Anatomie de l’intestin grêle

L’intestin grêle fait suite à l’estomac au niveau du pylore. Il représente la partie la plus longue du tube digestif (environ 6 m de long chez l’Homme pour un diamètre de 3-4 cm), et se divise en 3 segments. Un segment court initial (0,25 m) se situant autour du pancréas, le duodénum, suivi par le jéjunum (2,5 m), et le segment distal, l’iléon (3,5 m) qui s’abouche dans le caecum. Au niveau

anatomique, la paroi digestive de l’intestin grêle est constituée de 5 couches concentriques, qui sont depuis la lumière: la muqueuse, la musculaire muqueuse, la sous-muqueuse, la musculeuse et une tunique conjonctive externe la séreuse (Figure 9). L’intestin grêle a pour fonctions principales de poursuivre la digestion des aliments mais surtout d’absorber les nutriments.

Figure 9: Coupe transversale de l’intestin grêle.

2) La muqueuse

Afin de permette une absorption optimale des nutriments, la surface d’échange entre la lumière et la paroi intestinale doit être maximale. Cette augmentation de la surface d’échange va être permise non seulement par la grande longueur de l’intestin grêle, mais aussi par la disposition de la muqueuse intestinale à ce niveau. Tout d’abord, la muqueuse va se replier sur elle-même formant des replis transversaux, nommés valvules conniventes, dont l’existence va multiplier par 3 la surface de l’intestin. Au niveau de ces valvules, la muqueuse forme de multiples projections digiformes, appelées villosités intestinales, multipliant par 20 la surface de l’intestin. A la base de chaque villosité se trouvent les cryptes de Lieberkühn, lieu de la division des cellules souches intestinales. Enfin, les entérocytes bordant cette muqueuse possèdent, au niveau apical, des replis de membrane appelés microvillosités (Figure 10). Cela multiplie encore par 10 la surface d’échange, d’où une multiplication globale par 600 de la surface de l’intestin grêle. Ainsi chez l’Homme, cette surface est estimée à environ 260-300 m2_{, soit la surface d’un court de tennis [160].}

La muqueuse est délimitée par l’épithélium et le tissu conjonctif lâche sous-jacent, appelé

lamina propria. La lamina propria contient les vaisseaux sanguins, les organes lymphoïdes

secondaires du tractus digestif, et des cellules immunitaires. L’épithélium de la muqueuse de l’intestin grêle est de type simple et prismatique, et est composé de plusieurs types cellulaires se renouvelant tous les 2 à 3 jours [161].

Figure 10: Valvules, villosités et microvillosités intestinales.

La muqueuse intestinale se replie sur elle-même formant des replis transversaux (hauts d’environ 1 à 2 cm) nommés valvules conniventes. Au niveau de ces valvules, la muqueuse forme de multiples projections digiformes (d’environ 1 mm) appelées villosités intestinales. Enfin, les entérocytes bordant cette muqueuse possèdent, au niveau apical, des replis de membrane appelés microvillosités. L’ensemble de ces structures permettent une multiplication globale par 600 de la surface de l’intestin grêle.

a) Les entérocytes

Les entérocytes constituent la population prédominante des cellules de la muqueuse. Ceux-ci sont joints par différents systèmes de jonctions assurant l’étanchéité de la barrière intestinale (jonctions serrées), et la cohésion de ces cellules (jonctions intermédiaires et desmosomes). Le pôle apical des entérocytes est orienté en direction de la lumière intestinale, et est donc en contact direct avec les nutriments. Dès lors, ce type cellulaire va jouer un rôle majeur dans leur absorption (voir point IV-2)). De plus, de nombreuses enzymes hydrolytiques sont présentes soit dans la membrane même des microvillosités, soit dans les mailles du glycolalyx qui les revêt [162]. Ces diverses enzymes assurent les dernières étapes de l’hydrolyse des protides et des glucides alimentaires, et livrent ainsi les acides aminés et le glucose aux transporteurs de la membrane plasmique. Enfin, comme nous le verrons dans la suite de ce manuscrit, les entérocytes sont très largement impliqués dans le phénomène de « glucosensing » intestinal (voir Partie 3, point III-2)).

b) Les cellules à mucus

Ces cellules, encore appelées cellules caliciformes, sécrètent le mucus tapissant la paroi intestinale. Ce mucus, principalement constitué de mucine, possède à la fois un rôle protecteur et un rôle lubrificateur. Concernant son rôle protecteur, la polymérisation des monomères de mucine contribue à former un gel visqueux, constituant une barrière physique protectrice entre le tissu et toutes les substances potentiellement nocives présentes dans la lumière intestinale. De plus, récemment, il a été mis en évidence le rôle essentiel de ce mucus intestinal dans le contrôle de la réponse immunitaire. En effet, une étude a pu montrer que les cellules dendritiques produisaient d’avantage de cytokines anti-inflammatoires en présence de mucus, et en particulier de mucine 2 [163]. Dès lors, le mucus n’agirait pas seulement comme une barrière passive, mais il permettrait également de limiter la réaction immunitaire pour protéger les tissus. A côté de cette fonction protectrice, le mucus facilite aussi le transit des aliments dans l’intestin grêle.

c) Les cellules Entéro-Endocrines (EEs)

Il s’agit de cellules spécialisées permettant la libération de peptides ou d’hormones GI. Ces cellules ne sont pas regroupées en un organe endocrine bien défini, mais sont disséminées dans l’épithélium de la muqueuse intestinale. Elles présentent un pôle apical avec des microvillosités

faisant face à la lumière intestinale, et un pôle basolatéral renfermant des granules sécrétoires. Elles agissent comme des chémosenseurs puisque la détection de diverses substances (et en particulier des nutriments) à leur pôle apical, va entraîner l’exocytose basolatérale des vésicules contenant les peptides et hormones GI [164]. Seul l’effet de la détection de glucose par les cellules EEs sera abordé dans ce manuscrit. Une fois libérés, ces peptides et hormones GI vont pouvoir agir localement sur l’intestin. A ce niveau, ils vont être impliqués dans les processus de digestion (abordé point IV-1)) et de motricité intestinale (abordé point IV-3)). De plus, ces sécrétions GI vont également rejoindre la circulation sanguine après leur passage dans la veine porte, ou générer des réponses nerveuses en activant le SNE. Elles vont donc pouvoir impacter toute la physiologie de l’organisme. Ainsi, comme nous l’avons déjà évoqué dans la première partie de ce manuscrit et comme nous allons continuer de le démontrer, ces cellules EEs vont notamment jouer un rôle crucial dans l’homéostasie glucidique.

d) Les cellules souches et les cellules de Paneth

A l’inverse des cellules précédemment décrites qui se situent au niveau des villosités de la muqueuse intestinale, ces 2 types cellulaires sont eux retrouvés au fond des cryptes Lieberkühn. L’intestin grêle se caractérise par une grande plasticité morphologique et fonctionnelle, et ce notamment grâce à son renouvellement cellulaire très rapide. Ainsi, les cellules souches se divisent activement dans les cryptes, et les cellules issues de cette division migrent ensuite des cryptes vers les villosités. A la base des villosités ces cellules se différencient pour donner naissance à l’ensemble des types cellulaires de la muqueuse.

Les cellules de Paneth élaborent des granules contenant des peptides antimicrobiens (lysozymes, défensines et immunoglobulines), qui une fois sécrétés dans la lumière des cryptes vont participer au maintien de la barrière intestinale.

3) Les autres couches de la paroi digestive

La musculaire muqueuse, encore appelée muscularis mucosae, est composée de 2 couches fines de cellules musculaires lisses : une couche longitudinale externe et une couche circulaire interne. Cette couche musculaire maintient la muqueuse en agitation douce et constante, permettant l’expulsion des sécrétions glandulaires et le renforcement du contact entre l’épithélium et le contenu de la lumière.

La sous-muqueuse est constituée de tissu conjonctif, et contient des vaisseaux sanguins et lymphatiques pour la muqueuse. A sa jonction avec la musculeuse se trouve un des plexi du SNE, le plexus sous-muqueux (ou de Meissner). Ce plexus nerveux contrôle essentiellement les sécrétions GI et le débit sanguin local.

La musculeuse, comme la musculaire muqueuse, est organisée en 2 couches de cellules musculaires lisses : une couche circulaire interne et une couche longitudinale externe. En se contractant, elle va être responsable de la contraction intestinale abordée dans la suite de ce manuscrit (voir point IV-3)). Entre les 2 couches musculaires de la musculeuse se trouve l’autre plexus du SNE, à savoir le plexus myentérique (ou d’Auerbach). Dès lors, en innervant la musculeuse, ce plexus nerveux va permettre le contrôle moteur du tube digestif.

Enfin la tunique externe, appelée séreuse, comporte un tissu conjonctif tapissé sur son versant externe par un épithélium pavimenteux simple (mésothélium).