Cours de Physiologie digestive. Pr Fabrice Wallois

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1 Cours de Physiologie digestive Pr Fabrice Wallois

2 Chapitre I: Le système digestif: mise en place Rappels anatomo-histologiques Les grandes fonctions du tube digestif -Digestion - Absorption - Sécrétions -Motilité L aspect quantitatif des échanges Le contrôle nerveux - Musculature - Innervation sensitive - Innervation motrice Extrinsèque Intrinsèque - Médiateurs Les hormones et les peptides gastro-intestinaux -Gastrine - Choleécystokinine (CCK) - Polypeptide insulinotrope glucose dépendant (GIP)

3 Rappels anatomohistologiques Un élément principal: Le tube digestif Des organes digestifs accessoires situés à l extérieur du tube digestif. Ils déversent leurs sécrétions dans le tube digestif - Les glandes salivaires - Le pancréas exocrine -Le foie - La vésicule biliaire Des cellules sécrétrices situées dans la paroi du tube digestif

4 Le tube digestif (TD): d une longueur de 4-5 m s étend entre la cavité buccale et l anus. Il comporte 6 segments : -La bouche Ingestion -Le pharynx Déglutition du bol alimentaire -L œsophage Transport -L estomac -Mise en réserve -Mélange et transport (Péristaltisme) - Digestion partielle -intestin grêle (duodénum jéjunum- Iléon) - Digestion Absorption Transport et propulsion par segmentation -gros intestin (caecum et appendice colon rectum) - haustration -anus -mise en réserve Le tube digestif est ininterrompuc est une canalisation en continuité avec l environnement extérieur. Les parois constituent une interface entre milieu extérieur et milieu intérieur.

5 Les parois du tube digestif La structure générale est commune Muqueuse: Protection, Sécrétion, Absorption Cellules exocrine sécrétion de sucs digestifs Cellules endocrines sécrétion des hormones gastro intestinales Cellules épithéliales absorption des aliments Tissus conjonctif recouvert d un épithélium non lisse Modérée estomac: Invaginations gastriques (sécrétion) Maximale grêle: Villosité du grêle (absorption) Séparée de la sous-muqueuse par une mince couche de muscle lisse la muscularis mucosae

6 Sous-muqueuse: Couche épaisse de tissus conjonctif Mécanique: Distensibilité et élasticité Vasculaire: Contient vaisseaux sanguins et lymphatiques muqueuse et musculeuse Neuro.: Plexus sous muqueux réseau de cellules nerveuse (régulation locale) Musculeuse: 2 couches: -Circulaire interne Contraction: réduction du diamètre -Longitudinale externe Contraction: raccourcissement Brassage et propulsion Entre les couches: Réseau de cellules nerveuse:plexus myentérique (contribue à l activité locale de l intestin) Séreuse: Tissus conjonctif externe relié par les mésentères à la paroi. Maintien et sécrétion aqueuse lubrifiante facilite le glissement entre organes

7 Les grandes fonctions du système digestif Le système digestif n a pas pour fonction principale de participer à l homeostasie c.a.d le maintien de certaines caractéristiques du milieu intérieur. La régulation des concentrations en eau sels et nutriments dans le milieu intérieur est assuré par le rein, le système endocrinien La régulation de l activité digestive est commandé par la composition du contenu du bol digestif et non l état nutritionnel La fonction digestive relève de 5 processus I Transport II Digestion III Absorption IV Secrétions V Motilité

8 I Transport Assurer le transport d eau, de sels minéraux de molécules organiques (monosacharides, acide gras, acides aminés, vitamines ) II Digestion = Dégradation des molécules complexes en molécules plus petites et donc absorbables Glucide (bouche > grêle) monosacharides Protéines(estomac et grêle) acides aminés lipides (grêle) acides gras III Absorption = passage des petites molécules du tube digestif sang lymphe Nécessite des systèmes de transport -Diffusion: selon le gradient de concentration (du + vers le ) -Transport actif: contre le gradien de concentration (du vers le +) - Mécanismes spécifiques: Endocytose-Exocytose

9 IV Sécrétions Elles peuvent être exocrines, endocrines ou paracrines -Mucus sécrété à tous les niveaux du tube digestif - Facilite le déplacement du bol alimentaire (lubrification) - Protège la muqueuse (estomac) -Enzymesfacilitent la digestion, sécrétés dans les glandes, estomac, pancréas, grêle et colon glandes salivaires et de la muqueuse linguale Glucides-Lipides Estomac Protéines début par la pepsine Pancréas et grêle Glucides-Lipides-Protéines Colon - eau et électrolytes optimiser le PH pour optimiser l action des enzymes Estomac H+ Pancréas et foie HCO3- - Sels biliaires Foie: solubilisation des lipides insolubles dans l eau - Hormones et peptides gastro-intestinaux

10 V Motilité Concourt à la digestion et à l absorption Fragmentation (mastication.) Brassage (Mélange des aliments avec les sécrétions) Mise en contact avec la paroi intestinale Assure le transit Progression du contenu dans le sens oral aboral Liée à la contraction coordonnée des 2 couches musculaires Durée du transit (inégale selon le segment) -Pharynx + œsophage: 10 sec -Estomac Temps de demi vidange = 10 min à 3H Selon la nature liquide ou solide Selon la taille des particules alimentaires -Grêle Tête du repas 2h pour commencer à franchir la valve iléocæcale Grêle contient des aliment pendant 4-6H -Colon Déchets apparaissent 1 à 3 j après ingestion (15%) Evacuation totale au moins 5 J (95%) Elimination des déchets Substance non digérées non absorbées Produits terminaux du métabolisme (bilirubine)

11 Aspect quantitatif des échanges dans le tube digestif Par 24h sont ingérés (Apports exogènes) ou sécrétés (Apports endogènes) en moyenne 9litres d eau et 800g de solides 9 Litres d eau: Exogènes: Alimentation Sortie Entrée Alimentation 2L, 800g Gl Salivaires 1,5l Estomac 2l Foie V. Billiaire 0,5l Endogènes: Gl Salivaire Estomac V. Billiaire Pancréas Séc. Intestinale Grêle 7-8l 750g Pancréas 1,5l Intestinale 1,5l Selles 0,15l 50g

12 Apports solides 750g sont absorbés sur 800g d apports Electrolytes Alimentation + sécrétions (< 50%)$ Na+ : Alimentation 15% K+: Alimentation 45% Cl-: Alimentation 20% Glucides Apport alimentaire - Polysacharides : - amidon (polysaccharide végétale) =2/3 - cellulose qui ne peut être dégradée - Disaccharides: - saccharose (sucre de table) - lactose (sucre du lait) - Monosaccharides:- petites quantités (fructose, glucose) Lipides Apport alimentaire Bile - Triglycérides - Phospholipides - Ester de cholestérol ProtéinesApport alimentaire + enzymes sécrétées + désintégration de cellules épithéliales Vitamines Apport alimentaire - Liposolubles A,D,E,K - Hydrosolubles les autres

13 Le contrôle nerveux de l activité du système digestif I: La musculature II: L innervation a Les récepteurs b) Innervation sensitive c) Innervation motrice Le système extrinsèque Para sympathique Sympathique Le système intrinsèque III: Médiateurs et modulateurs

14 I la musculature du système digestif Fibres Lisses sur la totalité sauf: - Tiers supérieur de l œsophage - Sphincter externe de l anus Fibres striées La musculeuse comprend Couche circulaire interne Sa contraction produit un rétrécissement de la lumière Couche longitudinale externe Sa contraction produit un raccourcissement du tube Muscles lisse de type unitaire avec gap junction possibilité de passage de PA d une fibre à l autre rapidement sans médiateurs chimiques Contractions toniques prolongées nécessitant peu d énergie (Dif Muscles striés) Surtout: Potentiel de repos instable des variations rythmiques en l absence de toute stimulation (dpuis estomac distal) Potentiel d action nait à partir d un seuil de dépolarisation mais Amplitude des PA n est pas constante PR instable PA en dehors de toute stimulation = Activité contractile myogène inhérente

15 La musculeuse Couche externe longitudinale (plus fine) Plexus nerveux Couche interne circulaire (plus épaisse) Lumière du tube digestif

16 Sous-muqueuse lâche formant des replis Circulaire Longitudinale

17 On distingue: Les fibres lisses à potentiel de repos stable sans activité myogène Œsophage et estomac proxymal Nécessite une stimulation nerveuse pour obtenir une dépolarisation Les fibres lisses à potentiel de repos instable avec activité myogène inhérente Rythme Electrique de Base (REB)

18 Innervation sensitive Les récepteurs La paroi du Tube digestif contient des interocepteurs qui sont : Terminaisons libres +++ Formations différenciées (Corpuscule de Pacini) Informations sur Etat de distension Mécanorécepteurs Température Themorécepteurs Pression osmotique Osmorécepteurs Produits de la digestion Chémorécepteurs (PH, Monosaccharides, acides gras, peptides, AA) Les neurones Neurones en T des ganglions rachidins et du ganglion plexiforme Les neurones sensitifs intrinsèques Dans les plexus intramuraux (sous muqueuse)

19 Innervation motrice Plusieurs types d innervations selon la musculature Muscles striés: Mastication, déglutition, défécation jusqu au I/3 supérieur de l œsophage et sphincter anal externe idem muscles striés squelettiques Motoneurones dans le bulbe nerfs crâniens dans la moelle sacrée nerfs sacrés Muscles lisses: 2 niveaux d innervation Innervation extrinsèque(système nerveux autonome) Neurones en dehors de la paroi (Syst sympathique et para sympathique) Innervation intrinsèque(système entérique ou intramural) neurones situés dans la paroi modulé par le système nerveux central

20 Le système extrinsèque C est le système sympathique et parasympathique

21 Le système extrinsèque Système sympathique Fibres préganglionaires courtes C. cellulaire dans la moelle dorso-lombaire Axones traversent la chaine symp. Se réunissent N. splanchnique N. Hypogastrique Relais ggl. prévertebraux ggl. cœliaques ggl. Mésentériques Fibres post ganglionnaires longue Pour les fibres splanchnique Tractus gastro-intestinal colon transverse Pour les fibres hypogastriques Colon descendant sphincter anal interne Système parasympathique Fibres préganglionaires longues tractus gastro intestinal colon transverse Contingent bulbaire C. cellulaire dans le noyau dorsal du vague Axones suivent le nerf vague Relais dans la paroi du tube digestif Fibres post ganglionnaires courtes Contingent sacré Colon descendant et rectum C. cellulaire dans la SG Intermédiolateralis sacré Axones participent aux n. pelviens Relais dans la paroi du tube digestif Fibres post ganglionaires courtes

22 Innervation intrinsèque Réseau très densede neurones 10 8 neurones situé dans la paroi de toutle tube digestif en étroite relation avec le système extrinsèquequi moduleral activité du système intrinsèque Les neurones sont groupés au sein de ganglions: les ganglions intramuraux Sous muqueuse plexus sous muqueux de Meissner Entre les deux couches de la musculeuse plexus myentérique d Auerbach (+grand, + varié)

23 Relations du système intrinsèque avec son environnement local Avec les fibres musculaires lisse Avec des interneurones Avec des neurones afférents courts Reflexes courts intramuraux (Régulation locale) Plexus sous muqueux; plutôt sécrétion Plexus myentérique; plutôt muscle lisse Relations avec le système extrinsèque Avec les axones préganglionaires para sympathique constituent le relais du syst. Parasympathique Avec les axones postganglionaires sympathique Avec des neurones afférents spinaux ou vagaux Réflexes longs extramuraux (régulation générale)

24 Les neuromédiateurs et neuromodulateurs I Amines Acétylcholine(Ach) Neurones intrinsèques dont post ggl Parasymp effet direct Excitateur muscarinique (Contraction) effet indirect sur autres neurones Nor Adrénaline (NA) Neurones post gg Symp effet direct Inhibiteur relaxant Béta + Inhibtion de la libération intrinsèque Ach Effet antagoniste entre ACH et NA Serotonine(5HT) Neurones intrinsèques Inhibition ou excitation des n.intrinsèques selon récepteurs

25 Les neuromédiateurs et neuromodulateurs II Neuropéptides Présent pour 50-70% des neurones du plexus sous muqueux 40% des neurones du plexus myentérique relaxant sauf Substance P Substance P excitateur(stimule la liberation Ach) Opiacés(N. Enképhaline) Inhibitiondirect Constipation des morphinomanes Somatostatine inhibe libération Ach stimule les interneurones inhibiteurs Peptide intestinal vasoactif (VIP) Inhibiteur(relaxant musculeuse et sphincters) Peptide libérant de la Gastrine (GRP) Actions pancréas et estomac Autres: GABA, Purines (ADP, AMP, adénosine), NO inhibiteurs Les seuls excitateurs Ach, 5HT, SP

26 Hormones et Peptides gastro-intestinaux Libération - Cellules nerveuses (SP, opiacés, Somatostatine, VIP, GRP ) - C. endocrines Gl annexes du TD (salivaires pancréas, foie) Cellules sécrétrices de la muqueuse du TD Contrôle - sécrétions -motricité - différentiation épithéliale Voie d action - neurocrine (fibres nerveuses) -endocrine (ds le sang) -exocrine (ds lumière du TD) - paracrine (local par diffusion du liquide extracellulaire) - autocrine (action sur la C. sécrétrice) Cible Plusieurs cibles pour chacun + potentialisation des autres hormones 4 ne sont pas des hormones (action à distance circulante) regroupés au sein de 2 familles (similitudes structurales) Famille de la gastrine (gastrine et CCK) Famille de la sécrétine (sécrétine, GIP)

27 Gastrine Origine: Cellules endocrines G - antre de l estomac (++) - duodénum (+++) Jéjunum (+-) Récepteurs: Cellules de la muqueuse estomac - Cellules bordantes - Cellules à somatostatine Facteurs de libération: - En réponse à un repas (intraluminale) - distension de l estomac + présence de petits peptides (i.e. phénylalanine, tryptophane) -En présence de calcium -nerveux (P.Symp.) via Ach, GRP +++ -circulant catécholamine (adrénaline effet béta) GRP - Inhibé par H+ et participant ainsi au rétrocontrôle négatif de la sécrétion de gastrine Actions biologiques - Sécrétions Stimulation sécrétion acide de l estomac sécrétion de facteurs intrinsèques sécrétion de pepsinogène - Motricité gastrique et des voies biliaires - Trophicité renouvellement cellulaire des muqueuse du TD Patho: Hyperproduction de Gastrine: Synd. Zollinger Ellison Hypersécrétion acide Ulcère duodénal Hypermotricité diarrhée

28 Cholécystokinine CCK Origine: Cellules endocrines du duodénum /Jéjunum (intestin proximal Facteurs de libération: - Intraluminaux - produits de la digestion des graisses (acides gras et monoglycerides) -produits de la digestion des protéines (AA (phenylalanine et tryptophane) et petits Actions biologiques (stimulantes essentiellement) - Sécrétions Stimulation sécrétion enzymatique du pancréas (C; acineuses) sécrétion hydrocarbonatée du pancréas et du foie (potentialisation des effets de la sécrétine (cf; infra) - Motricité contraction vésicule biliaire (action sur muscle lisse) Relachement sphincter d Oddi (action indirecte) Contraction du Pylore (inhibe la vidange gastrique) - Trophicité renouvellement cellulaire des muqueuse de la vésicule biliaire Pancréas exocrine potentialise l effet de le sécrétine (cf. infra) Rétrocontrôle >0 Bile et sucs pancréatiques +CCK facilitent la digestion des graisses et des protéines arrêt quand produits de la digestion dans l iléon.

29 Sécrétine Découvert en 1902 par Bayliss et Starling 1 er substance considérée comme hormone Origine: Cellules endocrines Cellules S du duodénum +++ /Jéjunum (intestin proximal) Facteurs de libération: - Intraluminaux -Ph duodenum (4,5-3) présence d ions H+ produits de la digestion des graisses (acides gras et monoglycerides) -produits de la digestion des protéines (AA (phenylalanine et tryptophane) et petits peptides) Actions biologiques (stimulantes essentiellement) - Sécrétions Stimulation Inhibition sécrétion HCO3- du pancréas et du foi sécrétion enzymes du pancréas (potentialisation des effets CCK) Sécrétion biliaire eau et électrolytes Sécrétion acide de l estomac augmente production de gastrine quand gastrinome (test diag) - Motricité Inhibe les contractions de l antre gastrique - Trophicité inhibe l action de la gastrine sur la trophicité de l estomac Pancréas exocrine potentialise l effet de la CCK(cf. supra) Rétrocontrôle <0 sécrétine entrée du suc pancréatique milieu alcalin neutralisation du Ph diminution de la libération de sécrétine.

30 GIP Peptide inhibiteur gastrique Origine: Cellules endocrines Cellules K du duodénum /Jéjunum (intestin proximal) Récepteurs: Pancréas et foie Estomac +++ Facteurs de libération: - Intraluminaux - présence de glucose - présence de lipides émulsifiés - présence d AA - Acidification duodénale Actions biologiques (stimulantes essentiellement) - Sécrétions Stimulation Libération d insuline par pancréas exocrine si et seulement si glycemie >1,2g/l Glucose + efficace par voie orale que par IV pour faire libérer de l insuline - Motricité Inhibe les contractions de l antre gastrique - Trophicité inhibe l action de la gastrine sur la trophicité de l estomac Pancréas exocrine potentialise l effet de la CCK(cf. supra)

31 Autres peptides Agissant sur la sécrétion et la motilité VIP sécrétions Inhibe la sécrétion acide de l estomac stimule sécrétion eau et NaCl motricité Inhibe motilité gastrique et intestinale Somatostatine(C. D proches des C à Gastrine) sécrétions Inhibe sécrétion gastrine, CCK, GIP Inhibe sécrétion acide de l estomac Stimule sécrétions enzymes et HCO3- pancréas Motricité inhibe motilité gastrique et intestinale stimule la contraction de la vesicule biliaire Bombésine GRP gastrine releasing peptide Sécrétions Stimule sécrétion acide et gastrine motricité Inhibe la motilité gastrique Agissant sur la sécrétion Polypeptides pancréatiques, inhibe la sécrétion exocrine du pancréas Ganyline, augmente la sécrétion de Cl- Agissant sur la motilité Inhibent Opioides, Neurotensine Stimulent Substance P (Grêle), Motiline (interprandial), Villikinine Et bien d autres

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