Faculte de Medecine Departement de Pharmacie Mme SENOUCI S
Physiologie digestive I-Introduction La digestion est la fonction qui permet de dégrader les aliments en éléments simples qui seront, après absorption digestive, utilisés soit pour leur pouvoir énergétique,comme éléments de base de construction Le tube digestif : c’est l’ensemble des cavités segmentées par des sphincters. Il est constitué par : • La cavité buccale. • L’oesophage : un conduit long qui possède un sphincter supérieur (épaississement musculaire), et l’autre inferieur (virtuel mais fonctionnel, créé grâce à la pression exercée sur l’oesophage par le diaphragme). • L’estomac : en forme de J. C’est une chambre de digestion des aliments. • L’intestin grêle : Duodénum, Jéjunum et Iléon. • Colon. • Rectum. Les organes annexés (glandes) : Les glandes salivaires (salive participe à la dégradation chimique des aliments) Les pancréas : glande mixte, organe spongieux situé sous l’estomac, enclavé dans le duodénum • Sécrétion endocrine • Sécrétion exocrine Le foie (synthèse de la bile) La bile : synthétisée par le foie et stockée dans la vésicule biliaire (digestion des lipides spécifiquement).
Les fonctions de l’appareil digestif : -La digestion : dégradation des aliments : Amidon → sucres simples Protéines → Acides aminés (AA) Lipides → Acides gras (AG) -La sécrétion -L’absorption : c’est le passage des aliments vers la circulation sanguine ou lymphatique pour passer vers les cellules. -La motricité : Le tube digestif est en mouvement permanant (24H/24H). En période digestive, La motricité serve à mélanger les aliments avec les sécrétions, de favoriser un
contact étroit des aliments avec la lumière intestinale, et à conséquent l’absorption.
II-Les phénomènes digestifs De la bouche à l’anus, la nourriture subit de multiples transformations chimiques et mécaniques. Ces modifications peuvent être divisées en 3 phases selon le lieu (l’organe) où les aliments sont transformés en nutriments : · La phase buccale et oesophagienne · La phase gastrique · La phase intestinale Ces organes jouent des rôles particuliers dans de la digestion des aliments grâce à leurs mouvements et sécrétions respectifs.
III- La phase buccale et œsophagienne La phase buccale 02 Fonctions Fonction mécanique : la mastication Fonction sécrétoire : salivation
a-Mastication : Le terme mastication désigne l'action de mâcher, de broyer les aliments à l'aide des dents. La mastication constitue le premier temps de la fonction nutritionnelle, elle assure la réduction des aliments par l’action chimique de la salive et mécanique des dents en un bol alimentaire prêt à être dégluti. Elle fait intervenir les arcades dentaires et les maxillaires respectifs, les muscles masticateurs L’ensemble des mouvements volontaires de la mâchoire, de la langue, et des joues qui entraîne la dilacération des aliments. Les aliments sont broyés et ramollis La masse alimentaire mastiquée constitue le bol alimentaire qui traverse le pharynx grâce à une contraction à contrôle volontaire b-Salivation: La salive primitive formée par les acini a une composition électrolytique proche de celle du plasma Dans les canaux excréteurs il y a réabsorption active de Na+ et sécrétion active de bicarbonates
(HCO3-) et de potassium (K+)Les canaux excréteurs sont peu perméables à l’eau et les échanges ioniques (réabsorption active Na+) aboutissent à la formation d’un liquide hypotonique par rapport au plasma (30 à 300m/Osm/L selon le débit de sécrétion). Elle est composée à 99 % d’eau. Le 1 % restant est représenté par des constituants organiques et inorganiques
Representation schematique de l'organisation microvasculaire autour de l'axe secreteur salivaire avec les principaux sites d'echange.⁽⁵⁹⁾ 1. Reseau capillaire entourant les cellules acineuses ; 2. reseau capillaire entourant les canaux (surtout intralobulaires ou stries) ; 3. sang arteriel ; 4. sang veineux ; 5. uree ; 6. acides amines ; 7. modifications secondaires ; 8. glucose ; 9. salive. Na + : sodium ; Cl- : chlore ; K+ : potassium ; HCO3 - : bicarbonate
- Composition chimique hydrolytique ou hydrominerale : 98 % de la sécrétion salivaire c’est de l’eau dans laquelle les électrolytes sont dissous de façon iso osmolaire par rapport au plasma (Na+, K+, Cl-, Ca+ +). Parmi ces constituants, le sodium, les chlorures et les bicarbonates ont une concentration salivaire inférieure à la concentration plasmatique, à l’inverse du potassium, du calcium, des phosphates, de l’iode et des thiocyanates. Les ions H+ sont responsables du pH salivaire, tamponnés par les ions bicarbonates -Les composants organiques de la salive sont essentiellement des protéines synthétisées dans les cellules acineuses et sécrétées par des mécanismes d’exocytose. Les enzymes salivaires : -L’amylase salivaire est une glycoprotéine de 55kDa. Le lysozyme : petite protéine glycolytique (rôle antiseptique) Les mucines salivaires : -Grosses molécules (>106 kDa) qui donnent à la salive sa viscosité
- sont des glycoprotéines composées de protéines (75 %) et d’hydrates de carbone (25 %). Elles sont sécrétées principalement par les glandes sublinguales et parotides. -Ces mucines confèrent à la salive son pouvoir lubrifiant Les immunoglobulines Les immunoglobulines A côté des immunoglobulines plasmatiques qui passent dans la salive par diffusion (IgA, Ig G et IgM) celle-ci contient également des Ig A sécrétoires. Les Ig A sécrétoires ont un rôle fondamental dans les défenses antibactériennes au niveau du tube digestif
-Rôles de la salive La salive possède quatre fonctions distinctes : digestive, protectrice, excrétrice et endocrinienne. -La salive facilite la formation du bol alimentaire ainsi que la déglutition grâce aux substances lubrifiantes mucilagineuses qu’elle contient. -Elle joue également un rôle dans la gustation en solubilisant les substances sapides, étape indispensable à leur fixation sur les récepteurs gustatifs situés dans les bourgeons du goût. -La fonction digestive proprement dite est assurée par l’amylase sécrétée par les glandes parotides et submandibulaires, les protéases et lipases sécrétées principalement par les glandes linguales séreuses La salive assure également la protection de la muqueuse buccale et des dents. En particulier, les -mucines salivaires, résistantes à la dégradation protéolytique, protègent la muqueuse buccale contre le dessèchement, les substances toxiques et irritantes présentes dans les aliments et les enzymes bactériennes= rôle majeur dans la lubrification des tissus buccaux. -Elles assurent également la lubrification des muqueuses, indispensable aux fonctions de déglutition et de phonation -Les peroxydases complètent l’action des mucines grâce à leur pouvoir antibactérien. -Action anti infectieuse (pH alcalin Lysosyme IgA sécrétoire
c-La déglutition C’est le passage du bol alimentaire de la cavité buccale jusque dans l’estomac. Le bol alimentaire, c’est la quantité d’aliment préparée par l’étape buccale . La déglutition présente 3 étapes : temps buccal (volonté), temps pharyngien et temps oesophagiens, qui sont entièrement réflexes -Temps buccal : Le temps buccal correspond a la phase volontaire. Le contenu intrabuccal est transforme en bolus et collecte dans une dépression de la langue. La cavité orale est alors isolée de l'oropharynx par apposition de la langue sur le palais mou.. Le bolus est propulse par la langue et passe entre les piliers du voile du palais en 0,2 sec -Temps pharyngien Ce temps est réflexe et coordonne par le centre de la déglutition. Il assure le transport des aliments solides, liquides ou de l'air de la cavité buccale à l’œsophage, en garantissant la fermeture de la voie respiratoire à la fois en direction du rhino-pharynx et du larynx, en s'opposant enfin au reflux vers la cavité buccale. Ce deuxième temps implique une fidélité particulière de sa biomécanique : · parce que l'oro-pharynx fait partie aussi bien de la voie respiratoire que de la voie digestive, · parce qu'il constitue le carrefour de croisement de ces deux voies -Le temps œsophagien - Couche musculaire oesophagienne: striée et lisse - Progression du bol alimentaire par des ondes péristaltiques (10 secondes pour atteindre l’estomac).
- Retour de l’épiglote a sa position initiale - Expiration profonde. Ce temps assure le transport des aliments de l'hypopharynx à l'estomac par un mécanisme actif mais involontaire L'etape oesophagienne de la déglutition commence par la relaxation du sphincter supérieur de l'oesophage immédiatement apres le passage des aliments le sphincter se ferme et la glotte s'ouvre et la respiration reprend, une fois dans l'oesophage le bol alimentaire est poussé vers l'estomac par une onde progressive de contraction musculaire qui descend le long de l'oesophage .Ces ondes de contraction de couches musculaires sont dites ondes péristaltiques
Rôles de l’oesophage En plus de leur fonction de propulsion des aliments vers l’estomac, les différentes parties de l’oesophage remplissent des rôles de protection : · Sphincter oesophagien supérieur (SOS) Il protège les voies respiratoires supérieures en empêchant les aliments de s’y introduire. · Corps de l’oesophage Il empêche, grâce aux ondes péristaltiques secondaires, le reflux gastrique de monter dans l’oesophage lorsque le sphincter oesophagien inférieur ne remplit pas adéquatement son rôle de barrière anti-reflux. · Sphincter oesophagien inférieur (SOI) Il a un rôle de barrière antireflux
IV-La phase gastrique L'estomac est une poche d'un volume d'environ 1500cm3 qui a la forme de la lettre j. Les aliments pénètrent dans l'estomac par un orifice toujours ouvert ( le cardia), et passent dans l'intestin par un autre orifice ( le pylore, fermé par un sphincter),
L’estomac peut être divisé en 3 parties fonctionnelles : Région du cardia Située à l’entrée de l’estomac, cette portion sécrète du mucus ce qui favorise le glissement et l’entrée des aliments dans l’estomac. De plus, le cardia prévient le reflux gastrooesophagien Le corps et le fundus Sous l’influence du nerf vague, ils se laissent distendre par l’ingestion des aliments. Puisque la majeure partie du contenu gastrique se trouve au niveau de ces 2 régions, cellules sécrétant le pepsinogène, la lipase gastrique, le facteur intrinsèque ainsi que le HCL. L’antre et le pylore : Ces 2 régions servent de malaxeur le pylore étant riche en cellules de surface, cela lui permet de diminuer l’acidité du chyme qu’il laisse sortir dans le duodénum (protégeant ains la muqueuse intestinale de l’acidité). Histologie: Glandes exocrines de la muqueuse gastrique L’estomac possède plusieurs types de cellules au niveau de l’épithélium de la muqueuse qui présente des invaginations qu’on les appelle : cryptes La muqueuse gastrique contient de très nombreuses glandes exocrines (100 orifices/mm2) -Cellules principales : pepsinogène forme inactive de la pepsine.Cellules bordantes ou pariétales :
sécrète de l’acide chlorhydrique -Cellules à mucus : sécrète du mucus essentiellement au niveau du collet des glandes Selon la prédominance des différents types cellulaires, on distingue 3 zones : -Zone péricardiale : cellules à mucus uniquement Corps : 3 types cellulaires (principales, pariétales et à mucus) -Zone antro-pylorique : cellules principales et à mucus. Glandes endocrines de la muqueuse gastrique -A l’opposé des cellules exocrines qui élaborent la sécrétion externe de l’estomac, les cellules des glandes endocrines déversent leurs produits dans le sang. -Cellules sécrétant la gastrine (cellules G), cellules de forme triangulaire, surtout présentes dans l’antre gastrique. -Cellules à somatostatine (cellule D), ubiquitaire de l’estomac. -Cellules à sérotonine (entérochromaffines), surtout présentes dans le fundus et l’antre gastrique
La sécrétion gastrique : (le suc gastrique) Le suc gastrique est constitué principalement par : la pepsine, le facteur intrinsèque, l’HCl et le mucus. • Le pepsinogène : activé dans un milieu acide, en donnant la pepsine (une endopeptidase c-à-d elle agit au milieu de la chaine peptidique et pas aux extrémités). La sécrétion du pepsinogène est stimulée par le parasympathique qui libère l’ACH responsable à la stimulation des cellules principales qui produisent les pepsinogènes. Ces derniers seront activés par l’HCl en pepsine. • Le facteur intrinsèque : se fixe à la vitamine B12 pour la protéger de la dénaturation du fait de l’acidité gastrique, la transporte au niveau de l’intestin ou elle sera absorbée au niveau de l’iléon (le complexe VitB12 – facteur intrinsèque est stable en pH acide). • Les protéines du plasma. • Les glycoprotéines du mucus : jouent un rôle dans la protection de la muqueuse gastrique. Une couche épaisse du mucus qui va tapisser la muqueuse gastrique, la protège des agressions de l’acidité. • L’HCL par les cellules bordantes. La synthèse de l’HCl par les cellules bordantes : (mécanisme) A partir du CO2 qui provient du sang par la respiration des cellules et l’H2O et en présence de l’anhydrase carbonique, les cellules bordantes forment le bicarbonate HCO3-, plus une libération d’un ion H+. Les bicarbonates passent dans le sang : c’est le système tampon Le proton H+ due à la réaction catalysée par la AC (anhydrase carbonique) sera expulsé de la cellule bordante par une pompe H+/K+ ATPase vers la lumière gastrique en échange avec le K+. Le Cl- sort de la cellule bordante vers la lumière gastrique accompagné par la sortie du K+ (le K+ qui aide à la sortie du H+ par la pompe sera recyclé : il sort dans la lumière avec le Cl- et puis entre dans la cellule bordante par la pompe une autre fois).
Rôle de la sécrétion acide (HCL) gastrique
· · · · ·
Stérilise le contenu gastrique Transforme le pepsinogène en pepsine Débute l’inversion du saccharose Transforme le fer ferreux en fer ferrique Ionise le calcium (absorption facilitée)
Les couches tissulaires du tube digestif De la partie inférieur de l’œsophage jusqu'au canal anal la paroi du tube digestif Possédé une structure uniforme 4 couches de tissus:de l’intérieur vers l’extérieur La muqueuse,la Sous muqueuse, la musculeuse et la séreuse Couche sous muqueuse du tube digestif est formée de T conjonctif qui relie la muqueuse à la musculeuse La musculeuse possède 3 couches de fibres musculaires lisses Une couche externe longitudinale Une couche moyenne circulaire Une couche oblique La séreuse qui enveloppe l'estomac
L'estomac a 3 fonctions : - Fonction motrice : permet le passage des aliments avec les produits de sécrétion. - Fonction sécrétoire exocrine (pepsine, HCL, facteur intrinsèque). - Fonction sécrétoire endocrine (gastrine).
Innervation du système digestif Système nerveux intrinsèque Le système digestif possède un système nerveux intrinsèque appelé système nerveux entérique. Celui-ci se divise en 2 plexus dont les rôles sont en accord avec leur localisation dans la paroi : · Plexus myentérique (ou plexus d’Auerback)Ce plexus est situé entre les couches musculaires longitudinale et circulaire. Il est surtout responsable du contrôle moteur. · Plexus sous -muqueux (ou plexus de Meissner) Celui-ci est situé entre la couche musculaire circulaire et la muqueuse. Il s’occupe surtout des sécrétions gastrointestinales et du débit sanguin local. Ces 2 plexus sont formés de quelques 100 millions de neurones,
Système nerveux extrinsèque Bien que le système nerveux entérique puisse assurer la motilité du tube digestif à lui seul, le système digestif est également sous l’influence des système nerveux vegetatif · SN sympathique La plupart des fibres sympathiques post-ganglionnaires proviennent des ganglions coeliaques ou mésentériques. : il entraîne leur contraction. Le sympathique assure également l’innervation sensitive (douleur) du système digestif. SN parasympathique L’innervation parasympathique est assurée par les nerfs vagues et pelviens. Lorsque le parasympathique est stimulé, cela entraîne une augmentation de l’activité tant motrice que sécrétoire.
V-Les étapes de la digestion 1- la phase céphalique Les nerfs glosso-pharyngien(IX) et facial(VII) stimulent les glandes salivaires : sécrétion de la salive Le nerf vague stimulent les glandes gastriques: sécrétion du suc gastrique 2- la phase gastrique La phase gastrique : • La distension de l’estomac par la présence des aliments stimule les mécanorécepteurs. L’information est véhiculée par les afférences au niveau du centre bulbaire qui va répondre par le vague en stimulant les cellules bordantes et les cellules G. • La présence des peptides dans l’estomac stimule les cellules G. • La diminution du pH en dessous de 3 (pH < 3), stimule les cellules D responsables de la sécrétion de la somatostatine qui inhibe les cellules G et H : réduction de la gastrine, et donc diminution de la sécrétion en HCl, et réduction de l’Histamine. Les particules alimentaires sont propagées et mélangées avec les sécrétions gastriques grâce à
l'action des vagues contractiles qui se propagent du fundus à l'antre et au pylore. La sécrétion gastrique, 2 à 2.5 litres/jour, contient de l'acide chlorhydrique (HCl), un facteur intrinsèque, des enzymes protéolytiques (pepsinogène), une lipase, du mucus. A la fin du temps gastrique, les aliments constituent avec les sécrétions, un mélange semi liquide, le chyme, contenant environ 50% d'eau. L'estomac est normalement vidé en 1 à 4 heures. Ce temps de vidange dépend de la qualité et la quantité des aliments ingérés. Lorsqu’ils sont ingérés seuls, les glucides quittent l'estomac plus rapidement que les protéines et les graisses. A l'entrée et la sortie de l'estomac, des valves préviennent le reflux du contenu gastrique vers l'oesophage et le pharynx, et du duodénum vers l'estomac
Fig: Vidange : rôle du pylore Le péristaltisme débute avec une intensité modérée au niveau du fundus et se termine avec une intensité élevée au niveau du pylore. Il y a 3 ondes / min. Dans le pylore, il tient 30 ml. A chaque contraction il en passe 3 ml. Le reste reflue dans l'estomac
3-La phase intestinale de la digestion L'intestin est divisé en plusieurs segments: le duodénum, le jéjunum et l'iléon. La plupart des phénomènes digestifs sont réalisés dans le duodénum, les autres segments participent principalement à l'absorption des nutriments.C'est deux derniers portions (jéjunum et l'iléon.)sont très vascularisées grâce à l'artère mésentérique supérieure car les besoins sanguins sont très important lors de l'absorption des nutriments, afin de les transporter u reste de l'organisme Le contenu gastrique va passer dans l’intestin. • L’H+ stimule le duodénum pour qu’il sécrète la sécrétine, un peptide qui inhibe las cellules bordantes et donc réduit la sécrétion d’HCl. • La présence des AA et des AG stimule la CCK qui inhibe les cellules bordantes. • La présence des glucides stimule le GIP et le VIP qui inhibent aussi les cellules bordantes. Trois types de sécrétion s’abouchent dans le duodenum ; le chyme alimentaire, la sécrétion pancréatique externe et la sécrétion biliaire Le chyme gastrique acide est éjecté, à travers le pylore, par pulses de quelques millilitres dans le duodénum. Là, le chyme est mélangé avec les sécrétions duodénales, pancréatiques et biliaires.Le chyme traverse l'intestin à une vitesse de 1cm/min et prend 3 à 10 heures pour atteindre la valvule iléocæcale
Sécrétions: L’arrivée du chyme gastrique dans l’intestin provoque la sécrétion de plusieurs substances par différents organes
a) Le foie Le foie est une glande de couleur brune pesant environ 1,5kg; Il est situé dans la cavité abdominale et sa partie supérieure coïncide avec le diaphragme. Il est formé de petits lobes hépatiques qui lui donnent en surface un aspect granuleux. Deux gros vaisseaux conduisent le sang au foie: l'artère hépatique et la veine porte l'artere hepatique (qui vient de l'aorte, et qui se divise en 2 branches : droite et gauche) tout le sang digestif arrive au foie par le veine porte. Une autre veine, la veine suprahépatique, qui débouche dans la veine cave inférieure, permet au sang de sortir du foie -Le foie est constitué de cellules hépatiques épithéliales nommées hépatocytes (60% des cellules) et de cellules du système réticuloendothéliales : les cellules de Kupffer (40% des cellules). -Les pigments biliaires Le principal pigment biliaire est la bilirubine (PM=584). Elle provient de la dégradation de l’hémoglobine par les macrophages du système réticuloendothélial (cellules de Kupffer) avec une production de l’ordre de 300 mg par jour chez l’homme. Le fer et la globine sont recyclés. En revanche, l’hème est transformé en biliverdine qui est réduit en bilirubine. Les pigments biliaires doivent être éliminés et leur accumulation plasmatique conduit à l’ictère b)La vésicule biliaire La vésicule biliaire est une petite bourse d'environ 50 cm3 de volume, située à côté du foie, dans laquelle s'accumule la bile (suc hépatique). Le canal cholédoque déverse la bile dans la partie duodénale de l'intestin grêle. La bile a pour rôle d'émulsionner les graisses. La bile, est sécrétée par le foie, puis collectée et concentrée dans la vésicule biliaire. Elle est excrétée dans le duodénum sous l'action de la chocystokinine, elle même stimulée par la présence de lipides dans le tube digestif. Les sels biliaires, par leurs propriétés émulsifiantes, permettent la digestion et l'absorption des lipides. La bile est une solution acqueuse contenant plusieurs solutés : sels biliaire cholestérol phospholipides bilirubine HCO3 autres électrolytes Le contrôle de la vidange biliaire est triple : · Nerveux : l’acétylcholine est responsable d’une augmentation de la sécrétion biliaire en debit, il contracte la vésicule biliaire et relâche le sphincter d’ODDI. · Hormonal : la sécrétine est responsable d’une sécrétion hydro electrolytique riche en bicarbonates. La CCKPz est hormone kinetique qui assure le meme travail que le nerf vague. Tableau 1 (voir phase intestinale). · L’auto régulation de la sécrétion des acides biliaires dans un cycle enterohepatique
c) Le pancréas Entre l'estomac et le duodénum se trouve le pancréas, une glande de forme allongée dont le rôle est de sécréter le suc pancréatique Le pancréas est constitué de lobules, disposés en grappe autour des canaux excréteurs ; le lobule est l'unité,élémentaire du pancréas, chacun contient du tissu exocrine (=acini) et du tissu endocrine (= ilôts de Langerhans, qui sécrètent l'insuline et le glucagon) Les sécrétions pancréatiques comportent deux composantes: une séreuse (trypsine, chymotrypsine, carboxypolypeptidase, ribonucléase, désoxyribonucléases) et l'autre hydrominérale (eau et bicarbonates). Les enzymes protéolytiques sont sécrétées sous forme de pro enzymes activées par l'entérokinase, sécrétée par la muqueuse intestinale en réponse à la présence du chyme dans la lumière. La sécrétion hydrominérale, sous l'influence de la neutralise l'acidité du chyme. Sécrétine, Le suc pancréatique contient beaucoup d’ions HCO3 ce qui permet de neutraliser, avec l’aide de la bile et des sécrétions intestinales, le pH duodénal rendu acide par le contenu gastrique. Il contient également plusieurs enzymes agissant sur les différentes composantes d’un repas L'arrivée de la bile dans le duodénum par le canal cholédoque et le suc pancréatique pa le canal de wirsung (pancréatique) Procolipase
Colipase
Trypsine Lipase active
Lipase inactive
Triglycerides
Acides gras + 2 mono glycerides
Fig: L'hydrolyse des lipides par le suc pancréatique Trypsinogene
Trypsine Enteropeptidase
Chymotrypsinogene Polypeptides
Chymotrypsine Protéines
Acides aminés
Fig: L'hydrolyse des protéines par le suc pancréatique et intestinal.
FigL'arrivée de la bile dans le duodénum par le canal cholédoque et le suc pancréatique pa le canal de wirsung (pancréatique)