La plupart des nutriments présents dans l'alimentation sont de grandes molécules qui ne peuvent pas être absorbées directement dans l'intestin du fait de leur taille ou de leur caractère hydrophobe. L'appareil digestif est responsable de la réduction de la taille de ces molécules en unités plus petites directement absorbables et la conversion des molécules hydrophobes en complexes hydrophiles. Un fonctionnement correct des mécanismes d'absorption et de transport est indispensable à la délivrance des produits de la digestion aux cellules du corps humain. Une anomalie de l'un de ces systèmes peut entraîner une malnutrition même en présence d'une alimentation adéquate.
Système Digestif
Le tube digestif s'étend de la bouche à l'anus. Il comprend le canal alimentaire proprement dit et ses glandes accessoires : le foie et la vésicule biliaire d'une part, le pancréas d'autre part (Figure). Le système digestif à différentes fonctions :
Dans chaque partie du tube digestif, les aliments suivent une transformation spécifique:
Digestion et absorption
La digestion des aliments est réalisée par une hydrolyse qui utilise les enzymes digestives et les cofacteurs comme la bile ou l'acide chlorhydrique. Les cofacteurs interviennent également dans les mécanismes d'absorption. Les enzymes sont de 2 types: exoenzymes et endoenzymes (Table).
Les aliments ingérés sont absorbés à environ 95%. L'eau, les sels minéraux, les monosaccharides, l'alcool et les vitamines sont absorbés sans modification. Par contre, les disaccharides, les polysaccharides, les lipides et les protéines doivent être transformés par hydrolyse en éléments plus simples avant d'être absorbés.
Régulation des fonctions digestives
Les fonctions digestives de motricité et de sécrétion sont contrôlées par deux principaux types de régulation: la régulation nerveuse et la régulation hormonale.
Mécanismes nerveux
La régulation nerveuse des phénomènes moteurs et sécrétoires utilise deux types de réseaux neuronaux: un système local, le système nerveux entérique, et le système nerveux autonome (SNA).
Les récepteurs nerveux sont sensibles à divers stimuli: la composition chimique du chyme (acidité), l'étirement (sensation de pleinitude), etc. Ils envoient des impulsions aux cellules musculaires et sécrétoires du tube digestif via le système nerveux entérique constitué par les plexus myentériques et sous muqueux. La neurotransmission est de type nerveux ou chimique (enképhalines, somatostatine, sérotonine, bombésine, neurotensine, etc.).
Le SNA est constitué par 2 contingents de fibres: les fibres sympathiques qui courent le long des vaisseaux sanguins, et les fibres parasympathiques du nerf vague. Ces 2 contingents ont des actions antagonistes: grossièrement, les fibres sympathiques sont inhibitrices alors que les fibres parasympathiques sont excitatrices.
Mécanismes hormonaux
La régulation hormonale fait intervenir de nombreuses hormones dont le mécanisme d'action est fréquemment inconnu.
Les différents temps de la digestion
Temps buccal: création du bol alimentaire.
Dans la bouche, les dents permettent d'écraser et de moudre les aliments ingérés afin de les transformer en petites particules.
La sécrétion salivaire (environ 1.5 l) est produite par 3 paires de glandes salivaires (parotides, sous-maxillaires et sublinguales). Elle a 3 fonctions:
La masse alimentaire mastiquée constitue le bol alimentaire ou bolus qui traverse la pharynx grace à une contraction à controle volontaire.
Temps oesophagien
Au cours de la déglutition, la traversée de l'oesophage est un processus automatique. Le péristaltisme oesophagien permet le transfert rapide du bolus vers l'estomac.
Temps gastrique
Les particules alimentaires sont propagées et mélangées avec les sécrétions gastriques grâce à l'action des vagues contractiles qui se propagent du fundus à l'antre et au pylore. La sécrétion gastrique, 2 à 2.5 litres/jour, contient de l'acide chlorhydrique (HCl), un facteur intrinsèque, des enzymes protéolytiques (pepsinogène), une lipase, du mucus. A la fin du temps gastrique, les aliments constituent avec les sécrétions, un mélange semi liquide, le chyme, contenant environ 50% d'eau. L'estomac est normalement vidé en 1 à 4 heures. Ce temps de vidange dépend de la qualité et la quantité des aliments ingérés. Lorqu'ils sont ingérés seuls, les glucides quittent l'estomac plus rapidement que les protéines et les graisses.
A l'entrée et la sortie de l'estomac, des valves préviennent le reflux du contenu gastrique vers l'oesophage et le pharynx, et du duodénum vers l'estomac.
Temps intestinal.
L'intestin est divisé en plusieurs segments: le duodénum, le jéjunum et l'iléon. La plupart des phénomènes digestifs sont réalisés dans le duodenum, les autres segments participent principalement à l'absorption des nutriments.
Le chyme gastrique acide est éjecté, à travers le pylore, par pulses de quelques millilitres dans le duodenum. Là, le chyme est mélangé avec les sécrétions duodénales, pancréatiques et biliaires. Le chyme traverse l'intestin à une vitesse de 1 cm/min et prend 3 à 10 heures pour atteindre la valvule ileocaecale.
La bile, est sécrétée par le foie, puis collectée et concentrée dans la vésicule biliaire. Elle est excrétée dans le duodénum sous l'action de la chocystokinine, elle même stimulée par la présence de lipides dans le tube digestif. Les sels biliaires, par leurs propriétés émulsifiantes, permettent la digestion et l'absorption des lipides.
Les sécrétions pancréatiques comportent deux composantes: une séreuse (trypsine, chymotrypsine, carboxypolypeptidase, ribonucléase, desoxyribonucléase) et l'autre hydro-minérale (eau et bicarbonates). Les enzymes protéolytiques sont sécrétées sous forme de proenzymes activées par l'entérokinase, sécrétée par la muqueuse intestinale en réponse à la présence du chyme dans la lumière. La sécrétion hydrominérale, sous l'influence de la sécrétine, neutralise l'acidité du chyme.
Les mécanismes d'absorption dans l'intestin
Structure de l'intestin
Le principal organe de l'absorption est l'intestin grêle caractérisé par une énorme surface d'absorption. Cette surface (250 m²) résulte d'une part de la longueur de l'intestin (6 à 7 m) et de l'organisation de la muqueuse en valvules conniventes. Ces plis sont recouverts par des projections en forme de doigts, les villosités, elles même recouvertes de microvillosités qui forment la bordure en brosse.
La muqueuse repose sur une structure appelée lamina propria composée de tissu conjonctif dans lesquels existent des vaisseaux sanguins et lymphatiques.
Absorption
Chaque jour, l'intestin absorbe, en moyenne:
Les mécanismes de diffusion et de transport actif.
L'absorption est un mécanisme complexe combinant des processus simples de diffusion et de transport facilité et de transport actif.
Digestion et absorption des nutriments
Glucides
Protides
Digestion et absorption des lipides
Digestion et absorption des lipides (suite)
Absorption des autres nutriments
Vitamines, minéraux et fluides sont absorbés simultanément par la muqueuse intestinale. Chaque jour, 6 à 8 litres de fluides traversent les membranes digestives.
Facteurs influencant la digestion.
Fonctions du colon.
Le colon est un organe d'environ 1.50 m divisé en trois zones anatomiques et fonctionnelles: le caecum, le colon et le rectum.
Absorption de l'eau et du sel.
C'est le site principal d'absorption de l'eau, du (des) sel(s), et des vitamines synthétisées dans le colon par les bactéries. Sur les 500 à 1000 ml de chyme iléal entrant quotidiennement dans le colon, seuls 50 à 200 ml sont excrétés dans les fèces. Le transfert colique du chyme est relativement lent, environ 5 cm/heure, ce qui favorise l'absorption des nutriments.
Les sécrétions coliques.
L'activité bactérienne.
Matières fécales et défécation
Pour le cancer colorectal, l’augmentation du volume fécal, l’accélération du transit intestinal et la dilution des composés cancérogènes contribueraient à la diminution du temps de contact entre les substances mutagènes et l’épithélium intestinal. Leur capacité à lier les acides biliaires secondaires diminuerait l’effet mutagène de ces derniers et ainsi la prolifération des cellules épithéliales. La fermentation des fibres par la flore colique produit les acides gras à courte chaîne qui auraient des effets protecteurs directs, par le contrôle de la prolifération et de la différenciation cellulaires, et des effets indirects, par l’abaissement du pH intestinal et la stimulation de la motricité.
