Les schémas du chapitre 3 vous seront donnés au fur et à mesure de l'avancé du cours en version papier.

Pôle Fonctions de nutrition

Chapitre 3 : Organisation et fonction de l’appareil digestif

L’appareil digestif est essentiel au maintien de la vie parce que c’est lui qui, à partir des aliments bruts, fabrique les matières premières qui joueront le rôle de matériaux structuraux et de source d’énergie de notre organisme. En particulier, le système digestif reçoit la nourriture et la dégrade en molécules capable de passer au travers de la barrière intestinale et de rejoindre le sang où elles seront utilisées. L’appareil digestif assure donc la transformation des aliments en nutriments puis l’absorption de ces derniers dans la circulation sanguine et l’élimination des résidus non digestibles qui n’ont pas été absorbés.

Problématique : Quels sont les organes qui composent l’appareil digestif? Comment cette organisation permet-elle la digestion des aliments en nutriments ? Quels troubles de la digestion existent-ils ?

                                I.           Anatomie et histologie du système digestif

Le système digestif est composé du tube digestif et de glandes annexes.

I-1 Anatomie du tube digestif

Le tube digestif est la voie continue où circule la nourriture (les aliments) pour être digéré puis absorbé (de la bouche à l’anus). Les aliments passent d’organes en organes dans l’ordre suivant :

1.       La cavité buccale = la bouche (bucco-)

2.       Le pharynx (pharyngo-)

3.       L’œsophage (œsophago-)

4.       L’estomac (gastro-) : délimité par deux sphincters (= système musculaire circulaire opérant l’ouverture et la fermeture d’un orifice) : en amont par le cardia et en aval par le pylore

5.       L’intestin grêle : constitué du duodénum (duéodéno-), du jéjunum (jéjuno-) et de l’iléon (iléo-).

6.       Le gros intestin : constitué du caecum, du côlon (colo-), du rectum (recto-) et du canal anal (ano- ou procto-)

Voir Schéma papier et fiche synthèse.

I-2 Anatomie des glandes digestives

En parallèle du tube digestif, les organes glandulaires encore appelés glandes annexes produisent des sécrétions libérées dans le tube digestif permettant ainsi la digestion chimique des aliments en nutriments. Ces glandes annexes sont composées de :

·         Trois paires de glandes salivaires : parotides, sublinguales, sous-maxillaires. Elles permettent la confection de la salive au niveau de la bouche.

·         Le foie : il permet la production de la bile qu’il déverse dans le conduit hépatique commun. La bile est alors stockée dans la vésicule biliaire avant d’être finalement déversée par le conduit cystique puis le canal cholédoque au niveau de l’ampoule hépato-pancréatique (= ampoule de Vater) dans le duodénum.

·         Le pancréas : il permet la production du suc pancréatique. Ce suc pancréatique est déversé par le conduit pancréatique qui fusionne avec le canal cholédoque. Il est donc déversé également par l’ampoule hépatopancréatique dans le duodénum.

I-3 Histologie de la paroi digestive

I-3-1 Organisation générale

·         Observation microscopique

Le tube digestif est composé de 4 couches superposés : de la lumière du TD vers l’extérieur :

·         La muqueuse

o    Epithélium

o    Corion : circulation sanguine et lymphatique

o    Couche musculaire

·         La sous-muqueuse

·         La musculeuse (péristaltisme)

o    Couche externe

o    Couche interne

·         L’adventice (séreuse)

o    Tissu conjonctif

o    Feuillet viscéral du péritoine (abdomen)

I-3-2 Histologie de l’intestin grêle

L’intestin grêle possède une structure particulière qui lui permet d’assurer sa fonction d’échange.

·         Les replis macroscopiques = plis circulaires, valvules conniventes constituent un premier niveau de repliement.

·         Les villosités intestinales comprennent chacune un vaisseau chylifère (lymphe) et un réseau capillaire sanguin. Chaque villosité est constituée d’un épithélium unistratifié formé d’entérocytes = cellules prismatiques à microvillosités, de cellules mucipares sécrétrices de mucus.

·         Les microvillosités sont de minuscules (1µm) replis formées par la membrane plasmique des cellules de la muqueuse.

L’ensemble de ces structures permet d’augmenter considérablement  l’espace d’échange.

I4- Exploration anatomique et histologique du système digestif : la fibroscopie

La fibroscopie est une technique d’imagerie médicale permettant l’exploration anatomique et histologique d’une cavité à l’aide d’un fibroscope.

Voir fiche technique

                  II.Physiologie de l’appareil digestif

Exercice :

Dans un premier temps, on donne un repas riche en protéines à un chien. Puis on effectue à différents niveaux du tube digestif des prélèvements grâce à une sonde. Dans chaque prélèvement, la présence de protéines, peptides et acides aminés est dosée. Les résultats obtenus sont récapitulés dans le tableau ci-dessous.

Molécules	Taille en nm	Bouche	Estomac	Intestin grêle
Protéines	76	+++	+	-
Peptides	2 à 15	-	++	-
Acides aminés	0.8	-	-	+++

1.       Expliquer simplement la structure d’une protéine et d’un peptide.

2.       Analyser et interpréter les résultats présentés dans le tableau ci-dessus.

3.       Définir la notion de digestion.

L’appareil digestif a pour rôle de digérer les aliments. La digestion est l’ensemble des phénomènes aboutissant à la simplification moléculaire des aliments. Après ingestion (=introduction de nourriture dans le TD), deux types de phénomènes interviennent lors de la digestion : des phénomènes mécaniques et des phénomènes chimiques.

II1- Phénomènes mécaniques

La digestion mécanique est la préparation physique de la nourriture à la digestion chimique. Elle comprend :

·         La mastication par les dents. L’agglomérat obtenu est humidifié par la salive. On obtient alors le bol alimentaire

·         La propulsion = déplacement de la nourriture dans le tube digestif. Elle comprend

o    La déglutition : passage de la bouche jusqu’à l’œsophage

o    Le péristaltisme : ondes successives de contraction et de relâchement des muscles des parois des organes du tube digestif. Il s’agit des phénomènes involontaires.

·         Le brassage gastrique : la contraction circulaire de l’estomac pousse les aliments jusqu’à l’extrémité basse fermée par le pylore. Le pylore laisse passer de temps à autre un petit jet d’aliments dans le duodénum. Le bol alimentaire est mélangé au suc gastrique par ce pétrissage. On obtient le chyme.

·         Au niveau de l’intestin grêle le chyme subit plusieurs types de modification ce qui aboutit à la formation de chyle.

o    La segmentation : contraction rythmique et locale.

o    Le péristaltisme :

o    Les mouvements pendulaires des anses

·         Au niveau du gros intestin des phénomènes de brassage et de péristaltisme ont lieu. Cela aboutit à un phénomène de propulsion

·         Au niveau de l’anus : évacuation hors de l’organisme par l’anus des substances non absorbées ou non digestibles sous forme de selles = défécation.

II-2 Phénomènes chimiques

En parallèle à la digestion mécanique, des phénomènes chimiques participent à la simplification moléculaire.

II-2-1 Les enzymes

La digestion chimique est assurée par les nombreuses enzymes présentes dans les sécrétions digestives.

Les enzymes sont des catalyseurs biologiques c’est-à-dire qu’elles accélèrent la vitesse de réaction biochimique. Les enzymes digestives catalysent des réactions d’hydrolyse.

Substrat + H₂O = produits

Le nom des enzymes digestives est composée ainsi : radical du substrat-ase ; sauf pour la pepsine, trypsine, chymotrypsine et pancréatine.

Les enzymes sont des protéines donc elles coagulent par chauffage. Ainsi lorsqu’elles sont bouillies, elles deviennent inactives. Elles sont dénaturées.

Une enzyme agit sur un substrat donné dans des conditions optimales de pH et de température.

II-2-2 La digestion chimique des biomolécules

La digestion chimique est donc une série de processus cataboliques : les polymères sont dégradés en monomères grâce aux enzymes. Ces enzymes sont sécrétées par diverses glandes et déversées à différents niveaux du TD.

Remplir le tableau p 222-221

L’action de la bile (émulsion de lipides) favorise l’action de la lipase pancréatique. En effet la formation de microgouttelettes de lipides augmente la surface de contact entre les lipides et la lipase pancréatique.

Bilan digestion chimique

A replacer sur votre schéma bilan :

Suc	Glandes	Lieu d’action	Contenu du tube digestif
Salive	Glande salivaire	Cavité buccale	Bol alimentaire
Gastrique	Estomac (cellules spécialisées)	Estomac	Chyme
Bile	Foie	Intestin grêle	Chyle
Suc pancréatique	Pancréas	intestin grêle	Chyle
Suc intestinal	Intestin grêle (cellules spécialisées)	intestin grêle	Chyle

II3- Histologie physiologique de l’appareil digestif : L’examen de transit oesogastroduodénal

Le transit œso-gastro-duodénal (T.O.G.D.) est un examen radiologique classique qui permet de mettre en évidence des lésions de la paroi des organes étudiés. Il s’agit d’un examen radiographique avec traitement baryté. L'examen comporte une étude dynamique, qui consiste à suivre la progression de la baryte sur un écran de radioscopie, et une étude statique, qui consiste à prendre des clichés radiographiques à intervalles réguliers.

Cet examen est réalisé dans le cas d’une sténose par exemple. Sténose = Rétrécissement pathologique du calibre d'un des organes de la digestion

               III. Pathologie associée à la physiologie du système digestif : étude d’un déficit enzymatique

Les troubles de la digestion sont nombreux et variés. On s’intéresse ici aux troubles lié au déficit = absence ou dysfonctionnement d’une enzyme. Prenons l’exemple de l’intolérance au lactose.

L’intolérance au lactose est un déficit en lactase (enzyme nécessaire à la digestion du lactose). Il s’agit d’une enzymopathie intestinale. Le lactose, disaccharide présent dans le lait et ses dérivés est digéré en glucose et galactose par la présence en quantité suffisante d’une enzyme : la lactase intestinale.

III-1 Manifestations cliniques

En cas d’intolérance au lactose, le lactose passe dans l’intestin sans avoir été digéré. Il est alors métabolisé par les bactéries intestinales, ce qui entraine la production d’acides organiques et l’apparition d’une diarrhée par augmentation du péristaltisme colique.

On observe également des troubles gastro-intestinaux : ballonnements, diarrhées, douleurs abdominales, crampes abdominales, vomissements (surtout chez l’enfant), constipation.

III-2 Causes

Les causes de l’intolérance au lactose sont diverses :

·         le déficit congénital en lactase (alactasie totale rare) est l’incapacité de l’organisme à synthétiser le lactose ;

·         le déficit primaire ou acquis en lactase (cause la plus répandue) est la diminution de l’activité lactasique (= hypolactasie). Elle est génétiquement programmée et physiologique dans de nombreuses populations ; l’âge auquel elle intervient varie en fonction des peuples.

·         le déficit secondaire ou temporaire en lactase est l’incapacité temporaire de la synthèse en lactase. Il est lié a une destruction de la muqueuse, partielle ou totale, d’origines diverses :

o    virale (rétrovirus), responsable de gastro-entérites graves ;

o    pathologique : maladie cœliaque ;

o    consécutive à un traitement : radiothérapie, chimiothérapie…

Environ 4 % des individus en Scandinavie et 90 % en Asie et Extrême Orient sont intolérants au lactose. En effet, le génome humain se serait adapte à l’environnement par mutations avec l’apparition de la domestication des bovins, de chèvres… et donc de la consommation des produits laitiers. A l’origine, l’homme adulte n’aurait pas été fait pour digérer le lactose et par l’adaptation, un gène de la tolérance au lactose aurait pu se transmettre de générations en générations.