Université Pierre et Marie Curie
Digestion - Détoxification
DCEM1 2003 - 2004
Pr. A. Raisonnier (alain.raisonnier@upmc.fr)
Mise à jour : 21 janvier 2004
Plan du cours
Plan du cours
3 Plan du cours
9 Objectifs
11 Partie I : Aliments indispensables
13 Chapitre 1 : Définitions
14 1.1 Aliment
15 1.2 Nutriment
16 1.3 Essentiel
17 1.4 Indispensable
18 1.5 Oligoélément
19 1.6 Oligoéléments (besoins)
20 1.7 Glucides indispensables
21 1.8 Acide ascorbique = vitamine C
23 Chapitre 2 : Acides aminés indispensables
24 2.1 Acides aminés indispensables : définition
25 2.2 Acide aminé limitant : exemple des haricots verts
26 2.3 Acide aminé limitant : exemple du maïs
27 2.4 Acide aminé limitant : exemple des cacahuètes
28 2.5 Acide aminé limitant : exemple du poisson
29 2.6 Acide aminé limitant : exemple du lait de vache
31 Chapitre 3 : Acides gras indispensables
32 3.1 Lipides indispensables
33 3.2 Acide linoléique
34 3.3 Arachidonate
43 3.12 Famille n-7
44 3.13 Famille n-6
45 3.14 Famille n-3
47 Chapitre 4 : Vitamines et coenzymes
48 4.1 Vitamines
51 Partie II : Digestion
53 Chapitre 5 : Définitions
54 5.1 Digestion
55 5.2 Digestion (schéma général)
57 Chapitre 6 : La salive
58 6.1 Salive : composition
59 6.2 α-Amylase
60 6.3 Lactoperoxydase
61 6.4 Rhodanèse
63 Chapitre 7 : Le suc gastrique
64 7.1 Suc gastrique : composition
65 7.2 Mucine
66 7.3 Gradient d’acide
67 7.4 Pepsine
68 7.5 ATPase H+/K+
69 7.6 Chymosine (rennine)
71 Chapitre 8 : La bile
72 8.1 Bile hépatique : composition
73 8.2 Acide cholique
Plan du cours
82 8.11 Acide taurodésoxycholique
83 8.12 Acide lithocholique
84 8.13 Acide ursodésoxycholique
85 8.14 Acide sulfolithocholique
86 8.15 Sulfotransférase (sels biliaires)
87 8.16 Triangle de SMALL et DERVICHIAN
88 8.17 Structure spatiale d’un acide biliaire
89 8.18 Micelles
90 8.19 Cycle entérohépatique des sels biliaires
93 Chapitre 9 : Le suc pancréatique
94 9.1 Suc pancréatique : composition
95 9.2 α-Amylase
96 9.3 Lipase pancréatique
97 9.4 Absorption des lipides
98 9.5 Monoglycéride acyltransférase
99 9.6 Interface lipase:colipase
100 9.7 Phospholipases
101 9.8 Cholestérol estérase
102 9.9 Trypsine
103 9.10 Activation du trypsinogène
104 9.11 α-Chymotrypsine
105 9.12 Activation du chymotrypsinogène
106 9.13 Carboxypeptidase A
107 9.14 Carboxypeptidase B
108 9.15 Peptidase A
109 9.16 Peptidase E
110 9.17 Ribonucléase A
111 9.18 Désoxyribonucléase I
113 Chapitre 10 : Enzymes intestinales
114 10.1 Maltase
115 10.2 Lactase
116 10.3 Saccharase
10.4 Leucine aminopeptidase
123 Chapitre 11 : Hormones digestives
124 11.1 Hormones digestives : définition
125 11.2 Récepteurs des voies endocrines
126 11.3 Gastrines
127 11.4 Sécrétine
128 11.5 Cholécystokinine-Pancréozymine (CCK-PZ)
129 11.6 Glucagon
130 11.7 Insuline
131 11.8 Autres hormones digestives
133 Partie III : Détoxification
135 Chapitre 12 : Définitions
136 12.1 Détoxification
137 12.2 Métabolisme de l’Aspirine®
138 12.3 Inducteur
139 Chapitre 13 : Réactions de phase I
140 13.1 Détoxification : Phase I
141 13.2 Hydroxylation
142 13.3 Epoxydation
143 13.4 ω-oxydation
144 13.5 Desmolyse
145 13.6 Désamination
146 13.7 Désalkylation
147 13.8 Réduction
148 13.9 Déshalogénation
149 13.10 Hydrolyse
151 Chapitre 14 : Réactions de phase II
152 14.1 Détoxification : phase II
153 14.2 Glucuronoconjugaison
Plan du cours
161 Chapitre 15 : Métabolisme de l’alcool
162 15.1 Métabolisme de l’alcool (schéma général)
163 15.2 Alcool déshydrogénase
164 15.3 Aldéhyde déshydrogénase
165 15.4 Stéatose et cirrhose hépatiques
Objectifs
Objectifs
• Définir1 les termes suivants : aliment et nutriment, essentiel et indispensable, oligoélément, vitamine.
• Définir les différentes classes d’aliments ou nutriments indispensables. Définir les notions d’acide aminé limitant et de famille d’acides gras. Enumérer les nutriments indispensables de chaque classe et les métabolites essentiels dont ils sont les précurseurs.
• Etablir un schéma d’ensemble des voies de digestion des principales classes d’aliments : glu- cides, lipides, protéines, acides nucléiques.
• Donner la composition hydroélectrolytique et enzymatique de chaque suc digestif et des sel- les, en se limitant aux composants abondants ou caractéristiques. Connaître2 la réaction cata- lysée par chacune des enzymes de ces sucs.
• Donner un exemple3 d’activation d’un zymogène (ou proenzyme) dans le tube digestif.
• Etablir un schéma d’ensemble du cycle entérohépatique des acides biliaires.
• Expliquer par un exemple le mécanisme4 de régulation de la production d’un suc digestif : gastrique, biliaire ou pancréatique.
• Définir les termes : détoxification, induction enzymatique.
• Donner un exemple de réactions de détoxification de phase I et de phase II. Décrire les étapes du métabolisme d’un médicament de votre choix. Décrire les étapes du métabolisme de l’al- cool éthylique.
1. Définir: préciser dans une phrase concise l’essence d’un objet ou les limites d’un concept en excluant toute notion étrangère et en comprenant toutes les variations possibles de l’objet ou du concept cerné.
2. Connaître
Aliments indispensables
Partie I
Aliments indispensables
Rappel des objectifs
• Définir1 les termes suivants : aliment et nutriment, essentiel et indispensable, oligoélément, vitamine.
• Définir les différentes classes d’aliments ou nutriments indispensables. Définir les notions d’acide aminé limitant et de famille d’acides gras. Enumérer les nutriments indispensables de chaque classe et les métabolites essentiels dont ils sont les précurseurs.
Définitions
Chapitre 1
Définitions
1.1 Aliment
DG 01
• Il existe des aliments appartenant à toutes les espèces chimiques :
• → purement minéraux chez les autotrophes (Végétaux, microorganismes). Certains éléments sont apportés sous forme minérale principalement : Sodium, Chlore, Fer, Iode, oligoéléments en général...
• → glucides (hydrates de Carbone) simples ou complexes : amidons, glycogène, oligosides (lactose, saccharose), oses simples
• → lipides (huiles et graisses) triglycérides, phospholipides et stérols, contenant des acides gras saturés, monoinsaturés ou polyinsaturés
• → protéines, dont la composition en acides aminés dépend de leur origine, animale ou végé- tale
• → diverses autres classes de molécules biologiques plus rares, mais utiles à notre métabolisme : acides nucléiques, porphyrines, vitamines, alcool
Définitions
1.2 Nutriment
DG 02
• Les produits de la digestion constituent les nutriments des cellules que celles-ci puisent dans le milieu extra-cellulaire par des récepteurs spécifiques.
• Certains de ces nutriments servent de substrats au métabolisme énergétique de la cellule (glu- cose, acides gras) ou aux synthèses qui s’y déroulent.
• D’autres nutriments sont particulièrement indispensables à ces synthèses parce que la cellule qui les capte n’en fait pas la synthèse elle-même. Ces nutriments indispensables peuvent être synthétisés dans un autre tissu de l’organisme (souvent le foie).
• Certains nutriments indispensables ne sont pas synthétisés par d’autres organes, ni par les bac- téries intestinales. Ils doivent être apportés dans la ration en quantité suffisante pour couvrir les besoins de l’organisme pour chacun d’eux : oligoéléments, acides gras polyinsaturés, aci- des aminés indispensables, vitamines.
1.3 Essentiel
DG 03
• Les aliments essentiels appartiennent à deux catégories : éléments ou molécules biologiques.
• Les éléments essentiels sont bien sûr les éléments courants de notre matière vivante : C, H, O, N, S, Na, K, Ca, Mg, ... mais on qualifie plus souvent d’essentiels les éléments dont les be- soins quotidiens sont minimes mais qui sont irremplaçables dans une fonction de notre organisme : les oligoéléments.
Définitions
1.4 Indispensable
DG 04
• Les molécules biologiques indispensables sont celles dont notre patrimoine génétique ne per- met plus la synthèse dans nos cellules en quantité suffisante pour couvrir les besoins de l’or- ganisme en produits essentiels.
• Ces molécules sont apportées par l’alimentation (acides gras, vitamines, acides aminés) ou par la synthèse qu’effectuent les bactéries intestinales (vitamines pour lesquels il n’y a pas de besoin alimentaire). Certains nutriments essentiels sont synthétisés dans l’organisme mais cette synthèse est quantitativement insuffisante (leucine, vitamine PP, vitamine D3, ...).
1.5 Oligoélément
DG 05
• Les oligoéléments sont tous les éléments essentiels dont le besoin ou l’abondance dans l’or- ganisme sont plus faibles que pour le Fer.
• Certains sont véritablement essentiels, lorsqu’on a pu lier leur carence à une pathologie spé- cifique qu’elle engendre (scorbut, Keshan,...).
• D’autres sont présents dans certains organes ou dans certaines molécules biologiques synthé- tisées dans l’organisme, ce qui permet de penser que leur présence est indispensable au mo- ment de cette synthèse : Mo, Ru, Cs, B
• Certains enfin sont exceptionnels ce qui signifie qu’on peut les trouver dans l’analyse d’un organe mais rien ne prouve que leur présence y soit indispensable : beaucoup de métaux lourds sont plus toxiques qu’utiles : Pb, Cd,...
Définitions
1.6 Oligoéléments (besoins)
DG 06
• Les besoins en éléments essentiels dépendent de leur origine, de l’absorption digestive, de leur métabolisme et des mécanismes d’excrétion.
• Pour les quatre principaux ces besoins sont bien codifiés chez l’adulte, avec des variations en fonctions de l’âge (croissance) ou du sexe (menstruations).
• Les métaux et métalloïdes dont le besoin est trop faible pour être déterminé sont plus nom- breux. Certains comme le Cobalt font partie de la structure de molécules essentielles plus complexes (vitamine B12). Certains deviennent toxiques quand l’apport alimentaire excède de beaucoup le besoin : Molybdène, Fluor, Sélénium,...
1.7 Glucides indispensables
DG 07
• Le besoin en acide ascorbique est de l’ordre de 1 mg/24 h, très en dessous des doses utilisées comme médicament. Le besoin en acide ascorbique n’existe que chez les anthropoïdes et le cobaye par suite d’un déficit enzymatique dans la voie du glucuronate (voir RE 54).
• Le myo-inositol n’est pas indispensable chez l’homme, car il peut être synthétisé à partir du glucuronate.
Définitions
1.8 Acide ascorbique = vitamine C
DG 08
• L’acide ascorbique est un dérivé des oses qui présente sur ses carbones 2 et 3 une fonction éne-diol qui peut être oxydée en dicétone ce qui donne l’acide déhydroascorbique.
• Ascorbate et déhydroascorbate forment un couple d’oxydoréduction dont le potentiel stan- dard est de + 200 mv. L’ascorbate est un coenzyme transporteur d’hydrogène.
• L’acide ascorbique est un cofacteur indispensable de plusieurs oxydoréductases du métabo- lisme des acides aminés.
• Chez l’Homme et plusieurs espèces animales (anthropoïdes, cobaye, criquet), un des gènes de la voie métabolique qui permet la synthèse de l’acide ascorbique à partir du glucose n’est pas exprimé par le patrimoine génétique : il s’en suit que la synthèse de ce coenzyme est devenue impossible. L’acide ascorbique est donc pour nous un aliment indispensable : la vitamine C.
Acides aminés indispensables
Chapitre 2
Acides aminés indispensables
2.1 Acides aminés indispensables : définition
DG 10
• Il existe neuf acides aminés qui sont toujours indispensables. Tous les acides aminés hydro- phobes et aromatiques sont indispensables. Il existe des biosynthèses de tyrosine et de leucine, mais insuffisantes en quantité et qui se font à partir de la phénylalanine et de la valine qui sont aussi des acides aminés indispensables.
• Chez le nourrisson, la diète lactée et la croissance rapide, créent un besoin d’arginine et d’his- tidine parce que la synthèse endogène de ces acides aminés est inférieure aux besoins. Les nourrissons ont aussi besoin de Soufre qui leur est apporté par la cystéine.
• Tous les autres acides aminés sont synthétisables à partir du glucose en partant du pyruvate (Ser, Gly et Ala), de l’oxaloacétate (Asp et Asn) ou de l’α-cétoglutarate (Glu, Gln, Pro et or- nithine). Aucun acide aminé ne peut-être synthétisé à partir des acides gras ou de l’alcool.
Acides aminés indispensables
2.2 Acide aminé limitant : exemple des haricots verts
DG 11
• La ration alimentaire doit apporter assez de chacun des acides aminés indispensables pour couvrir les besoins de l’organisme.
• Lorsque la composition d’un aliment en acides aminés (en grammes pour 100 g) ne suffit pas à couvrir les besoins de synthèse des protéines, la ration doit être augmentée assez pour attein- dre l’apport minimum de protéine permettant de couvrir le besoin de tous les acides aminés essentiels.
• Une alimentation entièrement végétale (ici des haricots verts) n’apporte pas les acides aminés en quantités adéquates : les quantités de tous les acides aminés essentiels sont insuffisantes à l’exception de l’isoleucine. La ration protéique doit être multipliée par 5 environ pour couvrir
2.3 Acide aminé limitant : exemple du maïs
DG 11/1
• La ration alimentaire doit apporter assez de chacun des acides aminés indispensables pour couvrir les besoins de l’organisme.
• Lorsque la composition d’un aliment en acides aminés (en grammes pour 100 g) ne suffit pas à couvrir les besoins de synthèse des protéines, la ration doit être augmentée assez pour attein- dre l’apport minimum de protéine permettant de couvrir le besoin de tous les acides aminés essentiels.
• Une alimentation entièrement végétale (ici du maïs) n’apporte pas les acides aminés en quan- tités adéquates : les quantités de tous les acides aminés essentiels sont insuffisantes à l’excep- tion de la leucine, de la phénylalanine et de la tyrosine. La ration protéique doit être multipliée par 3 environ pour couvrir le besoin en lysine qui est le plus rare parmi les acides aminés es- sentiels des protéines du maïs (acide aminé limitant).
Acides aminés indispensables
2.4 Acide aminé limitant : exemple des cacahuètes
DG 11/2
• La ration alimentaire doit apporter assez de chacun des acides aminés indispensables pour couvrir les besoins de l’organisme.
• Lorsque la composition d’un aliment en acides aminés (en grammes pour 100 g) ne suffit pas à couvrir les besoins de synthèse des protéines, la ration doit être augmentée assez pour attein- dre l’apport minimum de protéine permettant de couvrir le besoin de tous les acides aminés essentiels.
• Une alimentation entièrement végétale (ici des cacahuètes) n’apporte pas les acides aminés en quantité adéquates : les quantités de tous les acides aminés essentiels sont insuffisantes à l’ex- ception de la phénylalanine. La ration protéique doit être multipliée par 2,5 environ pour cou-
2.5 Acide aminé limitant : exemple du poisson
DG 12
• La ration alimentaire doit apporter assez de chacun des acides aminés indispensables pour couvrir les besoins de l’organisme.
• Lorsque la composition d’un aliment en acides aminés (en grammes pour 100 g) ne suffit pas à couvrir les besoins de synthèse des protéines, la ration doit être augmentée assez pour attein- dre l’apport minimum de protéine permettant de couvrir le besoin de tous les acides aminés essentiels.
• Une alimentation à base de poisson n’apporte pas les acides aminés en quantité parfaitement adéquates : les quantités de certains acides aminés essentiels sont insuffisantes : leucine, phé- nylalanine, tryptophane, tyrosine. La ration protéique doit être multipliée par 1,5 environ pour couvrir les besoins en histidine et tryptophane qui sont les plus rares parmi les acides aminés essentiels des protéines des poissons (acides aminés limitant). l’apport d’acide glutamique n’a pas besoin d’être suffisant car cet acide aminé peut être synthétisé par nos cellules à partir du
Acides aminés indispensables
2.6 Acide aminé limitant : exemple du lait de vache
DG 13
• La ration alimentaire doit apporter assez de chacun des acides aminés indispensables pour couvrir les besoins de l’organisme.
• Lorsque la composition d’un aliment en acides aminés (en grammes pour 100 g) ne suffit pas à couvrir les besoins de synthèse des protéines, la ration doit être augmentée assez pour attein- dre l’apport minimum de protéine permettant de couvrir le besoin de tous les acides aminés essentiels.
• Une alimentation entièrement lactée (ici, lait de vache) n’apporte pas les acides aminés en quantité parfaitement adéquates : les quantités de tous les acides aminés essentiels sont suffi- santes à l’exception de l’histidine et de l’arginine, qui deviennent donc essentiels dans ces
Acides gras indispensables
Chapitre 3
Acides gras indispensables
3.1 Lipides indispensables
DG 15
• Les huiles végétales sont une source indispensable d’acides gras insaturés en n-6 (acide lino- léique) et n-3 (acide α-linolénique).
• L’acide linoléique est essentiel pour la kératinisation de l’épiderme. Il est aussi le précurseur de la famille des acides gras n-6 qui comprend l’acide arachidonique précurseur des eicosanoïdes : prostaglandines, thromboxanes et leucotriènes.
• L’acide linolénique n’est pas essentiel et son caractère indispensable est controversé. Il est le précurseur de la famille des acides gras n-3 qui comprend l’acide eicosapentaénoïque (EPE) précurseur des eicosanoïdes de la série 3. Ces derniers ont souvent un effet antagoniste de ceux dérivés de l’acide arachidonique (série 2).
• Les vitamines A, E et K ont une chaîne polyisoprènique dans leur structure et sont donc lipo- philes. La vitamine D est un strérol, partiellement synthétisable dans la peau, mais en général en quantité insuffisante. Ces vitamines sont présentes dans la partie insaponifiable des grais-
Acides gras indispensables
3.2 Acide linoléique
DG 16
• Le linoléate est un acide gras insaturé des huiles végétales qui est un aliment essentiel pour l’être humain.
• Il est le produit d’une Δ-12 désaturase, qui n’existe que chez les Végétaux.
• Le linoléate est un substrat indispensable à la constitution de la barrière hydrique cutanée.
• La carence en acides gras dérivés du linoléate (famille n-6) n’entraîne pas de modifications du taux de l’arachidonate dans le plasma car la synthèse de cet acide gras essentiel est plus rapide que celle de la barrière hydrique. Elle entraîne par contre une compensation avec une synthèse d’acides gras polyinsaturés des familles n-7 et n-9.
3.3 Arachidonate
DG 16/1
• Les acides gras de la famille n-6 sont les produits du métabolisme d’un acide gras essentiel : l’acide linoléique. Ils ont en commun d’être des acides gras polyinsaturés ayant leur dernière liaison éthylènique au sixième Carbone avant la fin de la chaîne. Ainsi l’acide arachidonique, dont le chaîne est de 20 Carbones, a la dernière de ses 4 doubles liaisosns entre les Carbones n° 14 (20-6 = 14) et n° 15.
• Les eicosanoïdes (du grec εικοσα- qui veut dire vingt, comme dans icosaèdre) sont une fa- mille de macromolécules informationnelles dérivées du métabolisme de l’acide arachidoni- que.
Acides gras indispensables
3.4 Linolénate
DG 17
• Le linolénate (acide α-linolénique) est un acide gras insaturé des huiles végétales et des huiles de poissons. Il n’est pas établi qu’il soit indispensable pour l’être humain, bien que nous ne puissions pas en faire la synthèse.
• Il est le produit d’une Δ-15 désaturase, agissant sur l’acide linoléique, qui n’existe que chez les Végétaux. Les poissons accumulent les acides gras issus de la famille linolénique (famille n-3).
3.5 Δ-9 désaturase
DG 18
• La Δ-9 désaturase appartient à une chaîne respiratoire microsomiale qui oxyde le stéaryl-CoA en créant une double liaison entre les Carbones 9 et 10 de l’acide gras. Le produit est l’oléyl- CoA, forme active de l’acide oléïque, l’acide gras le plus abondant dans la structure de nos lipides.
• Les enzymes de la chaîne portent les Hydrogènes de l’acide gras et ceux du NADH sur une molécule d’Oxygène pour produire deux molécules d’eau. On distingue :
— la NADH-cyt b5 oxydoréductase (masse 43000)
— le cytochrome b5 (masse 16700)
— la désaturase proprement dite (masse 53000)
Acides gras indispensables
3.6 Δ-12 désaturase
DG 18/1
• La Δ-12 désaturase est une enzyme qui n’existe que dans le règne végétal.
• Elle catalyse la désaturation d’un acide gras Δ-9 entre les carbones 12 et 13 pour créer une liaison éthylénique Δ-12.
• Lorsqu’elle a pour substrat l’acide oléique (18:1 n-9) elle produit l’acide linoléique : 18:2 n- 6,n-9. Cet acide linoléique nutriment indispensable et essentiel pour les animaux conserve toujours cette insaturation en n-6 au cours du métabolisme : c’est à ce titre qu’il est le précur- seur de tous les acides gras dits de la série n-6, parmi lesquels se trouve l’acide arachidonique (20:4 n-6,n-9,n-12,n-15).
3.7 Δ-15 désaturase
DG 18/2
• La Δ-15 désaturase est une enzyme qui n’existe que dans le règne végétal.
• Elle catalyse la désaturation d’un acide gras polyinsaturé Δ-9, Δ-12 entre les carbones 15 et 16 pour créer une liaison éthylénique Δ-15.
• Lorsqu’elle a pour substrat l’acide linoléique (18:2 n-6,n-9) elle produit l’acide linolénique : 18:3 n-3,n-6,n-9. Cet acide linolénique conserve toujours cette insaturation en n-3 au cours du métabolisme : c’est à ce titre qu’il est le précurseur de tous les acides gras dits de la série n-3.
Acides gras indispensables
3.8 Δ-6 désaturase
DG 19
• L’acide linoléïque est un acide gras indispensable que nous recevons de notre alimentation (huiles végétales). Comme tous les acides gras il est activé par l’acyl thiokinase en linoléyl- CoA.
• La Δ-6 désaturase appartient à une chaîne respiratoire microsomiale qui oxyde le linoléyl- CoA en créant une double liaison entre les carbones 6 et 7 de l’acide gras. Le produit est le γ- linolényl-CoA, forme active de l’acide γ-linolénique, précurseur des autres acides gras poly- insaturés de la famille n-6.
• Les enzymes de la chaîne portent les hydrogènes de l’acide gras et ceux du NADH sur une molécule d’oxygène pour produire deux molécules d’eau. On distingue :
— la NADH-cyt b5 oxydoréductase (masse 43000)
— le cytochrome b (masse 16700)
3.9 Δ-5 désaturase
DG 19/1
• La Δ-5 désaturase appartient à une chaîne respiratoire microsomiale qui oxyde le dihomo-γ- linolényl-CoA en créant une double liaison entre les carbones 5 et 6 de l’acide gras. Le produit est l’arachidonyl-CoA, forme active de l’acide arachidonique, précurseur des eicosanoïdes.
• Les enzymes de la chaîne portent les hydrogènes de l’acide gras et ceux du NADH sur une molécule d’oxygène pour produire deux molécules d’eau. On distingue :
— la NADH-cyt b5 oxydoréductase (masse 43000)
— le cytochrome b5 (masse 16700)
— la désaturase proprement dite (masse 53000)
• La Δ-5 désaturase peut aussi désaturer des acides gras des autres familles : n-3, n-7 ou n-9.
Acides gras indispensables
3.10 Famille n-9
DG 20
• Tous les acides gras qui résultent du métabolisme de l’acide oléique et dont la liaison éthylé- nique en n-9 n’a pas été oxydée appartiennent à la famille des acides gras n-9 parce qu’ils ont tous en commun d’avoir cette dernière liaison éthylénique entre leurs carbones n-9 et n-8.
• Le métabolisme à partir de l’acide oléique est catalysé par les enzymes d’élongation et par les désaturases Δ6 et Δ5.
• L’acide oléique (18:1) dans notre métabolisme résulte de la désaturation par la Δ9 désaturase de l’acide palmitique (16:0) et de l’élongation. Aucun des acides gras de la famille n-9 n’est donc indispensable.
• L’acide oléique est le plus abondant de tous les acides gras de nos lipides membranaires, de réserve, etc...
3.11 Famille n-7
DG 20/1
• Tous les acides gras qui résultent du métabolisme de l’acide palmitoléique et dont la liaison éthylénique en n-7 n’a pas été oxydée appartiennent à la famille des acides gras n-7 parce qu’ils ont tous en commun d’avoir cette dernière liaison éthylénique entre leurs carbones n-7 et n-6.
• Le métabolisme à partir de l’acide palmitoléique est catalysé par les enzymes d’élongation et par les désaturases Δ6 et Δ5.
• L’acide palmitoléique (16:1) dans notre métabolisme résulte de la désaturation par la Δ9 dé- saturase de l’acide palmitique (16:0). Aucun des acides gras de la famille n-7 n’est donc in- dispensable.
• L’acide palmitoléique est présent dans tous nos lipides membranaires, de réserve, etc...
Acides gras indispensables
3.12 Famille n-6
DG 21
• Tous les acides gras qui résultent du métabolisme de l’acide linoléique et dont la liaison éthy- lénique en n-6 n’a pas été oxydée appartiennent à la famille des acides gras n-6 parce qu’ils ont tous en commun d’avoir cette dernière liaison éthylénique entre leurs carbones n-6 et n-5.
• Le métabolisme à partir de l’acide linoléique est catalysé par les enzymes d’élongation et par les désaturases Δ6 et Δ5.
• L’acide linoléique (18:2 n-6) n’est pas un produit de notre métabolisme par suite de l’absence de la Δ12 désaturase. Plusieurs des acides gras de la famille n-6 sont essentiels. Ils peuvent être produits à partir de l’acide linoléique qui est donc le seul indispensable. Il est présent dans les huiles végétales.
• L’acide linoléique est essentiel pour l’épiderme dont il assure l’imperméabilité. L’acide ara- chidonique est le précurseur de nombreuses molécules informationnelles.
3.13 Famille n-3
DG 22
• Tous les acides gras qui résultent du métabolisme de l’acide linolénique et dont la liaison éthylénique en n-3 n’a pas été oxydée appartiennent à la famille des acides gras n-3 parce qu’ils ont tous en commun d’avoir cette dernière liaison éthylénique entre leurs carbones n-3 et n-2.
• Le métabolisme à partir de l’acide linolénique est catalysé par les enzymes d’élongation et par les désaturases Δ6 et Δ5.
• L’acide linolénique (18:2 n-3) n’est pas un produit de notre métabolisme par suite de l’absen- ce des Δ12 désaturase et Δ15 désaturase. Il n’est pas démontré que les acides gras de la famille n-3 soient indispensables. Ils peuvent être produits à partir de l’acide linolénique qui est donc le seul indispensable. Il est présent dans les huiles de poisson.
• L’acide eicosapentaénoïque est le précurseur de nombreuses molécules informationnelles dont les effets sont souvent antagonistes de celles dérivant de l’acide arachidonique.
Vitamines et coenzymes
Chapitre 4
Vitamines et coenzymes
4.1 Vitamines
DG 25
• Les vitamines sont des composants obligatoires de la ration alimentaire humaine. Leur répar- tition dans les aliments est diverse mais le plus souvent d’origine végétale.
• Les vitamines sont des précurseurs de molécules essentielles : les coenzymes.
— Vitamine B1 → pyrophosphate de thiamine (TPP),
— vitamine B2 → nucléotides à flavine (FMN, FAD),
— vitamine B6 → phosphate de pyridoxal (PPal),
— vitamine B12 → coenzymes cobamides,
— acide folique (vitamine Bc) → tétrahydrofolate (THF),
— vitamine C (acide ascorbique),
— vitamine PP → nucléotides à nicotinamide (NAD, NADP),
— vitamine A → rétinal, acide rétinoïque,
Vitamines et coenzymes
testinales.
• D’autres « vitamines » correspondent à des mélanges de nutriments indispensables : vitamine F (acides gras indispensables), vitamine M (ptérines), vitamine P (bioflavonoïdes).
Digestion
Partie II
Digestion
Rappel des objectifs
• Etablir un schéma d’ensemble des voies de digestion des principales classes d’aliments : glu- cides, lipides, protéines, acides nucléiques.
• Donner la composition hydroélectrolytique et enzymatique de chaque suc digestif et des sel- les, en se limitant aux composants abondants ou caractéristiques. Connaître1 la réaction cata- lysée par chacune des enzymes de ces sucs.
• Donner un exemple2 d’activation d’un zymogène (ou proenzyme) dans le tube digestif.
• Etablir un schéma d’ensemble du cycle entérohépatique des acides biliaires.
• Expliquer par un exemple le mécanisme3 de régulation de la production d’un suc digestif : gastrique, biliaire ou pancréatique.
1. Connaître
Définitions
Chapitre 5
Définitions
5.1 Digestion
DG 30
• Les aliments sont les corps chimiques ingérés par un être vivant. Les cellules utilisent des corps chimiques de structure plus simple : les nutriments, dérivés des précédents.
• Les réactions chimiques successives (hydrolyses principalement) qui permettent la transfor- mation d’un aliment en nutriments constituent une voie métabolique. Elles sont catalysées par les enzymes des sucs digestifs dans le tube digestif des Animaux mais également par des en- zymes sécrétées dans les vésicules digestives des organismes unicellulaires.
• Les aliments complexes (polyosides, graisses, protéines, acides nucléiques) sont hydrolysés en nutriments simples (oses, acides gras, acides aminés, nucléosides). Certains nutriments sont complexés à des molécules permettant leur absorption (sels biliaires, facteur intrinsèque).
Beaucoup de nutriments sont absorbés après avoir été reconnus spécifiquement par des récep- teurs des entérocytes (bordure en brosse de l’intestin).
• Les bactéries intestinales, vivant en symbiose avec les animaux, participent par leur métabo-
Définitions
5.2 Digestion (schéma général)
DG 31
• Les réactions métaboliques qui permettent la transformation d’un aliment en nutriment cons- tituent une voie métabolique.
• La digestion des glucides est une voie métabolique d’hydrolyse des polyosides en oligosides, puis en oses simples, qui se déroule principalement dans l’intestin.
• La digestion des protéines résulte de l’action des protéases de l’estomac et de l’intestin. Les acides aminés, mais aussi des peptides sont absorbés par l’intestin.
• La digestion des acides nucléiques ne se fait que dans l’intestin et aboutit à l’absorption de nucléosides ;
• La digestion des graisses enfin après une phase d’émulsion gastrique et duodénale est le ré- sultat de multiples estérases, qui libèrent des acides gras, des monoglycérides et du cholestérol qui sont absorbés à partir des micelles de sels biliaires. Elle est aussitôt suivie d’une resynthè-
La salive
Chapitre 6
La salive
6.1 Salive : composition
DG 32
• La salive est le suc sécrété par les glandes salivaires sous maxillaires, sublinguales et paroti- diennes.
• Le débit est variable : nul au cours du sommeil et très abondant au cours des repas.
• La composition ionique montre une sécrétion de thiocyanate qui avec la lactoperoxydase par- ticipe à un système antimicrobien. Ce thiocyanate est réabsorbé par l’intestin (cycle entéro- salivaire).
• Les enzymes salivaires ont peu d’activité : les plus efficaces sont l’amylase salivaire ou la li- pase qui demandent que les aliments séjournent suffisamment dans la bouche.
• La mucine salivaire renferme des substances hapténiques des groupes sanguins ABO chez 75 % des sujets. Cette sécrétion dépend d’un couple d’allèles (Se/se) transmis indépendam- ment du système ABO.
La salive
6.2 α-Amylase
DG 33
• L’α-amylase est une endoglycosidase qui hydrolyse les liaisons osidiques de l’amidon.
• L’α-amylase produit des α-dextrines branchées, des oligosaccharides (maltotriose, maltose) et de l’α-D-glucose.
• L’α-amylase est sécrétée sous une forme directement active, par les glandes salivaires et par le pancréas. Lorsqu’un obstacle à l’écoulement des canaux empêche le passage de l’amylase dans le tube digestif, elle se répand dans le plasma sanguin et passe même dans les urines sans perdre son activité enzymatique.
• Il n’y a pas chez les Animaux de β- ni de γ-amylases qui sont des exoglycosidases végétales.
6.3 Lactoperoxydase
DG 34
• La lactoperoxydase est une peroxydase présente dans la salive, mais également dans les lar- mes et dans le lait.
• Elle contribue à rendre ces milieux antiseptiques en utilisant le thiocyanate comme substrat.
• Le thiocyanate est oxydé par l’enzyme en utilisant le peroxyde d’hydrogène (H2O2), produi- sant des ions qui dénaturent les protéines bactériennes.
La salive
6.4 Rhodanèse
DG 34/1
• La rhodanèse est l’enzyme responsable de la détoxification des cyanures, présente dans le foie et la plupart des autres tissus.
• Le cyanure (xénobiotique provenant de l’alimentation et aussi de la fumée du tabac), est trans- sulfuré à partir d’un ion thiosulfate, provenat de l’oxydation des cystéines, et transformé en thiocyanate beaucoup moins toxique.
• Les thiocyanates sont activement sécrétés par les glandes salivaires, puis réabsorbés par l’in- testin, parcourant un « cycle entéro-salivaire ».
• La présence des thiocyanates dans le plasma ou dans la salive, est un marqueur biologique du tabagisme à l’instar des dérivés de la nicotine (cotinine).
Le suc gastrique
Chapitre 7
Le suc gastrique
7.1 Suc gastrique : composition
DG 35
• Le suc gastrique est sécrété par les glandes de la paroi gastrique. Sa sécrétion et sa composi- tion sont variables dans les 24 heures : faible débit et faible acidité libre (H+) loin des repas, fort débit et pH 1,0 lors de la digestion.
• L’acide chlorhydrique libre est sécrété par les cellules bordantes grâce à une ATPase H+/K+ dépendante qui permet l’échange des cations et la sécrétion des protons vers la lumière gas- trique.
• La pepsine est sécrétée sous forme de pepsinogène par les cellules principales des glandes de l’antre et du fundus. Elle est activée par hydrolyse d’un propeptide par l’HCl et par autocata- lyse.
• La rennine et la lipokinase sont des enzymes permettant la digestion du lait chez le nourrisson.
Sous le nom de présure (extraite de la caillette du veau) la rennine est utilisée pour fabriquer les fromages.
Le suc gastrique
7.2 Mucine
DG 36
• La mucine est la protéine du mucus. Celui-ci maintient un pH > 4 en adhérant aux cellules et s’oppose à la diffusion des électrolytes.
• La mucine gastrine est constituée de quatre chaînes d’acides aminés d’un poids moléculaire de 75000 daltons, associées par des ponts disulfures. A chaque chaîne sont fixés environ 160 oligosaccharides avec des résidus de N-acétylglucosamine, N-acétylgalactosamine, galacto- se, fucose et acide sialique. Les chaînons glucidiques sont liés sur la fonction alcool d’une sé- rine ou d’une thréonine. La partie distale de certains oligosaccharides peut être identique à la structure des antigènes ABO des globules rouges.
• La mucine est hydrolysée par la pepsine. Les sujets du groupe O ont des molécules de mucine différentes, plus sensibles à la pepsine.
7.3 Gradient d’acide
DG 37
• La barrière muqueuse gastrique est constituée d’une couche continue de mucus recouvrant la muqueuse sur une épaisseur de 180 microns. Le mucus est sécrété par les cellules de la mu- queuse sous-jacente.
• Dans cette barrière s’effectue une double diffusion de l’acide chlorhydrique de la lumière de l’estomac vers la muqueuse et de bicarbonate de Sodium de la muqueuse vers la lumière. Il s’établit grâce à ces diffusions opposées un gradient de pH entre le pH très acide de la poche gastrique et le pH où baignent les cellules de la muqueuse.
• La sécrétion de bicarbonates, environ vingt fois plus faible que celle de l’acide chlorhydrique est activée par l’acétyl-choline, la CCK-PZ et certaines prostaglandines. Elle est inhibée au contraire par les acides biliaires ou par l’acétazolamide (inhibiteur de l’anhydrase carboni- que).
Le suc gastrique
7.4 Pepsine
DG 38
• La pepsine est une endoprotéase qui hydrolyse les liaisons peptidiques dans lesquelles un aci- de aminé aromatique (Tyr, Trp, Phe) engage sa fonction amine.
• La pepsine est une enzyme du suc gastrique. Elle est synthétisée sous forme de pepsinogène (proenzyme inactive) puis stockée dans les vésicules enzymatiques des cellules principales, d’où elle est excrétée au moment de la digestion. L’activation du pepsinogène en pepsine est le résultat d’une hydrolyse acide dans le milieu acide de l’estomac. Le pepsinogène (poids mol. 43000) perd alors plusieurs fragments dont un de 29 acides aminés (inhibiteur de la pep- sine) dont l’hydrolyse provoque l’activation de la pepsine. Le pH optimum d’action de la pep- sine se situe entre 1,8 et 4,4 et elle est inactivée par les bicarbonates alcalins du suc pancréatique.
7.5 ATPase H + /K +
DG 39
• L’adénosine-triphosphate phosphohydrolase (ATPase H+/K+) est appelée pompe à protons.
C’est une enzyme caractéristique de la muqueuse gastrique.
• Elle catalyse l’introduction d’un ion potassium (K+) dans le cytoplasme en échange d’un pro- ton qu’elle excrète hors de la membrane.
• La pompe à protons de la muqueuse gastrique est activée par la gastrine et par l’histamine.
Le suc gastrique
7.6 Chymosine (rennine)
DG 40
• La chymosine est une endopeptidase du suc gastrique des nouveaux-nés, permettant la diges- tion spécifique de la caséine en respectant d’autres protéines du lait maternel comme les im- munoglobulines IgA. On l’appelle aussi rennine, mais le terme chymosine est préféré pour éviter la confusion avec la rénine, enzyme plasmatique spécifique qui hydrolyse l’angiotensi- nogène.
• La chymosine catalyse la coupure de la caséine en un site spécifique entre une phénylalanine et une méthionine.
• La chymosine de veau ou présure est utilisée industriellement pour la fabrication des froma- ges.
La bile
Chapitre 8
La bile
8.1 Bile hépatique : composition
DG 41
• La bile est un suc digestif mais en même temps une voie d’excrétion pour le foie.
• La bile hépatique est celle qui est produite constamment par le foie. La bile hépatique est stoc- kée dans la vésicule biliaire, concentrée environ dix fois, puis excrétée rapidement par le canal cholédoque lorsque la vésicule se contracte sous l’effet de la cholécystokinine.
• La bile est la voie d’excrétion de nombreux peptides et protéines hépatiques, du cholestérol et des stéroïdes inactivés et oxydés, des pigments biliaires (bilirubine conjuguée, copropor- phyrines I et III) et de xénobiotiques divers.
La bile
8.2 Acide cholique
DG 42
• L’acide cholique est le plus abondant des acides biliaires. C’est un acide biliaire primaire, di- rectement issu du catabolisme du cholestérol dans le foie.
• L’acide cholique est conjugué dans le foie avec le glycocolle principalement pour donner le glycocholate et avec la taurine qui donne le taurocholate, moins abondant.
• Le glycocholate et le taurocholate sont déconjugués par les bactéries intestinales. L’acide cho- lique libéré est réabsorbé ou transformé par les mêmes bactéries en désoxycholate par réduc- tion de la fonction alcool en 7α.
• Le cholate et le désoxycholate réabsorbés dans le sang portal sont recaptés par le foie.
8.3 Acide glycocholique
DG 42/1
• L’acide glycocholique est le plus abondant des acides biliaires conjugués. C’est un acide bi- liaire primaire, produit de la glycoconjugaison du cholate dans le foie.
• Le glycocholate est déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide cholique libéré est réab- sorbé ou transformé par les mêmes bactéries en désoxycholate par réduction de la fonction alcool en 7α.
• Le cholate et le désoxycholate réabsorbés dans le sang portal sont recaptés par le foie.
La bile
8.4 Acide taurocholique
DG 42/2
• L’acide taurocholique est moins abondant que l’acide glycocholique. C’est aussi un acide bi- liaire primaire, produit de la tauroconjugaison du cholate dans le foie.
• Le taurocholate est déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide cholique libéré est réab- sorbé ou transformé par les mêmes bactéries en désoxycholate par réduction de la fonction alcool en 7α.
• Le cholate et le désoxycholate réabsorbés dans le sang portal sont recaptés par le foie.
8.5 Choloyl-CoA Gly transférase
DG 42/3
• L’acide biliaire résultant de l’action de la cétothiolase est activé par une liaison riche en éner- gie qui le lie au coenzyme A.
• Cette énergie permet à une choloyl-CoA glycine choloyl transférase de transfèrer le radical acide sur le glycocolle en créant une liaison amide.
• L’acide biliaire ainsi conjugué est excrété au pôle biliaire de l’hépatocyte sous forme neutre : sel biliaire conjugué (glycocholate).
La bile
8.6 Acide chénodésoxycholique
DG 43
• L’acide chénodésoxycholique est un acide biliaire primaire, directement issu du catabolisme du cholestérol dans le foie, lorsque la 12α-hydroxylase n’intervient pas. Les acides biliaires produits par le foie sont à 70 % l’acide cholique et à 30 % l’acide chénodésoxycholique.
• L’acide chénodésoxycholique est conjugué dans le foie avec le glycocolle principalement pour donner le glycochénodésoxycholate et avec la taurine qui donne le taurochénodésoxy- cholate, encore moins abondant.
• Le glycochénodésoxycholate et le taurochénodésoxycholate sont déconjugués par les bacté- ries intestinales. L’acide chénodésoxycholique libéré est réabsorbé ou transformé par les mê- mes bactéries en lithocholate par réduction de la fonction alcool en 7α.
• Le chénodésoxycholate et le lithocholate réabsorbés dans le sang portal sont recaptés par le foie.
8.7 Acide glycochénodésoxycholique
DG 43/1
• L’acide glycochénodésoxycholique est un des acides biliaires conjugués. C’est un acide bi- liaire primaire, produit de la glycoconjugaison du chénodésoxycholate dans le foie.
• Le glycochénodésoxycholate est déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide chénodé- soxycholique libéré est réabsorbé ou transformé par les mêmes bactéries en lithocholate par réduction de la fonction alcool en 7α.
• Le chénodésoxycholate et le lithocholate réabsorbés dans le sang portal sont recaptés par le foie.
La bile
8.8 Acide taurochénodésoxycholique
DG 43/2
• L’acide taurochénodésoxycholique est encore moins abondant que l’acide glycochénodé- soxycholique. C’est aussi un acide biliaire primaire, produit de la tauroconjugaison du chéno- désoxycholate dans le foie.
• Le taurochénodésoxycholate est déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide chénodé- soxycholique libéré est réabsorbé ou transformé par les mêmes bactéries en lithocholate par réduction de la fonction alcool en 7α.
• Le chénodésoxycholate et le lithocholate réabsorbés dans le sang portal sont recaptés par le foie.
8.9 Acide désoxycholique
DG 44
• L’acide désoxycholique est acide biliaire secondaire, issu du métabolisme du cholate par les bactéries intestinales : déconjuguaison et réduction de la fonction alcool en 7α.
• L’acide désoxycholique réabsorbé est reconjugué dans le foie avec le glycocolle principale- ment pour donner le glycodésoxycholate et avec la taurine qui donne le taurodésoxycholate, moins abondant.
• Le glycodésoxycholate et le taurodésoxycholate sont à nouveau déconjugués par les bactéries intestinales. L’acide désoxycholique libéré est réabsorbé.
• Le désoxycholate réabsorbé dans le sang portal sont recaptés par le foie.
La bile
8.10 Acide glycodésoxycholique
DG 44/1
• L’acide glycodésoxycholique est un des acides biliaires conjugués. C’est un acide biliaire se- condaire, produit de la glycoconjugaison du désoxycholate dans le foie.
• Le glycodésoxycholate est déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide désoxycholique libéré est réabsorbé.
• Le désoxycholate réabsorbé dans le sang portal est recapté par le foie.
8.11 Acide taurodésoxycholique
DG 44/2
• L’acide taurodésoxycholique est un des acides biliaires conjugués. C’est un acide biliaire se- condaire, produit de la tauroconjugaison du désoxycholate dans le foie.
• Le taurodésoxycholate est déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide désoxycholique libéré est réabsorbé.
• Le désoxycholate réabsorbé dans le sang portal est recapté par le foie.
La bile
8.12 Acide lithocholique
DG 45
• L’acide lithocholique est acide biliaire secondaire, issu du métabolisme du chénodésoxycho- late par les bactéries intestinales : déconjuguaison et réduction de la fonction alcool en 7α.
• L’acide lithocholique réabsorbé est reconjugué dans le foie avec un ion sulfate (coenzyme PAPS) pour donner le sulfolithocholate.
• Le sulfolithocholate n’est pas déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide sulfolithocho- lique n’est pas réabsorbé.
• Les acides biliaires non réabsorbés sont excrétés dans les matières fécales.
8.13 Acide ursodésoxycholique
DG 45/1
• L’acide ursodésoxycholique est un acide biliaire de certaines espèces (ours, oie,...), rare chez l’Homme, utilisé comme traitement des lithiases biliaires.
• Chez l’homme, l’acide ursodésoxycholique résulte d’une réoxydation de l’acide lithocholique (acide biliaire secondaire), c’est pourquoi on le qualifie d’acide biliaire tertiaire.
• L’acide ursodésoxycholique est un isomère de l’acide chénodésoxycholique, dont la fonction alcool secondaire du carbone 7 est orientée vers l’espace β.
• L’acide ursodésoxycholique inhibe la biosynthèse du cholestérol, facilite la solubilisation du cholestérol dans la bile vésiculaire et permet la dissolution des calculs biliaires.
La bile
8.14 Acide sulfolithocholique
DG 45/2
• L’acide sulfolithocholique est un acide biliaire conjugué. C’est un acide biliaire secondaire, produit de la sulfoconjugaison du lithocholate dans le foie.
• La sulfotransférase hépatique qui produit le sulfolithocholate ainsi que les dérivés sulfatés des hormones stéroïdes, utilise comme coenzyme donneur d’ion sulfate activé le phosphoadéno- sine phosphosulfate ou PAPS.
• Le sulfolithocholate n’est pas déconjugué par les bactéries intestinales. L’acide sulfolithocho- lique n’est pas réabsorbé.
• Les acides biliaires non réabsorbés sont excrétés dans les matières fécales.
8.15 Sulfotransférase (sels biliaires)
DG 45/3
• L’acide lithocholique est un acide biliaire secondaire résultant de la réduction du chénodé- soxycholate par les bactéries intestinales.
• Le lithocholate est réabsorbé au niveau de l’intestin et recapté par les hépatocytes dans le sang portal.
• L’acide lithocholique n’est pas conjugué à un acide aminé comme les autres acides biliaires, mais il est le substrat d’une sulfotransférase à PAPS (phosphoadénosine phosphosulfate), qui estérifie la fonction alcool du carbone n°3 par un ion sulfate.
• Le sulfolithocholate est réexcrété dans la bile avec les autres sels biliaires conjugués, mais il ne sera pas réabsorbé par le cycle entéro-hépatique au niveau de l’iléon et sera définitivement excrété dans les matières fécales.
La bile
8.16 Triangle de SMALL et DERVICHIAN
DG 46
• La bile contient environ 90 % d’eau. Le reste comprend des lipides en solution sursaturée en particulier au niveau de la vésicule biliaire où se concentre la bile hépatique.
• Les lipides biliaires constituent un mélange ternaire de sels biliaires, de lécithines et de cho- lestérol. Si on reporte sur un diagramme en coordonnées triangulaires dont chacun des axes représente une proportion allant de 0 à 100 % de sels biliaires (en bas de droite à gauche), de lécithines (à droite de haut en bas) et de cholestérol (à gauche de bas en haut) on peut repré- senter tous les mélanges possibles de ces trois composants des lipides de la bile.
• Seuls les mélanges dont la composition se situe dans la zone inférieure gauche du triangle sont homogènes et maintiennent le cholestérol en solution. Le mélange indiqué à titre d’exemple (64 % des sels biliaires, 29 % de lécithines et 8 % de cholestérol) correspond à une phase ho- mogène où le cholestérol ne précipite pas. Il n’y a pas de risque de calcul vésiculaire. Une aug-
8.17 Structure spatiale d’un acide biliaire
DG 47
• La structure spatiale des sels biliaires (ici le glycocholate) est particulièrement favorable à leur fonction d’émulsifiants. C’est une structure polaire/apolaire, à la fois hydrophile et hy- drophobe, qui leur permet de former des solutions micellaires, indispensables à la digestion des lipides.
• Le glycocholate présente à la fois :
— une extrémité polaire : la fonction acide ionisée du glycocolle ;
— une extrémité apolaire : le noyau cyclopentanophénanthrène du cholestérol dont le cycle B a été saturé ;
— une face polaire : les trois fonctions alcool secondaires des Carbones 3, 7 et 12 ;
— une face apolaire enfin : les trois radicaux méthyl (Carbones 18, 19 et 21).
La bile
8.18 Micelles
DG 48
• Les triglycérides du chyme, mélangés à la bile sont émulsifiés par une couche de sels biliaires qui se placent à l’interface entre le milieu apolaire des gouttelettes lipidiques et le milieu po- laire des sucs digestifs. Cette interposition de molécules diminue la tension superficielle à l’interface et permet d’augmenter considérablement la surface de l’émulsion donc le nombre de gouttelettes de plus en plus petites... La lipase pancréatique, en présence de la colipase, ne peut agir que dans ces conditions.
• Les produits de la digestion des lipides : acides gras, monoglycérides et cholestérol encore trop hydrophobes pour être en solution dans l’intestin, forment avec les sels biliaires une so- lution micellaire qui permet l’absorption par la bordure en brosse des entérocytes. Chacune de ces micelles est formée d’un faisceau de molécules de sels biliaires dont les faces apolaires sont tournées vers l’intérieur de la micelle et les faces polaires vers l’extérieur. De même les
8.19 Cycle entérohépatique des sels biliaires
DG 49
• Les acides biliaires primaires (cholique et chénodésoxycholique) issus de la voie de formation des acides biliaires, sont conjugués dans le foie avec le glycocolle ou la taurine pour faire les sels biliaires primaires : glycocholate, glycochénate, taurocholate et taurochénate.
• Ces sels sont excrétés dans la bile vers l’intestin. Ils sont des cofacteurs indispensables à l’ac- tion de la lipase pancréatique au cours de la digestion des lipides, dans le duodénum et le jé- junum. Dans l’iléon, sous l’action des bactéries intestinales les sels biliaires sont déconjugués.
L’acide cholique est partiellement transformé en acide désoxycholique (3α, 12α dihydroxy) et l’acide chénique en acide lithocholique (3α hydroxy). Le désoxycholique et le lithocholi- que sont les acides biliaires secondaires.
• Les acides biliaires primaires et secondaires sont réabsorbés dans l’iléon et transportés par la veine porte vers le foie. Une petite partie de ces acides biliaires traversent le foie et sont ex- crétés dans les urines. Tous les acides biliaires recaptés par le foie sont reconjugués comme
La bile
et les acides biliaires sont excrétés dans la bile vers l’intestin ; tous sont fortement réabsorbés mais une petite partie est éliminée dans les fèces, en quantité aussi importante que l’apport de cholestérol alimentaire et endogène (synthèse).
Le suc pancréatique
Chapitre 9
Le suc pancréatique
9.1 Suc pancréatique : composition
DG 50
• Le pancréas exocrine excréte le suc pancréatique dans le duodénum par les canaux de Wir- sung et de Santorini. Le canal de Wirsung se jette dans le deuxième duodénum avec le canal cholédoque (bile) par l’ampoule de Vater.
• Le suc pancréatique contient une sécrétion hydroélectrolytique faite de 99 % d’eau et d’ions.
Les anions sont le Chlore dans les périodes de repos et les bicarbonates dans les périodes di- gestives. La sécrétion hydroélectrolytique est activée par la sécrétine.
• Le suc pancréatique contient une sécrétion d’enzymes digestives sous forme de proenzymes (zymogènes) inactives qui sont activées dans l’intestin par l’entérokinase ou la trypsine. Cette sécrétion enzymatique est sous la dépendance de la pancréozymine.
• Le suc pancréatique est très riche en Calcium. Ce Calcium est maintenu en solution grâce à une protéine spécifique : la stathérine. La stase ou l’infection dans le canal de Wirsung est à l’origine de calcifications pancréatiques.
Le suc pancréatique
9.2 α-Amylase
DG 51
• L’α-amylase est une endoglycosidase qui hydrolyse les liaisons osidiques de l’amidon.
• L’α-amylase produit des α-dextrines branchées, des oligosaccharides (maltotriose, maltose) et de l’α-D-glucose.
• L’α-amylase est sécrétée sous une forme directement active, par les glandes salivaires et par le pancréas. Lorsqu’un obstacle à l’écoulement des canaux empêche le passage de l’amylase dans le tube digestif, elle se répand dans le plasma sanguin et passe même dans les urines sans perdre son activité enzymatique.
• Il n’y a pas chez les Animaux de β- ni de γ-amylases qui sont des exoglycosidases végétales.
9.3 Lipase pancréatique
DG 52
• La lipase pancréatique (ou stéapsine) est une enzyme du suc pancréatique qui hydrolyse les triglycérides émulsionnés du duodénum en présence de sels biliaires et de colipase, et libère dans le chyme des acides gras « libres », transportés par les micelles de sels biliaires, et ab- sorbés par la bordeure en brosse des entérocytes.
• La lipase agit progressivement sur les gouttelettes de l’émusion lipidique, d’autant plus rapi- dement que la surface de l’interface lipides/phase aqueuse est agrandie par les sels biliaires.
La lipase produit des diglycérides puis des monoglycérides et des acides gras qui sont absor- bés par les entérocytes. La lipase pancréatique est accompagnée de phospholipases A1 et A2 (phospholipase B).
• La colipase est un cofacteur protéique de la lipase pancréatique, issu d’une procolipase activée par la trypsine.
• La lipase pancréatique est différente de celle sécrétée par les glandes salivaires et par l’esto-
Le suc pancréatique
9.4 Absorption des lipides
DG 52/1
• Les produits de la lipase pancréatique sont des acides gras et des monoglycérides qui sont ab- sorbés à partir des micelles de sels biliaires qui les transportent dans le chyme.
• Les acides gras dans l’entérocyte sont aussitôt activés en acyl-CoA pour servir de substrats aux synthèses de lipides. Ces synthèses sont faites par plusieurs voies métaboliques.
• Les phospholipides des membranes des entérocytes (cellules qui se renouvellent très rapide- ment) sont synthétisés à partir du glycérophosphate (provenant du glucose) par les enzymes de la voie de KENNEDY.
• Les triglycérides des chylomicrons sont synthétisés à partir des monoglycérides par une mo- noglycéride acyl-transférase propre aux entérocytes et la diglycéride acyl-transférase. Cette voie plus économique en énergie (voie de CLARK et HUBSCHER) s’accompagne de synthè- se de phospholipides à partir des lysophospholipides absorbés et d’esters de cholestérol.
9.5 Monoglycéride acyltransférase
DG 52/2
• La monoglycéride acyltransférase est une enzymes du reticulum endoplasmique des entéro- cytes qui catalyse l’étape d’engagement de la voie de resynthèse des triglycérides dite voie des monoglycérides (voie de CLARK et HUBSCHER).
• La digestion des lipides par la lipase pancréatique aboutit aux 2-acyl monoglycérides et aux acides gras libres qui sont absorbés par les cellules intestinales. Les acides gras sont réactivés par une acyl-CoA synthétase en acyl-CoA, et sont les substrats de la monoglycéride acyl transférase pour réestérifier les 2-acyl monoglycérides en diglycérides. ces derniers seront en- core estérifiés par une deuxième acyl transférase pour achever les triglycérides des chylomi- crons.
Le suc pancréatique
9.6 Interface lipase:colipase
DG 52/3
• Les graisses alimentaires sont brassées dans l’estomac pour produire une émulsion qui est poussée par petits jets dans le duodénum. Là les sels biliaires, qui ont des propriétés tensio- actives, vont former un interface (couche de sels biliaires) à la périphérie des goutelettes de graisses. Cette couche de sels biliaires en abaissant la tension superficielle à l’interface permet de rendre les gouttelettes de plus en plus petites : on dit que l’émulsion devient plus fine.
• Sur cet interface vient se fixer une première protéine pancréatique, la colipase, qui va servir d’ancrage à la lipase pancréatique dont la fixation s’accompagne d’une pénétration du site ca- talytique dans la gouttelette lipidique pour permettre l’hydrolyse des triglycérides.
• Les acides gras produits sont captés par la colipase et maintenus dans des particules qui se transforment en micelles d’acides gras. En l’absence de colipase, la lipase pancréatique serait inhibée par les acides gras qu’elle produit et par les sels biliaires de l’émulsion.
9.7 Phospholipases
DG 53
• Les phospholipases sont des enzymes qui hydrolysent les liaisons esters des phospholipides.
• Il existe quatre liaisons esters dans un phospholipide :
— entre chacun des acides gras et le glycérol
— entre le glycérol et le phosphate
— entre le phosphate et l’alcool (choline, éthanolamine, sérine, glycérol, inositol...)
• Les phospholipases A1 hydrolysent l’acide gras de la fonction alcool primaire en C1, libérant un acide gras et un lysophospholipide ;
• les phospholipases A2 hydrolysent l’acide gras de la fonction alcool secondaire en C2, libé- rant un acide gras et un lysophospholipide ;
• les phospholipases B (E.C. 3.1.1.5)hydrolysent les deux liaisons ester en C1 et en C2, libérant deux acides gras et un glycérophosphoryl-alcool ;
Le suc pancréatique
9.8 Cholestérol estérase
DG 54
• La cholestérol estérase est une enzyme du suc pancréatique qui effectue la digestion des esters de cholestérol alimentaires.
• Elle catalyse l’hydrolyse de ces stérides en cholestérol libre et acides gras libres, qui seront absorbés dans les micelles lipidiques avec les produits de digestion de la lipase pancréatique.
