Autolisis (biología)
En biología , la autólisis , más comúnmente conocida como autodigestión , se refiere a la destrucción de una célula mediante la acción de sus propias enzimas . También puede referirse a la digestión de una enzima por otra molécula de la misma enzima.
El término deriva del griego αὐτο- 'yo' y λύσις 'división'.
Mecanismos bioquímicos de destrucción celular
La autólisis es poco común en los organismos adultos vivos y suele ocurrir en el tejido necrótico , ya que las enzimas actúan sobre componentes de la célula que normalmente no servirían como sustratos . Estas enzimas se liberan debido al cese de los procesos activos en la célula que proporcionan sustratos en el tejido sano y vivo; la autólisis en sí no es un proceso activo. En otras palabras, aunque la autólisis se asemeja al proceso activo de digestión de nutrientes por parte de las células vivas, las células muertas no se digieren activamente a sí mismas como se afirma a menudo, y como sugiere el sinónimo autodigestión. La falla de la respiración y la falla posterior de la fosforilación oxidativa es el desencadenante del proceso autolítico. [1] La disponibilidad reducida y la ausencia posterior de moléculas de alta energía que se requieren para mantener la integridad de la célula y mantener la homeostasis causa cambios significativos en el funcionamiento bioquímico de la célula. [ cita requerida ]
El oxígeno molecular actúa como aceptor terminal de electrones en la serie de reacciones bioquímicas conocidas como fosforilación oxidativa, que son en última instancia responsables de la síntesis de trifosfato de adenosina , la principal fuente de energía para procesos celulares que de otro modo serían termodinámicamente desfavorables. [2] La falla en el suministro de oxígeno molecular a las células da como resultado un cambio metabólico hacia la glucólisis anaeróbica , en la que la glucosa se convierte en piruvato como un medio ineficiente para generar trifosfato de adenosina. [2] La glucólisis tiene un rendimiento de ATP menor que la fosforilación oxidativa y genera subproductos ácidos que disminuyen el pH de la célula, lo que permite muchos de los procesos enzimáticos involucrados en la autólisis.
La síntesis limitada de trifosfato de adenosina afecta a muchos mecanismos de transporte celular que utilizan ATP para impulsar procesos energéticamente desfavorables que transportan iones y moléculas a través de la membrana celular. Por ejemplo, el potencial de membrana de la célula se mantiene mediante la bomba ATPasa de sodio-potasio . La falla de la bomba da como resultado la pérdida del potencial de membrana a medida que los iones de sodio se acumulan dentro de la célula y los iones de potasio se pierden a través de los canales iónicos. La pérdida del potencial de membrana fomenta el movimiento de iones de calcio hacia el interior de la célula, seguido del movimiento de agua hacia el interior de la célula, impulsado por la presión osmótica. [3] La retención de agua, los cambios iónicos y la acidificación de la célula dañan las estructuras intracelulares unidas a la membrana, incluidos el lisosoma y el peroxisoma . [1]
Los lisosomas son orgánulos unidos a membranas que típicamente contienen un amplio espectro de enzimas capaces de la deconstrucción hidrolítica de polisacáridos , proteínas , ácidos nucleicos , lípidos , ésteres de acilo fosfórico y sulfatos. Este proceso requiere la compartimentación y segregación de enzimas y sustratos a través de una única membrana intracelular que evita la destrucción injustificada de otros componentes intracelulares. En condiciones normales, la maquinaria molecular de la célula está protegida aún más de la actividad enzimática lisosomal mediante la regulación del pH citosólico. La actividad de las hidrolasas lisosomales es óptima a un pH moderadamente ácido de 5, que es significativamente más ácido que el pH promedio más básico de 7,2 en el citosol circundante. [1] Sin embargo, la acumulación de productos de la glucólisis disminuye el pH de la célula, lo que reduce este efecto protector. Además, las membranas lisosomales dañadas por la retención de agua en la célula liberarán enzimas lisosomales en el citosol. Es probable que estas enzimas estén activas debido al pH citosólico disminuido y, por lo tanto, sean libres de utilizar componentes celulares como sustratos. [1]
Los peroxisomas suelen ser responsables de la degradación de los lípidos, en particular de los ácidos grasos de cadena larga. En ausencia de una cadena de transporte de electrones activa y de los procesos celulares asociados, no existe un socio metabólico para los equivalentes reductores en la degradación de los lípidos. [1] En términos de autólisis, los peroxisomas proporcionan potencial catabólico para los ácidos grasos y las especies reactivas de oxígeno, que se liberan en el citosol cuando la membrana peroxisomal se daña por la retención de agua y la digestión por otras enzimas catabólicas. [1]
Usar
La liberación de enzimas catabólicamente activas desde sus localizaciones subcelulares inicia un proceso irreversible que resulta en la reducción completa de los organismos muertos. La autólisis produce un ambiente ácido, anaeróbico y rico en nutrientes que nutre la actividad de microorganismos invasores y oportunistas en un proceso conocido como putrefacción . La autólisis y la putrefacción son los principales procesos responsables de la descomposición de los restos. [1]
En la curación de heridas, el desbridamiento autolítico puede ser un proceso útil, en el que el cuerpo descompone y licúa el tejido muerto para que pueda lavarse o eliminarse. Los apósitos modernos para heridas que ayudan a mantener la herida húmeda pueden ayudar en este proceso. [ cita requerida ]
En la industria alimentaria, la autólisis consiste en matar la levadura y estimular la descomposición de sus células mediante diversas enzimas. La levadura autolizada resultante se utiliza como aromatizante o potenciador del sabor. En el caso del extracto de levadura , cuando este proceso se desencadena mediante la adición de sal , se conoce como plasmólisis. [4]
En esta sección falta información sobre cómo se relaciona el término pan con la definición biológica: ¿qué se hidroliza, gránulos de proteína? ( Enero de 2022 ) |
En la panificación, el término (o, más comúnmente, su cognado francés autolyse ) se describe como un período de reposo después de la mezcla inicial de harina y agua, antes de que se agreguen otros ingredientes (como sal y levadura) a la masa. Hacerlo hace que la masa sea más fácil de moldear y mejora la estructura. [5] [6] El término fue acuñado por el profesor de panadería francés Raymond Calvel , quien recomendó el procedimiento como un medio para reducir el tiempo de amasado, mejorando así el sabor y el color del pan. [5] Calvel argumenta que los tiempos de amasado prolongados someten la masa al oxígeno atmosférico, que blanquea los carotenoides naturales de la harina de pan, robando a la harina su color y sabor cremosos naturales. [5]
En la elaboración de bebidas fermentadas , la autólisis puede ocurrir cuando el mosto o mosto se deja en las lías durante mucho tiempo. En la elaboración de cerveza , la autólisis provoca sabores desagradables no deseados. La autólisis en la elaboración del vino suele ser indeseable, pero en el caso de los mejores champanes es un componente vital para crear sabor y sensación en boca. [7]
Véase también
Referencias
- ^ abcdefg Powers, Robert (2005). Rich, Jeremy; Dean, Dorothy E; Powers, Robert H (eds.). Medicina forense de las extremidades inferiores. Totowa, NJ: Humana Press. págs. 3–15. doi :10.1385/1592598978. ISBN . 978-1-58829-269-8. Recuperado el 9 de diciembre de 2020 .
- ^ ab Devlin, Thomas (2010). Libro de texto de bioquímica con correlaciones clínicas (séptima edición). Wiley. págs. 1021–1027. ISBN 978-0-470-28173-4.
- ^ Lodish, H; Berk, A; Zipursky, SL (2000). Biología celular molecular (cuarta edición). Nueva York, NY: WH Freeman. págs. 252–258. ISBN 0-7167-3136-3.
- ^ Kevin Kavanagh (2005). Hongos: biología y aplicaciones. Chichester: John Wiley & Sons. pp. 138–140. ISBN 0-470-86701-9. Consultado el 25 de julio de 2010 .
- ^ abc Calvel, Raymond (2001). El sabor del pan: una traducción de Le Goût du Pain, comment le préserver, comment le retrouver . Gaithersburg: Editores de Aspen. pag. 31.ISBN 0834216469.
- ^ Gisslen, Wayne (2009). Panadería profesional (5.ª ed.). Nueva York: John Wiley. pág. 136. ISBN 978-0-471-78349-7.
- ^ J. Robinson (ed.) The Oxford Companion to Wine Tercera edición pág. 54 Oxford University Press 2006 ISBN 0-19-860990-6
