SÉCRÉTIONS ET EXCRÉTIONS : DIASTASES, TOXINES, PTOMAÏNES

Liquides ou solides, les aliments ne se trouvent (pie rarement sous une forme directement assimilable; presque tous doivent suliir des modifications et des changements profonds. Chez les micro-organismes, comme chez les êtres plus élevés, la transformation des substances azotées et hydrocarbonées s'opère par l'action de diverses diaslases, ou ferments solubles, qui ne se distinguent pas par des caractères essentiels des diastasos produites par les autres êtres vivants.

La plupart des diastases actuellement connues sont des ferments hydrolysanls. Mais il existe aussi, comme on sait, des diastases oxydantes, signalées d'abord par G. Bertrand chez les plantes supérieures, étudiées ensuite par lui et par E. Bourquelot chez les Champignons, et dont Abelous et Biarnès croient aussi pouvoir admettre la présence chez les animaux. Un ferment analogue aux lipases de Hanriot a été trouvé par G. Camus et par E. Gérard dans le PenirUl'mm.

Si le fait avancé récemment par Buchner reçoit confirmation, la levure produirait une diastase alcoolique, capable de donner, dans une solution de sucre, en dehors de la cellule elle-même, de l'alcool et de l'acide carbonique. Un chapitre nouveau, plein dïntérêt, s'ouvrirait ainsi dans l'histoire des diastases.

Dans l'état actuel de nos connaissances, on doit admettre que les diastases ont chacune son autonomie et son action spécifique. Pour expliquer cette propriété, E. Fischer a émis l'hypothèse que chaque diastase a une structure moléculaire qui se rattache à la structure moléculaire du corps sur lequel elle agit, de même qu'une serrure a sa clef dont la forme doit être en rapport avec la structure de la serrure qu'elle doit ouvrir. L'hypothèse est ingénieuse, mais nos connaissances sur la constitution des diastases ne permettent pas encore d'en apprécier la valeur.

La production des diastases est simultanée ou successive, suivant le genre d'alimentation; et, quoique l'énoncé n'en soit pas exact d'une façon absolue. on peut dire qu'un organisme ne sécrète que la diastase ou les diastases dont il a besoin : c'est un fait d'adaptation physiologique.

Pour assimiler le sucre de canne, un animal, une betterave ou une canne à sucre sécrètent, comme on sait, de linvertine, qui le transforme en glucose et lévulose. Parmi les Champignons inférieurs, la levure de bière et diverses moisissures produisent de même en abondance de linvertine ou sucrase, qui hydrate et dédouble le sucre. On peut remarquer, toutefois, que les levures n'ont pas toutes la propriété d'excréter le ferment inversif, car Roux a obsen'é un petit Saccharomyces qui fait fermenter très activement le glucose sans agir sur le sucre de canne ou la maltose. Hansen a fait une observation analogue sur le Monilia candida, qui semble se nourrir directement de saccharose. Mais Lindner et Fischer ont montré qu'en triturant celte moisissure avec du sable pour en briser les cellules on pouvait en extraire le ferment inversif du sucre de canne.

Une même moisissure peut sécréter plusieurs ferments, suivant ses besoins et suivant la nature de l'aliment. Bourquelot a montré que Y \UpergiUus et le Pénicillium, cultivés sur liquide Raulin, nen fournis.sent pas moins de cinq : l'amylase, l'inulase, la sucrase, la tréhalase et la maltase, puisque le mélange des ferments que l'on retire de la culture saccharifie l'amidon et Tinuline,

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(létlouble le sucre de canne, la Iréhalose eL la niallose. V Aspergillus produirait en outre une petite quantiL(3 d'émulsine. I)(; môme, VEurotiopsis Gayonl, pourrait, d'après Laborde, -suivant la nalui-e de son alimentation, fournir cin(( diastases diiïerentes. Duclaux avait vu aussi <pu', dans certaines conditions de culture, le Pénicillium peut sécréter de la présure et de la trypsine, ferments solubles des matières albuminoïdes. La levure de bière elle-même peut vivre aux dépens d'autres aliments (pie les sucres dits fermentescibles; elle peut devenir un agent de décom[)osilion des matières albuminoïdes et sécréter, par exemple dans le lait, une diastase rendant la caséine assimilable et capable de lui fournir l'azote.

Les Bactéries ne se comportent })as autrement que les Champignons inférieurs. Le Bacillus butyriciis, le Leuconostoc de la gomme de sucrerie, le Bacillus subdlis sécrètent de la sucrase, et il est certain que beaucoup d'autres espèces possèdent la même propriété. L'amylase est également fournie par le Bacillus butyricus, qui attaque les grains d'amidon de certaines plantes et respecte ceux d'autres plantes.

Plusieurs microbes de l'intestin saccharifient l'amidon à l'état d'empois. Le Bacille amylozyme de Perdrix transforme directement la fécule de pomme de terre, mélangée à l'eau, en sucre fermentescible, qu'il détruit en donnant principalement les alcools éthylique et amylique. Selon toute vraisemblance, le Bacillus butyricus, qui se montre l'agent le plus actif du rouissage, en détruisant les parenchymes et en isolant les tissus lignifiés et subérifîés, qui résistent à son action, sécrète une cellulase. Son rôle n'est pas moins important dans la digestion des tissus végétaux par les animaux herbivores, dans la panse desquels il pullule en attaquant la cellulose. Il semble qu'aux époques géologiques des Bactéries analogues, signalées d'abord par Van Tieghem et étudiées récemment plus en détail par Renaut, ont joué un rôle considérable dans la destruction des végétaux et la formation de la houille.

Les matières albuminoïdes, en s'hydratant, fournissent des produits dialysables, non coagulables par la chaleur, qu'on désigne en général sous le nom de peptones. La propriété de transformer les albuminoïdes en peptones appartient à un très grand nombre de Bactéries ; elle est surtout marquée chez les espèces qui déterminent les putréfactions et elle s'accomplit évidemment sous l'influence de diastases.

La liquéfaction de la gélatine relève d'une action analogue. Rietsch est parvenu à isoler un ferment chez toutes les espèces liquéfiant la gélatine qu'il a examinées ; il n'en a pas trouvé chez celles qui ne la liquéfient pas [Bacillus tuberci{losis, B. typhicus, etc.). Comme la liquéfaction se fait d'ordinaire en milieu alcalin, il y a lieu de penser que le ferment est plutôt voisin de la trypsine que de la pepsine.

Les Tyrotlirix étudiés par Duclaux coagulent le lait en sécrétant de la présure, puis ils peptonisent la caséine à l'aide de la trypsine ou caséase; ce sont les agents de la fabrication des fromages. Bon nombre d'espèces bactériennes des plus diverses produisent de même un ferment qui agit comme la trypsine; tels sont les Bacillus prodigiosus, B. subtilis, B. megathemmu B. pyocyaneus, B. anthracis, B. butyricus, Phoiobacterium indicu)iK Ph. luminosuin, etc.

Comme chez les moisissures, une même espèce peut sécréter des diastases différentes : le Bacillus mesento-icus vulgatus en est un exemple frappant.

[L. GVIGNARD'^

Vignal a montré, en ofTot,"que ce microbe esl capal)le <lc produire : djins une solution de peplone, amylasc et sucrase; dans le bouillon de veau neutralisé, outre ces deux diastases, présure et cellulase; dans le lait, présure et caséase; sur pomme de terre crue, cellulase, amylase, sucrase. Si Ton ajoute de Tamidon ou du sucre de canne à la joeptone ou au bouillon, il sécrète plus d'amylase et de sucrase (pi'en l'absence de ces deux substances. De même, on peut faire produire au JhtcUlus hiili/ricus cinq diastases diflerentes, suivant la nature de l'aliment hydrocarboné ou azoté.

Enfin, Ton sait que certains corps résiduels, produits par l'organisme animal, subissent également l'action des diastases microbiennes. La transformation de l'urée en carbonate d'ammoniaque se produit, comme l'ont montré Musculus, Pasteur et Joubert, sous l'influence d'une diastase sécrétée par le Micrococcui nreœ. Après les observations de Van Tieghem sur cette Bactérie, Miquel a constaté que plusieurs microcoques et un assez grand nombre de bacilles peuvent également sécréter de l'uréase. L'une des espèces qu'il a étudiées s'est montrée capable de produire, en une heure, dans un milieu approprié, une ([uantité d'uréase suffisante pour transformer en carbonate d'ammoniaque 60 à 80 grammes d'urée ! Cette diastase se distingue des autres par la facilité avec laquelle elle s'altère et se détruit en quelques heures à la température de 50\ au contact de l'air. L'urée est de même énergiquement décomposée par le Sarcina pulmonum et le S. Hansenii.

Outre ces diastases, dont le rôle est direct dans la nutrition, il est d'autres produits qui résultent de la vie de l'espèce et qui paraissent ne devoir plus rentrer dans le courant vital. Ils s'accumulent dans les milieux de culture, ou restent plus ou moins complètement dans le corps du microbe, et représentent jusqu'à un certain point les produits d'excrétion des êtres supérieurs. Ce sont eux qui déterminent, en tout ou en partie, l'action physiologique spéciale de telle ou telle Bactérie.

Ces produits peuvent se répartir en deux groupes. L'un comprend des substances assez voisines, par leur composition et leurs réactions, des peptones et des diastases : ce sont les albumoses, toxalbumines ou toxines. L'autre est représenté par des composés moins complexes, mieux définis, parfois crislallisables, doués de propriétés alcaloïdiques : ce sont les ptomaïnes.

L'analogie qu'on observe, dans la composition élémentaire et les réactions chimiques, entre les matières protéiques et les toxalbumines a fait admettre que ces dernières doivent dériver directement des matières albuminoïdes que le microbe trouve dans le milieu où il se développe. Cependant, l'expérience bien connue par laquelle Pasteur a prouvé que la cellule de la levure de bière a le pouvoir de fabriquer synthétiquement de la matière albuminoïde, dans un milieu qui en est totalement exempt, suffisait presque à montrer que la cellule bactérienne doit posséder la même propriété, et, par suite, est capable de fabriquer aussi bien des toxines que de la substance protoplasmique. C'est ce que des recherches récentes ont établi.

La production des toxines varie nécessairement, pour une même espèce microbienne, suivant les milieux, les conditions et l'âge de la culture. Par là s'expliquent en partie les différences dans les propriétés des principes actifs retirés par divers expérimentateurs des cultures d'un même microbe, dilTérences qui peuvent tenir encore aux procédés d'extraction.

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L'histoire des toxines et des ptomaïiies d'origine niicrohienne devant être exposée dans nn chapitre spécial de ce tiaih', nous n ;nons pas à rappeler ici les nombreuses recherches dont elles ont été rohjel. 11 nous suffira de faire rcmai-quer que la plu[)art des toxines se rapprocluuit surtout des diastascs par leurs principales propriétés, telles que l'insolubilité dans l'alcool fort, la destruction à vnie température voisine de celle (|ui supprime raclivilc' des diastascs, l'altération à l'air et à la lumière, le faible pouvoir dialysable, la façon dont elles se comportent souvent à la filtration sur porcelaine, l'entraînement par certains précipités minéraux formés dans les liquides f[ui les renferment.

Toutefois, ce rapprochement ne vise point une communauté d'action chimique avec les diastascs, en ce sens que cette action n'est pas la môme, par exemple sur l'albumine, la fibrine, le sucre, que certaines diastascs digèrent ou intervertissent. On a d'ailleurs signalé dans certains cas, tel que celui du microbe du tétanos cultivé sur gélatine, à côté de la toxine spécifique, une diastase analogue à la trypsine, dont la présence n'a rien d'étonnant après ce qui a été dit dans les pages précédentes. D'ailleurs, la nature et la constitution des diastascs, même les plus étudiées, nous sont encore totalement inconnues. Leur action nous semble inséparable d'une substance azotée, amorphe, très voisine des corps protéiques; mais rien ne prouve qu'il n'en puisse être autrement.

Ce qu'on sait des toxines microbiennes, c'est que leur effet toxique, toujours moindre que celui de la Bactérie vivante, peut cependant être très puissant. Certaines ont une action qui rappelle beaucoup celle du venin des serpents, dont les principes actifs se rangent dans la même catégorie. Comme les diastascs et les venins, elles exercent, sous un poids très minime, une action rapide et spécifique. Les matières alburainoïdes ne se comportent pas de la sorte ; elles n'offrent pas cette disproportion entre la cause et l'efTet, qui caractérise les diastascs et les poisons.