Ferments solubles

Les ferments solubles {zijmases de Béchamp, enzymes de Kiïhne), comme la diastase, la ptyaline, etc., sont des produits de sécrétion ou de décomposition de cellules vivantes, animales et végétales. Leur constitution est encore peu connue, à cause de la difliculté qu'on éprouve pour les isoler à l'état de pureté : cependant, malgré les assertions contraires de Gohnheim et de Schiff, il parait certain qu'ils sont azotés et qu'ils appartiennent au groupe des substances albuminoïdes. Sans entrer ici dans des détails de préparation qui seront donnés à propos de l'étude des différents organes ou des sécrétions qui les fournissent, il suffira de rappeler ici que le meilleur procédé pour leur extraction est celui de V. Wittich; ce procédé consiste à traiter par la gl3-cérine pure les organes qui renferment les ferments solubles: le ferment peut être ensuite isolé de cette solution glycérinée par difTérents procédés. Desséchés, les ferments solubles sont solides, amorphes, incolores ou jaunâtres, insipides, solubles dans l'eau, dont ils sont précipités par l'alcool et l'acétate de plomb. Ces ferments s'unissent facilement aux substances albuminoïdes; ainsi V. Wittich a constaté que la ûbrine absorbe la pepsine et la retient avec une telle force que cette dernière ne' peut lui être enlevée par un lavage prolongé à l'eau; il ne parait pas cependant y avoir une véritable combinaison chimique, quoiqu'il y ait une relation déterminée entre la quantité de fibrine et la quantité de pepsine absorbée. Du reste, les ferments ont une certaine affinité pour les substances finement divisées (soufre, cholestérine, etc.) et pour les précipités floconneux, comme le phosphate de chaux; ces substances peuvent les entraîner mécaniquement et les précipiter de leurs solutions^ et c'est môme un des procédés qu'on emploie pour la préparation dos ferments solubles. Une autre propriété des ferments solubles est leur affinité pour l'oxygène, affinité déjà reconnue en 1858 par M. Traube et qui se constate par la décomposition de l'eau oxygénée et par les phénomènes intimes de la fermentation. Les ferments solubles présentent une certaine résistance à l'influence des divers agents; ainsi leurs propriétés ne sont pas annihilées par des influences qui agissent

{{) A consulter : .M. .lall'é : Z«r Kenntniss der synthetischen Vorgunge im Thicrknrper (Zcitschrift fur physiol. Clicmie, t. U, 1878). — É. Bauiiiaini : Uebcv din syjithclischen Processe im Thierkorper. Rcrliu, 1878.

d'une façon toxique ?ur les ferments figurés, alcool, acide cyanhydrique, anef^lhésiques, air comprimé, etc.

Les ferments solubles qui se rencontrent dans l'organisme humain appartiennent à cinq groupes:

1" Fcnnout transifonuant los aUjuuiiaoïdo? en poptoncs (1) : Pcpsino ; inu((ueuse stomacale; puc gastrique; glandes de Brunnei' ; muscles; urines. Trypsine; pancréas; suc paner 'atiquc.

2° Ferment transformant l'amidon en glucose :

Ptyaline ; glandes salivaires; salive; pancréas; suc pancréatique; foie; bile; muqueuse stomacale; muqueuse intestinale; suc musculaire; cerveau; reins; urine; chyle; sérum sanguin.

:J" Ferment inversif, transformant le sucre de canne en sucre interverti :

Muqueuse de l'intestin grêle; cellules hépatiques. 4° Ferment décomposant les graisses en glycérine et acides gras :

Pancréas; suc pancréatique. b° Ferment du sang, pioduisant la coagulation de la fibrine (?) : Plasma sanguin (voir : Sant)).

On a signalé encore dans l'organisme l'existence d'autres ferments, mais dont l'étude n'a pas encore été faite d'une façon complète. Ils seront mentionnés dans la physiologie spéciale.

On voit par ce tableau que la présence des ferments solubles est loin d'être localisée dans un organe déterminé, et que les ferments solubles existent dans beaucoup de points de l'organisme; c'est surtout pour le ferment saccharifiant que celte généralisation se remarque, et d'après les recherches de Lépine, Seegen et Kratschner, ce pouvoir sacchariûant s'étendrait, dans certaines conditions, h toutes les substances albuminoïdes. Déjà, en 1850, Ci. Bernard avait vu que la fibrine, en se décomposant, peut transformer l'amidon en sucre, et Lépine constata que cette propriété se montre dans tous les tissus quand ils ont subi un commencement d'altération.

Quels sont l'origine et le mode de formation de ces ferments solubles?' Doux théories sont en présence : pour les uns les ferments .solubles sont le produit de l'activité de certains éléments cellulaires déterminés, et ne se formeraient que là; ainsi la pepsine serait formée dans les glandes stomacales, la pancréatine dans les cellules du pancréas, la ptyaline dans les glandes salivaires et le pancréas, etc. ; si on rencontre ces ferments dans d'autres endroits, comme on le voit par le tableau ci-dessus, c'est que cesferments, une fois sécrétés par ces glandes, sont résorbés en partie, passent dans le sang et de là peuvent diffuser et se répandre dans tout l'organisme; il n'y a rien d'étonnant alors à ce qu'on puisse les rencontrer dans les muscles, le cerveau, les excrétions, etc. Dans une autre théorie ces ferments, et principalement le ferment sacchari fiant, ne seraient qu'un produit de la nutrition générale ; ils se formeraient partout, et, une fois formés, iraient s'accumuler, se localiser pour ainsi dire dans certains organes. Cette dernière hypothèse ne peut guère être admise pour la pepsine et la pancréatine, mais elle pourrait se soutenir pour la ptyaline si l'on se reporte aux

(t) Ce ferment peptique a été constaté dans un certain nombre de végétaux, Cannabis indien, Linuni usitnlissimum, l'orge germée, et surtout dans le Carica papaya (papaïne) (voir : Digestion stomacale).

RÉACTIONS CHIMIQUES DANS L'ORGANISME VIVANT. •i'ii

'expériences citées plus haut de Lépiiie et de Seegen et Kratscliner. On peut se demander cependant si cette altération des tissus qui leur communique ce pouvoir saccharitiant n'est pas une décomposition purement cadavérique et si les mêmes phénomènes se produisent pendant la vie. Tiegel a bien constaté, il est vrai, que les globules du sang, au moment de leur des- •truction par les acides biliaires ou l'étlier, ont la propriété de transformer l'amidon en glycose, propriété qu'ils ne possèdent ni avant ni après leur destruction, et Schmidt admet que le ferment du sang provient de la décomposition d'éléments incolores existant dans ce liquide; mais ces expériences ont été attaquées de divers côtés, et la solution de cette question exige encore de nouvelles recherches.

Quoi qu'il en soit, ce qui ne peut faire l'objet d'un doute, c'est la formation du ferment peplique (pepsine, pancréatine) dans des cellules spéciales et dans des organes déterminés. Seulement les recherches récentes d'Hei- <lenhain sur le pancréas ont fait envisager sous un nouveau jour cette question de la formation des ferments solubles. Schilî avait déjà remarqué depuis longtemps que certaines substances augmentaient la production de ila pepsine et de la pancréatine (peptogènes et pancréatogènes), et que ces ferments n'apparaissaient avec leur pouvoir digestif que dans certaines conditions déterminées, mais ces recherches avaient été très discutées et n'avaient fait que poser le problème sans le résoudre. Heidenhain constata ([ue le pancréas, quand on l'examine à l'état tout à fait frais, ne contient pas de pancréatine et ne renferme pas de ferment qui puisse transformer les albuminoïdes en peptones; mais, par contre, il contient une substance particulière, substance zf/mogène, qui se convertit en pancréatine sous certainos conditions, en particulier sous l'influence de l'oxygène, pancréatine qui se retrouve dans le suc pancréatique, qui, lui, ne contient pas de substance zymogène. D'après Ebstein et (irut/.ner, il en serait de même pour la pepsine, qui n'existerait pas à l'état libre dans les cellules des glandes stomacales. Les substances zymogènes peptique et pancréatique paraissent être une combinaison des ferments peptique et pancréatique avec une substance albuminoïde, combinaison qui se détruirait au moment de la sécrétion pour mettre en liberté le fercnent, pepsine ou pancréatine; Hammarsten admet de même que le ferment de la présure qui coagule le lait ne préexiste pas dans la muqueuse de l'estomac du veau, mais est mis en liberté par l'action de l'acide ciilorhydrique ou de l'acide lactique.

L'action des ferments solubles sera étudiée pour chacun de ces ferments dans le chapitre consacré aux phénomènes chimiques de la digestion. Ici cette action ne doit être étudiée qu'au point de vue général. Un premier fait à constater, c'est que des fermentations identiques à celles qui se produisent sous leur influence, dans l'organisme animal, se produisent aussi non seulement dans les végétaux, mais même en dehors de toute iniluence vitale. Je n'insisterai pas sur les fermentations végétales qui jouent un si grand rôle dans la vie des plantes; mais pour ce qui concerne les fermentations en dehors de toute action vitale, je rappellerai que la plupart des ferments solubles peuvent être remplacés artificiellement par la chaleur,

l'électricité et par des substances minérales. Ainsi l'acide sulfurique étendu transforme l'amidon en j^lycose ; par la cuisson prolongée, les albuminoïdes se convertissent en corps identiques aux peptones ; Berthelot, dans ses récentes discussions avec Pasteur à l'Académie des sciences, a annoncé qu'il avait pu obtenir une petite quantité d'alcool par l'électrolyse du sucre. On est donc porté à admettre que les ferments solubles n'agissent que par une action comparable aux actions cbimiques ; la substance organisée, vivante ou morte, n'intervient (|ue pour produire le ferment soluble, et, une fois produit, celui-ci n'agit que comme un réactif cbimique ordinaire. Un fait à noter, c'est (pu; Tactivilé des ferments n'est pas indéfinie: le ferment se détruit peu à peu et Unit par disparaître. Cependant la grandeur de l'etlet produit est toujours considérable si on la compare à Ki masse du ferment, ainsi la diastase peut saccharilier 2,000 fois son poids d'amidon.

Les conditions essentielles pour que la fermentation se produise, c'est d'une part la présence de l'eau, de l'autre une certaine température; à ce point de vue l'organisme présente des conditions très favorables au développement des fermentations.

Certaines iniluences agissent soit pour activer, soit pour retarder ou empêcher les fermentations ; c'est ainsi que les bases, le sublimé, le borate de soude, le salicxlate de soude les retardent, tandis qu'elles sont en général favorisées par les acides.

Les produits de la fermentation varient évidemment suivant la nature même de la substance décomposée et le mode de décomposition de cette substance, et ces différents produits seront étudiés en détail dans la physiologie spéciale.

Ilibliog^rapliie. — Ad. Wuk iz : Noie .surle mode d'action des ferments solubles (C. n'iiilus, t. XCIII. 1881). — F. Falk : Ueber das Verhcdten einirjev Fermente ini ihieriscken Organismus (Ai'cli. de Yii'chow, t, LXXXIV, 1881). — 0. Lcœw : Ucber die chemische Natur der ungc for mien Fermente (A. de Pfliiger, t. XXVII, 1882) (1).