1-digestion-blanc.ppt [Lecture seule]

Physiologie des grandes fonctions
Physiologie digestive
Fanny Pilot-Storck
Introduction

La physiologie digestive : une fonction passionnante !

Des records
Homme : 400m2 de surface d’échange
 Vache : rumen de 200L


Bactéries > cellules propres de l’organisme
Foie
Jéjunum
Un centre neuro-hormonal de premier plan


Colon
« petit cerveau » : 100.106 neurones
Automatisme, intégration de réflexes courts
>30 neurotransmetteurs, hormones, facteurs paracrines
Consultations vétérinaires…
D’après Atlas d’anatomie du chien et du chat,
J. Ruberte et J. Sautet
1
Introduction

La physiologie digestive : une fonction passionnante !
Des défis


Transformer le milieu extérieur en milieu intérieur
pH, composition, éléments indigestes, contendants…

Adaptations de l’activité motrice et des sécrétions
Equilibre efficacité / respect des structures
Intestin
Foie
Estomac
D’après Atlas d’anatomie du chien et du chat, J. Ruberte et J.
Sautet
Introduction

La physiologie digestive : une fonction passionnante !

Des défis

Les écueils
Echecs digestion/absorption
obstruction
 constipation
 diarrhée
 vomissements
 malabsorption

Lésions du tractus gastro-intestinal
perforation
occlusion
 ulcères
 paralysie-iléus
 coliques


Retentissement général
2
Introduction

Système métabolique héliotrope :

hétérotrophie - nutrition à partir d'organismes autotrophes / hétérotrophes

divergence fonctionnelle dans les mécanismes et la régulation

distinction entre herbivores mono/polygastriques & les carnivores/omnivores
Définition
de la digestion :
ensemble des mécanismes physiques & chimiques qui assurent la transformation
des aliments en nutriments, molécules absorbables.

préhension - mastication - déglutition
phénomènes moteurs - digestion physico-chimique (pH, enzymes)
absorption


Introduction

Extension de la fonction digestive :
Avant d'être mastiqués, propulsés, digérés, absorbés :
les aliments doivent parvenir à la bouche
comportement alimentaire
• prise alimentaire
• arrêt de la prise : la satiété
3
Physiologie de la Digestion
Introduction
Physiologie digestive chez
les animaux domestiques
1. Physiologie digestive (S7)
Phénomènes moteurs et digestion chimique chez les carnivores
Phénomènes moteurs et digestion chimique chez les herbivores
2. Régulation de l'appétit (S8)
Molécules et mécanismes de régulation de la prise alimentaire
Hélène Combrisson, UP de Physiologie ENVA
Physiologie de la digestion
Plan
I. Phénomènes moteurs de la digestion
II. Phénomènes chimiques de la digestion
III. Absorption des nutriments
4
Physiologie de la digestion
I. Phénomènes moteurs de la digestion
Motricité de la région bucco-pharyngée
• Préhension des aliments, Mastication
• Déglutition
Motricité du tube digestif
• Motricité de l'œsophage
• Motricité gastrique
• Motricité intestinale
• Vomissement - défécation
Motricité bucco-pharyngée
La mastication : réduction physique de la taille des aliments
- primaire
- secondaire : rumination, ou activité mérycique
5
Motricité bucco-pharyngée
La mastication
Mouvements et EMG des muscles masticateurs chez le Lapin
I
IIa
IIb
D'après Nakatura et Katakura, 1995. Neuroscience research, 23, 1-19.
 Comportement rythmique (à déterminisme neuronal)
Motricité bucco-pharyngée
La mastication : contrôle par l'Aire Masticatoire Corticale
• Mouvements masticatoires reproduits par stimulation corticale
( Chat, Lapin, Cochon d'Inde, Rat)
• Associés à des mouvements de la langue et une salivation
→ comportement oro-facial identique à la mastication naturelle
Décérébration :
•
Maintien de la mastication
•
Diminution de l'amplitude des
mouvements masticateurs
•
Amplitude maintenue après
stimulations des voies
pyramidales
 il existe un centre du rythme
 L'AMC est responsable de
l'amplitude des mouvements
D'après Nakatura et Katakura, 1995. Neuroscience research, 23, 1-19.
6
Motricité bucco-pharyngée
La mastication : le Générateur Central du Rythme masticatoire (GCR)
Expérience d'enregistrement de l'activité électrique d'un seul neurone (Cochon d'Inde)
(Formation parvocellulaire)
D'après Nakatura et Katakura, 1995.
Neuroscience research, 23, 1-19.
Motricité bucco-pharyngée
La mastication : intégration périphérique
• Déterminisme central double
AMC
CGR
• Réflexe complexe
Stimuli centraux (ganglions de la base)
Stimuli périphériques
(mécanorécepteurs face, bouche,
gencives, langue, muscles)
Voies centripètes : V et IX
• Intégration sensorielle
via le noyau sensoriel du nerf V
D'après S.I. Fox, 1999. Human physiology, 6th ed. Mc Graw Hill
7
Motricité bucco-pharyngée
Déglutition : phases orale et pharyngée
Air
Pharynx
Oesophage
Aliments
Larynx
D’après Atlas d’anatomie du chien et du chat, J. Ruberte et J. Sautet
Motricité bucco-pharyngée
Déglutition : phases orale et pharyngée
Air
V, IX, X
Centre bulbaire
de la déglutition
Aliments
→ Apnée, fermeture du larynx, progression des aliments
(V, IX, X)
D’après Atlas d’anatomie du chien et du chat, J. Ruberte et J. Sautet
8
Motricité bucco-pharyngée
Déglutition : phase oesophagienne
•Déterminisme centrale de la déglutition
centre bulbaire : Générateur du Programme de la Déglutition
relais sur les noyaux V, IX, X et XII
sensibilité des piliers palatoglosses par le X (n. laryngé supérieur)
Motricité bucco-pharyngée
Déglutition : stimulation du nerf laryngé supérieur
Souris
D'après Sang et Goyal, 2001 Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 280, G191-200.
9
Motricité bucco-pharyngée
Chien, Chat, Homme
1 - Défaut de fonctionnement du sphincter sup. œsophagien
• neuropathie, myopathie, hypothyroïdie
• achalasie oesophagienne (hypertension du sphincter inf.)
2 - Lésion du nerf laryngé supérieur :
•
troubles de la déglutition (dysphagie)
•
hypersalivation
•
troubles de la vocalisation
•
troubles de la respiration
Motricité bucco-pharyngée
Homme, Chien, Chat
Lésion chirurgicale du nerf laryngé
réinnervation par la branche supérieure
du nerf phrénique
10
Motricité bucco-pharyngée
Déglutition : phase œsophagienne
• Ouverture du muscle crico-pharyngien (sphincter supérieur)
• Péristaltisme œsophagien
• Relâchement du sphincter inférieur
• Eventuellement, seconde vague péristaltique
Motricité du sphincter œsophagien inférieur
mesure de la pression interne
Régulation nerveuse
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Motricité du sphincter œsophagien inférieur
• Chien
• Œsophage : musculature striée
• SOI : musculature lisse (jonctions gap)
Cavéoline-3 : membranes fms
• Partie moyenne
Myosine du muscle lisse
• Partie sphinctérienne
Motricité œsophagienne
Chien,
chat
1 - Mégaœsophage idiopathique
• ? primaire  ICC
• secondaire : neuro-myopathie
• 7-15 ans
• Setter irlandais, Labrador,
Berger A., Schnauzer nain…
Photo : Stéphane Blot
2 - Reflux gastro-œsophagien
 œsophagite
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Motricité du sphincter œsophagien inférieur
cellules de Chat isolées en culture
Motricité du sphincter œsophagien inférieur
mesure de la pression interne
Régulation chimique
Endocrine :
gastrine
motiline
paracrine
 pH, PGF2α
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Physiologie de la digestion
Plan
I.
Phénomènes moteurs de la digestion
Motricité bucco-pharyngo-œsophagienne
Motricité gastrique & intestinale
dilatation/torsion, régurgitation,
iléus, intussusception, hypermotricité
vomissement, constipation
II. Phénomènes chimiques de la digestion
III. Absorption des nutriments
Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements
• La motricité du tube digestif est permise par des fibres musculaires
innervées par :
- le système neurovégétatif (musculeuse et sphincters lisses)
- le système somatique (sphincters striés)
Duodénum de chien
F. Bernex, ENV Alfort
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Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements
• La motricité du tube digestif est permise par 3 types cellulaires

l'automatisme est assuré par les cellules interstitielles de Cajal (ICC)

les potentiels d'actions sont transmis aux cellules musculaires

les neurones des plexus (100.106) harmonisent les contractions
 mouvements fonctionnels
Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements
• les plexus nerveux : sous-muqueux, myentérique
• Automatisme, intégration, réception efférences
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Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements

l'automatisme est assuré par les cellules de Cajal (ICC)
Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements

l'automatisme est assuré par les cellules de Cajal (ICC)

les potentiels d'actions sont transmis aux cellules musculaires

les neurones des plexus (100.106) harmonisent les contractions
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Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements
• La motricité du tube digestif est intégrée par :



le système nerveux (afférences et efférences)

stimulation :
Ach, substance P, 5-HT, GRP

inhibition :
NorA, dopamine, NO, VIP, CGRP
des hormones du tractus gastro-intestinal (peptides)

stimulation : gastrine, motiline

inhibition : sécrétine, GIP, CCK
des facteurs paracrines

stimulation : histamine, prostaglandines

inhibition : somatostatine
Motricité gastrique et intestinale
Mécanisme et régulation des mouvements
Automatisme : les cellules interstitielles de Cajal (ICC)
• Origine embryologique
• Identification
• Localisation tissulaire
• Propriétés électriques
• Mise en évidence de leur rôle
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Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC
• Origine embryologique
cellules mésenchymateuses de même origine que les
fibres musculaires lisses
mésoderme
¢ progénitrice
¢ musculaire
¢ interstitielle de Cajal
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC
forme étoilée
• Identification
morphologique
 µie optique


µie eique
x 15000
d'après Lee et al., 1999. Am J Phy Gastro 277, G409.
un cytoplasme dense
de nombreuses mitochondries
hétérochromatine dense périnucléaire
x 400
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Motricité gastrique et intestinale
Estomac de :
Automatisme : ICC
B-souriceau nouveau-né
C-embryon E15.5
• Identification

moléculaire
elles expriment c-kit
d'après Bernex et al., 1996. Development 122, 3023-3033
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC
• Localisation tissulaire

côlon sigmoïde humain, couche circulaire
c-kit
(¢ de Cajal)
PGP
(neurones)
d'après He et al., 2000. Gastroenterology 118, 14-20.
19
Motricité gastrique et intestinale
Anomalie de l'automatisme par les ICC
• Mise en évidence indirecte de leur rôle

modèles animaux, maladies humaines, expérimentation

gastroparésie des diabétiques

iléus de subocclusion intestinale

constipation chronique
d'après Sanders et al., 2002. Am J Phy Gastro 282, G747.
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC

gastroparésie des diabétiques
d'après Sanders et al., 2002. Am J Phy Gastro 282, G747.
20
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC

gastroparésie des diabétiques
antre distal
c-kit
antre proximal
d'après Sanders et al., 2002. Am J Phy Gastro 282, G747.
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC

gastroparésie des diabétiques
d'après Sanders et al., 2002. Am J Phy Gastro 282, G747.
21
Eléments d'électrophysiologie
Le potentiel de membrane
Eléments d'électrophysiologie
P.A. d'une cellule sinusale cardiaque

Dépolarisation lente diastolique
22
Motricité intestinale
Automatisme : ICC
• Propriétés électriques

origine des mouvements ioniques
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC
• Propriétés électriques et mécaniques

genèse de potentiel d'action au sommet des ondes lentes

seuil critique de dépolarisation : -40 à -37 mV

la contraction dépend de la présence et du nombre de PA
- 30 mV
- 40 mV
- 50 mV
23
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC
• Propriétés électriques

la genèse des ondes lentes met en jeu un courant sodique

la genèse des potentiels d'action, un courant calcique
Motricité gastrique et intestinale
Automatisme : ICC
• Propriétés électriques
l'activité pacemaker explique :


les mouvements gastriques
le péristaltisme oral-aboral
intestinal
24
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• A fonction différente, motricité particulière

estomac

fundus
1- relâchement réceptif

corps et antre
2- brassage et fragmentation
3- vidange
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• A fonction différente, motricité particulière

estomac

fundus
1- relâchement réceptif

corps et antre
2- brassage et fragmentation
3- vidange
1- relâchement réceptif :
Arrivée du bol alimentaire
→ réflexe vago-vagal (VIP)
→ relaxation de la partie orale
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Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• A fonction différente, motricité particulière

estomac

fundus
1- relâchement réceptif

corps et antre
2- brassage et fragmentation
3- vidange
2- brassage et fragmentation :
Zone du croissant → vagues de contraction
Paroi musculaire épaisse → brassage, fragmentation, fermeture du pylore
Chyme : passage du pylore ou rétropulsion
 vague, gastrine, motiline
 ortho, sécrétine, GIP
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• A fonction différente, motricité particulière

estomac

fundus
1- relâchement réceptif

corps et antre
2- brassage et fragmentation
3- vidange
3- vidange :
A jeûn, toutes les 90 min
 motiline
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Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange chez le Chien


les besoins vétérinaires

études de tolérance digestive inter-raciale

torsion d'estomac

gastroparésie du diabétique

hypo- hypermotricité intestinale

rétention colique
les paramètres mesurés

le temps de latence / T50 / de vidange gastrique totale (TVGT)

le temps de transit dans l'intestin grêle (TTIG)

le temps de transit oro-cœcal (TTOC)

le temps de séjour moyen dans le côlon (TSM)

le temps de transit total (TTT)
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange chez le Chien
27
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange chez le Chien

les techniques utilisées

la scintigraphie (99mTc)

la radiographie utilisant le sulfate de baryum

la radiographie utilisant des sphères imprégnées (BIPS®)

le test expiratoire utilisant le 13C-octanoate de sodium

le dosage de la sulfapyridine (SP) à partir de la sulfasalazine

le dosage du sulphate de chrome et des marqueurs solides
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange chez le Chien

les techniques utilisées : test expiratoire 13C-octanoate de sodium
28
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange chez le Chien

les résultats comparatifs

la scintigraphie (99mTc) vs les BIPS®
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange : variations

estomac
29
Motricité gastrique et intestinale
Mouvements
• Temps de vidange chez le Chien

les résultats globaux
Motricité gastrique et intestinale
Régulation de la motricité gastrique
• hypoglycémie
• goût, odorat
VIP, NO
Relaxation
réceptive
distension
Ach
Motiline
réflexe vago-vagal
CGRP
¢ D (pH<3)
SIH
CCK
sécrétine
GIP
pH
hyperosmolarité
ouvert
Fermé
GRP
Gastrine
30