AUTOLISI: CAUSE, FASI E CONSEGUENZE - BIOLOGIA - 2025

L' autolisi è un processo mediante il quale le cellule vengono digerite enzimaticamente dall'azione dei propri enzimi. Significa letteralmente che i meccanismi che portano alla sua stessa lisi (morte) vengono attivati ​​in una cellula.

Questo processo di "autodegradazione" è stato osservato durante il normale corso di crescita e sviluppo di batteri e funghi. Tuttavia, molti testi scientifici stabiliscono che è tipico di cellule "morenti" o cellule "ferite" o "ferite".

Diagramma rappresentativo della struttura cellulare di un lievito (Fonte: Frankie Robertson utilizzando Inkscape, opera propria. Via Wikimedia Commons)

L'autolisi si verifica anche nei tessuti animali e vegetali, ma alcuni autori descrivono questo processo come "auto-decomposizione" non batterica che si verifica dopo la morte cellulare.

Questo processo fu descritto da Salkowski, nel 1890, come un processo enzimatico di auto-digestione, ma fu nel 1900 che Jacobi coniò il termine autolisi. Oggi è noto che gli enzimi preposti a questo processo non sono "sottoprodotti" della lisi, ma sono gli stessi enzimi che partecipano ai processi cellulari.

Data la sua importanza per l'industria, il processo autolitico più approfondito è quello che avviene nei lieviti, in particolare quelli utilizzati durante i processi di fermentazione delle bevande alcoliche (vino e birra) e nella panificazione.

I derivati ​​autolitici del lievito sono comunemente usati nella formulazione dei terreni di coltura, poiché rappresentano una buona fonte di amminoacidi e altri nutrienti.

Cause dell'autolisi

L'autolisi può verificarsi in risposta a una serie di fattori. Negli organismi unicellulari (microrganismi) questo fenomeno risponde a molte condizioni ambientali come temperatura, pH, concentrazione di ossigeno, composizione del mezzo, quantità di nutrienti, presenza di sostanze tossiche, ecc.

Durante la fermentazione del vino o della birra, ad esempio, l'autolisi dei lieviti avviene in risposta alla diminuzione dei componenti nutritivi del liquido in fermentazione, nonché al notevole aumento della concentrazione di etanolo, che è uno dei prodotti di il tuo metabolismo.

Negli esseri umani è stato dimostrato che i processi autolitici possono essere innescati da interventi chirurgici prolungati o procedure mediche, specialmente durante le dissezioni sottomucose endoscopiche.

Inoltre, in molti animali l'autolisi si verifica in luoghi in cui sono presenti ferite o lacerazioni e svolge la funzione di eliminare il tessuto danneggiato durante la guarigione.

In alcuni tessuti vegetali l'autolisi funziona nella crescita e nello sviluppo, oltre che nel trasporto di acqua e gas attraverso i dotti xilematici, che avviene grazie alla degradazione dei protoplasti (membrana + citosol) delle tracheidi; si verifica, quindi, in risposta a stimoli tipici dello sviluppo della pianta.

D'altra parte, alcune specie di funghi filamentosi possono subire l'autolisi delle loro cellule in risposta ad alcuni antibiotici o sostanze tossiche applicate all'ambiente circostante.

fasi

Il processo autolitico che verrà descritto di seguito è quello che avviene nei lieviti, tuttavia può essere estrapolato a qualsiasi microrganismo o qualsiasi gruppo di cellule in un tessuto vegetale o animale.

Morte cellulare

Ogni processo autolitico inizia con la morte della cellula in questione. Il fenomeno iniziale ha a che fare con l'alterazione dei sistemi membranosi cellulari, soprattutto quando si tratta di organismi eucarioti, che consente ai loro enzimi digestivi di entrare in contatto con i componenti che verranno degradati.

Gli enzimi che partecipano all'evento autolitico sono responsabili della degradazione dei loro substrati in frammenti più piccoli. Ad esempio, le proteasi o le peptidasi "tagliano" quasi ogni tipo di proteina, rilasciando peptidi o amminoacidi.

Le nucleasi, d'altra parte, degradano gli acidi nucleici come il DNA o l'RNA, frammentandoli e rilasciando nucleosidi, mononucleotidi e polinucleotidi. Esistono altri enzimi responsabili della digestione di alcuni componenti della parete cellulare, solitamente le glucanasi (nel lievito).

Comunemente, ciò che risulta dalla lisi cellulare e dalla digestione è noto come autolisato, che viene rilasciato nell'ambiente circostante attraverso le rotture nella parete cellulare del lievito, dove la digestione può continuare. La concentrazione dei componenti cellulari degradati di solito produce qualcosa noto come estratto di lievito.

L'autolisi del lievito può essere suddivisa in due processi

- La degradazione dei componenti cellulari da parte di enzimi "litici", in particolare proteinasi e peptidasi (proteolisi, enzimi proteolitici).

- La degradazione della parete cellulare, che consente una vera lisi o rottura cellulare e il rilascio dell'autolisato.

I lieviti hanno vacuoli che ospitano la maggior parte degli enzimi proteolitici di queste cellule. Quando una tale cellula muore, questi enzimi entrano in contatto con i suoi substrati e li degradano. In altre cellule animali eucariotiche questi enzimi sono contenuti nei lisosomi.

Le glucanasi e alcune proteinasi partecipano alla degradazione dei componenti della parete cellulare del lievito, provocando l'apertura o la formazione di "pori", che favoriscono il rilascio dei prodotti di degradazione degli enzimi litici interni.

conseguenze

Le principali conseguenze degli eventi autolitici sono evidenti, poiché una cellula che si auto-uccide muore e scompare, lasciando nel processo diverse frazioni delle sue molecole costituenti.

Alcuni autori ritengono che l'autolisi in alcuni organi porti alla “liquefazione” interna che, di conseguenza, può provocare atrofie o deformazioni morfologiche degli stessi.

Per l'industria alimentare

Questo processo può verificarsi anche in molti alimenti, soprattutto di origine animale, che generalmente implica la decomposizione non batterica dei loro tessuti muscolari e il rilascio di una grande quantità di peptidi, amminoacidi, gruppi fosfato, carboidrati, ecc., Che rappresenta un'opportunità ecologica per la colonizzazione di batteri in decomposizione.

Un'altra conseguenza negativa dei processi autolitici è esemplificata nella produzione di formaggi, dove l'autolisi dei batteri "starter", appartenenti alla specie Lactococcus lactis, ha importanti implicazioni nello sviluppo del sapore di questi derivati ​​del latte.

In alcuni testi scientifici relativi alla produzione di bevande alcoliche si può riscontrare la contraddizione che per alcuni autori si tratta di un processo benefico e per altri non, sebbene questo dipenda, essenzialmente, dal tipo di bevanda in questione.

Alcuni produttori di vino ritengono che i processi autolitici consentano il rilascio di molti componenti interni benefici del lievito, che hanno un'influenza significativa sulle proprietà sensoriali e sulla stabilità biologica di questo liquido.

Gli estratti di lievito hanno molteplici utilizzi nella produzione di derivati ​​della carne (insaccati), zuppe, salse e altri panini.

Fotografia del concentrato di estratto di lievito (Fonte: SKopp tramite Wikimedia Commons)

Poiché la morte di milioni di lieviti in una coltura in mezzo liquido rappresenta il rilascio di una grande quantità di aminoacidi, zuccheri, vitamine e altri micronutrienti, i lisati non sono usati solo come "esaltatori" del colore e del sapore del cibo , ma sono anche usati per la formulazione di terreni di crescita sperimentali.

Riferimenti

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