自溶 (生物學)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7e/Histopathology_of_renal_autolysis.jpg/220px-Histopathology_of_renal_autolysis.jpg)
自溶(英語:Autolysis),即自身溶解,俗稱自我消化,指的是細胞被自己的酶分解而被毀滅。它也可以指酶被同樣的酶的另一個分子消化的過程。
該詞源於希臘語αὐτο-(「自我」)和λύσις(「分裂」)。
自溶的機理
[編輯]自溶在正常存活的成年生物體中並不常見,其通常發生在壞死組織中。這是因為在壞死組織中,酶作用在了通常不作為底物的細胞成分。自溶由呼吸衰竭和隨後氧化磷酸化的失敗觸發[1],然後由細胞溶酶體釋放消化酶到細胞質開始。這些酶因細胞停止活動而被動地釋放出來。由於高能分子的可用性和隨後的缺失,這導致細胞缺乏維持細胞完整性和維持穩態所需的分子,從而導致細胞的生化運作發生顯著變化。如果在細胞的分餾後把細胞器存儲在冰冷等張的緩衝液中,單個細胞的細胞器的自溶可以減少。[來源請求]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a2/Histopathology_of_thyroid_parenchyma_with_autolytic_changes.jpg/220px-Histopathology_of_thyroid_parenchyma_with_autolytic_changes.jpg)
在被稱為氧化磷酸化的一系列生化反應中,分子氧作為終端電子受體,最終負責ATP的合成,ATP是其他熱力學不利的細胞過程的主要能量來源。[2]分子氧無法傳遞到細胞,導致代謝轉變為厭氧糖酵解。其中葡萄糖被轉化為丙酮酸,低效地產生ATP。[2]糖酵解的ATP產率比氧化磷酸化低,並產生酸性副產物,降低細胞的pH值。
有限的ATP合成損害了許多細胞運輸機制,這些機制利用ATP驅動能量不利的過程,將離子和分子運輸穿過細胞膜。例如,細胞的膜電位是由鈉鉀atp酶泵維持的。由於鈉離子在細胞內積聚,鉀離子通過離子通道丟失,泵故障導致膜電位的損失。膜電位的喪失促使鈣離子進入細胞,隨後在滲透壓的驅動下,水也進入細胞。[3]水瀦留、離子變化和細胞酸化會破壞膜結合的細胞內結構,包括溶酶體和過氧化物酶體。[1]
溶酶體是膜結合的細胞器,通常含有廣泛的酶,能夠水解多糖、蛋白質、核酸、脂質、磷酸醯基酯和硫酸鹽。這個過程需要酶和底物通過單一的胞內膜進行區隔和分離,以防止對其他胞內成分的不必要破壞。在正常情況下,細胞的分子機制通過調節胞質pH免受溶酶體酶活性的影響。溶酶體水解酶的活性在中等酸性pH值為5時達到最佳,這比周圍胞質中更基本的平均pH值7.2要酸性得多。然而,糖酵解產物的積累降低了細胞的pH值,降低了這種保護作用。此外,細胞內因水瀦留而損壞的溶酶體膜會將溶酶體酶釋放到細胞質中。由於胞質pH值降低,這些酶很可能是活躍的,因此可以自由地利用細胞成分作為底物。[1]
過氧化物酶體通常負責分解脂質,特別是長鏈脂肪酸。在缺乏活躍的電子傳遞鏈和相關的細胞過程的情況下,在脂質分解中沒有代謝夥伴來還原等價物。在自溶方面,過氧化物酶體為脂肪酸和活性氧提供了分解代謝潛力,當過氧化物酶體膜被水瀦留和其他分解代謝酶消化破壞時,它們被釋放到細胞質中。[1]
應用
[編輯]在傷口的治癒過程中,自溶清創術可以是一個有用的過程。這種方法分解和液化死亡的組織,以便它可以被洗掉或被血流攜帶走。 現代的傷口敷料可以幫助保持傷口濕潤,並促進治療進程。
在食品行業中,自溶是指通過各種酶的作用殺死酵母細胞並促進其細胞分解的過程。產生的自溶酵母可用作調味品或風味增強劑。對於酵母提取物來說,當這一過程由添加鹽觸發時,被稱為質壁分離。[4]
在釀造發酵飲料中,當葡萄漿或麥芽汁在酒渣中放置時間過長時,可能會發生自溶現象。在啤酒釀造期間,自溶會產生異味。在葡萄酒的釀造中,人們通常不希望出現自溶,但在最高品質的香檳中,這是創造風味和口感不可缺少的一個組成部分。[5]
另見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Powers, Robert. Rich, Jeremy; Dean, Dorothy E; Powers, Robert H , 編. Forensic Medicine of the Lower Extremity. Totowa, NJ: Humana Press. 2005: 3–15 [9 December 2020]. ISBN 978-1-58829-269-8. doi:10.1385/1592598978.
- ^ 2.0 2.1 Devlin, Thomas. Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations Seventh. Wiley. 2010: 1021–1027. ISBN 978-0-470-28173-4.
- ^ Lodish, H; Berk, A; Zipursky, SL. Molecular Cell Biology Fourth. New York, NY: W. H. Freeman. 2000: 252–258. ISBN 0-7167-3136-3.
- ^ Kevin Kavanagh. Fungi: biology and applications. Chichester: John Wiley & Sons. 2005: 138–140 [2010-07-25]. ISBN 0-470-86701-9. (原始內容存檔於2019-12-23).
- ^ J. Robinson (ed) The Oxford Companion to Wine Third Edition p. 54 Oxford University Press 2006 ISBN 0-19-860990-6