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Le système digestif....

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UE 2.2 – Cycle de la vie et grandes fonctions Le système digestif

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SOMMAIRE I. INTRODUCTION

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1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)

ORGANISATION GENERALE EMBRYOLOGIE PROPRIETES GENERALES DU TUBE DIGESTIF STRUCTURE DU TUBE DIGESTIF INNERVATION DU TUBE DIGESTIF ACTIVITE MOTRICE DU TUBE DIGESTIF FLORE MICROBIENNE DU TUBE DIGESTIF REGULATION DES FONCTIONS DIGESTIVES QCM

3 3 4 5 5 6 7 7 8

II.

LES DIFFERENTS TEMPS DE LA DIGESTION

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1) 2) 3) 4) 5) 6)

TEMPS BUCCAL DEGLUTITION. TEMPS ŒSOPHAGIEN TEMPS GASTRIQUE TEMPS INTESTINAL TEMPS COLIQUE CONTINENCE & DEFECATION

8 10 13 17 21 22

III.

DIGESTION, ABSORPTION, TRANSPORT ET EXCRETION DES NUTRIMENTS

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1) 2) 3) 4) 5)

INTRODUCTION ABSORPTION DES GLUCIDES ABSORPTION DES PROTIDES ABSORPTION DES LIPIDES ABSORPTION DE L’EAU, DES ELECTROLYTES DES SELS MINERAUX ET DES VITAMINES

23 24 25 26 27

IV. 1) 2)

CONCLUSIONS

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CONTROLE DE LA DIGESTION L’HOMME SANS TUBE DIGESTIF

28 28

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I.

Introduction

1) Organisation générale

Hypochondre droit : Foie Epigastre et Hypochondre gauche : Estomac Iliaque droit : Appendice Iliaque gauche : Epigastres

2) Embryologie Le tube digestif a une seule origine embryologique, l’endoblaste. 4-8ème semaine du développement embryonnaire :  L’intestin pharyngien (Ph) : partie postérieure de la cavité buccale et le pharynx.  L’intestin antérieur (A) : œsophage, estomac, début du duodénum. Bourgeons épithéliaux endoblastiques = ébauches du pancréas et du foie.  L’intestin moyen (M) : fin du duodénum, intestin grêle, première moitié du côlon (jusqu’au 2e tiers du côlon transverse).  L’intestin postérieur (P) : fin du colon transverse, le colon descendant, le sigmoïde, le rectum et le début du canal anal + vessie.

a. Conséquences anatomiques  Vascularisation ⇒ Les 3 segments (antérieur, moyen et postérieur) sont définis par leur vascularisation identiques. L’aorte abdominale va avoir 3 branches ventrales :  Le tronc cœliaque irrigue l’intestin antérieur  L’artère mésentérique supérieure irrigue l’intestin moyen  L’artère mésentérique inférieure irrigue l’intestin postérieur.  Les segments digestifs ont la même structure.

b. 28e jour : Migration des cellules de la crête neurale Des cellules vont migrer vers le tube digestif et formées l’innervation myentérique du tube digestif. Ce sont les cellules nerveuses du tube digestif.

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3) Propriétés générales du Tube Digestif C’est un ensemble de compartiments qu’il faut voir comme un tube segmenté par des sphincters (flèches rouges) et dilaté par des poches (estomac, colon). Le transit

se fait dans le sens oral-aboral. Existence de glandes accessoires. E tube digestif est le lieu de :  Réception, macération et transport des substances ingérées ;  Sécrétion des enzymes digestives, de l'acide, du mucus, de la bile, etc.  Digestion des produits alimentaires ingérés ;  Absorption et transport des produits de la digestion ;  Formation, transport, stockage et excrétion des déchets alimentaires. 4 fonctions dans chaque segment : motricité, sécrétion, digestion et absorption. Le synchroniseur du processus est la prise alimentaire. La transformation des aliments ingérés peut-être chimique (nutriments) ou physique (complexes hydrophiles). Les différents segments ont un rôle spécifique :  Œsophage : traverser la cage thoracique  Estomac : Réception et digestion acide  Intestin : Digestion alcaline et absorption  Colon : Fermentation, absorption de l’eau et des sels, et stockage des déchets  Rectum – Anus : stockage des déchets

a. Drainage des nutriments Il se fait par le système porte, les veines portes conduisent au foie. Pour les graisses, elles peuvent être transportées par le système lymphatique via les chylomicrons pour atteindre la circulation générale.

b. Surface d’échange Le tube digestif est le milieu extérieur (c’est une partie de l’extérieur que l’on a enfermée entre le sphincter œsophagien supérieur et l’anus). C’est une surface d’échanges. Le jéjunum et l’iléon ont une surface d’absorption très importante. 4

c. Immunité digestive C’est un lieu de protection de l’organisme (immunité innée et acquise).

4) Structure du Tube Digestif Muqueuse : Les plis de la muqueuse permettent d’augmenter la surface d’absorption. Musculaire-muqueuse Sous-muqueuse (plexus de Meissner) Musculeuse : couche circulaire interne puis couche longitudinale externe. (Plexus nerveux) Séreuse La couche longitudinale fonctionne comme un syncytium, les couches de cellules sont connectées entre elles : Présence de jonctions serrées entre les cellules des fibres lisses qui assurent une solution de continuité entre les cellules.

5) Innervation du Tube Digestif Innervation autonome au niveau du tube digestif sauf aux deux extrémités (sphincter œsophagien supérieur et anus) : innervation somatique. Au niveau de l’innervation parasympathique, c’est une innervation végétative, sensitive et effectrice c’est-à-dire qu’elle permet de transférer l’information recueillie par les récepteurs du tube vers le système nerveux central et entrainer une action. Le contingent bulbaire va innerver la partie haute du système digestif (œsophage, estomac, intestin grêle et jusqu’au colon droit). La moelle sacrée innerve le colon gauche et l’intestin terminal. L’innervation sympathique (de l’œsophage jusqu’au colon transverse) contient des ganglions cœliaques, mésentériques et hypogastriques. Ces deux voies (S et PS) aboutissent dans les plexus intra muraux contenant des neurones moteurs, sensitifs et interneurones. Ces derniers permettent d’adapter l’organisme à des stimulations. Ces plexus agissent sur les muscles lisses mais aussi sur l’épithélium, entraînant une modification de la motricité et de la sécrétion. 5

Les neurones des plexus sont au niveau de la voie terminale de l’innervation extrinsèque. Ils sont excitateurs (cholinergiques) ou inhibiteurs (purinergiques, responsables d’une inhibition permanente). Entre les muscles et les cellules nerveuses, on trouve les cellules de Cajal qui sont responsables de l’activité autonome, elles assurent le relais entre l’innervation intrinsèque intramurale et la musculature lisse.

Le système nerveux entérique est constitué par deux plexus ganglionnaires qui s'étendent sur toute la longueur du tube digestif (Plexus myentérique (Auerbach) et Plexus sous-muqueux (Meissner)).

6) Activité motrice du Tube Digestif Le muscle digestif est un muscle lisse unitaire. C’est-à-dire qu’il présente une activité spontanée (myogénique), il répond par une contraction à l’étirement , indépendante d’une commande nerveuse, et il n’y a pas de jonctions neuromusculaires. Les cellules interstitielles de Cajal, cellules d’origine mésenchymateuse et non nerveuses, sont un réseau qui interconnecte la musculature gastro-intestinale. Elles ont un rôle de pacemaker : genèse des ondes lentes et contrôlent la fréquence et la propagation des contractions intestinales. Activité électrique et activité mécanique (enregistrement manométrique). Lorsque l’on a des dépolarisations spontanées (activité autonome du muscle digestif) en dessous du seuil de contraction, il n’y a pas d’action mécanique. Lorsqu’elles atteignent le seuil, on a une contraction (avec un intervalle de temps entre la stimulation électrique et la contraction). Lorsqu’on dépasse le seuil électrique, c’est le potentiel d’action, les contractions sont plus importantes. Au repos, différence de potentiel (ddp) transmembranaire (-40 à -80 mV) avec des variations rythmiques correspondant aux ondes lentes. Un potentiel de pointe déclenche une contraction principalement sous contrôle nerveux. Selon sa localisation et le moment de la digestion, cette activité est dite tonique ou phasique :  Tonique : Adaptation de la tension pariétale (paroi) au contenu  Phasique : Contractions basales rythmiques ou non.

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Les différents segments ont une fréquence d’activité caractéristiques. Cette activité dépend de l‘alimentation et le mécanisme à l’origine de cette activité mécanique est le même dans tout le tube digestif. La propagation du contenu intestinal dans le sens oral-aboral est assurée par l’activité péristaltique. Elle résulte de la capacité de développer des segments propulsifs et des segments récepteurs. Dans le segment propulsif, les fibres circulaires se contractent et les fibres longitudinales se relâchent (élongation). Dans le segment récepteur c’est l’inverse. En amont de ces deux zones se trouve l’iléus physiologique, une zone de repos.

7) Flore microbienne du Tube Digestif Il y a 500 à 1000 espèces différentes de microorganismes. Escherichia coli est la bactérie intestinale la plus connue chez l'Homme. Parmi celles-ci, 99 % sont des anaérobies stricts. La flore intestinale se développe au cours des premiers jours de la vie et demeure ensuite stable, sauf en cas de maladies. Chez un humain adulte, la flore intestinale est composée de 1014 bactéries (c'està-dire dix fois plus que le nombre de cellules humaines dans le corps) avec un poids total de 1,5 kg. La taille du matériel génétique du microbiote est estimé à 100 fois celle du génome humain. Fonctions :  Digestion : cartilages, cellulose.  Synthèse de substances indispensables : vitamine K

8) Régulation des fonctions digestives Il existe 3 types de moyens de régulation :  Nerveuse : système autonome (S et PS) et système myentérique  Hormonale : endocrine et paracrine  Au niveau de l’organe : paroi (capacité de distorsion) et contenu Au niveau de l’organisation temporelle, il y a schématiquement 3 phases : phase céphalique (préparation à l’alimentation), gastrique (les aliments sont principalement dans l’estomac) et intestinale (les aliments sont principalement dans l’intestin). 7

9) QCM Indiquer la (ou les) réponse(s) exacte(s) A. L’absorption intestinale est minimale au niveau de l’intestin grêle. B. La couche musculaire intestinale comprend au moins une couche longitudinale externe et circulaire interne. C. Le système nerveux entérique est constitué par deux plexus ganglionnaires qui s'étendent sur toute la longueur du tube digestif D. L’activité intestinale est à la fois électrique et mécanique. E. Le péristaltisme intestinal est caractérisé par l’existence de segments propulsifs.  Réponses justes : B, C et E (A : maximale, E : ET réceptifs) Indiquer la (ou les) réponse(s) exacte(s) A. Le contrôle nerveux de la motricité intestinale contient uniquement des nerfs somatiques. B. L’estomac a une fonction de réception. C. La prise alimentaire modifie la motricité et les sécrétions digestives. D. La surface d’absorption est maximale au niveau du colon. E. La digestion intestinale transforme les aliments en composés hydrophobes pour permettre leur absorption.  Réponses justes : B, C (A : ET végétatifs, D : intestin grême, E : hydrophiles)

II.

Les différents temps de la digestion

1) Temps buccal a. Introduction Le temps buccal a 3 fonctions :  Collecte des aliments et préhension : Lèvres, langue  Mastication : Processus cyclique d’automatisme moteur, via les dents  Insalivation des aliments : Lubrification du bol alimentaire par des mucines et solubilisation (goût)

b. Mastication Activité musculaire striée : Trois groupes musculaires sont importants dans la mastication : Masséter, Temporal, Ptérygoïdien externe et interne : ainsi que la langue. Elle permet l’imprégnation de la salive. Les mouvements sont volontaires ou par réflexe. Le stimulus principal de la mastication est le contact des particules alimentaires avec le palais. Afférences :  Nerf lingual (V Trijumeau).  Corde du tympan (VII Facial) Commande : Noyau masticateur du V Efférences :  Nerf lingual (V)  Nerf hypoglosse (XII) 8

c. La sécrétion salivaire Il y a 3 groupes de glandes salivaires, disposés de manière symétrique. La parotide : sécrétion fluide, séreuse, hypotonique au plasma et renfermant une amylase : la ptyaline. Sous-maxillaire et glandes sublinguales à sécrétion mixte séreuse et muqueuse. La sécrétion salivaire (700 - 1500 ml/j) est faible la nuit, réduite entre repas et multipliée par 4 à 8 par l’alimentation. Elle est composée à 99% puis d’électrolytes, Amylase, glycoprotéines, lysozyme, IgA. Fonctions de la salive :  Lubrification (mucines) et humidification du bol alimentaire.  Sensation de goût  Sécrétions enzymatiques : αAmylase et lipase linguale.  Nettoyage et désinfection : lutte contre la pullulation microbienne.

Salive primaire, formation par les acini (électrolytes, Amylase, glycoprotéines, lysozyme, IgA) : Transport transcellulaire de chlorures vers la lumière de l'acinus. Les charges négatives sont suivies par des ions Na+ et par un flux osmotique d'H2O. Salive secondaire, canaux : Sécrétion de bicarbonate et réabsorption active du sodium (contre du K+). Variables en fonction du débit

d. Contrôle nerveux de la salivation Contrôle sympathique par le ganglion cervical supérieur : La salive obtenue par excitation du sympathique est une salive visqueuse riche en enzymes.

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e. QCM Indiquer la (ou les) réponse(s) exacte(s) A. Le temps buccal associe des phénomènes mécaniques et chimiques. B. La sécrétion salivaire est uniquement hydro-électrolytique. C. La sécrétion salivaire est sous contrôle nerveux D. Les canaux salivaires ne modifient pas la sécrétion acinaire. E. La sécrétion salivaire est de 200 ml par jour.  Réponses justes : A et C. (B : Et mucineuse)

2) Déglutition. Temps œsophagien a. Anatomie

Voies aéro-digestives supérieures

b. Description de la déglutition Trois temps : Buccal, pharyngé et œsophagien. 10

Le passage du bol alimentaire vers l’estomac fait intervenir différents organes moteurs qui assurent des fonctions motrices et de protection.

c. Les pressions œsophagiennes au repos

Pression négative : liée à la cavité pleurale, maintenir l’élasticité pulmonaire

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d. Motricité de l'œsophage

La proportion de muscles striés diminue au fur et à mesure que l’on se rapproche du tiers moyen de l’œsophage. Au niveau du sphincter inférieur de l’œsophage, il y a une relaxation pour faire passer le bol alimentaire. On a des ondes dont l’amplitude varie qui se propagent tout le long de l’œsophage, c’est le péristaltisme primaire. Et il y a le péristaltisme secondaire, lorsqu’il n’y a pas de déglutition. Le contrôle est myogène propre aux muscles), nerveux et réflexes liés au contenu.

e. Contrôle de la motricité de l'œsophage Il faut intervenir le contrôle cholinergique, stimulant de la motricité, et le contrôle non cholinergique non adrénergique (Monoxyde d’azote1 et le VIP2) qui va entraîner une relaxation du SOI, une inhibition de la motricité en amont et une stimulation en aval. Il y a un contrôle nerveux parasympathique (Noyau Moteur Dorsal du Vague) et sympathique (ganglions stellaires via les ganglions cœliaques).

f. Exploration fonctionnelle de l'œsophage La pH-métrie et l’impédance pH-métrie mesure le reflux gastro-œsophagien. La pH-métrie mesure le pH L’impédance pH-métrie mesure la résistance dans l’œsophage.

g. QCM Indiquer la (ou les) réponse(s) exacte(s) A. L ’œsophage possède un sphincter supérieur et un sphincter inférieur. B. Au repos, la pression de l’œsophage est positive par rapport à la pression atmosphérique. C. Le corps de l’œsophage est caractérisé par une activité péristaltique. D. Lors de la déglutition, l’ouverture du sphincter inférieur est indépendante de la présence de neurones myentériques. E. La distension de l’œsophage peut induire une séquence péristaltique.  Réponses justes : A, C, E (B : négative, D : lié à la présence de neurones myentériques) 1 2

Neuromédiateur gazeux Peptide

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3) Temps gastrique a. Introduction    

Lieu de stockage (Rôle social) Temps de la digestion acide Sécrétion muco enzymatique : Digestion des protéines et protection contre l'auto-digestion Rôle de l'alimentation

b. Anatomie L’estomac est en position sus-mésocolique (au niveau du mésocolon), dans la loge sous phrénique gauche. Il est très vascularisé avec un arc vasculaire faisant le lien avec l’artère gastro épiploïque gauche et l’artère gastro épiploïque droite.

c. Motricité gastrique Estomac proximal = réservoir, à l’état basal il est contracté et il y a diminution de tension (relaxation) par déglutition et distension de l’estomac ou du duodénum. Estomac distal = contractions, pace maker, lieu de broyage – brassage. Pompe antro-pyloro-duodénale : broyage, tamisage, régulation de vidange  À jeun : contractions coordonnées  Après repas : antre peu tonique, pylore hypertonique

La motricité gastrique dépend des repas. A jeun, la tension pariétale est basale. A l’étape préprandiale (sensation de faim), la tension gastrique et les contractions rythmiques (3 cpm) augmentent. A l’étape prandiale (arrivée d'aliments) :  Relâchement réceptif : La tension gastrique retourne à sa valeur antérieure  Péristaltisme corps et antre : Les ondes contractiles, brassent et broient le chyme, le pylore restant fermé. Le transfert par fraction dans le duodénum intervient dès que la taille des particules est inférieure à 3 mm.

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Coordination de l’activité antro-pyloro-duodénale avec 3 phases : propulsion, évacuation et rétropropulsion, et rétropropulsion et broyage. La durée de séjour des aliments se situe entre 1 et 6 h, suivant la composition du chyme. Les chémorécepteurs gastriques et duodénaux permettent l’adaptation de la vidange gastrique à la capacité digestive intestinale.

Contrôle nerveux et hormonal :  parasympathique : permet ouverture du pylore  Motiline stimule la vidange gastrique  CCK , gastrine, sécrétine ralentissent la vidange gastrique Récepteurs et signaux modulants :  Gastriques : distension  Intestinal (Duodéno-jéjunaux) :  pH,  lipidosensibles,  osmorécepteurs,  acides aminés,  calories,  “frein iléal”

d. Sécrétion gastrique  Zone superficielle avec des cellules accessoires sécrétrices de mucus 14

 Zone des cryptes contenant des :  Cellules muqueuses,  Cellules principales : pepsinogène, pepsine,  Cellules pariétales ou bordantes : HCl et Facteurs intrinsèques  Antre Pylorique : Cellules G à gastrine

Les sécrétions gastriques représentent 2 à 3 l /24H. La sécrétion acide : HCl. La sécrétion protéique (3g/l) comprend :  Mucoprotéines protectrices de la muqueuse gastrique ;  Pepsine (sécrétée sous forme inactive Pepsinogène).  Protéines provenant du plasma sanguin par transsudation.  Lipase gastrique d’importance mineure (Chez le nouveau-né, la lipase gastrique a une action spécifique sur une variété particulière de triglycéride à chaine moyenne qui est un des composants du lait maternel → nutrition normale en lipide. La lipase gastrique diminue avec l'âge).

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Rôle du repas dans la sécrétion acide :

La sécrétion acide par les cellules pariétales est stimulée par l’acétylcholine, la gastrine et l’histamine. La sécrétion des cellules pariétales est contrôlée à des sites spécifiques par des agonistes et des antagonistes.

Les autres sécrétions gastriques :  Sécrétion de Facteur Intrinsèque  Glycoprotéine de PM 55 000, sécrétée par les cellules pariétales  Déterminants de la sécrétion : les mêmes que ceux de la sécrétion acide.  Nécessaire à l’absorption de vitamine B12  Seule fonction gastrique indispensable à la vie.  Sécrétion de mucus (glycoprotéine) : Protection vis-à-vis des agressions mécaniques et de l’autodigestion. (Protège de l’acide et des enzymes)  Sécrétion enzymatique gastrique : Les cellules principales sécrètent du pepsinogène qui est transformé en pepsine ...