AUTOLYSE: CAUSES, PHASES ET CONSÉQUENCES - LA BIOLOGIE - 2025

L' autolyse est un processus par lequel les cellules sont digérées enzymatiquement par l'action de ses propres enzymes. Cela signifie littéralement que les mécanismes qui conduisent à sa propre lyse (mort) sont déclenchés dans une cellule.

Ce processus d '«auto-dégradation» a été observé au cours du cours normal de la croissance et du développement des bactéries et des champignons. Cependant, de nombreux textes scientifiques établissent qu'il est typique des cellules «mourantes» ou des cellules «blessées» ou «blessées».

Schéma représentatif de la structure cellulaire d'une levure (Source: Frankie Robertson utilisant Inkscape, travail personnel. Via Wikimedia Commons)

L'autolyse se produit également dans les tissus animaux et végétaux, mais certains auteurs décrivent ce processus comme une «auto-décomposition» non bactérienne qui se produit après la mort cellulaire.

Ce processus a été décrit par Salkowski, en 1890, comme un processus enzymatique d'auto-digestion, mais c'est en 1900 que Jacobi a inventé le terme d'autolyse. On sait aujourd'hui que les enzymes en charge de ce processus ne sont pas des «sous-produits» de la lyse, mais sont les mêmes enzymes qui participent aux processus cellulaires.

Compte tenu de son importance pour l'industrie, le processus autolytique le plus revu est celui qui a lieu dans les levures, en particulier celles utilisées lors des processus de fermentation des boissons alcoolisées (vin et bière) et dans la boulangerie.

Les dérivés autolytiques de la levure sont couramment utilisés dans la formulation des milieux de culture, car ils représentent une bonne source d'acides aminés et d'autres nutriments.

Causes de l'autolyse

L'autolyse peut se produire en réponse à un certain nombre de facteurs. Dans les organismes unicellulaires (microorganismes), ce phénomène répond à de nombreuses conditions environnementales telles que la température, le pH, la concentration en oxygène, la composition du milieu, la quantité de nutriments, la présence de substances toxiques, etc.

Lors de la fermentation du vin ou de la bière, par exemple, l'autolyse des levures se produit en réponse à la diminution des composants nutritionnels du liquide de fermentation, ainsi qu'à l'augmentation considérable de la concentration d'éthanol, qui est l'un des produits de votre métabolisme.

Chez l'homme, il a été démontré que les processus autolytiques peuvent être déclenchés par des interventions chirurgicales prolongées ou des procédures médicales, en particulier lors de dissections sous-muqueuses endoscopiques.

De plus, chez de nombreux animaux, l'autolyse se produit dans des endroits où il y a des plaies ou des lacérations et remplit la fonction d'éliminer les tissus endommagés pendant la guérison.

Dans certains tissus végétaux, l'autolyse fonctionne dans la croissance et le développement, ainsi que dans le transport de l'eau et des gaz à travers les canaux du xylème, qui a lieu grâce à la dégradation des protoplastes (membrane + cytosol) des trachéides; se produit alors en réponse à des stimuli typiques du développement des plantes.

En revanche, certaines espèces de champignons filamenteux peuvent subir une autolyse de leurs cellules en réponse à certains antibiotiques ou substances toxiques appliqués au milieu environnant.

Les phases

Le processus autolytique qui sera décrit ci-dessous est celui qui a lieu dans les levures, cependant, il peut être extrapolé à tout microorganisme ou tout groupe de cellules dans un tissu végétal ou animal.

Mort cellulaire

Tout processus autolytique commence par la mort de la cellule en question. Le phénomène initial est lié à l'altération des systèmes membraneux cellulaires, notamment lorsqu'il s'agit d'organismes eucaryotes, ce qui permet à leurs enzymes digestives d'entrer en contact avec les composants qui seront dégradés.

Les enzymes qui participent à l'événement autolytique sont responsables de la dégradation de leurs substrats en fragments plus petits. Par exemple, les protéases ou les peptidases "coupent" presque n'importe quel type de protéine, libérant des peptides ou des acides aminés.

Les nucléases, par contre, dégradent les acides nucléiques tels que l'ADN ou l'ARN, les fragmentant et libérant des nucléosides, des mononucléotides et des polynucléotides. Il existe d'autres enzymes responsables de la digestion de certains composants de la paroi cellulaire, généralement les glucanases (chez la levure).

Généralement, ce qui résulte de la lyse et de la digestion des cellules est appelé autolysat, qui est libéré dans l'environnement environnant par des ruptures dans la paroi cellulaire de la levure, où la digestion peut se poursuivre. La concentration des composants cellulaires dégradés produit généralement quelque chose appelé extrait de levure.

L'autolyse des levures peut être divisée en deux processus

- La dégradation des composants cellulaires par les enzymes «lytiques», notamment les protéinases et les peptidases (protéolyse, enzymes protéolytiques).

- La dégradation de la paroi cellulaire, qui permet une véritable lyse ou rupture cellulaire et la libération de l'autolysat.

Les levures ont des vacuoles qui abritent la plupart des enzymes protéolytiques de ces cellules. Lorsqu'une telle cellule meurt, ces enzymes entrent en contact avec ses substrats et les dégradent. Dans d'autres cellules animales eucaryotes, ces enzymes sont contenues dans les lysosomes.

Les glucanases et certaines protéinases participent à la dégradation des composants de la paroi cellulaire de la levure, provoquant l'ouverture ou la formation de "pores", qui favorisent la libération des produits de dégradation des enzymes lytiques internes.

Conséquences

Les principales conséquences des événements autolytiques sont évidentes, car une cellule qui s'auto-tue meurt et disparaît, laissant différentes fractions de ses molécules constitutives dans le processus.

Certains auteurs considèrent que l'autolyse de certains organes conduit à une "liquéfaction" interne qui, par conséquent, peut provoquer des atrophies ou des déformations morphologiques de ceux-ci.

Pour l'industrie alimentaire

Ce processus peut également se produire dans de nombreux aliments, notamment d'origine animale, ce qui implique généralement la décomposition non bactérienne de leurs tissus musculaires et la libération d'une grande quantité de peptides, d'acides aminés, de groupements phosphate, de glucides, etc., ce qui représente une opportunité écologique pour la colonisation des bactéries en décomposition.

Une autre conséquence négative des procédés autolytiques est illustrée dans la production de fromages, où l'autolyse des bactéries «starter», appartenant à l'espèce Lactococcus lactis, a des implications importantes dans le développement de l'arôme de ces dérivés laitiers.

Dans certains textes scientifiques liés à la production de boissons alcoolisées, on peut faire face à la contradiction que pour certains auteurs, il s'agit d'un processus bénéfique et pour d'autres non, bien que cela dépende, essentiellement, du type de boisson en question.

Certains producteurs de vin considèrent que les procédés autolytiques permettent la libération de nombreux composants internes bénéfiques de la levure, qui ont une influence significative sur les propriétés sensorielles et la stabilité biologique de ce liquide.

Les extraits de levure ont de multiples utilisations dans la production de dérivés de viande (saucisses), soupes, sauces et autres sandwichs.

Photographie d'un concentré d'extrait de levure (Source: SKopp via Wikimedia Commons)

Puisque la mort de millions de levures dans une culture en milieu liquide représente la libération d'une grande quantité d'acides aminés, de sucres, de vitamines et d'autres micronutriments, les lysats ne sont pas seulement utilisés comme "exhausteurs" de la couleur et de la saveur des aliments, mais sont également utilisés pour la formulation de milieux de croissance expérimentaux.

Références

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