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 'escisión'.
La autólisis es poco común en organismos adultos vivos y generalmente ocurre en tejido necrótico cuando las enzimas actúan sobre componentes de la célula que normalmente no servirían como sustratos . Estas enzimas se liberan debido al cese de procesos activos en la célula que proporcionan sustratos en el tejido vivo y sano; La autólisis en sí misma no es un proceso activo. En otras palabras, aunque la autólisis se asemeja al proceso activo de digestión de nutrientes por parte de células vivas, las células muertas no se digieren a sí mismas activamente como se suele afirmar y como sugiere el sinónimo autodigestión. La falla de la respiración y la posterior falla de la fosforilación oxidativa es el desencadenante del proceso autolítico. [1] La disponibilidad reducida y la posterior ausencia de moléculas de alta energía que se requieren para mantener la integridad de la célula y mantener la homeostasis provoca cambios significativos en el funcionamiento bioquímico de la célula. [ cita necesaria ]
El oxígeno molecular sirve 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 ineficaz 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 altera 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 resulta en 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 estimula 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 normalmente contienen un amplio espectro de enzimas capaces de deconstruir hidrolíticamente polisacáridos , proteínas , ácidos nucleicos , lípidos , ésteres de acilo fosfórico y sulfatos. Este proceso requiere compartimentación y segregación de enzimas y sustratos a través de una única membrana intracelular que previene la destrucción injustificada de otros componentes intracelulares. En condiciones normales, la maquinaria molecular de la célula está aún más protegida de la actividad de las enzimas lisosomales 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, reduciendo 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 a la disminución del pH citosólico 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 procesos celulares asociados, no existe un socio metabólico para los equivalentes reductores en la descomposición 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 a medida que la membrana peroxisomal se daña por la retención de agua y la digestión por otras enzimas catabólicas. [1]
La liberación de enzimas catabólicamente activas desde sus ubicaciones subcelulares inicia un proceso irreversible que resulta en la reducción completa de los organismos fallecidos. La autólisis produce un ambiente ácido, anaeróbico y rico en nutrientes que fomenta la actividad de microorganismos invasivos 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 licua el tejido muerto para poder lavarlo o eliminarlo. Los apósitos modernos que ayudan a mantener la herida húmeda pueden ayudar en este proceso. [ cita necesaria ]
En la industria alimentaria, la autólisis implica matar la levadura y fomentar 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 la cocción de pan , el término (o, más comúnmente, su cognado francés autólisis ) se describe como un período de descanso 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 panificación francés Raymond Calvel , quien recomendó el procedimiento como una forma de reducir el tiempo de amasado, mejorando así el sabor y el color del pan. [5] Calvel sostiene que los tiempos de amasado prolongados someten la masa al oxígeno atmosférico, que blanquea los carotenoides naturales de la harina de pan, despojando a la harina de su color y sabor cremosos naturales. [5]
En la elaboración de bebidas fermentadas , la autólisis puede ocurrir cuando el mosto o mosto se deja sobre las lías durante un tiempo prolongado. 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 champagnes es un componente vital para crear sabor y sensación en boca. [7]
