Chapitre III Digestion et excrétion

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1 Chapitre III Digestion et excrétion 1

2 Plan du cours I. Introduction 1. définitions 2. évolution des systèmes digestifs II. L appareil digestif des mammifères 1. le trajet des aliments 2. digestion et absorption des nutriments 3. régulation de la digestion 4. bilan hydrique III. L appareil excréteur : le rein 1. fonctions 2. anatomie 3. La diurèse 4. excrétion 5. régulation 2

3 1. Définitions a. La nutrition processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement (énergie, croissance, fonctionnement) Organismes autotrophes Organismes ayant la capacité de produire de la matière organique à partir de composés inorganiques, comme le carbone (CO2) ou l azote NO 3. Les organismes autotrophes sont donc capables de se développer dans un milieu ne contenant que du carbone minéral. (végétaux, certaines bactéries) Organismes hétérotrophes : Organismes nécessitant un apport de composés organiques (glucides, lipides, protides). tributaires d un apport régulier de nutriments provenant d autres organismes. (animaux) I. Introduction 3

4 b. Les différents modes de nutrition Ingestion par filtration Ex des animaux aquatiques Filtration des aliments contenus dans l eau Chez les palourdes et les huitres les particules nutritives sont retenues au niveau des branchies puis sont propulsés par des cils dans la bouche. 1. Définitions La baleine utilise des fanons (lames cornées fixées à la mâchoire) Peut avaler jusqu à 5 tonnes d eau et de plancton 4

5 Ingestion du substrat Organismes vivant à l intérieur de leur nourriture Ver de terre (saprophage) tordeuse b. Les différents modes de nutrition Matière en décomposition 5

6 Ingestion par aspiration Aspiration de liquides riches en nutriments parasites colibri Ingestion en vrac Ingestions de gros morceaux de nourriture ou d organismes entiers. Mâchoires, dents, pinces, crochets pour tuer et déchiqueter la nourriture. b. Les différents modes de nutrition 6

7 c. La digestion Processus de dégradation de la nourriture, quelque soit le mode d ingestion. Les animaux ne peuvent pas utiliser directement les nutriments qui composent les aliments : macromolécules trop grosses pour traverser les membranes macromolécules utilisables par l animal sont différentes de celles des aliments Besoin de décomposer les macromolécules en monomères pour reformer ses propres molécules. La digestion décompose : les polysaccharides (sucres complexes) en glucides simples les lipides en glycérol et acides gras les protéines en acides aminés les acides nucléiques en nucléotides. Elle implique l intervention d enzymes spécifiques 7

8 Hydrolyse enzymatique : La décomposition des nutriments se fait par des enzymes qui coupent les liaisons entres les molécules grâce à des molécules d eau. Cette réaction doit avoir lieu dans un compartiment spécifique pour éviter que les enzymes ne s attaquent à la cellule. Une fois la digestion terminée, les molécules passent le compartiment digestif pour pénétrer dans les cellules. c. La digestion 8

9 2. Evolution des systèmes digestifs a. Vacuoles digestives Ŕ digestion intracellulaire Ex la paramécie L incorporation des aliments se fait par phagocytose ou endocytose. Les vésicules fusionnent ensuite avec des lysosomes puis deviennent des vacuoles nutritives. 9

10 b. Cavité gastrovasculaire Digestion et circulation. Ex de l hydre d eau douce, vers plats Ramène la proie dans la cavité gastrovasculaire. Des cellules spécialisées secrètent des enzymes digestives qui fragmentent les tissus. Les particules entrent par phagocytose dans les cellules puis fusionnent avec les vacuoles digestives. Digestion extracellulaire + intracellulaire 2. Evolution des systèmes digestifs 10

11 c. Le tube digestif Organismes plus complexes Le tube digestif relie la bouche et l anus. Sens de passage : spécialisation de régions pour la digestion et l absorption Bouche pharynx œsophage jabot, gésier, estomac Morceaux d aliments intestin hydrolyse des molécules (Enzymes digestives) Absorption Anus Évacuation des résidus. 11

13 II. L appareil digestif des mammifères : - le tube digestif : de la bouche à l anus - organes annexes : la langue, les dents, la vésicule biliaire - des glandes digestives :foie, pancréas, glandes salivaires: libération de sucs digestifs Sphère oropharyngée Temps de passage (à partir de l ingestion) Œsophage 10 sec Foie Vésicule biliaire Duodénum Aorte abdominale Estomac Rate Pancréas 1 à 3h Côlon 7 à 9h Iléon Appendice Rectum Intestin grêle 25 à 30h 30 à 120h 13

14 1. Le trajet des aliments a. La cavité buccale digestion mécanique (dents) digestion chimique (salive) La salive : 0,1 à 4 ml/min soit 0,5 à 1,5 L/ jour solution antibactérienne solution tampon : neutralise l acidité mucine : protection de la muqueuse, lubrification des aliments Parotides Sublinguales enzymes digestives : amylase salivaire qui va découper les sucres complexes (début) lipase pour les lipides Sous-maxillaires Les glandes salivaires La langue : forme une boule : le bol alimentaire 14

15 b. cavité buccale-œsophage : la déglutition 1 3 Langue pousse le bol alimentaire Obturation de la cavité nasale (réflexe) Respiration suspendue Voies respiratoires obturées (épiglotte) 2 Bol alimentaire entraîné vers l estomac (péristaltisme) Ouverture du sphincter œsophagien supérieur 1. Le trajet des aliments 15

16 De l œsophage au gros intestin, le tube digestif des mammifères possède une paroi composée de 4 couches d épaisseur 1. Muqueuse Tissu épithélial 2. Sous-muqueuse Nerfs, v. sanguins 3. Musculeuse Muscle lisse 4. Séreuse Lien avec le mésentère b. cavité buccale-œsophage 16

17 b. cavité buccale-œsophage La contraction du muscle lisse provoque des ondes rythmiques : c est le péristaltisme Muscle contracté Muscle relâché 1. Le trajet des aliments 17

18 c. œsophage-estomac Fonction : stocker (jusqu à 2L) et dégrader les aliments éliminer les bactéries. sphincters Œsophage Cardia Pylore Fundus Corps Estomac proximal Stockage Antre pylorique Estomac distal Dégradation Duodénum Chyme acide : bol alimentaire + sucs gastriques ½ vie d un liquide: 20 minutes ½ d un solide: 1-4 heures 1. Le trajet des aliments 18

19 L estomac Secrète le suc gastrique : liquide digestif qui se mélange avec les aliments très concentré en Hcl (ph acide entre 1,5 et 3,5) 3 à 4L de suc/ jour Muqueuse fundique Plis gastriques Cellule à mucus fermée protection Cellule principale Digestion spécifique Lipases Pepsinogène Cellule pariétale (ou bordante) Digestion aspécifique HCl pepsine 19

20 d. Estomac Ŕ intestin grêle segment le plus long du tube digestif (+ de 6m). Fonction : Digestion, absorption, transport vers le système circulatoire Foie Bile Pancréas exocrine Duodénum digestion Hydrolases bicarbonate Jéjunum absorption 1. Le trajet des aliments Iléon absorption 20

21 Le trajet des aliments e. intestin grêle Ŕ circulation sanguine L absorption des nutriments Entrée des nutriments dans l organisme Cellule à mucus Cellule à Plateau strié Réseau capillaire Circulation lymphatique Circulation sanguine Chylifère Veinule Artériole 21

22 Deux couches de cellules seulement entre la lumière intestinale et la lumière capillaire Lumière de l intestin Absorption des nutriments Bordure en brosse Mb apicale Cellule intestinale polarisée Mb basale Liquide interstitiel Lumière du capillaire Cellule endothéliale capillaire e. intestin grêle Ŕ circulation sanguine 22

23 e. intestin grêle Ŕ gros intestin (itinéraire bis) Fonction : formation et élimination des matières fécales, réabsorption d eau. Côlon : réabsorption de l eau (7-9l de liquide sécrété par jour dans le tube digestif) Formation de la matière fécale Digestion (bactéries.) Rectum : stockage des selles. Canal anal : 2 sphincters Intestin grêle + côlon = 90 % de la réabsorption. Mauvaise réabsorption : diarrhées, constipation. Matière fécale : Composants non digérés, cellulose, gaz, pigments biliaires (couleur), sels, bactéries (E.Coli) 1. Le trajet des aliments 23

24 Flore intestinale Chez un humain adulte, la flore intestinale est composée de bactéries Notion d équilibre Les bonnes bactéries : Vont digérer des composés que l organisme ne peut pas digérer Synthèse de la vitamine K. 24

25 2. Digestion et absorption des nutriments L absorption des nutriments Entrée des nutriments dans l organisme Bordure en brosse A lieu en grande majorité dans l intestin grêle au niveau des microvillosités Muqueuse intestinale : replis qui augmentent l aire d absorption, jusqu à 600 m². Plis villosités microvillosités 25

26 a. Digestion et absorption des glucides Digestion dans la cavité buccale et l intestin grêle Absorption dans l intestin grêle sous forme de monosaccharides (comme le glucose). 26

27 Passage à travers les cellules grâce à des transporteurs de glucose a. Digestion et absorption des glucides 27

28 b. Digestion et absorption des protéines Digestion dans l estomac et l intestin Absorption se fait sous forme de peptides et d acides aminés 28

29 Voies d absorptions : Canaux Vésicules b. Digestion et absorption des protéines 29

30 c. Digestion et absorption des lipides Triglycérides Digestion Glycérol Acides gras 30

31 Après digestion, il se produit une émulsion par les sels biliaires 31

32 3. Régulation de la digestion a. Régulation hormonale Présence d aliments dans l estomac Sécrétion de gastrine Stimulation de la sécrétion d HCl 32

33 b. Régulation nerveuse: Le système nerveux Le cerveau (système nerveux central) contrôle informe Système nerveux entérique Système nerveux périphérique (ou autonome ou végétatif) sympathique parasympathique Stimulé lors du stress ou de l effort Stimulé au repos

34 a. Régulation nerveuse: Le système nerveux périphérique (ou autonome) Système parasympathique : Pupilles Glandes salivaires Cœur Processus anaboliques Mode repos Bronches pulmonaire Augmente la motilité et les sécrétions Foie Estomac Intestin grêle Neurotransmetteur : l acetylcholine Côlon Rectum Vessie Organes génitaux 30

35 a. Régulation nerveuse: Le système nerveux périphérique (ou autonome) Système (ortho)sympathique Pupilles Glandes salivaires Cœur Système du stress Voies cataboliques T1 T2 T3 T4 Bronches pulmonaires Inhibe ou ralentit La motilité et les sécrétions Neurotransmetteur : L adrénaline T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 L1 L2 L3 Foie Estomac Intestin grêle Glande surrénale Côlon Rein Rectum Vessie Organes génitaux 29

36 c. Boucle de régulation Phase céphalique Vue des aliments, odorat, goût Stimulation du système parasympathique Phase gastrique Système nerveux entérique Augmentation des sécrétions Distension gastrique Augmentation de la motilité gastrique et de la sécrétion gastrique 36

37 Le système nerveux central Phase intestinale Stimulation du système sympathique diminution de la motilité gastrique et de la sécrétion gastrique c. Boucle de régulation Distension intestinale Forte concentration en Hcl 37

38 4. Bilan hydrique 1,5L: Alimentation, boisson 7L: Suc gastrique, pancréatique, intestinal, bile Réabsorption de 8,4L/ jour Iléon & Jéjunum, côlon 0,1L/ jour dans les fèces Les substances difficilement absorbables jouent un rôle laxatif 38

40 1. Fonctions Fonction du rein : maintien de l équilibre hydro-électrolytique Régulation homéostatique du contenu en ions du sang. Élimination des déchets métaboliques. 1. Régulation du volume du liquide extracellulaire et de la pression artérielle Pour assurer un apport sanguin aux organes suffisant. Vol LEC Pression artérielle Apport sanguin aux organes 2. Régulation de l osmolarité Les modifications de pression osmotique entraine des flux de liquide Les reins régulent le comportements de soif, qui servent au maintien d une osmolarité constante (290 mosm) 40

41 3. Maintien de l équilibre ionique Maintien des concentrations de Na+ K+ et Ca2+ Les reins équilibrent les pertes urinaires avec l apport alimentaire Signalisation Osmolarité concentration Interne Externe Na K Ca Cl Régulation de l équilibre acido-basique Maintien du ph. Si le ph est trop acide, le rein élimine des ions H+ et épargne 41 Le bicarbonate (HCO3-) et inversement. Correction moins rapide que celle des poumons 1. Fonctions

42 5. Elimination des déchets déchets métaboliques : créatinine (muscle), l urée (excrétion de l azote) Acide urique Urobilinogène (hémoglobine) couleur jaune de l urine Substances étrangères (toxines, médicaments) Toxines, Médicaments Substances chimiques (saccharine, benzoate) 6. Production d hormones EPO (érythropoïétine) régule la production de globules rouges rénine régule l homéostasie du sodium, la pression artérielle calcitriol dérivé de la vit D3 équilibre calcique. 1. Fonctions 42

43 2. Anatomie a. L appareil urinaire = reins + uretères + vessie + urètre. 43

44 Chemin de l eau Plasma (sang) Néphron (lumière des tubules rénaux) Modification du liquide diurèse Uretère Vessie (réservoir d urine) Urètre 44

45 b. Organisation du rein Masse corporelle < 1 % Reçoit 20 % du sang corporel Un néphron 2. Anatomie 45

46 L irrigation des reins se fait par l aorte (artère principale partant du cœur) et le sang repart directement dans la veine cave. 46

47 c. Le néphron : unité fonctionnelle du rein. Chaque rein peut contenir jusqu à 1 million de néphrons Cortex Capsule de Bowman Artériole efférente Artériole afférente 4 2 Medulla 1: Tube Proximal 3: Tube distal 2: Anse de Henlé 4: Tube collecteur 2 Urine définitive 4

48 Corpuscule rénal (ou de Malpighi) = Capsule de Bowman + glomérule Artériole afférente Sang non filtré Capillaires Glomérulaires Sang filtré Artériole efférente Urine Primitive Glomérule : l unité de filtration Vers le tube proximal c. Le néphron : unité fonctionnelle du rein.

49 3. La diurèse : formation de l urine Filtration: urine primitive non-sélective Réabsorption: sélective Sécrétion: sélective : urine définitive 49

50 3. La diurèse : formation de l urine Passage de substances des capillaires glomérulaires vers la capsule de Bowman => formation d'ultrafiltrat (urine primitive) Dépend de a. La filtration Pression hydrostatique (P) Pression oncotique (π) Perméabilité des substances à travers la paroi Existence de pores à travers la Paroi.

51 Filtration différentielle a. La filtration

52 Modification du filtrat a. La filtration

53 b. réabsorption / sécrétion Tubule Proximal : réabsorption / secretion réabsorption active 75% NaCl réabsorption passive eau et Cl- réabsorption active glucose et acides aminés Anse de Henlé : concentration de l urine par réabsorption Branche descendante: augmentation de l osmolarité La partie descendante est perméable à l'eau et imperméable au sodium. Branche ascendante mince : diminution de l'osmolarité branche imperméable à l'eau et perméable au sodium. Tubule distal : réabsorption /secretion Réabsorption de NaCl si besoin Lieu d intervention de la rénine Tube collecteur : élaboration de l urine définitive perméable à l eau mais pas aux électrolytes Concentration de l urine Réabsorption de l urée

54 La réabsorption d eau et de sel b. La réabsorption

55 4. Excrétion La miction 1. remplissage de la vessie 2. miction et contraction (contrôle volontaire) Excrétion = filtration Ŕ réabsorption + secretion

56 5. Régulation a. Boucle de rétrocontrôle de l osmolarité sanguine Hormone antidiurétique (ADH) : modifie la perméabilité du canal collecteur 56

57 b. Boucle de rétrocontrôle de la pression et du volume sanguin Régulation locale : la rénine Appareil juxtaglomérulaire réagit à une baisse de pression artérielle ou de concentration en Na+ : sécrétion de rénine : contraction des artérioles 57

58 FIN 58