PHYSIOLOGIE DIGESTIVE BLOC DUODENO PANCREATIQUE FOIE Dr ML Choukroun, MCU-PH Physiologie Faculté de Médecine 33 BORDEAUX
BLOC DUODENO PANCREATIQUE FOIE Au niveau du duodénum, la digestion est sous la dépendance de: - sécrétions pancréatiques - sécrétions biliaires Bol alimentaire FOIE Chyme gastrique PANCREAS
Organe # 75 à 100g Le Pancréas: généralités Fonction endocrine: Hormones nécessaires au métabolisme cellulaire des glucides (Insuline, glucagon) Fonction exocrine: suc pancréatique indispensable à l hydrolyse des nutriments du bol alimentaire ** Remarque: un déficit des sécrétions exocrine du pancréas sera associé à un retard statutopondéral chez l enfant, à une dénutrition sévère chez l adulte.
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Fonction exocrine: 86% du parenchyme pancréatique acini: sécrétions enzymatiques système canalaire: sécrétions hydroélectrolytiques + excrétion suc pancréatique Remarque: Fonction endocrine (sécrétion d Insuline, de Glucagon) assurée par les Ilots de Langerhans): Cf cours d endocrinologie.
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Suc Pancréatique 1 à 2L/ jour, ph= 8-8,5 isotonique au plasma sécrétions riches en HCO3 -** protéines enzymatiques (produites en majorité sous forme inactive: enzymes lipolytiques enzymes glycolytiques enzymes protéolytiques enzymes nucléolytiques Inhibiteurs Pancréatiques **Remarque: transport du chlore régulé par une protéine CFTR. Son altération par mutation est impliquée dans la physiopathologie de la mucoviscidose («Cystic Fibrosis») Lumière canalaire Cl - HCO3 - Concentration (mm) 150 100 50 Cellule canalaire HCO3 - + H+ H2CO3 Anhydrase Carbonique CO2 + H2O 0,5 1 1,5 Sang Na + Cl - Na+ Na+ K+ HCO3 - K+ Débit sécrétion ml/min
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Suc Pancréatique 1 à 2L/ jour, ph= 8-8,5 isotonique au plasma sécrétions riches en HCO3 - protéines enzymatiques² (sécrétées en majorité sous forme inactive): enzymes lipolytiques(lipase pancréatique) enzymes glycolytiques (amylase) enzymes protéolytiques (trypsinogène, chymotrypsinogène ) enzymes nucléolytiques, gélatinases. Inhibiteurs Pancréatiques (ex:inhibiteur de la Trypsine: Inhibiteur de Kazal) Au niveau du duodénum Trypsinogène Proélastase Prokallicréine Entérokinase + Ca++ Elastase kallicréine Trypsine chymotrypsinogène - chymotrypsine
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Les Enzymes pancréatiques enzymes lipolytiques Lipase- colipase» Hydrolyse des TGR émulsionnés en AG + MG» Action de la lipase au niveau de l interface graisse/eau nécessite la présence de la colipase (forme active de la procolipase en présence de trypsine) Phospholipase (forme active de la prophospholipase en présence de trypsine)» Hydrolyse phospolipides en présence de Ca++ pour donner AG + lysolécithines Hydrolase d ester carboxylique» Hydrolyse cholestérol alimentaire, vitamines liposolubles. enzymes glycolytiques - amylase ( 1-4 glucosidase)» Hydrolyse de l amidon en maltose en présence de Ca++
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE enzymes protéolytiques* Endopeptidases/» Trypsine: hydrolyse AA basiques/ Lysine, arginine» Chymotrypsine: hydrolyse AA aromatiques/ Phénylalanine, tyrosine» Elastase: hydrolyse AA courts/ glycine, alanine» Kallicréine: hydrolyse ester de Lysine, Arginine Exopeptidases/ carboxypeptidase enzymes nucléolytiques Ribonucléase, désoxyribonucléase Remarque: La sécrétion des enzymes sous forme inactive, de même que la sécrétion d inhibiteurs spécifiques formant un complexe avec l enzyme, le rendant inactif participent à la protection du pancréas. L activation intrapancréatique des enzymes entraînerait une autolyse cellulaire et tissulaire (pancréatite aigüe)
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Action digestive du suc pancréatique: neutralisation de l acidité du chyme gastrique par les ions HCO3- diminution de l agression de la muqueuse duodénale optimisation de l action enzymatique hydrolyse des petits peptides, des sucres, des lipides Rôle majeur de la Lipase pancréatique (digestion de # 90% des lipides ingérés) son absence Stéatorrhée** (augmentation du débit fécal en graisse > 6-7g/24 heures pour 100g de graisses ingérées) Rôle des enzymes protéolytiques (digestion de #50% des protéines ingérées Rôle majeur de l amylase pancréatique (digestion de l amidon) * Remarque: une maldigestion s observe lorsque la diminution de la sécrétion pancréatique est d au moins 90%!
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Contrôle de la sécrétion pancréatique exocrine Contrôle nerveux: vague( cholinergique): sécrétion de faible débit, riche en enzymes nerfs splanchniques adrénergiques: diminution du débit par vasoconstriction Contrôle hormonal: Hormones Synthèse et sécrétion Action Principale Cholecystokinine Duodénum Stimule sécrétions enzymatiques Potentialise effets de la sécrétine sur les sécrétions hydrobicarbonatées Provoque chasse biliaire Sécrétine Duodénum- Règle débit sécrétoire Jéjunum Stimule sécrétions H2O + Gastrine Cellules G estomac Bicarbonates Stimule sécrétions enzymatiques Stimuli Présence de peptones, acides aminés, acides gras dans le duodénum ph acide du chyme dans le duodénum Distension gastrique
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Mise en jeu de la sécrétion En dehors des repas: sécrétion basale faible Prise d un repas: Phase céphalique: stimulation vagale directe avec mise en jeu réflexe (vue, odeur, goût) Phase gastrique: mise en jeu réflexe (distension de l estomac, présence de peptides, d AA dans la région antrale) = rôle de la gastrine Phase intestinale: rôles de la Cholecystokinine et de la Sécrétine ph duodénal<4.5 sécrétine sécrétion HCO3- AA, petits peptides, AG CCK sécrétions enzymatiques Remarque: d autres hormones sécrétées par la muqueuse intestinale comme le polypeptide pancréatique PP, le peptide YY inhibent cette sécrétion
BLOC DUODENO PANCREATIQUE: PANCREAS EXOCRINE Exploration de la fonction exocrine du pancréas: Recherche d une insuffisance de la fonction exocrine: dosage des graisses dans les selles: Stéatorrhée si débit fécal de graisses > 6-7 g/24heures pour 100g de graisse ingérée. dosage plasmatique et urinaire d enzymes pancréatiques (lipase, amylase, trypsine..cf cours séméiologie) Rechercher une insuffisance endocrinienne associée, (Cf cours endocrinologie- exploration d un diabète)
Le foie LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE organe le plus volumineux de l organisme #1,500kg rôle métabolique majeur, reçoit #25% du débit cardiaque rôle de synthèse: protéines, glucides, lipides, urée rôle de sécrétion et d excrétion: bile rôle de biotransformation et élimination des déchets, des médicaments et toxines exogènes rôle vasculaire: réservoir sanguin, formation de la lymphe, défense immunitaire
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE morphologie fonctionnelle Unité fonctionnelle: Hépatocytesinusoïde- canalicule La bile canaliculaire et le sang sinusoîdal circulent à contre courant 2/3 sang afférent 1/3 sang afférent
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Hépatocytes / 60% pop cel hépatique Lieu de synthèse /protéines, lipoprotéines, glycogène, urée. équipés de lysosome/ dégradation de matériaux Remarque: il existe des maladies avec accumulation de résidus dans le lysosome/ Fe dans l hémochromatose, Cu dans la maladie de Wilson Pôle sinusoïdal Cel endothéliales fenestrées (100 à 150nm)/ voie de passage de fluide, de grosses molécules comme les chylomicrons, de protéines, vers l espace de Disse qui formeront la lymphe Cel de Kupffer/ macrophages permettant la phagocytose de débris cel, participent aux défenses immunitaires Pôle canaliculaire pas de paroi propre, «sillon» au niveau de la membrane de l hépatocyte qui convergent vers des ductules qui se drainent dans des canaux interlobulaires Surface d échange très importante (#7000cm2/ 100g foie)
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Fonction du foie rôle métabolique métabolisme des glucides/ maintien de l homéostasie glucidique (glycogénèse, glycogénolyse, glyconéogénèse)/ métabolisme du galactose (rôle de la galactokinase) métabolisme protéines/ synthèse protéines plasmatiques (albumine, protéines de l hémostase: fibrinogène, facteurs II, V, VII, IX,X, anti thrombine III, Protéine C, S, protéines de transport, facteurs de croissance, hepcidine.) catabolise des acides aminés (détoxication de l azote, synthèse de l urée métabolisme des lipides: formation de lipoprotéines, synthèse du cholestérol, β- oxydation des AG, stockage vit liposolubles, formation des sels biliaires rôle de détoxication NH4+(synthèse de l urée), toxiques, médicaments formation de la bile
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Rôle métabolique du foie Métabolisme des glucides - Rôle +++ dans le maintien de l homéostasie glucidique (équipement enzymatique du foie/ Glucose-6 Phosphatase) glycogène glucose CO2 glycogène glucose CO2 Glycémie Espace porte Glycémie Lactates AA, AG Lactates AA, AG sinusoïde glucose glucose Espace centro lobulaire glucose glycogène CO2 glucose glycogène CO2 - Rôle essentiel dans le métabolisme du galactose en raison de la présence d une enzyme: la galactokinase (déficit congénital de cette enzyme à l origine d une maladie métabolique infantile sévère)
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Métabolisme des lipides métabolisme énergétique : la β- oxydation mitochondriale des AG se fait au niveau des hépatocytes. synthèse et hydrolyse des TGR et phospholipides: ils sont incorporés dans les lipoprotéines ou éliminés dans la bile. synthèse et utilisation du cholestérol synthèse des apoprotéines de transport des lipides stockage des vitamines liposolubles
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Métabolisme protéique Synthèse protéines plasmatiques/ albumine, Synthèse protéines de l hémostase/ fibrinogène, facteurs du complexe prothrombinique (II, V, VII, X, X)*, anti thrombineiii, protéines C, S Synthèse de protéines de transports spécifiques / céruloplasmine pour Cu, transferrine pour Fe, de protéines de l inflammation (protéine C réactive), facteurs de croissance( HGF, TGFα, IGF1), l hepcidine (protéine régulatrice de l homéostasie du Fe) Synthèse de l urée, de la glutamine *Remarque: en cas de diminution de TP (taux de prothrombine), le dosage du facteur V( non dépendant de la vit K) permet différencier une carence en vit K (diminution des facteurs de la coagulation vit K dépendants, pas de diminution facteur V ) d une insuffisance hépatocellulaire (diminution de tous les facteurs).
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Métabolisme de l éthanol Capacité d élimination limitée à 0,1g/kg/heure (#18mL d alcool à 40% pour individu de #70kg) avec des variations individuelles de 0,06 à 0,2g/kg/h Le catabolisme de l éthanol emprunte 2 étapes: système enzymatique microsomial (oxygénase alcool déshydrogénase Remarque: chez l alcoolique chronique, on a une augmentation de la synthèse des oxygénases entraînant une tolérance accrue à l alcool
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Rôle de détoxication déchets endogènes» Élimination de NH4+ synthèse de l urée, synthèse de la glutamine (glutamine transférase)» Elimination de la bilirubine (cf formation de la bile) Médicaments, toxiques» Élimination après des réactions d oxydation, de conjugaison pour les rendre hydrosolubles
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Formation de la bile Constituants de la bile (0,5 à 0,7L/j) Liquide jaune, isotonique au plasma ph# 7-8 97% Eau, électrolytes Protéines d origine plasmatique / albumine Pigments biliaires/ bilirubine Sels biliaires Cholestérol Lécithines Mucus Produits du catabolisme
Métabolisme de la bilirubine(produit de dégradation de l hémoglobine) Autres sources (myoglobine, métalloporphyrines, cytochromes ) Hématies (80%) Vieux GR Hématopoïèse supplémentaire SRE Hème biliverdine Bilirubine libre* (15 20 mol/l) (peut se lier à l albumine) a. glucuronique Enzyme: glycuronyl transferase Bilirubine conjuguée Bilirubine conjuguée (Voies biliaires) Urobilinogène (Grêle) Urobilinogène Stercobilinogène (Côlon) Urines jaune clair Selles brunes Remarque: *la bilirubine libre est cytotoxique pour les cellules des noyaux gris de l encéphale (Ictère nucléaire du nouveau né) Ictère lorsque bilirubine plasmatique #25 à 30 mol/l
ICTERE PAR HEMOLYSE (exemple/ ictère hémolytique du nouveau né) Hématies SRE Hème biliverdine Bilirubine libre a. glucuronique 80% bili. tot sang Enzyme: glycuronyl transferase Bilirubine conjuguée 20% bili. tot sang Bilirubine conjuguée (Voies biliaires) Urobilinogène (Grêle) Stercobilinogène (Côlon) Urines jaune clair Selles brunes
ICTERE PAR OBSTACLE SUR LES VOIES BILIAIRES (CHOLESTASE) Hématies SRE Hème biliverdine Bilirubine libre 80% bili. tot sang a. glucuronique Enzyme: glycuronyl transferase Bilirubine conjuguée 20% bili. tot sang Bilirubine conjuguée (Voies biliaires) Urobilinogène (Grêle) Stercobilinogène (Côlon) Urines foncées Selles décolorées
ICTERE PAR DEFICIT DE LA GLUCURONO CONJUGAISON médicamenteuse, activité diminuée ), ( interactions Hématies SRE Hème biliverdine Bilirubine libre a. glucuronique Enzyme: glycuronyl transferase Bilirubine conjuguée Bilirubine conjuguée (Voies biliaires) Urobilinogène (Grêle) Stercobilinogène (Côlon) Urines claires Selles décolorées
Les sels biliaires -Synthétisé à partie du cholestérol - pool de sels biliaires est faible (#2à4g) - sécrétion active au pôle canaliculaire -95% réabsorbé au niveau de l iléon terminal - rôle ++ du cycle entérohépatique cholestérol Acides biliaires primaires Cholique taurine Chénodesoxycholique glycine Sels biliaires Remarque: chez sujets iléostomisés# 95% des sels bilaires conjugués éliminés dans les selles
Les sels biliaires propriétés physicochimiques -Détergents -Tête polaire hydrophile - noyau aromatique lipophile - pour une CMC (concentration micellaire critique) formation de micelles - Diagramme de Small - point A: dans zone de miscibilité - point B: dans zone de non miscibilité précipitation des constituants Remarque: le cholestérol est peu soluble, il a tendance à précipiter lorsque la bile devient plus concentrée, ce qui peut être à l origine de calculs biliaires. B A
Phospholipides # 20% des lipides biliaires synthétisés par les hépatocytes Cholestérol # 10% des lipides biliaires sursaturation de la bile en cholestérol lithiase biliaires Subit cycle entérohépatique / 50% réabsorbé, # 30% éliminé dans les selles sous forme de coprostanol, 20% passage lymphatique
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Cholérèse: mécanisme de la sécrétion biliaire sécrétion permanente, augmentée en post prandial au niveau canaliculaire # 450mL/j sécrétion d H2O (filtration osmotique liée au transport des sels bilaires et de Na+) sécrétion de métaux lourds / Mn, Pb, Cu au niveau des ductules et canaux biliaires - sécrétion riche en NaCl, HCO3- Contrôle de la cholérèse essentiellement hormonal Sécrétine: sécrétagogue (sécrétion HCO3-) somatostatine: réabsorption de HCO3-, Cl-, H20 Histamine: sécrétion Cl-
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Excrétion biliaire - par les voies biliaires extrahépatiques: Bile hépatique canaux hépatiques canal cholédoque canal cystique vésicule biliaire (#40mL) -La paroi de la vésicule: - réabsorption de H2O liée à la réabsorption de HCO3- et Cl- concentration +++ de la bile (X 10 à 20) -Au niveau du canal cystique: sécrétion de mucus Remplissage et vidange vésiculaire Canal hépatique Canal cystique Canal cholédoque La bile est sécrétée en permanence, mais excrétée de façon discontinue au niveau duodénal A jeûn: sphincter d Oddi fermé: la vésicule se remplie Lors de la prise de repas: vidange vésiculaire (contraction de la vésicule, péristaltisme du cholédoque, ouverture intermittente du sphincter d Oddi) Contrôle Hormonal: CCK, Gastrine:action cholagogue ouverture du sphincter sécrétine: fermeture du sphincter
Synergie des hormones gastro duodénales SNC HCL Sécrétion biliaire ph Évacuation vésicule AG AA Cholécystokinine Mucus pepsinogène motricité Sécrétine HCO3- enzymes H20 Gastrine motricité Parasympathique
LE FOIE ET LE SYSTEME BILIAIRE Rôle digestif de la bile sécrétion HCO3-: neutralisation du chyme acide sécrétion des sels biliaires: solubilisation des lipides, indispensable à l absorption du cholestérol, des produits d hydrolyse des lipides, des vitamines liposolubles Un déficit de sécrétion de bile hypovitaminose K selles grasses (stéatorrhée), décolorées principale voie d élimination du cholestérol