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Etude Structurale et Dynamique de Solutions de Sucre Confinées

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par Gérald LELONG
Université d'Orléans - Thèse 2007
  

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1.4.2.2. Vitrification

L'autre interprétation, proposée par Green et Angell11, se base sur le fait que les sucres présentent une température de transition vitreuse anormalement élevée et qu'ils sont de très bons formateurs de verre. Il est ainsi postulé que, dans des cas quasi-anhydres, la grande viscosité du liquide membranaire et son impossibilité à cristalliser joueraient un rôle important dans le maintien de l'intégrité fonctionnelle et structurale des organismes plongés dans un état d'anhydrobiose.

Lorsqu'un liquide est refroidi, sa viscosité augmente. S'il est refroidi suffisamment rapidement, comme dans le cas d'une trempe, la viscosité va devenir si importante que l'arrangement moléculaire dans le liquide en sera d'autant plus ralenti. Les dynamiques de nucléation et de croissance du cristal sont devenues tellement lentes, que la cristallisation n'a pas le temps de s'établir. Le liquide se fige alors dans un état métastable sous la forme d'une phase vitreuse selon un processus appelé vitrification. Une solution est dite vitrifiée lorsque sa viscosité est supérieure à 1014 Pa.s.* Avec l'augmentation en concentration du soluté, la diminution du stress imposé aux membranes ne peut se produire que si les solutés ne cristallisent pas, autrement dit si le liquide membranaire est vitrifié. Les sucres connus pour être de très bons formateurs de verre, vitrifient dans l'espace intermembranaire et évitent ainsi la fusion des couches phospholipidiques.60,61

Toutes les hypothèses citées précédemment ne sont valides que dans des gammes d'hydratation ou de température données, et les théories invoquées pour de faibles déshydratations4,24,27,28,29,30,31,50 ne permettent pas d'expliquer à elles seules les phénomènes agissant pour des pertes en eau beaucoup plus importantes et inversement. Vu sous cet angle, aucune de ces théories prises individuellement ne permet d'expliquer de manière globale et satisfaisante les processus à l'origine du phénomène d'anhydrobiose. Néanmoins, il est facilement imaginable que plusieurs de ces hypothèses se déroulent simultanément, générant ainsi des couplages multiples dans les systèmes macromolécules-sucres-ionseau, des couplages/interactions qui sont étudiées à ce jour séparément à travers des mélanges binaires ou ternaires. Mais toutes ces études sont une première pierre à l'édifice, et la compréhension de systèmes aussi complexes nécessite, au préalable, des études détaillées de modèles simplifiés, sans tenir compte, à ce stade, de tous les constituants et de toutes les interactions.

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