Phase gastrique
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DIGESTION 3.05 Enzymes digestifs Digestion – Phase céphalique – Phase gastrique » Pancréas – Phase intestinale » Digestion des protéines » Digestion des lipides Phase céphalique Composition de la salive • • • • • • • • • • • Mucines Proline-rich proteines Amylase Lipase Peroxidase Lysozyme Lactoferrine IgA Histatines Statherine glucides, hormones stéroides, aminoacides, ammoniac, urée Multifunctionalité Amylases, Cystatines, Histatines, Mucines, Peroxidases Anti- Bacterial Cystatines, Mucines Anti- Viral Amylases, Mucines, Lipase Tampon Functions salivaires Digestion Mineral- isation Anti- Fungal Histatines Carbonic anhydrases, Histatines Tissue Coating Amylases, Cystatines, Mucines, Protéines riches en proline, Statherines Lubrificat- ion &Visco- elasticity Cystatines, Histatines, Protéines riches en Proline, Statherines Mucines, Statherines Phase céphalique Mucines • Lubrication • Glycoproteines - proteine core avec chaines d‘oligosaccharides (liaison O-glycosidique) • > 40% of carbohydrates • Hydrophiles, (resistantes à déhydration) • propriétés rhéologiques uniques (e.g., haute élasticité, adhesivité, and faible solubilité) • 2 mucines majeures (MG1 and MG2) Phase céphalique Amylases • Métalloenzymes à Ca2+ • Hydrolysent liaisons α(1-4) de l’amidon (amylose et amylopectines) • plusieurs isoenzymes salivaires • Maltose : produit principal (20% = glucose) • • • • 30% des protéines de la salive function digestive - inactivées dans l‘estomac forment des disaccharides Fonction dans l’adhérence bactérienne ? Phase céphalique Lipase linguale • • • • Secreté par les glandes linguales et la parotide Rôle dans la 1ère phase de digestion des graisses Hydrolyse triglycérides (AG de chaines moyennes et longues) Importante pour digestion de graisses de lait chez le nouveau-né • Très hydrophobe : pénètre dans les globules de graisse alimentaire Phase céphalique Statherines • Calcium phosphate de l’émail dentaire est soluble dans des conditions de pH de force ionique définies • Supersaturation de calcium phosphates maintient l’integrité de l’émail • Statherines previenent precipitation ou crystallisation de calcium phosphate supersaturé dans la salive • Produits par cellules acinaires des glandes salivaires • Lubrifiant efficace Phase céphalique Protéines riches en Proline (PRPs) • 40% AA = proline • Inhibiteurs de croissance de cristaux de calcium phosphate • Part de pellicula dentis • Subdivisées en 3 groups – Acides 45% – Basiques 30% – Glycosylés 25% Phase céphalique Lysozyme (muramidase) • Présent dans plusieurs organes et dans les liquides corporels • hydrolyse liaisons β(1-4) entre acide Nacetylmuramique et N-acetylglucosamine (peptidoglycanes de bacteries) – bacteries gram-negatives généralement plus resistantes que gram-positives Phase céphalique Histatines • Groupe de protéines riches en histidine- • Puissants inhibiteurs de Candida albicans Cystatines • inhibiteurs de cysteine-proteases • ubiquitaires dans les fluides corporels • Protègent contre une protéolyse non souhaitée – protéases bacteriennes – Leukocytes lysés • Inhibiteurs de protéases dans le tissu périodontal • effet sur la précipitation de calcium phosphate Phase céphalique Peroxidases salivaires • Sialoperoxidase (SP, salivary peroxidase) – Produites dans cellules acinaires des glandes parotides – presentes dans salive submandibulaire – adsorbées par : • email, sediment salivaires, bacteries, plaque dentaire • Myeloperoxidase (MP) – de leukocytes via cavité gingivale – 15-20% de peroxidase totale dans la saliva DIGESTION 3.05 Enzymes digestifs Digestion – Phase céphalique – Phase gastrique » Pancréas – Phase intestinale » Digestion des protéines » Digestion des lipides Phase gastrique Phase gastrique Phases de la Sécrétion Gastrique Phase Cephalique Phase Gastrique de Secretion gastrique de Secretion (initiéé par le cerveau) (initiée par des évènements gastriques) vagus nerve vagus nerve ALIMENTS HCl HCl Distension Peptides circulation G G gastrin circulation gastrin Phase gastrique Phase gastrique Phase gastrique Phase gastrique Phase gastrique: pancréas Gall bladder Sphincter of Oddi Phase gastrique: pancréas Phase gastrique: pancréas Zymogènes • cellules acinaires contiennent les enzymes digestifs stoqués dans des vésicules sous forme de zymogènes • Empêchent l’autodigestion du pancreas • Enterokinase (liée à la bordure en brosse des enterocytes) convertit le trypsinogène en trypsine • Trypsine convertit les autres zymogènes en leur formes actives Duodenum Phase gastrique: pancréas Contrôle de la Fonction Pancreatique • secretion de Bicarbonate stimulée par Secretine • Secretine libérée en response à l’acidité du duodenum • secretion de Zymogène stimulée par Cholecystokinine (CCK) • CCK libérée en response aux graisses/acides aminés dans duodenum • Aussi sous contrôle neuronal (n. vague/reflexes locaux) stimulé par l’arrivée d’aliments dans duodenum Phase gastrique: pancréas Actions de Secretine & CCK - Secretine Cholecystokinine Acidité dans duodenum Secretine Secretion acide Gastrique Graisses/Ac.Aminés duodenum CCK Vidange Gastrique Vidange Gastrique Secretion d’Enzyme Pancreatique Secretion Duodenal HCO3 Secretion Pancreatique HCO3 Contraction Vésicule biliaire Relaxation du Sphincter Oddi Secretion Biliaire HCO 3 Neutralisation Digestion DIGESTION 3.05 Enzymes digestifs Digestion – Phase céphalique – Phase gastrique » Pancréas – Phase intestinale » Digestion des protéines » Digestion des lipides Phase intestinale Phase Intestinale de la Fonction gastrique Integration duodenale & Contrôle Acid - fat Phase intestinale Duodenal Response to Acidity Regulation by Secretin liver + HCO3 + gall bladder - NaCl + H2O ⇓HCl ⇓motility HCl + HCl Phase intestinale Duodenal Response to Food Regulation by CCK (Cholecystokinin) liver ⇑Bile gall bladder fat & protein digestion + + - ⇓HCl bile & enzymes - fats & peptides FOOD Phase intestinale Digestion des protéines - I • protéines dans les aliments – 0,5 à 0,7 g/jour/kg de poids – complètement digérées et absorbées (*jéjunum) • protéines endogènes – 10-30 g de protéines provenant des sécrétions gastrointestinales et de l’exfoliation de cellules épithéliales – digérées et absorbées • Protéines dans les selles:origine du colon Phase intestinale Digestion des protéines - II – Estomac: secrétion de pepsinogène la pepsine provient du pepsinogène & digère environ 15 % des protéines ingérées – l’absence de pepsine gastrique n’entrave pas la digestion des protéines. – elles seront digérées par les protéases pancréatiques au niveau du duodénum et du petit intestin – Duodénum et intestin grêle • protéases pancréatiques – trypsine, chymotrypsine, carboxypeptidase A/B, élastase – ces enzymes sont sous forme de proenzymes – entéropeptidase, sécrétée par la muqueuse du duodénum et du jéjunum, convertit la trypsinogène en trypsine – trypsine convertit le trypsinogène et autres protéases • 50 % des protéines sont digérées et absorbées dans le duodénum par l’action des protéases Phase intestinale Digestion des protéines - III • peptidases de la bordure en brosse • principalement au jéjunum proximal – transforme les peptides produits par les protéases pancréatiques en oligosaccharides et acides aminés – cible principal: peptides de 4 AA et plus (tétrapeptides) – aminopeptidases, dipeptidases, dipeptidyl aminopeptidases • peptidases dans le cytosol des cellules épithéliales – en quantité plus importante que les peptidases de la bordure – cible principal: dipeptides et tripeptides » ⇒ acides aminés et quelques dipeptides Phase intestinale Digestion des protéines - IV • Absorption des produits de la digestion des protéines – Protéines et gros peptides : peu absorbés – Petits peptides • dipeptides et tripeptides absorbés par un système de transport actif (alimenté par un différentiel électrochimique de H+) – spécificité – affinité élevée – Jéjunum -> iléon • transport possible dans le sang par un transporteur (membrane basolatérale) – Acides aminés • Diffusion simple et transport actif dans la bordure en brosse de la membane et par un autre système du côté basolatéral – différents systèmes – Iléon .> léjunum Phase intestinale Digestion des protéines - V Proteines (Proteases) pepsin (cleaves between aromatic & COOH) trypsin (cleaves at basic AA : lysine & arginine) chymotrypsin (aromatic AA’s) carboxypeptidase (C-terminal protease) Peptides dipeptidases & oligopeptidases Intestinal surface enzymes Peptides and Amino Acids Transport de Peptides et Aminoacides 1. Na+-driven transport. 2. H+-driven transport. 3. Pinocytosis? Phase intestinale: digestion de protéines Zymogènes Les enzymes hydrolytiques sont synthesisés en precurseurs inactifs Le suffixe “ogen”, ou le prefixe “pro” et “prepro” designent un precurseur L’activation requière un clivage protéolytique pour enlever un peptide bloquant le site actif Trypsin COOH S-S S-S COOH S-S Chymotrypsinogen (inactif) S-S π-chymotrypsin (actif) Chymotrypsin COOH S-S S-S α-chymotrypsin (actif) Phase intestinale: digestion de protéines Phase intestinale: digestion de protéines Chymotrypsin • • • • Protease Hydrolyse à un AA aromatique Augmente activité 109x Forme intérmédiaire covalente: = acyl-enzyme – ester linkage b/w substrate C=O & enzyme – 2 phases de reaction • AA Site Actif : Ser185, His57, Asp102 • L’enzyme actif contient 3 chaînes peptidiques Phase intestinale: digestion de protéines Chymotrypsin Le site actif de chaque serine protease comprend un serine residue, un histidine residue, & un aspartate residue. PDB 3BTK Asp102 His57 Ser195 Catalytic residues in trypsin Durant l’attaque par OH- de la Ser, un H+ est transferré de OH- de Ser sur le noyau imidazole de His, du fait que le groupe COO- de Asp forme une liaison H-avec His. Phase intestinale: digestion de protéines Triade catalytique de la Chymotrypsine O C CH H N CH2 Aspartate O=C HN O: CH2 C CH O HN N: Histidine Attacking Group on Serine H Catalytic Site N O .. CH2 CH C= O Serine Phase intestinale: digestion de protéines Inhibiteurs de Protéases: De nombreux inhibiteurs de protéases sont des protéines avec des domaines qui entrent dans le centre actif de la protéase et empêchent la liaison du substrat Les Serpins utilisent un méchanisme suicide pour inhibiber les serine or cysteine proteases. Un changement conformational induit l’hydrolyse de la serpin empêche la reaction complète de la protéase, ce qui laisse la serpin liée par covalence comme acyl-enzyme intermediaire. Des inhibiteurs extracellulaires and intracellulaires and les serpins ont diverse rôles, notamment la regulation de la coagulation, l’inhibition de l’apoptose, etc. Phase intestinale: digestion de Lipides Absorption de graisses: un probleme d’association de solvant Etapes d’absorption des graisses emulsification Formation de micelles hydrolyse absorption re-esterification lipoprotein formation/ transport Phase intestinale: digestion de Lipides Digestion des lipides - I • Les lipides alimentaires sont constitués de – triglycérides surtout – stérols, esters de stérols et phospholipides • Les lipides dans l’estomac – forment un couche huileuse dans la partie supérieure du contenu gastrique – vidangés plus tard et émulsifiés par la bile dans le duodénum et l’intestin grêle – les lipides dans le duodénum inhibent la vidange gastrique • Anomalies plus fréquentes • Malabsorption des graisses – déficience biliaire: absorption des triglycérides moins touchée – insuffisance pancréatique: absorption de l’ensemble des lipides est touchée – atrophie intestinale Phase intestinale: digestion de Lipides Digestion des lipides - II • Digestion des lipides dans l’estomac – Enzymes: lipases préduodénales » lipase linguale (peu importante) » lipase gastrique une déficience en lipase gastrique ne cause pas de malabsorption de triglycérides à cause de l’abondance de lipases pancréatiques • Duodénum et jéjunum – Mécanismes • Enzymes lipolytiques hydrosolubles n’agissent que sur la surface des gouttelettes de lipides • Émulsion des graisses par les acides biliaires et la lécithine augmentent considérablement la surface – Enzymes pancréatiques lipolytiques • hydrolase d’ester de glycerol (lipase pancréatique) – inactivée par les sels biliaires • Colipase : lève l’inactivation de la lipase • Cholesterol estérase, • phospholipase A2 Phase intestinale: digestion de Lipides LIPASE - Co-LIPASE Phase intestinale: digestion de Lipides Resumé des lipases physiologiquement importantes Lipase Site d’Action Lipase mouth, linguale /acide- stomach stable Regulation ---- Substrat principal TAG avec AG chaine med. C clivé Produits 3 FFA+DAG Lipase pancreatique intestin grele (+) colipase TAGs avec AG chaine longue 1 & 3 lipase du lait intestin grele (+) acides biliaires TAGs avec AG chain med. 1, 2 &3 FFA+ glycerol phospholipase A2 (PLA2) Intestin grele (+) acides biliaires (+) Ca2+ PLs avec AG insat. en position 2 Lipoproteine lipase Paroi capillaire apo CII (+) insuline (+) TAGs ds VLDL ou chylomicron Lipase adipocyte hormone-sens. insuline (-) TAG stoqués dans glucagon (+) adipocytes Epineph. (+) 2 FFA+2MG FFA insat lysolecithin 1, 2 &3 FFA+ glycerol 3 FFA+DAG FFA: free fatty acids (acides gras libres) TAG: triacylglycérol DAG: diacylglycérol MG: monoacylglycérol Lipides: Triacylglycerols Cholesterol esters Phospholipids Triacylglycerols Lipase linguale 1a Lipase linguale ("acide-stable") 1b FFA + DAGs (miniscules quantités) BOUCHE FFA + DAGs (faibles quantités) ESTOMAC FFA=ac gras libre ETAPE 1: Digestion dans la Bouche et dans l’Estomac PANCREAS EXOCRINE CCK-PZ stimule secretion trypsinogène, procolipase, lipase, esterase, HCO3-, proPLA2 FFA Bile stockage ac Biliaires Synthèse Conjuguaison VESICULE BILIAIRE FOIE CCK-PZ provoque contraction Pancreatic ProPLA2 de l’estomac Endocrine cell CCK-PZ via bloodstream Trypsinogen Pancreatic lipase INTESTIN GRELE duodenum/jejunum Pancreatic Procolipase Pancreatic esterase Etape 2: Digestion enzymatique dans Duodenum/Jejunum – secretion de zymogenes/sels biliaires FFA Endocrine Trypsinogène cell Enteropeptidase Trypsine CCK-PZ via circulation + INTESTIN GRELE duodenum/jejunum ETAPE 2a: Digestion enzymatique dans Duodenum/Jejunum – activation de trypsinogen FFA=ac gras libre Gouttelettes Triacylglycerol 2b Pancreatic lipase Pancreatic Procolipase 2a Colipase activation catalysée par trypsine FFA + 2MG Cholesterol ester Pancreatic esterase + bile acids Cholesterol + FFA Pancreatic ProPLA2 Trypsin catalyzed activation 2c Phospholipide (avec AG insaturés essentiels) PLA2 Lysolecithine +FFA + acides biliaires Ca2+ ETAPE 2b: Digestion enzymatique dans Duodenum/Jejunum – lipase (2a), esterase (2b) and phospholipase A2 (2c) pancreatiques FFA=ac gras libre FFA + 2MG 3a 3a Stabilisé par les sels biliaires; faible pKa des sels biliaires vs acide biliaire maintiennent la forme ionizée Micelles mixtes: 2MG, FFA, lysolecithin, cholesterol, vitamins A,D,E,K Cholesterol + FFA Lysolecithin +FFA Coalescence en micelles 3a FFA=ac gras libre ETAPE 3a: les acides biliaires facilitent la formation de Micelles mixtes INTESTIN GRELE duodenum/jejunum FOIE Circulation enterohepatique d’acides biliaires 3b Micelles mixtes FFA, 2MG 4 3b veine porte Acides biliaires libérés cholesterol lysolecithin vitamin A Short/medium chain FFA Reabsorbé par l’ileum ETAPE 3b: Bile Acid Recycling ETPAE 4: Lipid Absorption Capillaires FFA=ac gras libre INTESTIN GRELE duodenum/jejunum Triacylglycerol transfer protein B48 6b Chylomicron 6a Coating with apolipoprotein (with TTP) Triacylglycerol 5 To lacteals & ductus thoracicus vitamins D, E, K Cholesterol ester Phospholipid ACAT reesterification FFA, 2MG ETAPE 5: Re-esterification ETAPE 6: ASSEMBLAGE de Chylomicron & Export Acyl CoA: cholesterol acyl transferase cholesterol lysolecithin vitamin A FFA=ac gras libre DIGESTION des ALIMENTS
