Faculté de Médecine Département de Pharmacie
Physiologie digestive
I-Introduction
La digestion est la fonction qui permet de dégrader les aliments en éléments simples qui
seront, après absorption digestive, utilises soit pour leur pouvoir énergétique,comme éléments de base de construction
-La digestion : dégradation des aliments : Amidon → sucres simples
Protéines → Acides amines (AA) Lipides → Acides gras (AG) -La sécrétion et la motricité
-L’absorption : c’est le passage des aliments vers la circulation sanguine ou lymphatique pour passer vers les cellules.
II-Les phénomènes digestifs
De la bouche a l’anus, la nourriture subit de multiples transformations chimiques et mécaniques. Ces modifications peuvent être divisées en 3 phases selon le lieu (l’organe) ou les aliments sont transformes en nutriments :
・ La phase buccale et œsophagienne
・ La phase gastrique
・ La phase intestinale
Ces organes jouent des rôles particuliers dans de la digestion des aliments grâce a leurs mouvements et secrétions 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 a 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 a 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 a une contraction a 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 a l’eau et les1
échanges ioniques (réabsorption active Na+) aboutissent a la formation d’un liquide hypotonique par rapport au plasma (30 a 300m/Osm/L selon le debit de sécrétion).
Elle est composée a 99 % d’eau. Le 1 % restant est représente par des constituants organiques et inorganiques
Figure Représentation schématique de l'organisation micro vasculaire autour de l'axe sécréteur salivaire avec les principaux sites d’échange.
1. Réseau capillaire entourant les cellules acineuses ; 2. réseau capillaire entourant les canaux (surtout intralobulaires ou stries) ; 3. sang artériel ; 4. sang veineux ; 5. urée ; 6. acides amines ; 7. modifications secondaires ; 8. glucose ; 9. salive. Na+ : sodium ; Cl- : chlore ; K+ : potassium ; HCO3 - : bicarbonate.
- Composition chimique hydrolytique ou hydrominérale :
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 a la concentration plasmatique, a l’inverse du potassium, du calcium, des phosphates, de l’iode et des thiocyanates. Les ions H+ sont responsables du pH salivaire, tamponnes par les ions bicarbonates
-Les composants organiques de la salive
sont essentiellement des protéines synthétisées dans les cellules acineuses et secrétées 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 a la salive sa viscosité sont des glycoprotéines composées de protéines (75 %) et d’hydrates de carbone (25 %). Elles sont secrétées principalement par les glandes sublinguales et parotides. Ces mucines conférent a la salive son pouvoir lubrifiant
Les immunoglobulines Les immunoglobulines A cote 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 2
lubrifiantes mucilagineuses qu’elle contient.
-Elle joue également un rôle dans la gustation en solubilisant les substances sapides, étape
indispensable a leur fixation sur les récepteurs gustatifs situes dans les bourgeons du goût.
-La fonction digestive proprement dite est assurée par l’amylase secrétée par les glandes parotides et submandibulaires, les protéases et lipases secrétées 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 a 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 a leur pouvoir antibactérien.
-Action anti infectieuse (pH alcalin Lysosyme IgA sécrétoire c-Déglutition
C’est le passage du bol alimentaire de la cavité buccale jusque dans l’estomac. Le bol alimentaire, c’est la quantite d’aliment préparée par l’étape buccale .
La déglutition présente 3 étapes : temps buccal (volonté), temps pharyngien et temps œsophagiens, 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 a l’œsophage, en garantissant la fermeture de la voie respiratoire a 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
C'est un tube long de 25 a 30 cm, constitue au niveau de son 1/3 supérieur de musculature striée; et au niveau de ces 2/3 inférieurs par une musculature lisse.
La musculature lisse est structurée en deux couches:
-une couche musculaire lisse longitudinale en superficie.
-une couche musculaire lisse circulaire en profondeur.
Il assure le transport des aliments de l'hypopharynx à l'estomac par un mécanisme actif mais involontaire : le péristaltisme primaire. Le péristaltisme secondaire, suscité par toute distension œsophagienne.
Cette étape de la déglutition commence par la relaxation du sphincter supérieur de l’œsophage immédiatement après le passage des aliments le sphincter se ferme et la glotte s'ouvre et la respiration reprend, une fois dans l’œsophage le bol alimentaire est poussé vers l'estomac par une
onde progressive de contraction musculaire qui descend le long de l’œsophage .Ces ondes de contraction de couches musculaires sont dites ondes péristaltiques.
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, ferme par un sphincter),
→L’estomac peut être divise en 3 parties fonctionnelles :
Région du cardia Située a l’entrée de l’estomac, cette portion secrète 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 secrétant le pepsinogene, 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 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 : pepsinogene forme inactive de la pepsine.
Cellules bordantes ou pariétales : secrète de l’acide chlorhydrique
-Cellules a mucus : sécrété du mucus essentiellement au niveau du collet des glandes Selon la prédominance des différents types cellulaires, on distingue 3 zones :
-Zone pericardiale : cellules a mucus uniquement
-Corps : 3 types cellulaires (principales, parietaleset a mucus) -Zone antro-pylorique : cellules principales et a mucus.
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→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 secrétant la gastrine (cellules G), cellules de forme triangulaire, surtout présentes dans l’antre gastrique.
-Cellules a somatostatine (cellule D), ubiquitaire de l’estomac.
-Cellules a sérotonine (enterochromaffines), surtout présentes dans le fundus et l’antre gastrique
La sécrétion gastrique : (le suc gastrique)
Le suc gastrique est constitue principalement par : la pepsine, le facteur intrinsèque, l’HCl et le mucus.
• Le pepsinogène : active dans un milieu acide, en donnant la pepsine (une endopeptidase c-a-d elle agit au milieu de la chaine peptidique et pas aux extrémités).
La sécrétion du pepsinogene est stimulée par le parasympathique qui libère l’ACH responsable a la stimulation des cellules principales qui produisent les pepsinogenes. Ces derniers seront actives par l’HCl en pepsine.
• Le facteur intrinsèque : se fixe a 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
• 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.
Rôle de la sécrétion acide (HCL) gastrique
・ Stérilise le contenu gastrique
・ Transforme le pepsinogene 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 Possède 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 a 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 appel système nerveux entérique. Celui-ci se divise en 2 plexus dont les rôles sont en accord avec leur localisation dans la paroi :
・ Plexus myenterique (ou plexus d’Auerback)Ce plexus est situe entre les couches musculaires longitudinale et circulaire. Il est surtout responsable du contrôle moteur.
・ Plexus sous -muqueux (ou plexus de Meissner) Celui-ci est situe entre
la couche musculaire circulaire et la muqueuse. Il s’occupe surtout des secrétions gastro-intestinales et du debit sanguin local.
Ces 2 plexus sont formes de quelques 100 millions de neurones,
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Système nerveux extrinsèque
Bien que le système nerveux entérique puisse assurer la motilité du tube digestif a lui seul, le système digestif est également sous l’influence des système nerveux végétatif - SN sympathiqueLa plupart des fibres sympathiques post-ganglionnaires proviennent des ganglions cœliaques 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 stimule, 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
-Les fibres du nerf vague stimulent les glandes gastriques: sécrétion du suc gastrique.
-Les fibres du nerf parasympathique innervent également les muscles lisses de l'estomac et favorisent la motilité gastrique.
-Des émotions comme la colère, la peur et l'anxiété peuvent ralentir la digestion dans l'estomac, car elles stimulent le système nerveux sympathique, qui inhibe l'activité gastrique.
2- la phase gastrique La phase gastrique :
• La distension de l’estomac par la présence des aliments stimule les neurorécepteurs. 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 secrétions gastriques grâce a l'action des vagues contractiles qui se propagent du fundus a l'antre et au pylore. La sécrétion gastrique, 2 a 2.5 litres/jour, contient de l'acide chlorhydrique (HCl), un facteur intrinsèque, des enzymes protéolytiques (pepsinogene), une lipase, du mucus. A la fin du temps gastrique, les aliments constituent avec les secrétions, un mélange semi liquide, le chyme, contenant environ 50%
d'eau.
L'estomac est normalement vide en 1 a 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’œsophage et le pharynx, et du duodénum vers l'estomac
→Tous les aliments entraînent la distension (l'étirement) de l'estomac et la stimulation des récepteurs (mécanorécepteurs) situés dans la paroi de celui-ci.
Par ailleurs, des chimiorécepteurs surveillent le pH du chyme gastrique.
Lorsque les parois de l'estomac sont distendues ou que le pH s'élève parce que des aliments ont pénétré dans l'estomac et ont tamponné une partie de l'acide qui s'y trouve,
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Les mécanorécepteurs et les chimiorécepteurs sont activés. Ces récepteurs envoient des influx nerveux au plexus sous-muqueux, où ils stimulent les fibres parasympathiques.
Les influx nerveux qui en résultent provoquent des ondes de péristaltisme et stimulent la sécrétion de suc gastrique par les cellules pariétales, les cellules principales et les cellules à mucus.
La sécrétion d’acide est donc stimulée par 3 substances importantes :
· Acétylcholine
· Gastrine
· Histamine
Facteurs inhibant la sécrétion d’acide
Pour éviter les dommages au niveau de la muqueuse gastrique, l’estomac possède 2 moyens pour diminuer la production et la sécrétion d’acide :
· Somatostatine
· Prostaglandines
La somatostatine, sécrétée par les cellules D de l’antre gastrique, inhibe indirectement la production d’acide en inhibant la sécrétion de gastrine (qui, quant à elle, stimule les
cellules pariétales sécrétant l’acide).
Les prostaglandines sont continuellement synthétisées dans l’estomac. Elles agissent directement sur les cellules pariétales pour diminuer la sécrétion d’acide gastrique.
De plus, elles favorisent la production de mucus, couche protectrice pour la muqueuse gastrique.
-Les cellules de la paroi gastrique sont protégées par un mucus alcalin (à pH élevé). L’ensemble des sécrétions augmente au moment du début de la digestion et diminue lorsque l’estomac se vide.
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 divise en plusieurs segments: le duodénum, le jéjunum et l’iléon.
La plupart des phénomènes digestifs sont réalises dans le duodénum, les autres segments participent principalement a l'absorption des nutriments.C'est deux derniers portions (jéjunum et l’iléon.)sont très vascularisées grasse a 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.
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• 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 duodénum ; le chyme alimentaire, la sécrétion
pancréatique externe et la sécrétion biliaire
Le chyme gastrique acide est éjecté, a travers le pylore, par pulses de quelques millilitres dans le duodénum. La, le chyme est mélangé avec les secrétions duodénales, pancréatiques et biliaires.Le chyme traverse l'intestin a une vitesse de 1cm/min et prend 3 a 10 heures pour atteindre la valvule ileocacale
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 situe 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’artère hépatique (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 suprahepatique, qui débouche dans la veine cave inférieure, permet au sang de sortir du foie.
-Le foie est constitue de cellules hépatiques épithéliales nommées hépatocytes (60% des cellules) et de cellules du système reticuloendotheliales : 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 reticuloendothelial (cellules de Kupffer) avec une production de l’ordre de 300 mg par jour chez l’homme.
Le fer et la globine sont recycles.
En revanche, l’hème est transforme en biliverdine qui est réduit en bilirubine.
Les pigments biliaires doivent être élimines et leur accumulation plasmatique conduit a l’ictère b)La vésicule biliaire
La vésicule biliaire est une petite bourse d'environ 50 cm3 de volume, située a cote 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 secrétée 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 aqueuse contenant plusieurs solutés : sels biliaire
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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 électrolytique riche en bicarbonates. La CCKPz est hormone kinetique qui assure le même 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 secréter le suc pancréatique
Le pancréas est constitue de lobules, disposes en grappe autour des canaux excréteurs ; le lobule est l’unité,elementaire du pancréas, chacun contient du tissu exocrine (=acini) et du tissu endocrine (=
îlots de Langerhans, qui secrètent l'insuline et le glucagon)
Les sécrétions pancréatiques comportent deux composantes: une séreuse (trypsine,
chymotrypsine, carboxypolypeptidase, ribonuclease, désoxyribonucléases) et l'autre hydrominérale (eau et bicarbonates). Les enzymes protéolytiques sont secrétées sous forme de pro enzymes
activées par l'entérokinase, secrétée par la muqueuse intestinale en réponse a 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 secrétions 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 par le canal de Wirsung (pancréatique)
Fig L’arrivée de la bile dans le duodénum par le canal cholédoque et le suc pancréatique pa le canal de Wirsung (pancréatique)
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Dr SENOUCI S
