Partie I chap II La digestion

Chapitre II : Digestion et absorption
Introduction
La machine humaine doit être ravitaillée en aliments. Afin d'être utilisés par notre organisme, les aliments
doivent, au préalable, être digérés, c'est-à-dire transformés en substances plus simples, assimilables par les
cellules. C'est dans l'appareil digestif que s'opèrent toutes ces transformations.
La digestion représente l'ensemble des modifications que subissent successivement, dans le tube digestif, les
aliments ingérés.
Cette étape comporte deux types d'actions complémentaires :
• Une digestion mécanique : à l'issu de la mastication des aliments et leur brassage dans l’estomac, la
digestion mécanique aboutit à la fragmentation et l'émulsion du bol alimentaire.
• Une digestion chimique : c'est la simplification par hydrolyse [décomposition par l’eau] des grosses
molécules catalysées par les enzymes.
Les enzymes sont des protéines fabriquées par les cellules et qui facilitent et accélèrent des réactions à des
températures voisines de celle du corps.
Dans le cas des enzymes de la digestion, on parle d'enzymes digestives. Dans ce cas, chaque enzyme possède
une affinité pour un type d'aliment : elle est spécifique.
Les enzymes requièrent pour leur activité des conditions spécifiques de pH et de température.
I) Organisation générale de l’appareil digestif :
A – Schéma général de l’appareil digestif
Le tube digestif de l'homme adulte se compose d'un
tube d'environ 9 mètres qui s'étend de la bouche à
l'anus :
La bouche contenant les dents
Le pharynx, carrefour aéro-digestif, lien entre
bouche et œsophage
L'œsophage est un simple tube dont le
péristaltisme comprime le bol alimentaire et le
conduit à une poche, l'estomac.
- L’estomac est composé d’une paroi externe
constituée de trois couches musculaires très
élastiques, dont les contractions vont permettre
le brassage des aliments (action mécanique)
lors de la digestion et d'une paroi interne
tapissée d'une muqueuse qui contient de
nombreuses glandes gastriques qui sécrètent le
suc gastrique ( action chimique ) .
- L'intestin grêle est constitué d'un long tube de 6
à 7 mètres de long sur 3 cm de large chez
l’homme, qui est connecté à deux organes le
foie et le pancréas. Le tube est de plus animé
de nombreux mouvements.
Le gros intestin puis le colon et enfin l'anus,
sphincter finalisent l’appareil digestif.
A ce tube digestif sont associées diverses glandes :
- Les glandes salivaires (trois paires) sécrètent la salive
(environ 1 litre par jour), qui est composée d'eau à
99,5%, de sels minéraux et d'amylase (enzyme).
- Les glandes gastriques tapissent la paroi de l'estomac
et sécrètent un suc digestif, le suc gastrique.
- Le pancréas sécrète un suc, le suc pancréatique, qui
s'écoule au moment des repas dans le duodénum
(segment initial de l'intestin grêle).
- Le foie est la plus grosse glande (2Kg environ); il est
très richement vascularisé .Il accomplit des fonctions
multiples et sécrète, en outre, la bile, liquide jaunâtre et
amer, mis en réserve dans la vésicule biliaire et qui
s'écoule au moment des repas dans le duodénum.
- Les glandes intestinales sont présentes dans l'intestin
grêle. Au nombre de 160 millions, elles sécrètent un suc
digestif, le suc intestinal.
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B – schéma d’une villosité intestinale
(www.discip.ac-caen.fr)
A l'issu de la digestion, des aliments ont été dissous et certains simplifiés, de manière à pouvoir passer dans le
sang. Les molécules que l'on peut effectivement absorber sont appelées nutriments.
On appelle absorption intestinale le mécanisme de passage des nutriments à travers la paroi intestinale et ce
vers la circulation sanguine et lymphatique en direction du coeur.
Les nutriments traversent la lumière intestinale en franchissant la muqueuse intestinale.
La surface de contact très importante entre le milieu extérieur et le milieu intérieur favorise l'absorption. Cela est
rendu possible grâce aux replis intestinaux, aux villosités, fortement irriguées et recouvertes de millions de petites
saillies appelées microvillosités.
II) Les différents types d’aliments consommés :
Pour savoir comment manger de façon équilibrée, il faut connaître les aliments. Une classification
simple a été construite, les aliments ayant en commun dans chaque groupe, le fait d’apporter tel ou tel
élément de façon prépondérante. Les aliments sont classés en 6 groupes :
Groupe 1 : lait et produits laitiers.
Groupe 2 : viandes, poissons, oeufs.
Groupe 3 : légumes et fruits.
Groupe 4 : pain, céréales, pommes de terre, légumes secs.
Groupe 5 : matières grasses.
Groupe 6 : boissons
Les aliments des groupes 1 et 2 sont essentiellement des aliments bâtisseurs ; ceux du groupe 3
fournissent de l’eau, des sels minéraux, des fibres et des vitamines ; les groupes 4 et 5 sont très
énergétiques.
A – Les protéines
o
o
o
rôles : énergie, construction des muscles et des os, défense immunitaire
apport : 4 kcal/gr, besoin ; 15% de l’Apport Énergétique Total (AET)
sources : viande, poisson, œufs/ produits laitiers
B – Les glucides
o
o
o
rôles : source d’énergie privilégiée du muscle
apport : 4 kcal/gr, besoin : 55% de l’AET
sources: féculents, fruits, légumes verts, sucre rapide
C – Les lipides
2
o
o
o
rôles : énergie, constitution du système nerveux
apport : 9 kcal/gr, besoin : 30% de l’AET
sources :
matières grasses de constitution (fromages, frites, viandes, charcuteries…)
matières grasses visibles : beurre (MG animale) huile (MG végétale)
D – Autres catégories (vitamines, oligoéléments)
Une vitamine est une substance organique nécessaire (en dose allant du microgramme à plusieurs
milligrammes par jour) au métabolisme des organismes animaux et donc de l'homme. Les vitamines
sont des indispensables compléments des échanges vitaux, car l’organisme n'étant pas capable de les
synthétiser, ou en quantité insuffisante, elles doivent être apportées régulièrement et en quantité
suffisante par l'alimentation. Chez l'être humain, seules trois vitamines sont synthétisées par des
bactéries intestinales : les vitamines K, B12 et H.
Un apport insuffisant ou une absence de vitamine provoquent respectivement une hypovitaminose ou une
avitaminose qui sont la cause de diverses maladies (scorbut, béribéri, rachitisme, etc.), un apport excessif de
vitamines liposolubles (A et D essentiellement) provoque une hypervitaminose, très toxique pour l'organisme.
Vitamines hydrosolubles
Vitamine
Nom
Rôle
Conséquence de la carence
Vitamine B1
Thiamine
Métabolisme des glucides (antinévrétique et anti-béribérique)
Vitamine B2
Riboflavine
Métabolisme des protides, des lipides et
Lésions des lèvres, muqueuses buccales,
des glucides
de la langue et des yeux
synthèse des flavines
Vitamine B3
(ou PP)
Nicotinamide
Métabolisme des glucides, lipides et
protéines
anti-pellagreuse
Vitamine B5
Acide
pantothénique
Métabolisme des glucides, lipides et
protéines
synthèse de certaines hormones
Vitamine B6
Pyridoxine
Métabolisme des lipides et acides
aminés,
synthèse vitamine B3
Vitamine B8
Biotine
Métabolisme des acides gras, glucides et Troubles digestifs, Ataxie, Signes cutanés
acides aminés,
synthèse des vitamines B9 et B12
Acide folique
Synthèse des purines, pyrimidines et
acides aminés
Vitamine B9
Vitamine B12 Cobalamine
Vitamine C
Métabolisme acides nucléiques,
synthèse de la méthionine,
anti-anémique (rôle important dans
l’hématopoïèse)
Synthèse du collagène et des globules
rouges,
Acide ascorbique anti-scorbutique,
stimulation des défenses naturelles et
immunitaires
Polynévrites, œdèmes, myocardites,
béribéri
Maladie du cuir chevelu,pellagre
Lésions cutanées,
troubles neurologiques (convulsions),
polynévrites
Troubles digestifs et neurologiques,
Asthénie
Anémie de Biermer, Glossite, douleurs
neurologiques
Scorbut,
poly-infections et septicémies,
Maladies cardio-vasculaires et hypertension
voir vitamine B8
Vitamine H
Vitamines liposolubles
Vitamine
Nom
Rôle
Conséquence de la carence
Manque de croissance,
altération des épithéliums,
cécité
Vitamine A
Rétinol
Favorise la croissance,
améliore la vision (antixérophtalmique)
Vitamine D
Calciférol
Antirachitisme,
Rachitisme,
favorise l'absorption du calcium et du phosphore hypoparathyroïdie
3
Antioxydant, surtout de la vitamine A,
antistérilité
Vitamine E
Tocophérol
Vitamine K1
Phylloquinone Antihémorragique (coagulation sanguine),
Ménaquinone fixation du calcium par les os
Vitamine K2
Stérilité,
anémie hémolytique du nouveau-né
Hémorragie par avitaminose K
Les oligo-éléments sont des éléments minéraux purs nécessaires à la vie d'un organisme, mais en des
quantités très faibles. On appelle oligo-éléments les éléments chimiques qui, chez un homme de 70
kilogrammes, représentent une masse de moins de 5 grammes.
Chez l'être humain, les principaux oligo-éléments sont, par ordre alphabétique : Aluminium , Brome ,Chrome ,
Cobalt , Cuivre , Etain , Fer , Fluor , Iode , magnésium , Manganèse , potassium , phosphore , Molybdène ,
Sélénium ,Vanadium et Zinc .
III) Les principales étapes de la digestion :
A – Les phénomènes mécaniques
- au niveau de la bouche, les dents, associées aux muscles périphériques permettent le broyage des aliments.
- au niveau de l’estomac, les muscles de la paroi externe se contractent et brassent les aliments.
- au niveau des intestins, des mouvements de contractions musculaires permettent la progression des aliments
Au bout de 1-2 heures, le bol alimentaire est concentré dans l'estomac et le duodénum. Entre 2 et 5 heures, il
occupe tout l'intestin grêle. Après 5-9 heures, le bol arrive dans la première moitié du colon. Pour atteindre la
seconde moitié, il faut attendre de 9 à 24 heures. (Dessins originaux de Eric Walravens)
B – Les mécanismes chimiques
- étape chimique 1 : la salive imprègne les aliments et favorise donc la mastication. L'action de l'enzyme salivaire,
l'amylase, constitue la première étape chimique de la digestion. La mastication favorise l'action de la salive sur
les aliments.
- étape chimique 2 : les glandes gastriques sécrètent un suc digestif, le suc gastrique, qui transforme les
aliments. Le bol alimentaire malaxé et mélangé au suc gastrique devient le chyme gastrique.
- étape chimique 3 : le chyme est mélangé aux sécrétions pancréatiques, qui s'écoulent au moment des repas
dans le duodénum (segment initial de l'intestin grêle). Le suc pancréatique transforme les aliments puis
les glandes intestinales sécrètent un suc digestif, le suc intestinal, qui transforme également les aliments. Le foie
participe aussi, en libérant la bile, qui facilitera la digestion des lipides. Le chyme devient alors le chyle.
- au niveau du gros intestin, les aliments incomplètement digérés vont être déshydratés, vont subir l'action de
bactéries et fermenter avant d'être évacués à l'extérieur. Une grande partie de l'eau alimentaire est absorbée à ce
niveau. En outre, en utilisant les fibres végétales que l'on ne peut digérer, la flore bactérienne, très abondante à
ce niveau, produit du glucose et des vitamines que nous pouvons récupérer.
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C – Bilan des substances assimilables résultant de la digestion
(svt.ac-dijon.fr)
Nom de
l'enzyme
Substances alimentaires
ingérées
Niveaux
Origine du suc digestif
Bouche
Estomac
Suc salivaire (salive)
Suc gastrique
Amylase
Pepsine
Amylase
Amidon
Protides
Amidon
Intestin (pancréas)
Suc pancréatique
Lipase
Lipides
Trypsine
Intestin
Suc intestinal
agit
Polypeptides
Maltase
Maltose
Lactase
Lactose
Saccharase
Saccharose
sur
Produits annexes
en
Lipase
Lipides
Peptidase
Présure
Tri ou tetrapeptides
Caséine du lait
Bile
Lipides
Substances non transformées
transforme
Eau, Sels minéraux, Vitamines
Substances assimilables ou
nutriments
Maltose
Polypeptides
Maltose
Glycérol + Acides
gras
Tri ou
tétrapeptides
Glucose
Glucose +
Galactose
Glucose +
Lévulose ou
Fructose
Glycérol + Acides
gras
Acides aminés
Lait coagulé
Graisses
émulsionnées
Glycérol + Acides gras
Glucose
Glucose + Galactose
Glucose + Lévulose ou
Fructose
Glycérol + Acides gras
Acides aminés
Eau, Sels minéraux
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IV) L’absorption digestive :
A – Les différentes voies de transport des produits absorbés jusqu’aux organes
A l'issu de la digestion, des aliments ont été dissous et certains simplifiés, de manière à pouvoir passer dans le
sang. Les molécules que l'on peut effectivement absorber sont appelées nutriments.
On appelle absorption intestinale le mécanisme de passage des nutriments à travers la paroi intestinale et ce
vers la circulation sanguine et lymphatique en direction du coeur.
Afin d'absorber rapidement les produits de la digestion, la surface intestinale est extrêmement grande (200 m2!)
par rapport au volume occupé par l'intestin grêle.
Ce développement considérable s'observe à plusieurs niveaux:
L'intestin grêle est un long tuyau présentant de nombreux replis dans l'abdomen: les circonvolutions
intestinales.
La muqueuse intestinale est plissée: on parle des plis circulaires, car ils font tourner le chyme, ainsi
brassé, lors de son passage.
La surface de cette muqueuse est tapissée d'une multitude de petites expansions, les villosités
intestinales, lui conférant un aspect velouté.
La face cellulaire dirigée vers la lumière intestinale est constituée d'une membrane très finement plissée:
ces replis de la membrane des cellules de la muqueuse de l'intestin grêle sont les microvillosités, formant
collectivement la bordure en brosse.
Tout est pratiquement absorbé au niveau de l'intestin grêle: les nutriments peuvent diffuser selon leur gradient de
concentration. Leur concentration étant plus élevée dans le milieu intestinal, ils se déplacent vers le milieu
intérieur (transport passif), c'est le cas général.
Les nutriments peuvent être pompés dans le milieu intestinal. Cette opération nécessite une dépense d'énergie
(transport actif). C'est par exemple le cas des sucres et des acides aminés.
Les produits de la digestion, qui grâce à l'absorption intestinale sont passés dans le sang ou dans la lymphe, sont
ainsi distribués à tous les organes du corps et donc à toutes les cellules. Ces métabolites pourront servir comme
source d'énergie, à la synthèse de la propre matière de cet organisme (protéines musculaires), au besoin de
fonctionnement (certaines réactions chimiques) ou mis en réserves : ces métabolites sont assimilés.
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(www.afblum.be)
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B – Schéma de synthèse
(www.drshiva.org)
Conclusion
Sous l'action des phénomènes mécaniques (mastication + brassages gastrique et intestinal) et chimiques
(actions enzymatiques), la digestion aboutit in fine à la transformation des aliments ingérés en nutriments
qui sont les éléments nutritifs qui peuvent être absorbés.
Les glucides sont transformés en glucose. Les protides sont transformés en acides aminés.
Les lipides qui ont été scindés en acides gras et glycérol sont reconstitués en lipides.
L’eau, les sels minéraux, les sucres simples, les acides aminés passent dans le sang .
Les produits de la digestion des lipides passent dans la lymphe .
Les éléments qui ne sont pas digérés sont éliminés.
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Planche exercices :
Exercice 1 : Compléter le texte suivant avec les termes suivants ( chyme , péristaltisme ,
amidon , déglutition , chimique deux fois , pepsine , mastication , lipase , chlorhydrique ,
présure , enzymes , graisses , protéines , bile , minéraux , grêle , chyle , fécales ,
réabsorption )
La bouche permet la --------------- des aliments, tandis que la salive débute le processus
---------- d'hydrolyse.
La ---------------- est assurée par le pharynx pour permettre au bol alimentaire de passer
dans l'oesophage, puis dans l'estomac où le -------------------- assure l'action mécanique
sur les aliments, tandis que l'acide -------------- et les enzymes assurent le rôle ---------.
Ainsi la -------------- découpe les protéines en éléments plus petits. La -------------coagule le lait et la -------------- agit sur les graisses.
Le ------------ gastrique formé passe alors dans le duodénum, où vont agir des ---------pancréatiques
Les -------------------- sont scindées par la trypsine, les -------------- par la lipase
et l’------------------par l'amylase
La majorité des éléments du ----------- intestinal ainsi constitué vont être absorbés au
au niveau de l'intestin ------------- . La ------------ permettant quant à elle l'absorption
des graisses. Le colon assure principalement la -------------------- de l'eau et des sels
----------------------- et va donner des matières ----------------- solides qui vont être
stockées dans le rectum avant d'être évacuées par l'anus.
Exercice 2 :
Vous réalisez l’expérience in vitro ci-contre
A) Analysez les résultats obtenus dans les
tubes 10 minutes plus tard.
B) Interprétez ces résultats en précisant quel
est le rôle de la salive
C) En comparant les 2 résultats, précisez les
conditions d’action du suc digestif (ici la
salive)
Info : HCl = Acide Chlorhydrique
Eau iodée (oranger) se colorant en
en bleu sombre en présence d’amidon
Liqueur de Fehling (bleue) se
transformant en un précipité rouge
brique en présence de glucose
Origine du prélèvement
+ eau iodée
+ liqueur de Fehling à chaud
Tube n°1
Coloration jaune Pâle
Précipité rouge brique
Tube n°2
Coloration bleue sombre
Pas de précipité
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