PHYSIOLOGIE DE L’ESTOMAC Aude FERRAN 1 Estomac: anatomie fonctionnelle Un réservoir extensible entre 2 sphincters : cardia & pylore Oesophage Cardia Fundus Réception et Stockage Ajustement volumique = régulation de la pression Pylore Intestin grêle Zone pylorique Corps Mélange du bolus avec la salive et le jus gastrique Digestion peptique : pepsinogène + HCl Antre pylorique Mélange Régulation de la vidange 2 Estomac: musculature 3 couches musculaires Longitudinale Oblique Circulaire 3 Estomac: innervation Innervation intrinsèque : = innervation propre à l’estomac Plexus myentérique entre les couches musculaires longitudinale et circulaire (régulation de la motricité) Plexus sous-muqueux (régulation de la sécrétion) Innervation extrinsèque : = innervation en relation avec le SNC 4 Estomac : types de muqueuse Cheval Oesophagienne Porc (pas de sécrétion) Cardiale (mucus + bicarbonate) Gastrique propre (HCl + pepsinogène) Pylorique (mucus + pepsinogène) 5 Estomac : types de muqueuse Homme Chien Cochon Cheval Œsophagienne Stratifiée squameuse non glandulaire Cardiale Rat Vache Lama Gastrique propre Pylorique ou antrale 6 Estomac : types de muqueuse Homme chien porc cheval Stratifiée sq. non glandulaire Rat vache Cardiale Lama Fundique Pylorique 7 Estomac : types de muqueuse Homme chien porc cheval Stratifiée sq. non glandulaire Cardiale Rat vache Lama Gastrique propre Pylorique 8 Estomac : types de muqueuse Homme Man Dog chien Pig porc Horse cheval Stratifiée sq. non glandulaire Rat Vache Lama Cardiale Gastrique propre Pylorique 9 Motricité de l’estomac 10 Remplissage de l’estomac Les aliments arrivent dans le fundus de l’estomac du volume de l’estomac qui peut atteindre 1L chez l’homme Augmentation Compliance gastrique Pas d’augmentation de la tension pariétale lors de l’ingestion d’aliments car le volume de l’estomac augmente (50 mL à 1.5 L) Relaxation active d’origine vagale (Relaxation par l’alcool ex: trou normand) 11 Remplissage de l’estomac Différences interspécifiques Cheval : Estomac peu distensible Cardia très étroit = pas de vomissements possibles Carnivores Estomac très distensible 12 Remplissage de l’estomac Accumulation centrifuge des aliments qui arrivent au centre Aliments ingérés dans l’ordre 1 à 4 13 Motricité de l’estomac Motricité du fundus (partie proximale) Musculeuse peu épaisse Très peu d’activité motrice = Pas de péristaltisme Quelques contractions d’incidence aléatoire Rem.: Chez le porc, légère activité motrice probablement liée à l’ingestion massive d’air pendant la prise de nourriture 14 Motricité de l’estomac Motricité de type péristaltique du corps au pylore Propagation du corps vers le pylore Le contenu met 10 s -20 s pour atteindre le pylore 15 Motricité de l’estomac Motricité de type péristaltique du corps au pylore Fréquence maximale donnée par les ondes lentes (5 à 6 / min chez le chien) Régulation de la fréquence et de l’intensité hormonale et nerveuse en fonction du contenu intestinal Intensité des contractions variable après un repas forte à jeun (phase III des CMM) (voir cours sur motricité intestinale) 16 Motricité de l’estomac Contractions péristaltiques Débutent dans la partie moyenne (au niveau du corps) de l’estomac Se renforcent en direction du pylore et s’accélèrent Vitesse 1cm/s sur le corps; 4cm/s au niveau de l’antre pylorique 10-20 sec pour atteindre le pylore Peuvent durer de 2 à 20 sec localement Rôle de brassage et de vidange selon la fermeture ou l’ouverture du pylore 17 Motricité de l’estomac Contractions permises par les potentiels de pointes A jeun En 10% des ondes lentes sont surchargées de potentiels de pointe = pendant la phase III des Complexes Moteurs Migrants post-prandial Toutes les ondes lentes sont surchargées de potentiels de pointes 18 Vidange gastrique Régulation de la vidange gastrique Pylore ouvert : passage de chyme vers le duodénum Pylore fermé : Jet rétrograde émulsificateur Pylore ouvert Pylore fermé Passage du chyme Jet rétrograde émulsificateur 19 Vidange gastrique Pylore Le pylore sert de tamis avant le duodénum 20 Vidange gastrique Le pylore laisse passer les particules < 2 mm chez le chien en phase post-prandiale particules de grande taille (jusqu’à 7-10 mm) chez le chien à jeun pendant les phases III d’un CMM les 21 Vidange gastrique Régulation de la vidange gastrique Après un repas, le pylore est peu ouvert = le contenu digestif bute sur le pylore Rétropulsion du contenu solide les solides (> 2mm chez le chien) sont reflués vers le corps l’ouverture du pylore permet le passage des liquides dans l’intestin La rétropulsion permet le mixage et la réduction de taille des particules 22 Vidange gastrique Régulation de la vidange gastrique A jeun, phase III des CMM Pylore largement ouvert Contractions péristaltiques très intenses de l’estomac à l’iléon Sortie de grosses particules (7-10 mm chez le chien) 23 Vidange gastrique Vitesse de vidange Adaptée pour permettre une digestion optimale dans l’intestin Vidange ralentie si contenu intestinal Trop volumineux Trop acide Trop lipidique Hyper- ou hypotonique Vitesse différente selon la nature du contenu gastrique Phase liquide Phase solide digestible Phase solide indigestible 24 Vidange de la phase liquide Solide Liquide 25 Vitesse de vidange gastrique et contenu calorique d’un repas % résiduel du repas 100 50 Glucose 1 kcal/ml Glucose 0.5 kcal/ml Glucose 0.2 kcal/ml NaCl 0.9% 0 20 40 60 80 100 Temps (min) 26 % résiduel du repas Vitesse de vidange gastrique et osmolarité du repas 100 50 Hypertonique 800 mOsm/L Hypotonique 10 mOsm/L Isotonique 280 mOsm/L 0 20 40 60 80 100 Temps (min) 27 Temps de vidange de l’estomac Repas de type boulette : 7 h Repas sec : 15 h 28 Vidange gastrique de cubes de foie de 1 cm et de sphères plastique (Ø 7 mm) % de vidange 100 Cubes de foie 80 60 40 20 Spheres plastiques 0 1 2 3 Hinder - Kelly 1977, Am. J. Physiol., 2: 335 - 340 4 h Temps 29 Sécrétions gastriques 30 Sécrétions gastriques Suc gastrique Liquide incolore, filant (mucus) et acide 1-1.5 L/jour (homme) Isotonique par rapport au plasma (mais avec des proportions d’ions différentes) 31 Sécrétions gastriques Sécrétion acide Cellules pariétales (elles sécrètent aussi le facteur intrinsèque qui sert à l’absorption de vit B12 dans iléon) Uniquement dans le corps de l’estomac Sécrétion de mucus Sécrétion de pepsinogène Cellules muqueuses des zones cardiales, fundiques et pyloriques Cellules bordantes (=principales) Sécrétions endocrines ou paracrines Différentes cellules endocrines ECL : enterochromaffin-like Cellules G Cellules D 32 Sécrétion acide Membrane basale Cellule pariétale Membrane apicale Lumière gastrique Cl- K+ ClH2O + CO2 HCO3- HCO3 - H2CO3 ATPase H+ H+ Vague alcaline Sang 33 Sécrétion acide Importance de la pompe H+/K+ Dépense énergétique TRES élevée (= beaucoup de mitochondries dans les cellules pariétales) Cible pharmacologique lors d’ulcères Inhibiteur de pompe à protons H+/K+ Ex de principes actifs : oméprazole (Mopral ND, Gastrogard ND), lanzoprazole 34 Sécrétion acide Acidité dépend du débit de sécrétion bas débit, peu de H+ et plus de Na+ A haut débit, 6 x concentration plasmatique beaucoup de H+ =10 A peu de Na+ =concentration plasmatique/30 Acidité dépend du pouvoir tampon de la nourriture la nourriture fait remonter le pH de l’estomac 35 Acidité gastrique chez le cheval recevant de l’herbe ou du foin à volonté 8 7 6 pH 5 4 3 2 1 0 Time Le pH s’élève chaque fois que l’animal mange car le foin absorbe l’acidité gastrique et parce que la sécrétion salivaire est augmentée 36 Acidité gastrique chez le cheval à jeun 7 6 pH 5 4 3 2 1 0 Time Le pH moyen est de 1.6 car la sécrétion gastrique est continue chez le cheval et elle n’est pas tamponnée par la salive dont la sécrétion est associée à la prise de nourriture 37 Sécrétion acide Induction de la sécrétion acide par 3 sécrétagogues Acétylcholine (libérée par le nerf vague) Gastrine (produite par les cellules G) Histamine (produite par les cellules ECL*) Rem : l’histamine est une autre cible pharmacologique lors d’ulcères Inhibiteurs de récepteurs H2 sur lesquels se fixent l’histamine Ex de principes actifs : cimétidine, ranitidine, famotidine,… * enterochromaffin-like 38 Sécrétion acide Mécanisme ACh, gastrine et histamine agissent directement sur la cellule pariétale =EFFET DIRECT sur la sécrétion de H+ Ach et gastrine induisent aussi la libération d’histamine =EFFET INDIRECT 39 Sécrétion acide Induction de la sécrétion acide Gastrine Produite par les cellules G au niveau de l’antre pylorique et du duodénum Sécrétion de gastrine stimulée par la présence de peptides et d’aa dans la lumière gastrique le Gastrin Releasing Peptide (GRP) libéré par les extrémités du nerf vague Sécrétion de gastrine inhibée par la gastrine (auto-contrôle) un pH bas la somatostatine (produite par les cellules D de l’estomac, les cellules δ du pancréas et certaines cellules de l’hypothalamus) 40 Sécrétion acide Sécrétion basale faible Sécrétion augmentée lors d’une repas Phase céphalique Phase gastrique Phase intestinale Ces 3 phases se superposent 41 Sécrétion acide 1. Phase céphalique (30% de la sécrétion) Point de départ : Vue (réflexe conditionné) Stimulation des chémo- et mécanorécepteurs des cavités nasales et buccales Sensation d’appétit Rôle du nerf vague : libération d’acétylcholine 42 Sécrétion acide 2. Phase gastrique (50-60% de la sécrétion) entraîne la libération d’acétylcholine Protéines en partie digérée et aa stimulent la sécrétion de gastrine Distension 43 Sécrétion acide 3. Phase intestinale (5-10% de la sécrétion) Protéines en partie digérée et aa stimulent la sécrétion de gastrine par les cellules G duodénales 44 Sécrétion acide Inhibition de la sécrétion acide gastrique Somatostatine Sécrétine et autres hormones intestinales (entérogastrones) PGE2 : prostaglandine E2 45 Sécrétion acide Neutralisation de l’acidité dans le duodénum Sécrétine sécrétée par les cellules S quand pH<4.5 stimule la sécrétion de HCO3- par le pancréas stimule la sécrétion de HCO3- par les cellules du duodénum 46 Sécrétion d’enzymes Pepsinogène: (groupe d’enzymes) : forme des pepsines (endopeptidases) après clivage Pro-enzymes Sécrétée par exocytose par les cellules principales fundiques et antrales Sécrétée sous l’action de l’acétylcholine (+++) et autres molécules (CCK, gastrine, sécrétine,…) A l’état basal, sécrétion qui représente 20% des capacités maximales 47 Sécrétion d’enzymes Pepsine: Activée uniquement à pH acide Clivage spontané à pH<5 Clivage très rapide à pH <3 La pepsine activée peut cliver le pepsinogène (auto-activation) Active uniquement à pH acide (pH 1.5 à 3) pH>3.5 : inactivation réversible pH>7.2 : inactivation irréversible (duodénum) 48 Sécrétion d’enzymes Pepsine : Non indispensable : les protéines sont parfaitement digérées chez des patients avec gastrectomie totale. 49 Sécrétion de mucus Barrière muqueuse gastrique Couche de mucus Cellules imperméables à l’acidité et liées par des jonctions serrées Environnement riche en bicarbonates Protection contre l’acidité et la pepsine La PGE2 participe au maintien de cette barrière Remarque : Les AINS inhibe la synthèse de cette PGE2 ce qui explique que ces molécules favorisent l’apparition d’ulcères 50 Sécrétion de mucus Mucus Ensemble de mucine (glycoprotéine), phospholipides, eau et électrolytes par les mucocytes stimulée par l’ACh et les stimuli physiques et chimiques Sécrétion Protège des stimuli douloureux (acide, pepsine, alcool, sels biliaires) 51 Sécrétion de mucus HCO3 Sécrété par les cellules épithéliales superficielles et les mucocytes Bloqué sous la couche de mucus (pH=7) 52 53 Sécrétion de mucus Mucus et HCO3- Mucus forme une barrière physique difficile à franchir pour les ions H+ et la pepsine HCO3- neutralisent les ions H+ qui franchissent la barrière et inactivent la pepsine 54 Contrôle de la sécrétion de mucus Stimulation par Acétylcholine Alcool Stimuli mécaniques 55 Le cas des préruminants ± Similaires aux monogastriques Sécrétion de chymosine (autrefois nommée rénnine) (enzyme qui fait partie de la présure qui sert en fromagerie) 56 Le cas des ruminants adultes Sécrétion continue liée à l’arrivée continue de digesta Sécrétion chez le bovin adulte: 30 L/j Pas de stimulation par la prise de nourriture 57 Physiopathologie de l’ulcère Les lésions des zones squameuses sont le résultat d’une surexposition à l’acidité gastrique (zones non naturellement protégées) Les lésions des zones glandulaires sont dues à un défaut de protection de la muqueuse (ex : anti-inflammatoire) 58 Ulcères gastriques et privation intermittente de foin Privation intermittente de foin une journée sur deux Lésions de la seule muqueuse squameuse Pas de lésions de la zone glandulaire Jour 0 48 h 96 h Les lésions peuvent apparaître en 24h 59 Facteurs de risque de l’ulcère Stress (maladie) Exercice intense Peu de fourrages et beaucoup de concentrés 60 Vomissements 61 Vomissement Définition : Acte réflexe par lequel le contenu stomacal (et éventuellement intestinal) est expulsé par la bouche = mécanisme de défense contre Surcharges alimentaires Substances toxiques Produits indigestibles Fréquent chez les carnivores et omnivores Absent chez le cheval, le rat, le lapin et les ruminants 62 Vomissement Différentes causes pathologique d’origine pathologique d’origine pharmacologique Causes digestives: digestive non digestive Distension de l’estomac ou du duodénum Irritation de l’estomac ou du duodénum Causes extra-digestives: Stimulation de la zone chémoréceptrice du vomissement (apomorphine, morphine,…) Changement de direction (mal des transports) Troubles métaboliques … Symptôme très peu spécifique en clinique 63!!! Vomissement Mécanisme du vomissement Vomissement précédé de nausées et hauts-le cœur Nausée Sensation désagréable (inquiétude) Salivation : Protection des premières voies digestives et lubrification Léchage rythmique des babines (chien et chat) Haut-le cœur Contractions des muscles Diaphragme Paroi costale Paroi abdominale Sans expulsion du contenu gastrique 64 Vomissement Mécanisme du vomissement Evénements préparatoires Perte du tonus gastrique Diminution de la sécrétion d’HCl Augmentation de la sécrétion de mucus 65 Vomissement Mécanisme du vomissement Antipéristaltisme dans l’intestin grêle Contractions de l’estomac et du duodénum Relâchement du sphincter œsophagien inférieur Remontée de contenu digestif dans l’œsophage Inspiration profonde Ouverture du sphincter œsophagien supérieur Protection des voies aériennes Contractions du diaphragme et de tous les muscles de la paroi abdominale Expulsion 66 Vomissement Protection des voies respiratoires Soulèvement du voile du palais (protection du nasopharynx) Fermeture de la glotte (protection des poumons) ATTENTION : risque de fausse route chez l’animal inconscient ou anesthésié Remarque : une conséquence du vomissement peut être un déséquilibre ionique lors de vomissements fréquents 67 Contrôle du vomissement Deux régions cérébrales sont impliquées dans le contrôle de la nausée/vomissement : un centre du vomissement et une zone chémosensible Centre du vomissement +++ An niveau bulbaire Zone chémoréceptrice (CTZ) sur le plancher du 4eme ventricule IMPORTANT : se situe en dehors de la barrière hématoencéphalique DONC est en contact avec toutes les molécules circulant dans le sang (médicaments) 68 Régulation du vomissement Centre du vomissement Reçoit des afférences digestives Reçoit des informations de la zone chémoréceptrice Reçoit des informations du cortex cérébral (pensée, anxiété, odeur, douleurs, émotions...) Intègre les informations et organise le vomissement 69 Régurgitation Chez le chien, le chat et les oiseaux ≠ vomissement pas de nausée associée pas de contractions abdominales Causes : Nutrition des petits par la chienne et les oiseaux Régurgitation d’os et de poils chez les oiseaux prédateurs Dysfonctionnement de l’œsophage (megaœsophage par exemple) 70