CHAPITRE VI

L'analyse histologique ramène tous les tissus à des agrégats cellulaires et nous conduit à considérer la cellule comme l'élément anatoraique et physiologique fondamental. Grâce au microscope, la morphologie cellulaire a été approfondie ; nos connaissances sur la composition chimique du protoplasma et du noyau, sur les substances qui les forment, les réactions qui s'y accomplissent sont, au contraire, fort imparfaites. Nous ne possédons guère à ce sujet que des hypothèses appuyées sur certains faits, mais presque dépourvues de tout contrôle direct. Les cellules de nos tissus sont en effet, aiiatomiquement et physiologiquement, dans une dépendance étroite les unes par rapport aux autres ; il nous est impossible de les dissocier sans les détruire ou sans imprimer à leur fonctionnement normal des déviations profondes qui enlèveraient par avance toute portée à nos conclusions.

Si Ton pouvait isoler un tissu, le faire vivre et l'étudier séparément, ce serait la méthode la plus sûre ; mais cette étude nous ne pouvons la tenter sur les organes des animaux supérieurs. Par contre, le problème devient accessible, quand on s'adresse à des cellules isolées, capables de se développer dans des milieux définis, d'y provoquer des décompositions faciles à suivre, à l'aide d'une technique aujourd'hui très perfectionnée. On peut alors expérimenter sur des données précises qu'on modifie à volonté C'est le principal avantage des ferments, c'est là ce qui donne à leur histoire une importance physiologique de premier ordre. Car, ce n'est pas seulement à cause de leurs

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applications industrielles ou médicales que les fermentations appellent un examen approfondi ; il faut les envisager à un autre point de vue. Nos connaissances actuelles sur la biochimie des ferments nous fournissent les seules données expérimentales directes que nous possédions sur la nutrition intime des tissus. Quand nous voulons nous faire une idée des réactions provoquées par la cellule d'un organisme supérieur dans le milieu où elle vit, c'est invariablement, et assez justement d'ailleurs, à un ferment que nous la comparons. C'est de nos connaissances sur les fermentations que dérivent presque toutes nos idées sur la chimie cellulaire.

Qu'est-ce donc qu'une fermentation ?

Si l'on disait de la fermentation considérée en général qu'elle est l'ensemble des phénomènes provoqués dans un milieu chimique par le développement et la multiplication de cellules isolées ou d'agrégats cellulaires très simples, on laisserait dans l'ombre le caractère primordial du phénomène, celui qui en est, pour ainsi dire, l'essence. Ce qui frappe le plus en effet dans une fermentation, c'est la disproportion entre le poids du ferment et le poids des produits fermentes, ainsi que, dans une réaction explosive, on voit l'agent provocateur, choc ou étincelle, disproportionné aux effets de l'explosion. Quelques exemples, empruntés à Duclaux, préciseront mieux ces idées.

L'expérience montre que certains animaux supérieurs, le chat, le chien, consomment en moyenne 1/25® environ de leur poids de viande. Supposons que cette viande soit entièrement brûlée dans leurs tissus, comme elle pourrait l'être dans un calorimètre, au sein de l'oxygène comprimé : il ne resterait, comme produits de la combustion, que de l'eau, de l'acide carbonique et de l'azote; l'édifice moléculaire si compliqué des matières albuminoïdes serait complètement détruit et ramené à des corps très simples : CO"^, H^O, Az. En admettant que l'organisme de l'animal réalise une combustion aussi parfaite, ce qui n'est pas exact, le pouvoir destructif est limité chez lui à l/2o® du poids du corps. Chez d'autres animaux, ce coefficient sera plus élevé, 1/14« par exemple, chez le pigeon.

Cultivons, comme l'a fait Raulin, une moisissure, VAsper-

gillus niget\ à Ttiir libre, à la surface d'un liquide nutritif contenant 10 grammes de sucre par litre. Nous constaterons que la plante brûle par jour 1/6* environ de son poids de sucre.

Si maintenant on délaie dans de Feau sucrée un peu de levure de bière, en se plaçant dans des conditions convenables et surtout en évitant l'accès de Tair, on voit la levure transformer en un jour trois fois son poids dé sucre. Mais tandis que, dans les expériences précédentes, la combustion du sucre par VAspergillus était à peu près complète, aboutissait à l'acide carbonique et à Peau, termes ultimes de l'oxydation des hydrocarbonés, ici, nous obtenons, en même temps que de Tacide carbortique, de l'alcool, substance incomplètement brûlée.

Recueillons cet alcool, soumettons-le à l'action de la mère du vinaigre, il brûlera complètement, donnera de l'eau et de Tacide carbonique ; cette décomposition sera même très active, et le ferment pourra brûler en un jour cent fois son propre poids de matière.

Le rapport qui était de 1/25 pour le chat, V^^-pour le pigeon, 1/6 pour VAspergillus, 3 pour la levure, atteint 100 pour la mère du vinaigre, dont le pouvoir de décomposition est ainsi 2 500 fois plus grand que celui d'un mammifère. En d'autres termes, si un homme du poids moyen de 65 kilogrammes avait un pouvoir de destruction analogue à celui du Mycoderma acetiy il pourrait transformer en un jour cinq ou six mille kilogrammes de matériaux alimentaires !

Cette puissance extraordinaire est la caractéristique des ferments. Elle semble faire de ces êtres une classe à part ; il n'en est rien.

Chez tous les êtres vivants sans exception, l'alimentation n'est qu'un apport de substances chimiques dont la destruction met en liberté de l'énergie utilisée par l'économie pour édifier ses tissus, faire fonctionner ses organes, produire du travail intérieur et extérieur, mécanique, physique ou chimique. Les animaux supérieurs, le pigeon, le chien, l'homme s'ahmentent avec des albumines, des hydrocarbonés, des graisses, corps très

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complexes et qui, dans rorgaiiisme, pendant la désassimilation, subissent une décomposition totale ou à peu près. Au contraire, la levure s'alimente avec une substance assez simple, le glucose C*H**0' ; elle ne le brûle qu'imparfaitement, puisqu'au lieu de donner de Tacide carbonique et de l'eau, elle fournit de l'alcool. L'énergie développée est, pour toutes ces raisons, beaucoup moins considérable; aussi, pour assurer le fonctionnement de sa cellule, la levure est-elle obligée de consommer une masse énorme d'aliments, alin de compenser la petite quantité d'énergie mise par eux en liberté. Pour la mère du vinaigre, la fixation de l'oxygène sur l'alcool et la combustion totale de ce dernier sembleraient devoir la mettre au même niveau que les animaux supérieurs; mais, tandis que ceux-ci décomposent des édifices moléculaires compliqués, dont la destruction libère une grande quantité d'énergie, le mycoderme s'adresse à l'alcool, un des corps les plus simples de la chimie organique. Le microbe compense ce faible rendement par la destruction.d'un poids considérable de substance nutritive.

En résumé, les faits ne nous montrent aucune différence spécifique entre les ferments et les autres êtres. Ce qui précède caractérise les ferments comme des organismes comparables à un moteur hydraulique qui, fonctionnant avec une très faible chute, exige, pour produire un travail donné, une grande quantité d'eau. Les fermentations sont des décompositions chimiques de faible chute, s'exen;ant sur une grande masse de matériaux.

La propriété fermentative n'est pas inhérente à une classe do cellules; elle est fonction des conditions physiologiques. La levure de bière cultivée dans un milieu où l'air pénètre en abondance, consomme beaucoup moins de sucre, le brûle complètement et ne fournit plus que des traces d'alcool. Inversement, des cellules très diverses (moisissures, fruits), privées d'oxygène, fournissent de l'alcool ; on en retire aussi de^ organes des vertébrés qui ont succombé à l'asphyxie. Le pouvoir fermentatif esl donc la résultante des conditions de la vie : il s'exalle chez certaines cellules, il passe presque inaperçu

chez quelques autres, il est probablement commun à toutes.

Les généralités qui précèdent ont mis à leur véritable place les phénomènes fermentatifs et nous pourrions aborder l'étude des fermentations particulières, si nous n'avions pas à compter avec des fermentations qui sVxercent en dehors du contacl direct de tout élre vivant, au moins tle ceux que nous connaissons. Une multitude de cellules (moisissures, ferments, végétaux et animaux supérieurs) communi(juenl au milieu licjuide qui les entoure ou les pénètre la propriété d'accomplir des réactions chimiques. (Test ainsi (jue Feau de levure, privée de globules, dédouble la saccharose, Tinterverlit et la transforme en glucose et lévulose ; la macération aqueuse de Famande atliique Tamygdaline ; le liquide de culture d'un microbe étudié par MuscuLus transforme l'urée en carbonate d'ammoniaque ; une autre liqueur préparée avec l'orge germé donne de la maltose et de la dextrine aux dépens de l'amidon ; diverses macérations microbiennes, toujours après séparation complète des éléments figurés, coagulent la caséine, etc., etc. Le suc gastrique, le suc pancréatique manifestent des réactions de cet ordre ; ils dissolvent l'albumine, puis la peptonisent. Lès hqueurs qui présentent ces particularités singulières, quand on les additionne d'un excès d'alcool, fournissent des précipités; ceux-ci, traités par l'eau, donnent des solutions jouissant de la même propriété fermentative que la liqueur mère. On a désigné sous le nom de diastaseSj d'enzymes, de fermenta solubleSy les corps ainsi précipi tables par l'alcool et en qui semble résider le pouvoir fermentatif.

Actuellement, nous ne connaissons pas mieux les ferments solubles qu'on ne connaissait les ferments figurés avant les travaux de Pasteur. Il n'est pas sûr d'ailleurs que ces fermentations soient d'ordre purement cliimique : il y a une telle ressemblance entre l'action des divers agents sur les ferments solubles et figurés (température, anlisepliques), ils offrent si bien, les uns et les autres, ce caractère de disproi>ortionnalité entre le poids de l'agent fermentaleur et le poids des produits fermentes, qu'on peut se demander si les ferments solubles ne participent pas des phénomènes de la vie. Rien n'empéclie de

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le penser, bien que vie et solubilité nous paraissent, pour le présent du moins, des termes peu compatibles.

§ i. — Fermentations par les ferments figures

C'est Cag.mard-Latour qui le premier, en 1836, a constaté la véritable nature du ferment le plus anciennement et le mieux connu, la levure de bière ; mais c'est à Pasteur que la science est redevable de toutes les découvertes fondamentales, de toutes les idées directrices.

1° Composition chimique et nutrition des ferments. —

Les êtres qu'on désigne sous le nom de ferments sont monocellulaires, tantôt isolés, tantôt groupés sous forme de couples, ou rangés en séries linéaires, irrégulières, comprenant un plus ou moins grand nombre d'individus. Quelques-uns, rattachés par les naturalistes au groupe des champignons, sont de dimensions relativement considérables (14 {x et plus) : ce sont les levures. D'autres ferments sont beaucoup plus petits (1 fx, 0,5 fx) : ce sont les bactéries ou microôe*, dont la place n'est pas bien fixée dans les classifications naturelles. Suivant la forme des bactéries, on les désigne sous les noms de coccij bâtonnets, bacilles, etc. La morphologie, d'ailleurs très variable, de ces êtres n'est qu'un élément tout à fait secondaire, ainsi que l'ont établi Guignard et Gharrin dans leur travail classique sur la morphologie du bacille pyocyanique.

Les ferments ont été soumis à l'analyse immédiate, qui y a démontré la présence des album inoïdes, des nucléines, des peptones, peut-être des lécithines, de la cholestérine, des graisses, de la cellulose et d'autres hydrates de carbone, des ' sels, parmi lesquels dominent l'acide phosphorique et la potasse, à côté d'un peu de soufre, de chaux, de soude, de magnésie, de silice et de fer. Le tout en solution ou en suspension dans 65 à 90 p. 100 d'eau.

On trouvera ci-dessous quelques renseignements sur la composition chimique élémentaire, calculée à l'état sec, de plu-

sieurs ferments : A^ levure; B, bacille de la tuberculose C, bacille de rérythème noueux :