Alors que l anatomie donne une image statique du corps, la physiologie met en évidence la nature dynamique de l organisme.

Transcription

1 1 INTRODUCTION Comme l anatomie, la physiologie englobe également plusieurs spécialités dont les plus communes portent sur le fonctionnement des systèmes particuliers. Ainsi, la physiologie rénale étudie le fonctionnement des reins et la production d urine, la neurophysiologie explique celui du système nerveux et la physiologie cardio-vasculaire examine le fonctionnement du cœur et des vaisseaux sanguins. Alors que l anatomie donne une image statique du corps, la physiologie met en évidence la nature dynamique de l organisme. En physiologie on s intéresse souvent à ce qui se passe au niveau cellulaire ou moléculaire parce que les capacités fonctionnelles du corps dépendent du fonctionnement cellulaire, qui est lui-même déterminé par les réactions chimiques à l intérieur des cellules.

2 2 CHAPITRE I : LA CELLULE I. 1.Quatre principes de la théorie cellulaire et généralités - La cellule est l unité fondamentale structurale et fonctionnelle des organismes vivants ; par conséquent lorsqu on définit les propriétés d une cellule, on définit aussi les propriétés de la matière vivante. - L activité d un organisme dépend de l activité de ses Cellules à la fois à l échelle individuelle et à l échelle collective. - Conformément au principe de complémentarité, les activités biochimiques des cellules sont rendues possibles et déterminées par certaines structures présentes à l intérieur des cellules. - La continuité de la vie repose sur les cellules. Quel que soit son comportement et sa forme, la cellule est l élément microscopique qui contient tous les outils permettant de survivre dans un environnement en perpétuel changement. En effet, pratiquement toutes les maladies susceptibles de nous affecter s expliquent par la perte de l homéostasie cellulaire. Dans les millions de millions des cellules de l organisme humain, on trouve quelques 200 types de cellules aux formes, aux tailles, et aux fonctions diverses. Parmi les formes possibles, citons les cellules adipeuses qui sont sphériques, les globules rouges du sang qui sont en formes de disque, les neurones qui sont cubiques. Selon le type auquel elles appartiennent, la dimension des cellules est aussi très variable; elle peut aller de 2 micromètres (1/5000 de centimètre) pour les plus petites à plus de 1mètre pour les neurones qui nous permettent de remuer les orteils. Pour faciliter la présentation des régions et des composantes de la cellule, on peut donc se servir d un modèle général représentant une cellule type. Les cellules humaines comportent trois régions principales : un noyau, un cytoplasme et une membrane plasmique. Le noyau, qui régit toutes les activités de la cellule, est habituellement situé au centre de celle-ci. Il est entouré d un cytoplasme rempli d organites (ou organelles), c-à-d des petites structures qui assurent certaines fonctions à l intérieur de la cellule. Ces composantes de la cellule sont suffisamment étudiées par la biologie cellulaire. Nous allons donc insister sur le fonctionnement de la membrane plasmique. I.2. La membrane plasmique La membrane plasmique souple délimite le volume de la cellule et constitue une fragile barrière. On l appelle parfois membrane cellulaire, mais comme presque tous les organites ont aussi une membrane, on préfère désigner la membrane externe de la cellule sous le nom de membrane plasmique. Selon le modèle de la mosaïque de fluide, la membrane plasmique est une structure extrêmement fine (7à 8 nm) mais stable, constituée d une double couche ou

3 3 bicouche, de molécules lipidiques parmi lesquelles sont disséminées de molécules de protéines. Les protéines qui flottent dans la bicouche fluide de lipides, forment une mosaïque qui change constamment, d où le nom du modèle. La bicouche de lipide, qui est composée en grande partie des phospholipides, représente «la trame» fondamentale de la membrane et elle est relativement imperméable à la plupart des molécules hydrosolubles. Les phospholipides sont des molécules en forme de sucette, avec une tête polaire contenant du phosphore reliée à une queue non polaire constituée de deux chaînes hydrocarbonées d acides gras. La tête polaire interagit avec l eau ; elle est donc hydrophile. La queue non polaire n interagit qu avec d autres substances non polaires et s éloigne spontanément de l eau et des particules chargées ; cette extrémité est donc hydrophobe. Ces caractéristiques propres aux phospholipides font que la structure fondamentale de toutes les membranes biologiques est la même : ce sont des «sandwichs» constitués de deux feuillets parallèle de molécule de phospholipide ; les queues de celles-ci se font face à l intérieur de la membrane, et leur tête polaire est exposée à l eau qui se trouve à l intérieur et à l extérieur de la cellule. C est cette orientation spontanée des phospholipides qui permet aux membranes biologiques de s assembler automatiquement pour former des structures fermées, généralement sphérique, et à la cellule de se reformer (se réparer) sans délai lorsqu elle est déchirée. Les types de phospholipides contenus dans les couches interne et externe de la membrane sont quelque peu différents. Environ 10% de phospholipides qui font face à l extérieur sont liés à des glucides, on les appelle glycolipides. La membrane contient également des quantités importantes de cholestérol ; ce dernier introduit ses anneaux hydrocarbonés plats entre les queues des phospholipides, ce qui les immobilise partiellement et stabilise la membrane. Cela empêche également les phospholipides de s agréger et rend donc la membrane plus fluide. Il existe deux populations distinctes de protéines membranaires ; les protéines intégrées et les protéines périphériques. Les protéines représentent environ la moitié de la masse de la membrane plasmique et assurent la plus grande partie des fonctions de celle-ci. Les protéines intégrées sont bien enfoncées dans la bicouche lipidique. Bien que certaines d entre elles ne soient en contact avec le milieu aqueux que d un coté de la membrane, la plupart des protéines intégrées sont des protéines transmembranaires, c est-à-dire qu elles traversent toute l épaisseur de la membrane et font saillie des deux cotés. Qu elles traversent entièrement la membrane ou non, toutes les protéines intégrées possèdent des régions hydrophiles et des régions hydrophobes. Cette caractéristique structurale leur permet d interagir avec les queues non polaires des lipides présents au cœur de la membrane, et avec l eau qui se trouve à l intérieur et à l extérieur de la cellule. Les protéines transmembranaires servent surtout au transport. Certaines se regroupent pour former des canaux ou pores, permettant le passage de petites molécules hydrosolubles ou d ions, qui contournent ainsi la partie

4 4 lipidique de la membrane. D autres protéines sont des transporteurs qui peuvent se lier à une substance pour lui faire traverser la membrane. Les protéines qui ne font face qu au milieu externe sont habituellement des récepteurs d hormones ou d autres messagers chimiques. Les protéines périphériques ne sont pas du tout enfoncées dans la couche lipidique. Au contraire, elles sont habituellement liées aux protéines intégrées qui dépassent sur la face interne de la membrane. Certaines protéines périphériques sont des enzymes, d autres ont des fonctions mécaniques et assurent par exemple certains changements de conformation des cellules lors de leur division ou de la contraction musculaire. La plupart des protéines qui font face à l espace interstitiel portent des glucides ramifiés. On appelle glycocalyx, la région floue et un peu collante riche en glucides qui se trouve à la surface de la cellule comme «enrobée de sucre» en quelque sorte. En plus des glycolipides déjà mentionnés, le glycocalyx («tasse de sucre») est enrichi des glycoprotéines sécrétées par la cellule, qui adhèrent à la surface de celle-ci. Comme le glycocalyx de chaque type cellulaire est constitué de glucides différents, il représente un ensemble extrêmement spécifique de marqueurs biologiques permettant aux cellules de se reconnaître mutuellement. Par exemple, le spermatozoïde identifie l ovule grâce à son glycocalyx, et les cellules du système immunitaire identifient les bactéries et les particules virales en se liant à certaines de leurs glycoprotéines membranaires. Bref, la membrane plasmique est une structure fluide dynamique dont la consistance se rapproche de celle de l huile d olive. Les molécules des lipides peuvent se déplacer latéralement, mais les interactions polaires non polaires les empêchent de se retourner ou de passer d une couche lipidique à l autre. Certaines protéines de la membrane flottent tout à fait librement mais d autres notamment les protéines périphériques, sont plus limités dans leurs mouvements et semblent être «ancrées» aux structures internes de la cellule qui constituent le cytosquelette. Ce réseau d ancrage stabilise la face cytoplasmique de la membrane ; sans lui, la membrane se diviserait en un grand nombre de petites vésicules. a. Les éléments spécialisés de la membrane plasmique 1 Les microvillosités Les microvillosités («petits poils hérissés») sont des minuscules prolongements de la membrane plasmique en forme de doigts qui constituent des saillies sur une partie libre ou exposée de la surface de la cellule. Elles accroissent considérablement à la superficie de la membrane plasmique et on les trouve le plus souvent sur les cellules absorbantes, comme celles des tubules rénaux et des intestins. Le centre des microvillosités est composé des filaments d actine. L actine est une protéine contractile, mais elle semble rendre les microvillosités plus rigides.

5 5 2 Les jonctions membranaires Bien que quelques types de cellules (globules sanguins, spermatozoïdes et certains phagocytes) se déplacent librement dans l organisme, la plupart des cellules, surtout celles du tissu épithélial, sont étroitement associées. Habituellement, trois facteurs contribuent à retenir les cellules ensemble : - le glycocalyx contient des glycoprotéines adhésives ; - les membranes plasmiques de cellules adjacentes sont ondulées et peuvent s imbriquer comme les pièces d un casse-tête ; - surtout les jonctions membranaires : Les jonctions serrées Dans les jonctions serrées, les molécules de protéines des membranes plasmiques s imbriquent comme les dents d une fermeture éclair, constituant ainsi une jonction imperméable; une bande en forme d anneau ceinturant complètement la cellule. Les jonctions serrées empêchent les molécules de s infiltrer entre les cellules adjacentes des muqueuses et séreuses. Par exemple, les jonctions serrées situées sur la face latérale des cellules épithéliales qui tapissent le tube digestif empêchant les enzymes digestives et les microorganismes présents dans l intestin de passer dans le sang. Les desmosomes Les desmosomes («corps liants») sont des jonctions d ancrage, c'est-à-dire des sortes d attaches mécaniques reparties comme des rivets sur les côtés de cellules adjacentes et qui les empêchent de se séparer. Les desmosomes possèdent une structure complexe. Sur la face cytoplasmique de chaque membrane plasmique, on remarque une zone plus épaisse en forme de bouton, appelée plaque. Les cellules voisines ne se touchent pas mais sont retenues ensemble par de fines protéines (cadhérines) qui relient les plaques entre elles. Des filaments protéiques plus épais (filaments intermédiaires de kératine) qui font partie du cytosquelette, partent de la face cytoplasmique du bouton membranaire, traversent la cellule et s ancrent à un autre bouton situé du côté opposé. Par conséquent, non seulement les desmosomes relient entre elles les cellules adjacentes, mais ils constituent également un réseau ininterrompu de «haubans»dont beaucoup passent d une cellule à une autre. Cette disposition a pour effet de répartir les tensions à travers l ensemble de la couche de cellules et empêchent celle-ci de se déchirer lorsqu elle est étirée. Les desmosomes sont nombreux dans les tissus qui se trouvent soumis à de grandes forces mécaniques, comme dans la peau, le muscle cardiaque et le col de l utérus. Les jonctions ouvertes La principale fonction des jonctions ouvertes (aussi appelées jonctions lacunaires ou jonctions communicantes) est de permettre le passage de substances chimiques d une cellule à l autre. Au niveau des jonctions ouvertes, les membranes

6 6 plasmiques adjacentes sont très rapprochées et les cellules sont reliées par des cylindres creux nommés connexons, dont les parois sont formées de protéines transmembranaires (connexines). Le connexon d une membrane s associe au connexon de la membrane adjacente pour constituer un canal unique. Les ions, les sucres et d autres petites molécules empruntent ces canaux pleins d eau pour passer d une cellule à l autre. Les jonctions ouvertes existant entre les cellules de l embryon ont un rôle vital parce qu elles assurent la circulation des nutriments avant la formation du système sanguin ainsi que la transmission des signaux essentiels au développement des tissus. Chez les adultes, on trouve les jonctions ouvertes dans les tissus pouvant subir une excitation électrique, comme le cœur et les muscles lisses où l activité électrique et la contraction sont synchronisées en partie par le passage d ions d une cellule à l autre. b. Les fonctions de la membrane plasmique Transport membranaires Les cellules baignent constamment dans un liquide extracellulaire appelé liquide interstitiel qui est dérivé du sang. Ce liquide contient des milliers d éléments dont des acides aminés, des sucres, des acides gras, des vitamines, des substances régulatrices comme des hormones et des neurotransmetteurs, des sels et des déchets. Pour rester saine, chaque cellule doit extraire de ces liquides des quantités exactes de chacune des substances dont elle a besoin à chaque instant et empêcher l entrée de toute substance excédentaire. Bien qu il y ait toujours des échanges à travers la membrane, celle-ci forme une barrière à perméabilité sélective ou différentielle, c est-à-dire qu elle ne laisse passer que certaines substances, comme les nutriments, en excluant de nombreux produits indésirables. Simultanément, elle retient les précieuses protéines cellulaires et d autres molécules tout en laissant sortir les déchets. La barrière à perméabilité sélective est une caractéristique des cellules saines et en bon état. Lorsqu une cellule (ou sa membrane plasmique) est très endommagée, cette barrière devient perméable pratiquement à toutes les substances qui peuvent alors entrer dans la cellule et en sortir librement. Ce problème s observe clairement à la suite d une brûlure grave : liquides, ions et protéines «suintent», c'est-à-dire qu ils s écoulent des cellules mortes et endommagées. Le mouvement des substances à travers la membrane plasmique peut se produire de deux façons, c'est-à-dire activement ou passivement. Dans les mécanismes passifs, les molécules traversent la membrane sans que la cellule fournisse d énergie. Dans les mécanismes actifs, la cellule dépense une énergie métabolique (ATP) pour transporter la substance à travers la membrane. 1 les mécanismes passifs : Diffusion La diffusion est un processus de transport passif qui joue un rôle très important dans toutes les cellules de l organisme. Par contre, la filtration, l autre

7 7 mécanisme de transport passif, ne se produit généralement qu à travers les parois des capillaires. La diffusion est la tendance qu ont les molécules et les ions à se répandre dans l environnement. La diffusion d une molécule à travers la membrane plasmique est possible si la molécule répond à l une des conditions suivantes : - elle est liposoluble - elle est assez petite pour passer dans les pores de la membrane ou, - elle est aidée par une molécule porteuse. La diffusion non assistée de particules liposolubles ou de très petites taille est appelée diffusion simple. Dans le cas particulier de la diffusion non assistée de l eau, on parle de l osmose (osmos=pousser). La diffusion assistée est appelée diffusion facilitée. a. La diffusion simple Les substances non polaires et liposolubles diffusent directement à travers la bicouche lipidique. Ces substances comprennent l oxygène, le gaz carbonique, les graisses et l alcool. L oxygène est toujours plus concentré dans le sang que dans les cellules des tissus, et il se déplace donc continuellement vers l intérieur de ces dernières ; quant au gaz carboniques, il est plus concentré dans les cellules et diffuse vers le sang. b. L osmose La diffusion d un solvant, par exemple l eau, à travers une membrane à perméabilité sélective, par exemple la membrane plasmique, est appelée osmose. Comme la molécule d eau est fortement polaire, elle ne peut pas traverser la bicouche lipidique, mais elle est assez petite pour passer facilement dans les pores de la plupart des membranes plasmiques. L osmose a lieu quand la concentration d eau n est pas la même de deux côtés d une membrane. En présence d eau distillée des deux côtés d une membrane à perméabilité sélective, il n y a aucun mouvement osmotique net, bien que les molécules d eau traversent la membrane dans les deux sens. Cependant, dans une solution donnée, si la concentration de soluté augmente, la concentration d eau diminue ; par conséquent si la concentration de soluté n est pas la même des deux cotés de la membrane, il y a aussi une différence entre les concentrations d eau. La diminution de la concentration d eau due à la présence du soluté dépend du nombre de particules de soluté et non de leur nature parce que théoriquement, chaque molécule ou ion de soluté déplace une molécule d eau. La concentration totale de toutes les particules de soluté est appelée osmolarité de la solution.

8 8 Lorsque deux solutions d osmolarité différentes et de même volume sont séparées par une membrane qui est perméable à toutes les molécules du système, il se produit simultanément une diffusion nette du soluté et de l eau, chacune des substances se déplaçant suivant son gradient de concentration. Au bout d un certain temps, les concentrations d eau et de soluté sont les mêmes dans les deux compartiments et système atteint un état d équilibre. Si on considère le même système, mais avec une membrane imperméable aux molécules de soluté, on obtient un résultat tout à fait différent. Dans ce cas, l équilibre résulte du seul mouvement de l eau (les solutés ne peuvent pas changer de compartiment), lequel produit un changement de volume remarquable dans les deux compartiments. Ce dernier exemple ressemble assez aux phénomènes osmotiques qui se produisent à travers les membranes plasmiques de cellules vivantes, à une différence près : dans l exemple précédant, les volumes des compartiments peuvent augmenter indéfiniment, et on ne prend pas en considération la pression exercée par le poids supplémentaire de la colonne de liquide la plus haute. Dans les cellules végétales, dont les membranes plasmiques sont entourées de parois rigides, la situation est très différente. L eau diffuse vers l intérieur de la cellule jusqu à ce que la pression hydrostatique (pression exercée depuis l intérieur par l eau sur la membrane) soit égale à la pression osmotique, c'est-à-dire la force qui attire les molécules d eau à l intérieur par la suite de la présence de solutés non diffusibles. Les cellules animales ne sont pas entourées de parois rigides et elles ne comportent que des membranes souples ; elles ne subissent donc pas de changements aussi marqués de leur pression hydrostatique (ni osmotique). En cas de déséquilibre osmotique, il se produit un gonflement ou un affaiblissement des cellules animales (à la suite du gain ou de la perte d eau ; hyperhydratation intracellulaire et déshydratation intracellulaire) jusqu à ce que la concentration de soluté soit la même des deux côtés de la membrane cellulaire (état d équilibre) ou que la membrane soit étirée au point de se rompre. Cela amène à parler de la tonicité. Comme nous l avons vu, des nombreuses molécules, notamment les protéines intracellulaires et certains ions, ne peuvent pas diffuser à travers la membrane plasmique. Par conséquent, tout changement de leur concentration modifie la concentration d eau des deux côtés de la membrane et entraîne un gain ou une perte d eau par la cellule. La capacité d une solution de modifier le tonus ou la forme des cellules en agissant sur leur volume d eau interne est appelée tonicité (tonus=tension). Les solutions dans lesquelles la concentration de soluté non diffusible est égale à celle que l on trouve dans les cellules sont dites isotoniques (de la même tonicité). Par exemple, une solution isotonique à la cellule aurait une concentration de 0,3 osm/litre de NaCl. Les cellules placées dans ces solutions gardent leur forme normale et on n observe dans leur cas aucune perte ni aucun gain d eau. Comme on pourrait s y attendre, les liquides extracellulaires du corps et la plupart des solutions intraveineuses (qui sont injectées dans le corps par une veine) sont isotoniques. Les solutions qui présentent une concentration plus élevée de soluté non diffusible que les cellules vivantes sont dites hypertoniques. Les cellules placées dans les solutions hypertoniques perdent de l eau par osmose, ce qui cause

9 9 une diminution de leur volume. On qualifie d hypotonique les solutions plus diluées (contenant moins de solutés non diffusibles) que l intérieur des cellules. Les cellules placées dans une solution hypotonique se gonflent rapidement d eau. L eau distillée représente l exemple le plus extrême d hypotonicité ; comme elle ne contient aucun soluté, elle continue d entrer dans la cellule jusqu à ce que celle-ci éclate ou se lyse. Remarquez que l osmolarité et la tonicité sont différentes. Le facteur déterminant de la tonicité est la présence de solutés non diffusible, alors que l osmolarité dépend de l ensemble des solutés. L osmolarité est exprimée en osmol par litre ; 1 osmole vaut 1mole de molécules qui ne s ionisent pas. L osmolarité se calcul en multipliant la molarité (mol/l) par le nombre de particules produites par ionisation. Par exemple, comme le NaCl s ionise en Na + et Cl -, une solution de 1mol/L de NaCl vaudra 2 osmoles. Dans le cas des substances qui ne s ionisent pas (par exemple le glucose), la molarité et l osmolarité ont la même valeur. c. La diffusion facilitée Certaines molécules, notamment le glucose et d autres sucres simples sont à la fois non liposolubles et trop volumineuses pour passer par les pores de la membrane plasmique. Cependant, elles traversent celle-ci très rapidement grâce au mécanisme de transport passif appelé diffusion facilitée ; en effet, elles se combinent à des transporteurs protéiques présents dans la membrane plasmique et sont ensuite relâchées dans le cytoplasme. La diffusion facilitée est extrêmement sélective ; le transporteur du glucose ne se combine qu avec le glucose, tout comme une enzyme ne se lie qu avec son substrat. d. La filtration La filtration est le mécanisme par lequel l eau et les solutés traversent une membrane ou la paroi d un vaisseau sous l effet de la pression hydrostatique. Comme la diffusion, la filtration est un processus de transport passif et fait intervenir un gradient. Cependant, dans le cas de la filtration, il s agit d un gradient de pression qui tend à faire passer un liquide contenant des solutés (filtrat) d une région à pression élevée vers une région à pression moins élevée. Dans l organisme, la pression hydrostatique exercée par le sang tend à faire sortir les liquides des capillaires et que ces liquides contiennent des solutés d importance vitale pour les tissus. Les liquides sécrétés par les reins sous forme d urine sont également produits par filtration. Ce processus n est pas sélectif ; seuls les globules rouges sanguins et les molécules de protéines, qui sont trop volumineux pour pouvoir passer par les pores des membranes, restent dans le compartiment d origine. 2 Les mécanismes actifs Dans tous les cas où la cellule consomme l énergie qu elle contient sous forme d ATP pour faire passer des substances à travers la membrane, on parle de mécanisme actif. Les deux principaux mécanismes actifs de transport membranaire sont le transport actif et le transport vésiculaire.

10 10 a. Le transport actif Le transport actif, ou pompage de solutés, ressemble à la diffusion facilitée parce que comme celle-ci, il fait intervenir des transporteurs protéiques qui se combinent de façon spécifique et réversible avec les substances à transporter. Cependant, la diffusion facilitée va toujours dans le sens du gradient de concentration parce qu elle est alimentée par l énergie cinétique. Par contre, les pompes à solutés (transporteurs protéiques qui ressemblent à des enzymes) déplacent les solutés, principalement des acides aminés et des ions (comme Na +, K +, et ca² + ) «à contre-courant» c'est-à-dire contre leur gradient de concentration. Pour ce faire, les cellules doivent consommer de l énergie fournie pour le métabolisme cellulaire et présente sous forme d ATP. Bien que le mécanisme du transport actif ne soit pas entièrement compris, on pense que le transporteur protéique intégré, lorsqu il est activé, change de conformation de façon à faire passer le soluté auquel il est lié à travers la membrane. Da nombreux systèmes de transport actif sont des systèmes couplés, c'est-à-dire qu ils déplacent plus d une substance à la fois. Si les deux substances se croisent, c'est-à-dire qu elles traversent la membrane dans des directions apposées, on parle de système antiport. De plus, on fait une distinction entre les mécanismes de transport actif selon la source d énergie dont ils dépendent. Le transport actif primaire est alimenté directement par l hydrolyse de l ATP, alors que le transport actif secondaire est activé indirectement par des pompes de transport actif primaire qui créent des gradients ioniques. Le système de transport actif primaire qui a été le plus étudié est la pompe à sodium et à potassium (à Na + -K + ), soit une enzyme appelée ATPase sodium- Potassium. La concentration de K + à l intérieur de la cellule est généralement de 10 à 20 fois plus élevée qu à l extérieur, et l inverse est vraie de Na +. Ces différences de concentration sont essentielles au fonctionnement des cellules excitables comme les cellules musculaires et les neurones ainsi qu au maintien de quantités normales de liquide dans toutes les cellules de l organisme. Comme le Na + et le K + s écoulent de façon lente mais continue à travers la membrane plasmique en suivant leur gradient de concentration respectif (et qu ils traversent plus rapidement dans les cellules musculaires et les neurones qui sont excités), la pompe Na + -K + fonction de façon plus ou moins continue comme les antiports qui ramène Na + à l extérieur de la cellule contre un gradient assez prononcé et, simultanément, ramène K + à l intérieur. La pompe à calcium, qui capture activement les ions calcium du liquide intracellulaire pour les enfermer dans les organites spécialisés ou les éjecter de la cellule constitue un autre exemple de transport actif primaire. Un même type de pompe alimenté par l ATP, comme la pompe Na-K qui maintient le gradient de sodium, peut aussi assurer indirectement le transport de plusieurs autres solutés (transport actif secondaire). En faisant passer le sodium à travers la membrane plasmique contre son propre gradient ; la pompe emmagasine de l énergie (sous forme de gradient ionique). b. Le transport vésiculaire (en vrac) Les grosses particules et macromolécules traversent la membrane grâce au transport vésiculaire ou en vrac. Comme le pompage de solutés, ce mécanisme de transport est activé par l ATP. Les deux principaux modes de transport vésiculaire sont l exocytose et l endocytose.

11 11 L exocytose «vers l extérieur de la cellule» est un mécanisme qui assure le passage de certaines substances de l intérieur de la cellule à l espace extracellulaire. Elle permet la sécrétion d hormones, la libération de neurotransmetteurs, la sécrétion de mucus et, dans certains cas, l élimination des déchets. Lors de l exocytose, la substance ou le produit cellulaire devant être libéré est d abord enfermé dans un sac membraneux appelé vésicule. La vésicule migre en direction de la membrane plasmique, elle fusionne avec elle et déverse son contenu à l intérieur de la cellule. Ce mécanisme fait intervenir un processus d «amarrage» ; en effet, les protéines membranaires des vésicules reconnaissent certaines protéines présentes sur la membrane plasmique et se lient avec elles, ce qui rapproche assez les deux membranes pour leur permettre de fusionner. Les matériaux qui s ajoutent à la membrane lors de l exocytose en sont retirés pendant l endocytose, qui est le processus inverse. L endocytose («vers l intérieur de la cellule») permet à des grosses particules ou à des macromolécules d entrer dans la cellule. La substance qui doit pénétrer dans la cellule est graduellement entourée par une invagination de la membrane plasmique. Lorsque la vésicule est formée, elle se détache de la membrane plasmique et entre dans le cytoplasme, où son contenu est ensuite digéré. On connaît trois formes d endocytoses : - La phagocytose 1 La phagocytose - La pinocytose - L endocytose par récepteurs interposés. Lors de la phagocytose («action de manger d une cellule»), des portions de la membrane plasmique et du cytoplasme s étendent pour un objet relativement gros et solide, tel un amas de bactéries ou de débris cellulaires, des polluants ou encore des allergènes et l englobent. La vésicule ainsi formée est appelée phagosome («corps mangé»). Dans la plupart des cas,le phagosome fusionne avec un lysosome, soit une structure cellulaire spécialisée contenant des enzymes digestives, et la partie digestible de son contenu est hydrolysée (celle qui ne l est pas constitue un corps résiduel). Dans l organisme humain, la phagocytose est accomplie entre autres par les macrophagocytes et certains globules blancs. Ces «professionnels» de la phagocytose contribuent à la défense et au nettoyage de l organisme par ingestion et élimination de bactéries, d autres substances étrangères et de cellules mortes. La majorité des phagocytes peuvent se déplacer par des mouvements amiboïdes, c'està-dire qu ils «rampent» sur des prolongements du cytoplasme formant des pseudopodes temporaires. 2 La pinocytose Tout comme on peut dire que les cellules mangent, on peut également affirmer qu elles boivent, et ce par le mécanisme appelé pinocytose («action de boire de la cellule»). Lors de la pinocytose, un petit repli de membrane plasmique englobe une gouttelette de liquide extracellulaire contenant des molécules dissoutes. La gouttelette entre dans la cellule à l intérieur d une minuscule vésicule pinocytaire.

12 12 Contrairement à la phagocytose, la pinocytose est très commune chez la plupart des cellules. Elle revêt une importance toute particulière pour les cellules qui assurent l absorption des nutriments, comme celles qui tapissent les intestins. Lors de la phagocytose et de la pinocytose, des morceaux de la membrane plasmique se détachent de celle-ci au moment de l absorption des vésicules. Cependant, au cours d l exocytose, ces mêmes morceaux de membrane reviennent s ajouter à la membrane plasmique, dont la surface reste remarquablement constante. 3 L endocytose par récepteurs interposés Contrairement à la phagocytose et à la pinocytose, qui sont des mécanismes d ingestion non spécifiques, l endocytose par récepteurs interposés est extrêmement sélective. Les récepteurs sont des protéines de la membrane plasmique qui ne se lient qu à certaines substances. Les récepteurs et les substances qui y sont fixées entrent ensemble dans la cellule à l intérieur d une petite vésicule appelée vésicule tapissée, terme qui fait allusion à la clathrine, une couche protéique formant des poils raides sur la face cytoplasmique de la vésicule. L endocytose par récepteur interposé permet notamment l absorption au niveau des reins de diverses substances telles que l insuline, des lipoprotéines de basse densité (comme le cholestérol lié à un transporteur protéique), du fer ou encore de petites protéines. Lorsque la vésicule tapissée se combine avec un lysosome, l hormone (ou une autre substance est libéré ; les membranes portant les récepteurs liés se séparent alors de la vésicule et regagnent la membrane plasmique, où elles sont réutilisables à nouveau. En ce qui concerne les cellules autres que les globules blancs, l endocytose peut être néfaste quand elle constitue un moyen d entrée pour des substances nocives. En pathologie, l hypercholestérolémie familiale est une maladie héréditaire dans laquelle les récepteurs protéiques nécessaires à la capture du cholestérol par récepteurs interposés sont absents. Par conséquent, le cholestérol ne peut entrer dans les cellules de l organisme et s accumule dans le sang. En l absence de traitement, l athérosclérose apparaît tôt et le risque de maladie coronaire devient plus élevé.

13 13 CHAPITRE II : PHYSIOLOGIE DU MILIEU INTERIEUR II.1. INTRODUCTION L être vivant, pour sa survie, a besoin d échanges avec le milieu dans lequel il vit. Mais il doit également maintenir un état d équilibre, préserver et stabiliser les propriétés physiques, la composition chimique et le volume de son milieu intérieur, bref sa constance. A l état normal, la teneur globale de l organisme en eau et en électrolytes, de même que leur répartition et leur concentration dans les différents compartiments plasmatique, interstitiel et intracellulaire sont remarquablement fixes. Cet équilibre est réalisé même si la situation extérieure et les apports varient considérablement ; il assure aux cellules de l organisme de bonnes conditions de fonctionnement. De son maintien dépend donc l activité de tous les viscères. L équilibre hydro-électrolytique est le résultat d un bilan nul des entrées et des sorties. Les entrées sont alimentaires (à régulation supérieure par la soif, l appétit ou le dégoût intervenant sur le choix et la qualité des apports) ou parentérales ; les sorties sont extra rénales (sudation, vomissements, diarrhée, fistules digestives) et rénales. L homme et les animaux supérieurs tirent leur relative autonomie du fait que la plus part de leurs cellules ne sont pas en contact direct avec le milieu extérieur où elles puisent les substances nutritives y déversées par le système digestif à partir des aliments et l oxygène amené par le système respiratoire ; c est dans ce milieu que les cellules déchargent leurs déchets métaboliques. Les réactions biochimiques de l organisme se déroulent en milieu aqueux ; le milieu intérieur est donc une solution de diverses substances dans l eau, avec ses propriétés physique-chimiques qui sont fonction de : - la concentration en particules dissoutes assurant les forces osmotiques ; - la concentration en charges électriques propres aux ions ; - la concentration en ions H +. Ce milieu intérieur contient également des gaz dissouts, des déchets - la fixité de la composition de ce milieu intérieur (= homéostasie) est une condition de la vie. La vie des cellules tend à modifier leur environnement. Des phénomènes d échanges (à travers des membres sémi-perméables) et de brassage (dans le palsma qui entre en contact avec les organes assurant les échanges avec l extérieur comme les reins, les poumons, le tube digestif) constituent ainsi la dynamique du milieu intérieur. - La composition du milieu intérieur est maintenue constante, pour ce qui concerne les produits solubles non volatils, par l excrétion rénale et pour ce qui concerne le gaz, par le système respiratoire. - on compartimente le milieu intérieur en trois secteurs : intracellulaire, interstitiel et plasmatique, séparé anatomiquement par des membranes. Milieu extracellulaire: 20% Plasmatique:5% Interstitiel:15% Milieu Intracellulaire: 40%

14 14 II.2. LES COMPARTIMENTS LIQUIDIENS DE L ORGANISME L eau est le constituant le plus important des êtres vivants, du point de vue quantitatif. Chez tous les êtres vivants et surtout les animaux, l eau constitue la masse la plus importante de l organisme. Chez les méduses, elle peut représenter 95% de leur masse. Chez l homme, elle représente plus ou moins 2/3 du poids corporel total soit 50 à 70 % ; ce capital hydrique varie avec l âge (il est plu important chez le nourrisson, plus important chez le sujet jeune que chez le vieillard), le sexe (il est moins grand chez la femme où il est égal la moitié du poids corporel) à cause d un panicule adipeux plus développé et d un adulte à l autre selon la masse graisseuse car la graisse contient très peu d eau. le sujet obèse a donc une fraction d eau totale par rapport au poids inférieur à celle d un autre sujet maigre. L eau totale de l organisme a un rapport plus ou moins constant avec le poids maigre c est-à-dire le poids total des tissus sans graisse. Le poids d eau totale représente 73% du poids maigre. Ce dernier peut être calculé à partir de la densité du sujet, celle-ci étant le rapport de son poids dans l air sur le poids de l eau déplacée (ce dernier étant la différence entre ce poids dans l air moins le poids après immersion diminué du contenu de l air contenu dans les poumons). Les sujets maigres ont une densité de 1,1 tandis que les sujets obèses ont une densité de 0,9. Les graisses de dépôt sont pratiquement dépourvues d eau. Ainsi un volume total d eau de 44 litres chez un jeune homme de 73kg représente 60% du poids corporel, si le poids augmente jusqu à 80kg par accumulation de graisse, l eau totale représente alors 55% seulement. Les sujets obèses ont donc un plus léger contenu en eau. Pour comparer deux sujets, il vaut mieux rapporter les masses liquidiennes de l organisme au poids maigre car la teneur en eau est différente que dans les tissus gras. Le contenu en eau des différents tissus de l organisme est différent : 60% pour la peau, 65% pour le globule rouge, 70% pour le foie, 75% pour le muscle, 80% pour le rein, 90% pour le plasma et 20% seulement pour le tissu adipeux. Les divers tissus de l organisme ne contiennent pas la même masse d eau : Les os sont très peu hydratés tandis que le cerveau et les poumons ont une forte teneur en eau. (Ex. tissu nerveux, substance blanche =70%, substance grise = 85%). L eau totale de l organisme représente 62% du poids corporel chez l homme, 51% chez la femme et 65 à 75 % chez le nouveau-né. Il existe plusieurs méthodes pour calculer le poids maigre. La valeur normale de base en eau est de 60% du poids plus 10 à 20% chez le petit enfant et le nouveau-né, plus 10% chez le sujet maigre, plus 5 à 10% chez le vieillard, moins 10% chez l obèse banal et la femme. NB : la masse maigre=l eau + les tissu (os, muscles). Les liquides de l organisme = le sang et le sérum ; Le sang = les éléments figurés + la plasma (protéines + sérum) ; Le sérum = l eau + les ions. L eau de l organisme est repartie en deux compartiments principaux : a) intracellulaire = 40% de la masse totale, b) extracellulaire = 20% de la masse totale ; ce dernier est subdivisé lui aussi en deux compartiments : - interstitiel = 15% où diffuse l eau et les substances dissoutes ;

15 15 - plasmatique = 5% celui-ci est le compartiment intra-vasculaire qui retient les éléments du sang et les macromolécules (protides, lipides) il comprend un liquide circulant drainé par des vaisseaux longs ou veines vers une pompe (le cœur) d où il est éjecté à travers des artères. L eau extracellulaire représente donc 17% de l eau totale. Cette répartition varie avec l âge : ainsi par exemple : - un adulte a un total d eau de 60% avec 20% d eau extracellulaire et 40% d eau intracellulaire ; - Un enfant de 1 à 10 ans a un total de 65% avec 20 à 25% intracellulaire et 35 à 45 % extracellulaire. Chez le petit enfant donc, l eau extracellulaire est plus importante que l intracellulaire ; or celle-là est la partie la plus facilement mobilisable comme par exemple lors de la diarrhée. Ainsi plus un sujet est jeune, plus il peut perdre une grande quantité de liquide. Voici à titre d exemple, la répartition de l eau chez un homme de 70 kg. Homme de 70kg % poids corporel Valeur absolue (en litres) Eau totale Eau extracellulaire Eau plasmatique Eau interstitielle Eau intracellulaire ,3 12, Composition électrolytique des compartiments liquidiens PLASMA Liquide interstitiel Liquide intracellulaire A B A B A B Cation : Sodium 151, Potassium 5, Calcium 5,4 5 2,5 5 2 Magnésium 2, TOTAL 164, , Anions : Bicarbonate Chlorure 110, Phosphate 2, Sulfate Acides organiques 5,4-7,5 - Protéinate 17, TOTAL 164, ,5 194

16 16 A= D après WEISBERG, en meq/ Kg d eau B= d après GANONG en meq/l - La concentration en protéines du compartiment interstitiel est beaucoup plus faible que celle du compartiment intravasculaire (et intracellulaire) car les parois ne les laissent pas diffuser en dehors du compartiment vasculaire : - Dans les cellules on observe o une faible concentration en Na + et une forte concentration en K + et en Mg + o une absence complète de chlorures et une abondance de phosphates. - Dans le milieu extracellulaire, les concentrations en Na + ou en Cl - sont beaucoup plus élevées que le milieu intracellulaire - la concentration en Na +, cl -, K +, Hco3 - (et glucose) est la même dans le liquide interstitiel que dans le plasma. - L inégalité de répartition des ions Na + et K + entre les compartiments extra et intrant-cellulaires est due à un mécanisme actif situé dans les membranes cellulaires rejetant le Na + à l extérieure de la cellule et maintenant le K + à l intérieur de la cellule. NB : les différences de concentration d électrolytes totaux s expliquent : o dans le plasma et les liquides interstitiels par les pressions oncotique et hydrostatique ; o dans la cellule par le grand nombre d ions bivalents et de protéines. Mouvement d eau entre le plasma et le liquide interstitiel Une partie est assurée par le mécanisme de Starling : au niveau artériel des capillaires, la pression hydrostatique est supérieure à la somme de la pression régnant dans le compartiment interstitiel et de la pression oncotique (ou colloïdoosmotique) des protéines plasmatiques, la différence de pression (+ou 10 mmhg) entraîne un mouvement d eau du compartiment sanguin vers le compartiment interstitiel. A l extrémité veineuse du capillaire, la pression hydrostatique intracapillaire est diminuée du fait de la perte de charge le long du capillaire, elle est alors inférieure à la somme des pressions oncotique et interstitielle, l eau aura tendance à passer du milieu interstitiel vers le compartiment vasculaire La pression oncotique ne change pas parce que les parois vasculaires sont imperméables aux protéines, lorsqu elle est diminué du fait d une hypoprotéinémie, l entrée de l eau vers le pole veineux est entravée, d où les œdèmes En plus des forces de Starling, les différents constituants du plasma (exceptées les protéines) et du liquide interstitiel s échangent très rapidement à travers l endothélium capillaire par des phénomènes principalement passifs de diffusion. Les flux bidirectionnels sont égaux et les flux nets sont nuls pour beaucoup de constituants (eau, Na +, K + ). Les flux unidirectionnels plasma liquide interstitiel des substances utilisées par les cellules comme le glucose sont supérieures à ceux du sens inverse. Les flux unidirectionnels liquide interstitiel plasma des produits du catabolisme cellulaire sont plus grands que ceux s effectuent en sens inverse. L eau et le Cl - accompagnent toujours le Na +.

17 17 Mouvement d eau entre les compartiments extracellulaire et intracellulaire Les membranes cellulaires séparant les compartiments interstitiel et intracellulaire sont librement perméables à l eau très peu perméable aux substances dissoutes responsables des pressions efficaces dans chacun de ces compartiments. Les mouvements d eau sont provoqués par des variations de pression osmotique et se font du compartiment à faible pression osmotique vers celui où cette pression est plus élevée jusqu à équilibre de pression entre les deux compartiments, càd jusqu à égalisation de pression osmotique entre les compartiments extra et intracellulaire. Les cellules de l organisme conservent leur volume lorsque le milieu intérieur où elles baignent est isotonique par rapport au milieu endocellulaire, elles changent de volume par transfert d eau si cet équilibre est rompu. L effet de la pression osmotique extracellulaire sur le compartiment intracellulaire dépend du degré de rigidité de la membrane cellulaire. Echanges vers l extérieur Elles se font par les organes d entrées : tube digestif et poumons (02) et les organes de sorties : poumons, rein, foie. Il existe, dans les cas pathologiques, d autres sorties : Le tube digestif : vomissements, aspiration digestive, diarrhée qui entrainent une perte d eau et d électrolytes. La peau : les brûlures sont à la base d une perte d eau, d électrolytes et de protéines. Notion de bilan (=balance) hydrique de l organisme C est le rapport entre l apport hydrique et l élimination de l eau de l organisme. Cette balance hydrique journalière, selon HUMBURGER, est de 2 à 2,5 L réparties comme suit : les entrées : - Apport exogène : * Eau de boisson : cc/j *Eau des aliments : cc/j - eau endogène :( métabolisme cellulaire) 300 cc/j Total cc/j les sorties : Elimination urinaire 1400 cc/j ; Elimination fécale 100 cc/j Pertes insensible (évaporation cutanée et respiratoire) 800 cc/j Total 2300 cc /j Quand les entrées sont égales aux sorties, la balance est équilibrée : on dit que le bilan est nul. Quand les entrées sont inférieures aux sorties, la balance est déficitaire, le bilan est dit négatif ; c est la déshydratation comme cela s observe chez les sidérurgistes et les hommes vivant au désert (sujets travaillant ou vivant dans un climat chaud) et aussi chez les patients empêchés de boire de l eau. (ex. Vomissements) Quand les entrées sont supérieures aux sorties, la balance est excédentaire, le bila est dit positif, c est l hyperhydratation comme cela s observe chez les néphropathes (certaines maladies du rein réduisent la diurèse et l eau s accumule dans le sang).

18 18 II.3. HEMOSTASE ET COAGULATION a) l hémostase, c est l arrêt spontané du saignement par des processus biologiques : l oblitération spontanée des brèches vasculaires, c est un mécanisme de lutte contre l hémorragie. Il comprend trois temps : Le temps pariétal ou vasculaire : c est une vasoconstriction (diminution du calibre des vaisseaux) par des mécanismes réflexes et humoraux. - Le mécanisme réflexe =réflexe d axone : l excitation des terminaisons sensibles nerveuses se trouvant dans la paroi vasculaire - Le mécanisme humoral : la lyse thrombocytaire libère une substance vascoconstictive, la sérotonine (5-OH Tryptamine) ; celle-ci provient de l acide aminé tryptophane, et est produite par les mastocytes, cellules faisant partie du système réticuloendothélial, et emmagasinée dans les thrombocytes. Les temps plaquettaire : c est l adhésion des plaquettes sanguines aux fibres collagènes dénudées de l endothélium vasculaire et leur agrégation entre elles, formant ainsi un clou hémostatique appelé caillot blanc qui empêche le saignement (clou de Hayem) Le temps plasmatique C est la coagulation proprement dite, c.à.d. la transformation du sang fluide en une gelée homogène, le caillot. b) La coagulation sanguine Le sang sorti des vaisseaux et recueilli sans précautions spéciales dans un tube d essai perd sa fluidité au bout de 5 à 6 minutes ; le sang ainsi transformé en gel solide est dit coagulé. Le caillot est formé d un réseau de fibres tenant entre ses mailles les éléments figurés du sang et un liquide jaune citrin : le sérum. Le sérum : n est rien d autres que le plasma sanguin qui a perdu une de ses protéines constitutives : le fibrinogène. Celui-ci s est transformé en fibrine solide et forme le réseau fibreux du caillot. Au bout d un certain temps, ce réseau se rétracte et le sérum est exprimé hors du caillot Le plasma, rapidement séparé des éléments figurés après la sortie des vaisseaux, coagule exactement comme le sang total et le caillot se rétracte de la même façon. Le contenu des cellules musculaires ou plasma musculaire se coagule également spontanément. L intérêt de la coagulation du sang est que, étant donné la fluidité du sang, les vaisseaux, en cas de lésion de ceux-ci pourraient se vider complètement si un caillot ne survenait pour arrêter l hémorragie. Le phénomène principal de la coagulation sanguine est la transformation du fibrinogène en fibrine solide. En d autres termes, la coagulation est un mécanisme complexe biochimique et enzymatique qui abouti à la transformation d une protéine soluble le fibrinogène, en une protéine insoluble et solide, la fibrine (qui forme un réseau appelé le caillot rouge) sous l effet d une substance fermentaire : la thrombine ; celle ci se trouve pas dans le sang circulant puisque celui-ci ne coagule pas elle s y trouve sous forme d un précurseur :la prothrombine, cette dernière à son tour doit avoir été activée.

19 19 Le schéma fondamental de la coagulation peut donc se présenter comme suit : Précurseur Thromboplastine (activateur de la prothrombine) (1) +Ca +Thrombokinase Prothrombine Thrombine (2) Fibrinogène fibrine (3) Les détails des mécanismes de cette coagulation sont loin d être fixés et sujets à des discussions. CHAPITRE III : PHYSIOLOGIE DIGESTIVE L appareil digestif est constitué du tube digestif et des glandes digestives. *Le tube digestif comprend : - la bouche, - le pharynx, - l œsophage, - l estomac, - l intestin grêle, le colon, le rectum. *Les glandes digestives comprennent : - les glandes salivaires, - le foie, - la vésicule biliaire, - le pancréas. L homme doit se nourrir pour couvrir ses besoins énergétiques, qui sont de l ordre de 3000 Cal/24 heures. Cette énergie se trouve dans l alimentation. Mais l organisme ne peut utiliser les aliments tels quels, ils doivent donc subir des transformations progressives (la digestion), qui vont les réduire en substances absorbables et utilisables par les cellules : nutriments. La digestion des aliments débute des leur ingestion, c est-a-dire des l instant où ils pénètrent dans la cavité buccale. Les organes digestifs exercent deux actions : - une action mécanique de broyage et brassage ; - une action chimique, qui correspond à l hydrolyse par des enzymes des longues molécules organiques. Au décours de ce travail complexe, les nutriments obtenus traversent la paroi du tube digestif, passent dans le sang ou dans la lymphe (l absorption) et sont achemines vers le foie ou ils sont inventories et distribues aux multiples cellules de l organisme. C est à l intérieur de ces cellules que les nutriments, réduits à l état de petites molécules, sont utilisés selon les activités métaboliques et les besoins énergétiques de chaque cellule.

20 20 De l ingestion à la défécation, on distingue ainsi plusieurs phases ou temps digestifs, qui sont : le temps buccal, pharyngé (déglutition), le temps œsophagien, le temps gastrique, le temps intestinal (duodénum et intestin grêle), le temps biliaire et pancréatique, le temps colique et rectal (défécation). Dans le tube digestif, la progression du contenu digestif est orientée dans un seul sens : de haut en bas, de la bouche a l anus. Cette progression est assurée par un ensemble des phénomènes moteurs dans un synchronisme parfait. L enchainement de ces phénomènes est indépendant de la volonté. L homme ne contrôle en effet que l ingestion et l expulsion. Entre les deux, tout échappe au contrôle de la volonté. Le transit est autocontrôle grâce a la musculature du tube digestif et au système nerveux autonome dont le plexus entoure le tube digestif (le plexus nerveux de Meissner et d Auerbach). III.1.LE TEMPS BUCCAL La bouche, ou cavité buccale, exerce deux fonctions au cours de la digestion : - une fonction mécanique : la mastication ; - une fonction chimique liée à l action de la salive. Elle exerce également la fonction gustative, qui n est pas à proprement parler une fonction digestive. La mise en commun des fonctions mécanique et chimique a pour but de constituer un bol alimentaire prêt à être dégluti. 1. LA MASTICATION C est le processus de formation du bol alimentaire. C est un ensemble des mouvements volontaires des mâchoires, de la langue et des joues qui permet une dilacération de la nourriture. Elle entraine donc : a. un ramollissement des contenus des aliments sous forme des fibres musculaires, fibres collagènes et des tissus végétaux ; b. une humidification des aliments : la nourriture est mêlée à la salive, d où hydratation du bol ; c. un contact avec les enzymes. Ce ramollissement est très important car de lui dépendent les phases suivantes ; les dimensions des fragments alimentaires interviennent quant à la durée de leur séjour dans l estomac. Une bonne mastication suppose une denture en bon état. Les dents ont une morphologie différente et une fonction adaptée à leur Morphologie. On distingue : 1. Les incisives : ont une forme en biseau et servent à couper. Leur bord est lisse et tranchant et les incisives supérieures sont plus larges que les incisives inferieures. 2. Les canines : sont les dents les plus longues. Elles ont une forme de pointe acérée et servent a déchiqueter. 3. Les prémolaires : servent à écraser et à broyer. 4. Les molaires : assurent la véritable fonction de mastication. Les mouvements de la mâchoire sont assurés par les muscles masticateurs qui sont au nombre de quatre : - le temporal, - le ptérygoïdien interne ou médian, - le ptérygoïdien externe ou latéral,

21 21 - le masséter. Ces mouvements de la mandibule se font grâce à l articulation temporomandibulaire qui permet plusieurs types des mouvements : l élévation, l abaissement, l antepulsion, la retropulsion, la latéralité et la rotation. Le centre masticateur se trouve dans le bulbe et dans la protubérance. 2. LA SALIVATION 2.1. Les glandes salivaires Données anatomiques Il existe deux types de sécrétion salivaire : a. Une sécrétion salivaire continue : assurée par une multitude de petites glandes dites glandes buccales disséminées dans les muqueuses labiale, jugale, linguale et palatine. b. Une sécrétion salivaire reflexe : assurée par trois paires de glandes : 1 La glande parotide : la glande salivaire la plus volumineuse se trouvant en avant de l oreille, en regard du masséter et de la branche montante du maxillaire inferieur. Les sécrétions sont déversées dans la cavité buccale par un conduit appelé le canal de Stenon. Celui-ci s ouvre au niveau de la première molaire de l arcade dentaire supérieure. C est une glande séreuse dont le produit de sécrétion est un liquide fluide riche en substances minérales et en protéines. 2 La glande sous-maxillaire : se loge sous le maxillaire inferieur, plus exactement dans un espace situé entre le maxillaire et le muscle digastrique. Son canal excréteur est le canal de Wharton, qui s ouvre au niveau du plancher buccal sous la langue. C est une glande sero-muqueuse. 3 La glande sublinguale : située en dessous du plancher lingual et comporte plusieurs canaux excréteurs dont le principal est le canal de Bartholin qui s ouvre au niveau du plancher buccal au même endroit que le canal de Wharton. C est une glande muqueuse dont le produit de sécrétion est un liquide visqueux et filant à cause de la mucine La composition de la salive Le volume de la salive varie entre 1 et 1,5 litre par jour, soit 1 ml/minute. Au repos, les glandes parotides produisent 25% de la salive, les s/maxillaires 70% et les sublinguales 5%. La sécrétion salivaire est faible en dehors des repas, encore plus faible la nuit et peut augmenter 4 a 8 fois pendant le repas. La salive contient 99% d eau et 1% de résidus secs (enzymes, protéines, hormones), son poids spécifique varie de 1002 à Rôles physiologiques de la salive 1 Rôle mécanique : la lubrification et l humidification de la cavité buccale et des aliments grâce au mucus qu elle contient. La salive constitue le lubrifiant naturel le plus puissant. Ceci favorise la mastication et la déglutition. La salive permet la dilution des aliments, leur dispersion et un meilleur contact avec les enzymes. Elle solubilise les aliments, rendant aux molécules alimentaires leur saveur. 2 Rôle digestif : la digestion de l amidon grâce à l amylase qui rompt la liaison 1 4 glucosidique, le composé final étant le maltose, un disaccharide formé de deux glucoses.

22 22 3 Rôle excréteur : par la salive s éliminent diverses substances minérales ou métalliques, des bactéries, des virus, ainsi que certains produits de métabolisme (urée, corps cétoniques ). 4 Rôle phonateur : la salive permet le glissement de la langue et donc une bonne articulation. III.2. TEMPS PHARYNGIEN Le passage du bol alimentaire dans le pharynx ne participe en rien à la digestion si ce n est que le pharynx est le lieu de transit obligatoire du bol alimentaire pour passer de la bouche à l œsophage. La déglutition est un mécanisme à la fois volontaire et reflexe. Grace au mécanisme de déglutition, le bol alimentaire rejoint l œsophage tandis que les voies aériennes supérieures sont transitoirement fermées. Le centre de la déglutition se trouve dans le bulbe rachidien. III.3. LE TEMPS OESOPHAGIEN L œsophage est un tube souple d une longueur d environ 30 cm chez l adulte. Il transporte le bol alimentaire du pharynx jusqu à l estomac. Sur le plan histologique, l œsophage possède une structure de base identique à celle qui existe tout le long du tube digestif. On trouve quatre tuniques superposées qui sont : - La muqueuse : est constituée d un épithélium pavimenteux stratifié en Contact direct avec la lumière digestive et qui protège l œsophage contre les aliments trop irritants. - La sous-muqueuse : couche conjonctive dans laquelle passent des Vaisseaux sanguins et lymphatiques dont les branches pénètrent dans la couche sus-jacente et dans la couche musculeuse sous-jacente. Elle contient également des glandes sécrétrices de mucus qui s ouvrent dans la lumière de l œsophage. Ce mucus recouvre l épithélium œsophagien, le lubrifie et facilite ainsi la progression du bol alimentaire. - La musculeuse : est constituée de deux couches musculaires, une couche Interne à fibres circulaires et une couche externe à fibres longitudinales. Cette couche est constituée de fibres à striation transversales (à innervation végétative) dans le tiers supérieur de l œsophage et des fibres lisses dans le tiers inferieur ; le tiers moyen assure la transition progressive entre les deux. Ces couches musculaires subissent un épaississement en haut et en bas, déterminant ainsi le sphincter supérieur et le sphincter inférieur de l œsophage. Le sphincter inferieur de l œsophage s ouvre à l arrivée du bol alimentaire et se ferme après son passage, empêchant ainsi un quelconque reflux. Entre les deux

23 23 sphincters, dans la partie moyenne appelée vestibule, la progression du bol alimentaire se fait grâce aux mouvements péristaltiques de l œsophage assures par les fibres musculaires. Le péristaltisme est un ensemble d ondes de contraction qui se propagent de proche en proche et se déplace vers l extrémité distale. Le contenu du viscère est ainsi propulsé et atteint chaque fois un segment relâché dont le diamètre est augmenté. Ceci explique que la déglutition est un phénomène indépendant des lois de la pesanteur. III.4.TEMPS GASTRIQUE Structure anatomique L estomac est une grosse poche musculeuse reliant l œsophage à l intestin. Il Comprend trois parties : - La grosse tubérosité ou fundus, - Le corps de l estomac : un réceptacle susceptible de s accommoder au volume du bol alimentaire. Il contient des cellules principales et des Cellules pariétales. - L antre : partie terminale qui constitue une véritable pompe pour l évacuation de l estomac. Il ne contient ni cellules pariétales ni principales. Du point de vue histologique, l estomac comprend quatre couches qui sont de dedans en dehors : 1. la muqueuse : la surface interne de l estomac présente un aspect ride expliqué par de nombreux replis de la muqueuse, ce sont les plis gastriques. Ces plis ont leur raison d être puisqu à mesure que l estomac se remplit, les plis s effacent, si bien que la capacité de l estomac augmente. La surface gastrique est parsemée des cryptes profondes et étroites qui sont des invaginations de la muqueuse. Au fond des cryptes s abouchent les glandes gastriques qui contiennent trois types de cellules : - les cellules accessoires : secrétant le mucus ; - les cellules principales : fabriquant le pepsinogène, précurseur inactif de la pepsine. La pepsine est une enzyme destinée à détruire les grosses structures protéiques des aliments en fragments plus petits ; - les cellules bordantes : secrétant l acide chlorhydrique (HCl) qui joue un rôle majeur dans la digestion. 2. la sous-muqueuse : renferment les vaisseaux et le plexus nerveux de Meissner. 3. la musculeuse : est épaisse et constituée de fibres musculaires lisses qui s organisent en trois couches : - une couche interne dont les fibres sont obliques ; elles partent du cardia et se dirigent vers la zone frontière entre le corps de l estomac et la portion pylorique ; - une couche moyenne dont les fibres sont circulaires ; elle subit un épaississement terminal appelé pylore ; - une couche externe longitudinale. Cet équipement musculaire constitue la composante musculaire puissante de l estomac qui assure le brassage des aliments et l injection du contenu gastrique vers le duodénum. Dans la musculeuse se trouvent aussi les cellules nerveuses formant le plexus d Auerbach. 4. La séreuse.

24 24 Fonctions de l estomac Dans le processus de digestion, l estomac assure deux principaux rôles : a) La digestion mécanique (fonction motrice) Elle résulte du travail important que réalise la musculature. A l intérieur de l estomac, les aliments sont broyés, malaxés, puissamment brassés et homogénéisés. b) La digestion chimique Elle est assurée par l ensemble des secrétions gastriques appelées suc gastrique. Cette sécrétion se fait au niveau de la muqueuse gastrique par les cellules sécrétrices qui sont : - les cellules pariétales ou cellules bordantes : qui secrètent l acide Chlorhydrique ; - les cellules principales ou cellules peptidiques : qui secrètent le pepsinogène, précurseur de la pepsine ; - les cellules mucipares : qui secrètent le mucus et le facteur intrinsèque ; - les cellules à sécrétion endocrine : qui secrètent deux hormones principales : la gastrine et la sérotonine. Composition du suc gastrique : Le volume est de 15 à 20 ml/kg/24heures. Son ph varie entre 0,9 et 1,5. Sa densité est entre 1008 et Il contient 98 à 99% d eau et 1 à 2% de résidus secs (HCl, Na, K, Cl, Ca, gastrine facteur intrinsèque, enzymes, mucoprotéines et protéines diverses) Les phases de la sécrétion gastrique a) La phase céphalique ou psychologique : c est une phase reflexe qui aboutit à la sécrétion du suc gastrique par un mécanisme conditionné ou non conditionné. Elle commence avant l arrivé des aliments dans l estomac. Elle est due : - au contact des aliments avec la muqueuse buccale et la mastication qui déclenchent une sécrétion riche en pepsine et en HCl mais de quantité réduite. C est le suc de l appétit. - A la vue et à l odeur des aliments. Cette phase dure 1 a 2 heures et la quantité de suc produite pendant cette phase représente environ 40% du total. Elle peut être abolie par l administration de l atropine ou par la section du nerf vague. b) La phase hormonale ou gastrinique: Le contact des aliments ou de leurs produits de digestion avec la muqueuse gastrique déclenche la sécrétion par les cellules antrales d une hormone appelée la gastrine. Cette hormone comprend 17 acides aminés et son poids moléculaire est de c) La phase intestinale : La présence des aliments dans la première portion de l intestin grêle entraine la sécrétion par la muqueuse duodénale d une hormone appelée entérogastrone. Cette hormone a comme rôle d inhiber la sécrétion et la motricité gastriques. Les deux

25 25 dernières phases, gastrinique et duodénale, durent tant que l estomac ne se sera pas vidé, 6 à 8 heures. L absorption gastrique Il ne se produit aucune absorption alimentaire au niveau de la muqueuse gastrique, sinon un peu d eau, des sels et d alcool. Au sortir de l estomac, le bol alimentaire est une bouillie qui contient encore de grosses molécules glucidiques, protéiques et lipidiques, qui seront dégradées dans les phases suivantes de la digestion. Vidange de l estomac La bouillie obtenue après digestion mécanique et chimique dans l estomac est appelée chyme. La durée du séjour des aliments dans l estomac varie selon la consistance des aliments ingérés et la tonicité gastrique. La fraction liquide est éliminée en premier ; plus les aliments sont solides, plus ils restent longtemps dans l estomac. La durée moyenne du séjour du chyme est de l ordre de 3 à 4 heures, voire plus dans certains cas. Les contractions péristaltiques des parois gastriques font progresser le chyme vers pylore normalement fermé. Le pylore s ouvre juste avant l arrivé d une onde péristaltique, ce qui propulse le chyme directement dans le duodénum. Au bout de quelques instants, le duodénum émet des signaux nerveux inhibiteurs qui ralentissement l activité péristaltique du pylore, qui se referme. Le chyme reste alors bloqué dans l estomac jusqu à ce que le duodénum puisse en recevoir d autre. L effet inhibiteur du duodénum sur l ouverture du pylore peut également se manifester lorsque le chyme est trop acide ou trop riche en substances protéiques ou lipides : ce phénomène s appelle cycle entero-gastrique. III.5.TEMPS PANCREATIQUE ET BILIAIRE Les secrétions pancréatique et biliaire sont respectivement le suc pancréatique et la bile. Elles jouent un rôle majeur dans la digestion des glucides, des lipides et des protéines présents dans le chyme à la sortie de l estomac. Les sécrétions pancréatiques Le pancréas est à la fois une glande endocrine et une glande exocrine ; pour cette raison elle est appelée glande amphicrine ou mixte. La fonction endocrine est exercée par les cellules des ilots de Langerhans tandis que la fonction endocrine est assurée par les cellules pyramidales. Pour la fonction exocrine, le pancréas possède plusieurs canaux excréteurs : le canal principal de Wirsung et le canal accessoire de

26 26 Santorini. Ces canaux débouchent au niveau de la deuxième portion du duodénum dans l ampoule de Vater. A ce même niveau débouche également le canal cholédoque qui apporte les secrétions biliaires dans l intestin grêle. L ampoule de Vater s ouvre dans le duodénum par le sphincter d Oddi. Composition du suc pancréatique: Le pancréas produit environ 2 litres par jour du suc pancréatique de ph compris entre 8,2 et 8,3 et qui est compose de 98% d eau et 2% des résidus secs (éléments minéraux, enzymes digestives : trypsine, chymotrypsine, amylase, maltase, saccharase, lipase, phospholipase, lecithinase, ) Les sécrétions biliaires Les cellules hépatiques ou hépatocytes produisent en permanence de petites quantités de bile, solution aqueuse, un peu épaisse, qui est stockée dans la vésicule biliaire. Elle constitue avant tout une voie d élimination des produits qu elle contient, de plus elle est indispensable à la digestion des lipides. Composition de la bile: La bile contient 97,6% d eau et 2,4% des résidus secs. Ce résidu comprend du mucus, des pigments biliaires, des sels biliaires, des acides gras, du cholestérol, de la graisse, de la lécithine et des sels minéraux. III.6.TEMPS INTESTINAL 6.1. L intestin grêle Il s agit de la partie du tube digestif qui relie l estomac au colon. C est un tube de 5m environ de long qui va du pylore jusqu à la valvule de Bauhin. Il est constitue de trois portions : - la première portion est le duodénum : long de 25cm, il coiffe la tête du pancréas. A son niveau s abouchent les canaux excréteurs et des voies biliaires ; c est donc la que se déversent le suc pancréatique et la bile. Dans le duodénum deux phénomènes sont à retenir : Le chyme perd son acidité, La bile, le suc pancréatique et les enzymes secrétées par la muqueuse Intestinale digèrent les substances contenues dans le chyme en nutriments assimilables. - la deuxième portion est le jéjunum qui est la portion la plus longue et qui représente plus de la moitie de la longueur totale de l intestin grêle. - La portion terminale est l iléon qui représente moins de la moitie de la longueur de l intestin. Le jéjunum et l iléon décrivent plusieurs angles au nombre de 15 a 16 qui constituent les anses intestinales. L irrigation sanguine est assurée par l artère mésentérique supérieure. Le sang est draine par la veine mésentérique supérieure qui va aboutir au niveau de la veine porte. La circulation lymphatique part des ganglions mésentériques. Ceux-ci amènent la lymphe aux ganglions thoraciques qui aboutissent au canal thoracique.

27 La fonction motrice Au niveau de l intestin grêle, le transit est rapide et dure au moins 4 heures, alors qu au niveau du colon il varie de 18 à 24 heures. Ce séjour dépend aussi des habitudes alimentaires et des habitudes de défécation. Sortes de mouvements Quatre types de mouvements sont observes au niveau de l intestin grêle : a) Les mouvements segmentaires : sont des contractions annulaires et fixes séparées de 1 a 2cm qui divisent l intestin en plusieurs segments courts dilates. Chacun de ces segments se contractent à son tour en son milieu pendant que les contractions précédentes disparaissent. Ils ont pour rôles : - de sectionner, fractionner, malaxer le bol alimentaire, - de faciliter l absorption intestinale. b) Les mouvements péristaltiques : sont des mouvements rapides et fréquents, propulsifs, qui se propagent de l extrémité proximale vers l extrémité distale. Ces contractions durent chacune une seconde et leur vitesse est de quelques cm/minute. Rôle : propulsion du bol alimentaire vers le bas. c) Les mouvements pendulaires : sont des mouvements latéraux des anses qui sont dus à des contractions inégales de différentes parties de l intestin. Rôle : Faciliter l absorption intestinale. d) Les mouvements antipéristaltiques : sont des mouvements qui se propagent de l extrémité distale vers l extrémité proximale et qui se rencontrent surtout au niveau du duodénum. Ils provoquent le reflux duodénaux-gastrique. e) Les mouvements des villosités : les villosités sont douées d une mobilité propre grâce à la présence des cellules musculaires dans la muqueuse La fonction de sécrétion de l intestin grêle Entre les villosités intestinales se placent des espaces intervilleux ; ceux-ci se prolongent pour former des cryptes glandulaires qui s enfoncent dans la muqueuse. Les cryptes sont appelées les glandes de Lieberkuhn. Leur paroi est tapissée de divers types cellulaires : Les cellules sécrétrices de mucus qui lubrifie et protège la muqueuse Intestinale ; Les cellules indifférenciées destinées à remplacer les cellules des villosités qui desquament régulièrement ; Les cellules à sécrétion hormonale : sécrétine, cholecystokinine ; Les cellules de Paneth qui libèrent des enzymes digestives ainsi que des immunoglobulines. Dans le duodénum, il existe des glandes spécifiques supplémentaires, les glandes de Brunner, qui sont des glandes à mucus. Elles sont présentes à l entrée du duodénum. Elles secrètent un mucus épais destine à protéger la muqueuse duodénale contre l agression du chyme acide qui sort de l estomac La fonction de digestion de l intestin grêle L intestin grêle a pour fonction essentielle d assurer la phase terminale de la digestion des aliments et d absorber ensuite les produits obtenus qui passeront dans la circulation sanguine pour être acheminés au foie.

28 28 L iléon ne participe plus à la digestion, Mais il est le site électif de l absorption de la vitamine B12. Le bagage enzymatique de l intestin grêle est varié, il a pour objectif de rendre absorbable les substances qui n ont pas été suffisamment dégradées La fonction d absorption de l intestin grêle C est la fonction essentielle de l intestin grêle. L absorption est le passage des nutriments de la lumière intestinale vers le liquide interstitiel, à travers la muqueuse digestive. Cette fonction est dévolue aux cellules épithéliales Le gros intestin (colon) Le gros intestin ou colon fait suite à l iléon. Il va de la valvule de Bauhin jusqu à l anus. Sa longueur varie de 1,2 à 1,5m Fonction motrice du colon Le colon peur être animé de quatre types de mouvements : a) Les contractions segmentaires : il s agit d une activité locale non propagée dont le rôle est de rependre le contenu intestinal sous la muqueuse afin d en favoriser l absorption de l eau. Ces contractions annulaires entrainent une séparation de la lumière colique en segments de dimension régulière. Elles se manifestent surtout au niveau du colon transverse et du colon descendant. b) Les contractions péristaltiques : ont pour rôle de propulser les matières fécales vers le rectum. c) La contraction en masse : est une contraction puissante qui intéresse un segment étendu du colon dont elle propulse le contenu vers le sigmoïde. Elle intéresse surtout la moitié du colon transverse et efface toutes les autres contractions. Chez l homme, cette contraction survient 2 à 3 fois par jour et son apparition est favorisée par certains facteurs : - l ingestion des aliments : reflexe gastro-colique ; - les produits irritants du tube digestif : dont les laxatifs ; - l activité physique. d) La contraction antipéristaltique ou retropulsive : se rencontre au niveau du colon ascendant et ramène le contenu colique en arrière. Ainsi les débris alimentaires peuvent séjourner plus longtemps au niveau du caecum. Leur accumulation dans l appendice est souvent à la base de l appendicite.

29 29 N.B. : La durée du transit dans le colon est de 18 a 24 heures. Toute durée de Transit de la bouche à l anus inferieure à 18 heures et supérieure à 48 heures est anormale Fonction digestive du colon Le colon est dépourvu des villosités et les secrétions sont essentiellement des secrétions muqueuses. Le colon ne secrète pas d enzymes digestives. Plus de 80% des aliments ingérés ont été digérés et absorbes à la sortie de l intestin grêle. La fonction essentielle du colon est donc de concentrer les matières fécales. Pour ce faire, la paroi colique absorbe la quasi-totalité de l eau contenue dans le chyme, si bien que plus les matières fécales demeurent dans le colon, plus elles deviennent dures. Cela se produit au cours de transit lent ou de défécation tardive. La plus grande partie d eau est réabsorbée dans le caecum et le colon droit, pour se terminer dans le colon gauche. Par ailleurs, les selles sont enrichies en potassium. Ainsi, au cours de pertes fécales liquides abondantes, les pertes en potassium peuvent-elles grever sévèrement le stock potassique. Les matières fécales sont formées de 80% d eau et de 20% des résidus secs (cellulose et fibres élastiques, cellules végétales, fibres musculaires non digérées, les pépins des fruits, les poils, la kératine, les bactéries ) L origine de ces microbes (bactéries) est essentiellement exogène par l alimentation. Leur prolifération est inhibée par les germes préexistants et par la production d anticorps endo-muqueux. Il est bon de noter que le colon participe de façon indirecte à la digestion, grâce à cette flore bactérienne. Ces bactéries sont des saprophytes qui sont capables de s adapter aux variations de régimes alimentaires. Elles synthétisent une faible quantité des vitamines qui constitue, malgré tout, un apport non négligeable. Par un mécanisme de fermentation et de putréfaction, les résidus protidiques et glucidiques qui n ont pas été digérés dans l intestin grêle, sont détruits dans le colon. Cette fermentation produit des gaz dans le colon à un débit qui est de l ordre de 500 ml/jour. Certains aliments, comme les légumineuses, contiennent des glucides qui n ont pas été digérés dans l intestin grêle. Ils sont alors métabolisés par les bactéries qui produisent une grande quantité de gaz. Dans son parcours terminal, le colon adopte une forme de S, il s agit du colon sigmoïde. Les matières fécales parviennent formées dans le colon sigmoïde, la selle est alors prête à être évacuée dans l ampoule rectale (c est le temps rectal). III.7.LE TEMPS RECTAL Il est le temps de la défécation. Il s agit de l évacuation des matières fécales à l extérieur. Elle met en jeu des mécanismes neuromusculaires semi-automatiques et semi volontaires. Les contractions de la musculature circulaire du colon sont rythmées et plus lentes que celle de l intestin grêle. Elles acheminent les matières fécales dans l ampoule rectale ou le rectum. L anus est le point de sortie du rectum ; il est dans les conditions normales, fermé par un sphincter anal interne à motricité involontaire et un sphincter anal externe à motricité volontaire. Lorsque les parois du rectum sont brusquement distendues par l arrivée des matières fécales, le reflexe de défécation se déclenche et entraine :

30 30 - un relâchement du sphincter anal interne ; - une augmentation du péristaltisme du colon sigmoïde ; - une contraction du rectum ; - un relâchement du sphincter anal externe. La fréquence des défécations est de l ordre de deux selles par jours, à trois par semaine ; elle varie suivant les individus et le type d aliments ingérés. III.8.LE FOIE C est l organe le plus volumineux de l organisme. Le foie est un organe vital qui accomplit un grand nombre des fonctions grâce à son riche équipement enzymatique. Le foie constitue également un dépôt sanguin ; il contient normalement plus ou moins 500 ml de sang qui peuvent passer dans la circulation lorsque la volémie diminue. La consommation de l oxygène par le foie est de 60 ml/minute. Les fonctions hépatiques : - la fonction biliaire : Le foie produit et excrète la bile dans la vésicule biliaire. - Les fonctions métaboliques pour les glucides, les lipides, les protéines, les vitamines, les hormones. - La fonction antitoxique : C est la fonction d épuration ou de détoxication. Le foie neutralise les substances toxiques endogènes ou exogènes. - La fonction au niveau du sang : a. Hématopoïèse : le foie est un organe hématopoïétique dans la vie fœtale. Apres la naissance, il intervient par ses fonctions de réservoir de fer ou de vitamine B12 et de la synthèse des protéines. b. La coagulation sanguine : le foie fabrique plusieurs facteurs de coagulation. Aussi, le foie produit l héparine qui est une substance anticoagulante.

31 31 CHAPITRE IV : PHYSIOLOGIE RENALE IV.1. Généralités L appareil urinaire est constitué : - de deux reins ; - des bassinets et des deux uretères ; - de la vessie ; - de l urètre. Les deux reins produisent l urine ; les bassinets et les uretères la drainent vers la vessie, où elle s accumule jusqu à son évacuation par l urètre. La partie de l appareil urinaire située au-dessus de la vessie est le haut appareil ; la vessie et l urètre forment le bas appareil. Bassinets, uretères, vessie et urètre ne sont que des éléments évacuateurs ; familièrement, on dirait qu ils sont la tuyauterie de l appareil urinaire. La fonction du rein n est pas uniquement une fonction d épuration et d excrétion. Le rein produit de 1 à 1,5litre d urine quotidiennement, nécessaire à la régulation de nombreux paramètres du milieu intérieur (volume, concentration, composition, ph ). Le rein est avant tout un organe de régulation. Le sang est drainé par de nombreux vaisseaux qui traversent les reins. Il contient des déchets divers, non volatils, destinés à être éliminés partiellement ou totalement dans l urine. Le plasma est filtré et traité, l urine est le résultat de ces opérations. Le rein exerce également une fonction endocrine qui joue un rôle considérable dans la régulation des métabolismes de l organisme. IV.2. STRUCTURE DU REIN IV.2.1. ETUDE MACROSCOPIQUE DU REIN a. Morphologie externe et situation Le poids du rein varie de 150 à 250g ; sa hauteur varie de 10 à 12cm ; sa largeur est de 6cm et son épaisseur est de 4cm. Les reins sont normalement au nombre de deux. Ils ont chacun la forme d un haricot, dont l axe longitudinal correspond à peu près à celui du corps ; ils convergent vers l avant et vers le haut. On distingue pour chaque rein : - deux pôles, supérieur et inférieur ;

32 32 - deux faces, antérieure et postérieure ; - un bord latéral convexe qui s incurve fortement au niveau des pôles ; - un bord interne où se place le sinus rénal dont l orifice est le hile rénal. Par le hile rénal, les vaisseaux, les nerfs et le bassinet (portion dilatée des canaux excréteurs, intermédiaire entre le rein et l uretère) pénètrent dans le rein. La capsule rénale recouvre le rein ; c est une capsule fibreuse qui adhère au rein par du tissu conjonctif. Au niveau du hile, elle est solidement fixée au tissu conjonctif des vaisseaux rénaux. Les reins sont plaqués contre la paroi abdominale postérieure, de part et d autre de la colonne vertébrale. Ils sont situés en arrière de la cavité péritonéale : ce sont des organes rétro-péritonéaux. Ils occupent chacun une loge, formée par une capsule de tissu fibreux d une part, et une capsule adipeuse d autre part, placée à l intérieur de la capsule fibreuse. Le pôle supérieur du rein répond approximativement à la 12ème vertèbre dorsale. Le pôle inférieur se place au niveau de la 3ème vertèbre lombaire. Le hile rénal correspond à la 1ère vertèbre lombaire. Le rein est longé à la jonction de son tiers supérieur et de son tiers moyen par la 12ème côte. Le tiers supérieur du rein est recouvert par le diaphragme. Le rein droit est situé plus bas que le rein gauche dans environ 65% des cas. b. Morphologie interne du rein Si l on pratique une coupe transversale du rein, on voit apparaître deux éléments : - une cavité, le sinus rénal dont l orifice est le hile ; - un tissu, le parenchyme rénal, constitué de deux zones distinctes : le cortex rénal en périphérie, la médullaire au centre, bordant le sinus rénal. Le parenchyme rénal est la partie du rein qui lui permet d assurer ses fonctions. En effet, le parenchyme est formé d une multitude d unités anatomiques et fonctionnelles appelées néphrons. Chaque néphron comprend une portion médullaire et une portion corticale. La totalité des néphrons constituent le parenchyme rénal, c est -à-dire le cortex et la médullaire. La médullaire est constituée des segments coniques appelés pyramides de Malpighi. Ces pyramides présentent chacune un sommet, ou papille, qui fait saillie dans le sinus. Vers chaque sommet converge une striation caractéristique des pyramides.

33 33 Le cortex est large d environ 1cm, il est situé immédiatement sous la capsule fibreuse. Il reçoit des stries radiaires provenant de la médulla ; ce stries subdivisent le cortex en éléments pyramidaux appelés pyramides de Ferrein. Elles sont placées entre la surface du rein et les pyramides de Malpighi. Par ailleurs, la substance corticale atteint le sinus du rein et sépare : - d une part les pyramides de Malpighi les unes des autres par les colonnes de Bertin ; - d autre part les pyramides de Ferrein par le labyrinthe. IV.2.2. LES VOIES URINAIRES Elles comprennent l ensemble des canaux excréteurs que l urine emprunte à partir des reins jusqu au milieu extérieur ; soit chronologiquement et de haut en bas : - les calices ; - le bassinet ; - l uretère ; - la vessie ; - l urètre. IV.2.3. ETUDE MICROSCOPIQUE DU REIN Afin de bien comprendre la physiologie rénale, il est indispensable d observer au microscope le parenchyme rénal. On constate alors que chaque rein est constitué d environ 1 à 1,2 millions d éléments liés les uns aux autres par du tissu conjonctif riche en vaisseaux sanguins. Chacun de ces éléments est l unité fonctionnelle du rein : le néphron. Structure d un néphron Chaque néphron est formé de deux groupes d éléments : - un glomérule rénal ou corpuscule de Malpighi ; - un tube.

34 34 a. Le glomérule rénal Il est constitué d un peloton de vaisseaux capillaires, les capillaires glomérulaires, logés dans une capsule sphérique appelée la capsule de Bowman. La capsule de Bowman peut être comparée à une balle à la paroi fine et souple. Le peloton vasculaire s y enfonce comme un poing et l ensemble des vaisseaux se retrouvent alors à l intérieur de la capsule, entourés d une double paroi : - une paroi viscérale : qui enveloppe la petite pelote de vaisseaux - une paroi pariétale. Entre les deux, on trouve un espace, directement en continuité avec la lumière du tube qui fait suite au glomérule. Le sang pénètre à l intérieur des capillaires glomérulaires par une artériole glomérulaire afférente et en ressort par une artériole glomérulaire efférente. Les deux artérioles se placent au même niveau. On distingue ainsi deux pôles au glomérulaires : - un pôle vasculaire accaparé par les deux artérioles glomérulaires ; - un pôle urinaire d où part le tube contourné proximal (première portion du tube du néphron), qui récupère dans un premier temps l urine initiale. b. Le tube du néphron Il est divisé en quatre parties : - le tube contourné proximal ; - l anse de Henle ; - le tube contourné distal ; - le tube collecteur de Bellini. *Le tube contourné proximal : Fait immédiatement suite au glomérule. C est un tube sinueux d environ 13mm de long qui se détache de la capsule de Bowman. Son épithélium est un épithélium simple, formé de cellules à bordure en brosse, qui augmentent sa capacité de réabsorption. *L anse de Henlé Est la portion suivante, elle est constituée de deux branches formant une boucle en épingle à cheveux : - une branche descendante, qui part du tube contourné proximal et descend profondément dans la médullaire ; - une branche ascendante, qui part de la médullaire (où branche descendante et branche ascendante sont reliées par la boucle) et remonte vers le cortex. *Le tube contourné distal Fait suite à l anse de Henlé. La portion initiale du tube distal s inscrit entre les deux artérioles du pôle vasculaire du glomérule ; l ensemble forme une structure fonctionnelle appelée appareil juxtaglomérulaire. *Le tube collecteur de Bellini Est un tube rectiligne qui traverse en hauteur la pyramide de Malpighi. C est dans le tube collecteur que débouche le tube distal. Les tubes collecteurs s ouvrent dans les calices.

35 35 IV.3. LES MECANISMES FONDAMENTAUX DU NEPHRON C est dans le néphron qu est fabriquée l urine. Nous donnons ici un aperçu général de la formation de l urine. Aperçu général sur la formation de l urine La formation de l urine débute par la filtration du plasma des capillaires vers la capsule de Bowman : c est la filtration glomérulaire. Au cours de cette opération, seules les cellules et les grosses molécules restent à l intérieur des capillaires. La solution obtenue immédiatement après la filtration glomérulaire s appelle le filtrat glomérulaire. Sa composition est très proche de celle du plasma, il s agit de l urine primitive (ou urine initiale). Entre la formation de l urine primitive et l obtention de l urine définitive, un certain nombre de phénomènes se produisent tout le long de portion tubulaire du néphron. La composition de l urine définitive que l on trouve dans le bassinet est, en effet, très différente de l urine initiale au départ du tube contourné proximal. Cette modification est le résultat de deux processus essentiels : La réabsorption tubulaire ; La sécrétion tubulaire. La réabsorption tubulaire correspond au passage de substances de la lumière tubulaire vers les capillaires péritubulaires. La sécrétion tubulaire correspond au passage des substances des capillaires péritubulaires vers la lumière tubulaire. Lorsqu on parle de l excrétion d une substance, cela signifie qu elle est présente dans l urine définitive. Formation de l urine par étape La formation de l urine passe par trois étapes fondamentales : La filtration glomérulaire ; La réabsorption tubulaire ; La sécrétion tubulaire. Toutes les substances excrétées ne subissent pas systématiquement ces trois phénomènes ; néanmoins, la plupart d entre elles passent par la filtration glomérulaire et la réabsorption tubulaire. IV.4. FONCTION REGULATRICE DU REIN L eau, le sodium et le chlore sont les principales substances qui interviennent dans le maintien de l équilibre de l organisme. Le glomérule rénal filtre 180 litres de plasma par 24 heures qui contiennent 1,5 Kg de chlorure de sodium (NaCl). A la fin du parcours de l eau, du sodium et du chlore, depuis le glomérule Jusqu au tube collecteur de Bellini, 99% de l eau, du sodium et du chlore sont réabsorbés ; autrement dit, 1% est excrété. La régulation de l excrétion de ces trois éléments constitue une étape fondamentale et indispensable à leur régulation dans l organisme.

36 36 IV.5. FONCTION ENDOCRINE DU REIN En plus de leur fonction excrétrice, les reins exercent une fonction endocrine. Ils sécrètent quatre substances : - La rénine joue un rôle important dans le maintient de la tension artérielle normale ; - L érythropoïétine permet la fabrication des globules rouges ; - La forme active de la vitamine D intervient dans le métabolisme calcique des os ; - Les prostaglandines : dérivés des acides gras que l'on retrouve dans presque tous les tissus de l'organisme humain où ils réalisent des nombreuses fonctions physiologiques essentielles. IV.2. LA MICTION La miction est la vidange de la vessie qui permet l évacuation de l urine. Il existe deux sphincters placés autour d un segment qui comprend la partie terminale de la vessie et l urètre. Ces deux sphincters sont superposés. On distingue : - Le sphincter urétral interne : constitué des fibres musculaires lisses. Il est placé à la base de la vessie ; - Le sphincter urétral externe : constitué des fibres musculaires striées. Il entoure l urètre. Chacun d eux joue un rôle capital dans le déroulement de la miction. A mesure que la vessie se remplit d urine, elle augmente de volume. Jusqu à un certain niveau de remplissage, le sphincter urétral interne est contracté, l orifice vésical est fermé. A partir d un volume de 300 à 350 ml, le reflexe de miction se produit : la tension vésicale déclenche le besoin d uriner. N.B. : La capacité normale de la vessie est de 250 à 300 ml. Cette capacité peut être portée à 700, voire 800 ml, sous l effet de la volonté. La capacité maximale que la vessie peu supporter (dans un contexte pathologique par exemple) est de l ordre de 1500 à 200 ml. Chez le nourrisson, il n existe pas de contrôle volontaire de la miction jusqu à l âge de 15 à 18 mois. Par conséquent, le reflexe de miction se produit et l enfant urine spontanément. Chez le sujet mature, la miction est contrôlable à partir et même au-delà du seuil de 300 ml, car le sphincter urétral externe est sollicité. La possibilité de contrôler la miction peut aussi bien être dans le but de retenir l urine que dans celui de provoquer la miction. Le reflexe de miction se produit lorsque le volume est suffisant. Le mécanisme qui en est responsable est le suivant : il existe dans la paroi vésicale des récepteurs de tension appelés les tensiorécepteurs. Ils sont à l origine de fibres nerveuses qui aboutissent dans des centres médullaires situés dans la moelle lombo-sacrée au niveau de la colonne végétative. Lorsque la vessie est suffisamment pleine, les tensiorécepteurs envoient l information aux centres médullaires qui répondent par des influx de retour. Ces derniers provoquent une contraction vésicale telle que la résistance urétrale ne fait plus obstacle au passage de l urine : la miction se produit. Le contrôle volontaire de la miction s effectue grâce à la présence du sphincter urétral externe constitué des fibres musculaires striées. Ce sphincter est directement lié à un grand muscle strié appelé le diaphragme pelvien.

37 37 La miction peut être déclenchée volontairement par relâchement du diaphragme pelvien et donc du sphincter urétral externe. Ce mécanisme ouvre l orifice externe de la vessie. A l inverse, la miction peut être interrompue par contraction du diaphragme pelvien, qui entraîne la contraction du sphincter urétral externe. Ce sont des centres cérébraux situés dans le cortex qui expliquent la possibilité de ce contrôle volontaire. En cas de lésion de la moelle épinière chez l adulte, les voies commandant la motricité volontaire de la vessie peuvent être interrompues. Dans ce cas, la miction revient au mécanisme réflexe du nourrisson, c est l incontinence urinaire. CHAPITRE V : PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE L organisme est considéré comme un système d échange gazeux ; les tissus sont le siège d oxydoréduction : le sang leur dérive les molécules d oxygène et eux libèrent à leur tour dans le sang de molécules de dioxyde de carbone. V.1. Notions anatomiques L appareil respiratoire est constitué de : la cage thoracique, du diaphragme, des voies respiratoires et des poumons. Les muscles respiratoires se distinguent d après leur fonction en : - muscles inspiratoires : le diaphragme, les muscles intercostaux externes, le muscle sternocléidomastoïdien, les muscles scalènes et le muscle dentelé postéro supérieur. - muscles expiratoires : les intercostaux internes, le dentelé postéro inférieur, les muscles abdominaux droit, oblique et transverse qui augmentent la pression abdominale lors de leur contraction. Mouvements La respiration ou ventilation pulmonaire comprend deux phases : l inspiration, (inhalation) la période pendant laquelle l air entre dans les poumons et l expiration (exhalation), période pendant laquelle les gaz sortent des poumons. L inspiration calme normale est sous l action des muscles inspiratoires, alors que L expiration calme chez l individu sain est un processus passif qui repose plus sur l élasticité naturelle des poumons que sur la contraction musculaire. La cage thoracique s abaisse et les poumons se rétractent.

38 38 Au cours de mouvements respiratoires, les deux coupoles diaphragmatiques sont animés d un mouvement de va et vient dans le sens vertical : elles s abaissent à l inspiration et s élèvent à l expiration ; le diaphragme se contracte à l inspiration et se relâche à l expiration. Pendant la contraction du diaphragme, les muscles de la paroi abdominale doivent se relâcher pour permettre l abaissement du centre phrénique.l antagoniste du diaphragme est le muscle transverse de l abdomen qui, par sa contraction, diminue le volume de la cavité abdominale et augmente la pression intra abdominale. Ainsi, les mouvements du diaphragme ont de conséquences sur : - la cage thoracique : l abaissement du diaphragme augmente le diamètre vertical de la cage thoracique. - la respiration : pendant l inspiration et l expiration, le déplacement de la coupole diaphragmatique est de 1 à1.5cm ; mais en respiration profonde, ce déplacement atteint 7 à 10 cm, assurant plus de la moitié de l augmentation du volume de la cage thoracique. - la cavité abdominale : l abaissement du diaphragme entraîne la protrusion de la paroi antérieure.en cas de paralysie du diaphragme, la paroi abdominale reste à peu près immobile.si la paralysie est unilatérale, l hémicoupole paralysée reste élevée par rapport à l autre ; elle peut même s élever au lieu de s abaisser pendant l inspiration forcée : c est le mouvement paradoxal du diaphragme. Le rythme respiratoire : La respiration normale est dite eupnéique ; la tachypnée ou polypnée consiste en l augmentation de fréquence (supérieure à 20 par minute) tandis que la bradypnée est le ralentissement ou la diminution de fréquence (inférieure à 10 par minute). La fréquence normale est de 16 à 20 par minute chez l homme adulte, 14 à 18 par minute chez la femme et 44 par minute chez le nouveau-né. Les poumons et les voies respiratoires Les poumons sont deux sacs de tissu souple et élastique qui se trouvent dans la cage thoracique.leur poids est de plus ou moins 1kg dont 50% est du sang,30% du tissu alvéolisé et 20% de tissu non alvéolisé.leur unité morphofonctionnelle est le lobule pulmonaire ; on en compte *Le lobule pulmonaire : - Forme : il a la forme d un petit pyramide, on dit qu il est pyramide piriforme - Dimensions : sa base mesure 1cm et son volume est de 1.5ml - Structure : Chaque lobule dépend d une bronche intralobulaire (=bronchiole lobulaire) qui est une ramification terminale de la bronche souche (12ème segmentation) ; son diamètre est de plus ou moins 1mm. A l intérieur du lobule, la bronche intralobulaire se ramifie plusieurs fois pour aboutir aux bronchioles terminales (=16ème segmentation), d une longueur inférieure à 1mm ; ces dernières se terminent par des canaux alvéolaires.ceux-ci contiennent des alvéoles pulmonaires dont le nombre varie de 200 millions à 600millions selon la taille du sujet. Chaque bronchiole terminale dessert un acinus pulmonaires, le nombre de ceux-ci est de au total

39 39 soit 50 à150 par lobule. C est au niveau des bronchioles, dont la paroi est dépourvue de cartilage, que le système musculaire est le plus développé. *Les voies aériennes Des 23 générations ou subdivisions bronchiques, les 16 premières (de la bronche souche aux bronchioles terminales, en passant par les broches lobaires, les bronches segmentaires, etc.)servent à la conduction de gaz et ne participent pas aux échanges gazeux ;leur volume est estimé à 150ml. Entre les zones de conduction et les zones d échange, il existe une zone de transition constituée de bronchioles respiratoires du 1er,2ème et 3ème ordre de plus en plus alvéolisées auxquelles font suite les canaux et les sacs alvéolaires (zones d échange). *Les sacs alvéolaires sont polygonaux et renferment de l air. La surface totale des voies aériennes augmente très rapidement de la zone de conduction à la zone respiratoire tandis que la vitesse diminue de la zone de conduction à la zone respiratoire. Ce ralentissement de vitesse favorise la diffusion de gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire. *Trachée,bronches et bronchioles ont comme fonction la conduction,le réchauffement et l humidification de l air,la captation et le rejet de particules inhalées.l homme inhale chaque jour 15m3 d air contenant de polluants gazeux et de particules en suspension appelées aérosols (suspension de particules solides = fumées, suspension des particules liquides =brouillards) de diverses natures(minérales,bactérienne,végétale,animale, ).ces particules peuvent adsorber de composés irritants ou carcinogènes et en faciliter ainsi un dépôt dans les voies aériennes. Ainsi, seule une très petite fraction des particules les plus petites parvient aux alvéoles.

40 40 Anatomie fonctionnelle du système respiratoire Les organes du système respiratoire sont le nez et les cavités nasales, le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches et leurs ramifications ainsi que les poumons, qui contiennent les sacs alvéolaires où s ouvrent les alvéoles pulmonaires. Au point de vue fonctionnel, le système respiratoire est constitué d une zone de conduction et d une zone respiratoire. a) Zone de conduction Elle comprend toutes les voies respiratoires des conduits relativement rigides qui acheminent l air à la zone respiratoire. Les organes de la zone de conduction ont aussi pour rôle de purifier, d humidifier et de réchauffer l air inspiré. Parvenu dans les poumons, l air contient beaucoup moins d agents irritants (poussières, bactéries, etc.) qu à son entrée dans le système, et il est comparable à l air chaud des climats tropicaux. b) Zone respiratoire C est le siège des échanges gazeux. Elle est composée exclusivement des structures microscopiques, soit les bronchioles respiratoires, les conduits alvéolaires et les alvéoles. V.2. Rôle du système respiratoire La principale fonction du système respiratoire est de fournir de l oxygène à l organisme et de le débarrasser du gaz carbonique. Cette fonction fait intervenir au moins quatre processus, qui sous-tendent la respiration : 1 Ventilation pulmonaire : l air doit circuler dans les poumons afin de renouveler sans cesse les gaz contenus dans les alvéoles des sacs alvéolaires. Ce processus est appelé communément ventilation ou respiration 2 Respiration externe : il doit y avoir échange gazeux entre le sang et les cavités aériennes des poumons, c'est-à-dire diffusion de l oxygène vers le sang et diffusion du gaz carbonique vers les cavités aériennes. 3 Transport des gaz respiratoires : l oxygène et le gaz carbonique doivent être transportés des poumons aux cellules, et vice versa. Tel est le rôle du système cardiovasculaire et du sang.

41 41 4 Respiration interne : il doit y avoir échange gazeux entre le sang des capillaires systémiques et les cellules, c'est-à-dire diffusion de l oxygène vers les cellules et diffusion du CO2 vers les capillaires. CHAPITRE VI: PHYSIOLOGIE DE L APPAREIL CIRCULATOIRE Trajet du sang dans le cœur On distingue 2 types de circulation : - La petite circulation ou circulation pulmonaire ; - La grande circulation ou circulation systémique. a) La circulation pulmonaire Le coté droit du cœur et la pompe de la circulation pulmonaire. Le sang qui vient de l organisme, pauvre en oxygène et riche en gaz carbonique (CO2), entre dans l oreillette droite puis descend vers le ventricule droit, d où partent les 2 artères pulmonaires qui transportent le sang vers les poumons. Dans les poumons, le sang se débarrasse du gaz carbonique et absorbe de l oxygène. Il emprunte ensuite les veines pulmonaires pour retourner au cœur dans l oreillette gauche. Cette circulation est unique en son genre, car habituellement les veines transportent un sang relativement pauvre en oxygène vers le cœur et les artères convoient un sang riche en oxygène du cœur vers l ensemble de l organisme. Dans la circulation pulmonaire la situation est inversée. b) La circulation systémique Le coté gauche du cœur est la pompe de la circulation systémique. A sa sortie des poumons, le sang fraîchement oxygéné entre dans l oreillette gauche puis dans le ventricule gauche, qui l expulse dans l aorte. De là, les petites artères systémiques transportent le sang jusqu aux tissus, où gaz et nutriments sont échangés à travers les parois des capillaires : le sang, encore une fois chargé de gaz carbonique et délesté de son oxygène, retourne au coté droit du cœur par les veines systémiques ; il entre dans l oreillette droite par les veines cave supérieure et inférieure. Ce cycle se répète continuellement.

42 42 La révolution cardiaque Le cœur est sans cesse animé de mouvement vigoureux : le tissu musculaire formant la paroi des oreillettes et des ventricules se contracte pour éjecter le sang, puis il se relâche afin que ces cavités se remplissent. Les termes systoles et diastole désignent respectivement les phases successives de contraction et de relâchement du muscle cardiaque. La systole et la diastole auriculaire suivie de la systole et diastole ventriculaire correspondent à la révolution cardiaque. Le sang provenant de la circulation s écoule passivement dans les oreillettes et par les valves auriculo-ventriculaires ouvertes, vers les ventricules. Les valves de l aorte et du tronc pulmonaire sont fermés. Les ventricules se remplissent à environ 70% pendant cette période, et les valvules auriculo-ventriculaires commencent à monter vers la position fermée. Puis les oreillettes se concentrent et comprime le sang qu elles contiennent (30%) en l éjectant dans les ventricules, ensuite les oreillettes se relâchent et cette diastole auriculaire se maintient jusqu à la fin de la révolution cardiaque. La diastole ventriculaire s achève avec la contraction des oreillettes (systole auriculaire). Commence alors la systole ventriculaire au cours de la quelle les valvules auriculo-ventriculaires se ferment, les valves de l aorte et du tronc pulmonaire s ouvrent et le sang est expulsé dans l aorte et le tronc pulmonaire. Dès que la pression à l intérieur de l aorte et du tronc pulmonaire devient supérieure à la pression de ventricules, le sang contenu dans l aorte et dans le tronc pulmonaire commence à refluer vers les ventricules, fermant les valves de l aorte et du tronc pulmonaire puis les ventricules se relâchent (diastole). NB : La fermeture des valvules auriculo-ventriculaires produit le premier bruit du cœur (B1) et la fermeture des valvules sigmoïdes (aortique et pulmonaire) produit le deuxième bruit cardiaque (B2).

43 43 CHAPITRE VII : PHYSIOLOGIE DE LA REPRODUCTION VII.1. APPAREIL GENITAL MASCULIN L'appareil génital masculin comprend des organes externes (testicules et pénis) et des glandes internes (prostate et vésicules séminales notamment). Les testicules élaborent les spermatozoïdes, qui sont conduits par les canaux déférents jusqu'au canal éjaculateur. Celui-ci se jette dans l'urètre, qui débouche à l'extrémité du pénis et a, chez l'homme, une double fonction génitale (expulsion du sperme) et urinaire (miction). Les sécrétions de la prostate et des vésicules séminales forment le liquide séminal, qui fournit le milieu liquide adéquat à la survie des spermatozoïdes liquide séminal et spermatozoïdes formant, ensemble, le sperme. Le Testicule est une glande mixte, c'est-à-dire à la fois exocrine et endocrine. - La sécrétion exocrine : sperme et spermatozoïdes élaborés et sécrétés au niveau des tubes séminifères - La sécrétion endocrine : androgènes synthétisés par les cellules de Leydig Thermorégulation testiculaire Une bonne fonction testiculaire implique le maintien de la glande à une température constante. Chez l homme, la température testiculaire est maintenu à 2 ou 3 degrés Celsius en de celle du corps grâce à différents mécanismes régulateurs : - Sous l influence des récepteurs cutanés sensibles au froid et connectés aux fibres afférentes sensibles des nerfs périnéaux superficiels, le dartos se contracte et provoque un plissement du scrotum, ce qui réchauffe le testicule - Le refroidissement est assuré par un double mécanisme vasculaire et scrotal. En effet l augmentation de la température provoque une hyperthermie scrotale par dilatation artériolaire et une hypersudation. L évaporation de la sueur provoque une baisse de la température cutanée. L exercice physique la position des jambes débout ou couché, les vêtements, influencent de manière significative la température testiculaire.

44 44 VII.2. APPAREIL GENITAL FEMININ Fig : organes génitaux internes Fig: organes génitaux externes Les organes génitaux internes de la femme comprennent l'utérus, qui s'ouvre en bas sur le vagin et se continue sur les côtés par les deux trompes de Fallope. Les ovaires sont placés de chaque côté de l'utérus. OVAIRE Structure Les ovaires sont des glandes génitales, ou gonades, l équivalent des testicules masculins. Chez la femme, ils sont au nombre de deux. Ce sont des organes aplatis, mesurant environ 3,8 cm de long, et situés de part et d autre de l utérus, auquel chacun d eux est relié par un conduit, l oviducte, également appelé, chez la femme, trompe de Fallope (du nom de l anatomiste qui l a décrit, Gabriel Fallope). Chaque ovaire est composé d une partie périphérique, dite corticale, et d une partie centrale d importance secondaire, dite médullaire. Fonctionnement a. ovogenèse À l âge adulte, la partie corticale contient un très grand nombre de follicules de taille variable, chacun renfermant une cellule appelée ovocyte, capable de se transformer en ovule, qui est le gamète (cellule reproductrice) femelle. À chaque cycle menstruel, l un des follicules grossit et subit une maturation qui le transforme en follicule de Graaf (du nom du médecin hollandais qui les a découverts, Reinier De Graaf, ). Parallèlement, la cellule qu il contient (ovocyte I) et qui était au repos depuis la naissance termine sa transformation en ovule, ou ovogenèse (plus précisément en ovocyte II). Lors de l ovulation, au milieu du cycle, l ovule est expulsé dans la trompe de Fallope. C est alors que la fécondation (fusion de l ovule et d un spermatozoïde) peut avoir lieu. Si tel n est pas le cas, la muqueuse de l utérus, épaissie en vue de la nidification de l œuf, est éliminée (voir menstruation).

45 45 b. sécrétion hormonale L ovaire sécrète des hormones sexuelles sous le contrôle de l hypophyse : avant l ovulation, le follicule sécrète des œstrogènes. Après l ovulation, le follicule de Graaf se transforme en corps jaune, et sécrète des œstrogènes et de la progestérone. L ovaire sécrète également des androgènes (testostérone), mais en quantité infime. Certaines particularités des hormones ovariennes présentent un intérêt clinique : leur influence sur la température du corps, leur élimination dans les urines sous forme de dérivés facilement dosables, ou encore leur impact sur les muqueuses de l appareil génital sont couramment utilisés pour l exploration médicale des fonctions ovariennes. VII.3. CYCLE MENSTRUELLE NORMALE Le cycle menstruel est un ensemble des phénomènes physiologiques et hormonaux se produisant de façon cyclique dans l appareil reproducteur féminin et se manifestant par les menstruations (règles). Chez la femme, le cycle menstruel dure en moyenne vingt-huit jours mais peut, selon les femmes, être compris entre vingt-quatre et trente-cinq jours, et peut également être variable chez une même femme. Il apparaît à la puberté et se maintient jusqu à la ménopause. La période de la vie pendant laquelle existent les cycles menstruels correspond à la période de fertilité de la femme. Les phases du cycle menstruel Le cycle menstruel comprend deux grandes phases : la phase folliculaire (jusqu'au 14 e jour) et la phase lutéale (à partir du 14 e jour). Les menstruations, qui marquent la