.

Insistiremos, por última vez, que en todas las experiencias es necesario absorber, por medio del álcali, el gas ácido carbónico a medida que se forma; que de otra manera el animal perecería en poco tiempo a consecuencia de la acción irritante que el gas ácido carbónico ejerce sobre el pulmón.

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