Régulations Digestives Dr ML Choukroun, MCU-PH Physiologie Université Victor Ségalen Faculté Victor Pachon- 33 BORDEAUX
Plan Introduction Anatomie fonctionnelle Système de contrôle le système nerveux : Innervation intrinsèque Innervation extrinsèque le système endocrine- paracrine Régulation de la motricité du tube digestif Régulation des sécrétions digestives Synergie gastro duodénale
BESOINS - Energétique - Nutriments/ AA, glucose, AG, MG, Fe++. SOLUTIONS -mécaniques/motricité - chimiques/ digestion PROCESSUS DE CONTROLE Perte des processus de contrôle pathologie
Régulation digestive: Introduction DIGESTION Aliments Nutriments Sang, lymphe Milieu extérieur Milieu intérieur membrane Membrane de l entérocyte / perméabilité sélective
Régulation digestive: Introduction 3 processus fondamentaux motricité: broyage, mélange, progression du contenu digestif dans le sens oral aboral. digestion: transformation de grosses en petites molécules, via des réactions d hydrolyse (rôle des enzymes), modification de T, du ph, de l hydrosolubilité, de l osmolarité du contenu digestif. absorption: d eau, d électrolytes, de molécules de la lumière digestive vers le sang et la lymphe
Régulation digestive: Introduction Plusieurs niveaux de régulation Absorption au niveau de la membrane de l entérocyte Hydrolyse ciblée (rôle des enzymes) Quantité enzyme libérée, activité enzymatique (rôle du ph local) Fonctionnement coordonné local au niveau d un organe ou d une partie du tube digestif Fonctionnement coordonné de toutes les parties du tube digestif Régulation de la prise alimentaire
Régulation digestive: Introduction Contrôle motricité, sécrétion et absorption, circulation gastro intestinale. Système de contrôle Système nerveux Système endocrine Système paracrine
Régulation digestive: Anatomie fonctionnelle Lumière invagination du milieu extérieur dans l organisme Organisation identique pour tout le tube digestif Existence de régions individualisées Organes: bouche- œsophage, estomac, grêle, colon séparés par sphincter ou valvule. Importance relative des différentes couches est très variable Le TD possède une double innervation: le SN intrinsèque (contrôle local) le SN extrinsèque (coordination des différentes parties du TD) Système endocrine - paracrine diffus Glandes annexes exocrines qui déversent suc digestif dans la lumière (glandes salivaires, pancréas, foie)
Régulation digestive/ Système de contrôle: le système nerveux Innervation de la paroi du tube digestif 1. Innervation intrinsèque: le système nerveux entérique *Le plexus myentérique d Auerbach (entre couche longitudinale et circulaire) *Le plexus sous muqueux de Meissner (dans la sous muqueuse) 2. Innervation extrinsèque: le système nerveux végétatif ( coordination à longue distance, lien avec SN central) * Sympathique * Parasympathique
Régulation digestive: Innervation intrinsèque 1. Innervation intrinsèque: le système nerveux entérique *Le plexus myentérique d Auerbach rôle majeur dans le contrôle de la motricité *Le plexus sous muqueux de Meissner rôle majeur dans le contrôle des phénomènes sécrétoires rôle dans la régulation du débit sanguin gastrointestinal 3 types de neurones: sensitifs, moteurs, interneurones» Neuromédiateurs excitateurs: Acétylcholine, substance P...» Neuromédiateurs inhibiteurs: noradrénaline, NO, le vasointestinal peptide VIP.. La mise en jeu est essentiellement réflexe (réflexes courts, réflexes longs)
Régulation digestive: Innervation extrinsèque 2. Innervation extrinsèque: le système nerveux végétatif (coordination à longue distance, lien avec SN central) Parasympathique cholinergique - nerfs vague (X) et pelviens - excitateur de l activité motrice et sécrétoire Sympathique adrénergique - fibres postganglionnaires des ganglions coeliaques ou mésentériques - Inhibition du SNE (diminution des contractions et tonus du TD excepté des sphincters dont la contraction est renforcée) - vasomotricité - Innervation sensitive de la douleur
Régulation digestive/ Le contrôle nerveux Réflexes courts (SN intrinsèque) Stimuli: distension ou aliments dans une partie du TD Réponse: sécrétion ou mouvement au niveau de cette partie du TD ou à distance (les influx peuvent se propager dans les 2 sens) Réflexes longs (SN extrinsèque) Stimuli: venant de l extérieur ou intérieur du TD Réponse: au niveau de partie éventuellement éloignées du stimulus Exemples/ réflexe gastro colique, réflexe entérogastrique *Remarque: des désordres congénitaux ou acquis de ces plexus ou du SNE sont l origine de désordres de la motricité oespophagienne, gastrique, intestinale et/ colique (mégaoesophage, mégacôlon.)
Régulation digestive/ Système de contrôle: le système endocrine- paracrine Le système endocrine entérique système endocrinien diffus cellules endocrine- paracrine disséminées Hormones les mieux connues: Gastrine (cellules G de l estomac) Cholécystokinine ou CCK (cellules endocrines du duodénum) Sécrétine (cellules endocrines du grêle proximal) GIP, motiline Entéroglucagon Voie paracrine: Somatostatine, histamine.
Régulation digestive: principales hormones digestives Gastrine CCK Sécrétine GIP Localisation des cel. endocrines Antre gastrique grêle grêle grêle Stimulus production paraσ, distension, AA, peptides dans l antre AA, AG dans le duodénum Acidité duodénale Glucose, lipides dans grêle Stimulus inhibiteur Acidité gastrique Réponse/ cellules cibles Estomac Stimulation H+ renouvellement cel Inhibition H+ Pancréas Sécrétion enzymes Potentialise sécrétine Sécrétion HCO3- croissance tissu croissance tissu croissance tissu Foie Potentialise sécrétine Sécrétion HCO3- Sécrétion insuline Vésicule Sphincter d Oddi Grêle Stimulation iléon, valvule iléocoecale, croissance tissu Côlon Stimulation mvt masse Stimulation contraction relaxation
Régulation digestive/ Le contrôle endocrine- paracrine Stimulus: Distension ou présence d un substrat particulier dans une partie du tube digestif production d hormone par cette partie Réponse: dans cette partie ou dans une autre partie du tube digestif
Régulation neuroendocrine de la digestion Bulbe Vue,goût,odeur Etats émotionnels Reflexe long Hormones digestives Reflexe court Stimuli luminaux distension de la paroi osmolarité du chyme acidité du chyme Concentration du chyme en produit de digestion
Régulation digestive/ la phase céphalique Stimulus: vue, odeur, imagination, aliments dans la bouche, émotions, Réflexes nerveux longs Nerf vague Réponse: sécrétion salivaires sécrétion + mouvement estomac sécrétion enzymes pancréatiques sécrétion bile - Prépare le bouche, l estomac, le duodénum à l arrivée des aliments
Régulation digestive/ la phase gastrique Stimulus: distension de l estomac par les aliments, peptides, AA, caféine, alcool Réflexes nerveux longs Réflexes nerveux court Régulation hormonale GASTRINE Nerf vague Réponse: sécrétion + mouvement estomac sécrétion enzymes pancréatiques sécrétion bile motricité intestinale, colique - Favorise la digestion dans l estomac - Prépare le duodénum à l arrivée des aliments
Régulation digestive/ la phase intestinale Stimulus: distension du duodénum par les aliments, Présence l aliments partiellement digérés (AA, AG, glucides) et/ou d ion H+ au niveau du duodénum Réflexes nerveux court Réponse: sécrétion + mouvement grêle Régulation hormonale SECRETINE, CCK Réponse: sécrétion + mouvement estomac sécrétion enzymes pancréatiques et bile - Favorise la digestion dans le grêle contraction vésicule biliaire + ouverture sphincter d Oddi - ralentit la vidange gastrique - évacue la bile et le suc pancréatique dans le duodénum - maintien un ph basique dans le duodénum
Régulation digestive: régulation de la motricité du tube digestif Rôle de la motricité Propulsion des aliments ingérés puis digérés dans le sens oral- aboral Assurer le mélange du chyme permettant sa dispersion mécanique et le contact avec les sécrétions digestives en vue de la digestion et de l absorption. Fonction de réservoir en vue d un apport nutritif le plus constant possible et d une élimination compatible avec la vie sociale
Régulation digestive: régulation de la motricité du tube digestif Electrophysiologie du muscle lisse digestif - Potentiel de repos - entre 50 et 60 mv - fluctue spontanément Potentiel de membrane -60 mv Potentiels d action Ondes lentes - Cellules couplées électriquement (nexus) propagation d ondes lentes de dépolarisation (rythme électrique de base REB) - la fréquence varie selon le segment considéré - la fréquence est modifiée par des facteurs hormonaux et nerveux. Tension du muscle lisse Ces ondes lentes ne sont pas des potentiels d action,elles ne génèrent pas de contraction mécanique. Sur le plateau de ces ondes lentes vont apparaître des potentiels rapides «potentiel de pointe» en réponse à une stimulation: seuls ces potentiels d action déclenchent une contraction mécanique.
Régulation digestive: régulation de la motricité du tube digestif Types de contraction Rythmiques: de faible amplitude, régulières Phasiques: entraînent raccourcissement du muscle variation morphologique (corps de l œsophage, corps et antre gastrique, intestin) Toniques: pas de variation morphologique (SIO, Fundus, valvule iléocoecale, sphincter anal interne) Types de mouvement Péristaltiques Segmentaires
Régulation digestive/ régulation de la motricité du tube digestif: le péristaltisme Physiologie du péristaltisme propulsion du bol alimentaire en distalité. Couche circulaire: contraction en amont du segment stimulé + relaxation en aval. Couche longitudinale: relaxation en amont + contraction en aval Réponse réflexe du muscle lisse digestif: stimulus: la distension d un segment du tube digestif par le bol alimentaire mise en jeu par le système nerveux entérique intrinsèque
Régulation digestive: régulation de la motricité du tube digestif Contrôle triple: Myogène (rythme électrique de base) Neurogène (système nerveux intrinsèque et extrinsèque) Hormonal
Régulation digestive: Estomac 2 unités fonctionnelles L estomac proximal: Fundus + corps: rôle de réservoir (fundus + 1/3 sup corps) sécrétions» Cellules pariétales (HCL, FI)» Cellules principales (Pepsinogène)» Cellules à mucus Bol alimentaire Chyme (liquide) Fundus Corps L estomac distal: Antre: broyage et mélange des aliments» Cellules endocrine G (à gastrine)» Cellules à mucus Pylore: vidange gastrique Pylore Antre
Régulation digestive: motricité et vidange gastrique 3 fonctions: Réservoir: estomac proximal relaxation lors de déglutition, de la distension de l estomac ou du duodénum) Fundus Broyage et brassage: 1/moyen et inférieur du corps + antre Pace maker au niveau du corps contractions 3/min lors du jeûne, 6/min lors du repas Pylore Antre Corps Vidange: antre + pylore Région antro- pyloro- duodénale contrôle la vidange gastrique («frein iléal»)
motricité et vidange gastrique A jeûn Influences psychiques, goût, odorat - CMM (Complexe Moteur Migrant): contraction de l estomac jusqu à l iléon terminal Bol alim Douleur, influence psychique X En post prandial Arrêt des CMM «Relaxation réceptrice fundique» Contractions péristaltiques à partir de la grande courbure Pylore fermé à l arrivée des contractions, ouvert entre 2 contractions distension Sécrétine,GIP H+, AA, AG,Osm CCK motiline AA Distension Stim. Chimique gastrine NANC Pace maker Ach: cholinergique Adr: adrénergique NANC: non adrénergique, non cholinergique Parasympathique Sympathique inhibition stimulation
Régulation digestive: motricité et vidange gastrique Contrôle de la motricité gastrique: Contrôle nerveux Rôle majeur de l innervation vagale (parasympathique): stimule le péristaltisme Mise en jeu réflexe:» distension de l œsophage relaxation réceptrice du fundus» réflexe entérogastrique: il existe un rétrocontrôle du duodénum sur la vidange gastrique en fonction des caractéristiques chimique du chyme au niveau du duodénum («véritable frein iléal») Contrôle hormonal Gastrine, CCK : relâchent estomac proximal, stimulent le péristaltisme CCK, Sécrétine: stimulent la fermeture du pylore La motiline: relaxation du pylore
Régulation digestive: motricité intestinale 3 rôles 1. mélanger les aliments avec les enzymes de la lumière digestive, 2. faciliter le contact entre chyme et muqueuse, 3. propulser le contenu dans le sens oral- aboral. Les 2 premières fonctions sont assurées grâce aux contractions segmentaires (mouvement de brassage), la troisième grâce aux contractions péristaltiques (mouvement de propulsion).
Régulation digestive: motricité intestinale Activité contractile: 2 grands types d ondes sont enregistrées: des ondes toniques (de faible amplitude) qui sont à l origine du maintien du calibre intestinal, des ondes phasiques qui engendrent indifféremment des contractions segmentaires ou péristaltiques La motricité de l intestin grêle se poursuit de manière permanente et organisée A jeûn: activité mécanique intense correspondant à la propagation des complexes moteurs appelés CMM (complexes moteurs migrants) qui naissent au niveau de la grande courbure gastrique, se propagent jusqu à l iléon terminal sans traverser la valvule iléo coecale. En post prandial: interruption des CMM avec installation de 2 types de contractions: segmentaires et péristaltiques
Régulation digestive: motricité intestinale Mise en jeu réflexe, mise en jeu du système nerveux entérique Réflexe gastro iléal: rôle du parasympathique, rôle de la gastrine Réflexe gastrocolique: rôle du parasympathique, de la CCK Réflexe intestino intestinal inhibiteur Chémorécepteurs, osmorécepteurs, mécanorécepteurs, récepteurs à la douleur à l origine de réflexes inhibiteurs Influence du système nerveux central/ effet du stress Facteurs hormonaux/ la motiline entraîne l apparition des CMM la Gastrine, la CCK modifient la motricité intestinale *Remarque: Certains réflexes peuvent être à point de départ lointain: la stimulation du péritoine peut arrêter le transit : l arrêt du transit, signe clinique observé dans la péritonite; l iléus paralytique observé après une chirurgie abdominale.
Régulation digestive: motricité colique 3 rôles 1. assurer le mélange du contenu colique pour favoriser les processus de digestion et la réabsorption de H20, de Na+ 2. avoir une activité propulsive dans le sens anal 3. assurer le stockage des fécès entre les défécations
Régulation digestive: motricité colique Mouvements 1. des contractions segmentaires haustrales ou haustrations* permettant le mélange et le retournement des matières poussées en avant assurant une meilleure réabsorption de H20, 2. des mouvements de rétropulsion du côlon transverse vers le côlon droit, ramenant les matières vers le coecum, 3. des contractions en masse du côlon ondes propulsives relativement rares (1à 3 par 24h) naissant à partir du transverse propulsant les matières fécales sur une longueur relativement importante A jeûn: activité motrice diminuée En post prandial: importante activité segmentaire et péristaltique juste après la prise du repas qui dure #1 à 2H (réponse colique postprandiale). Le côlon droit et le côlon gauche ont un rôle de propagation lente et de stockage, le côlon transverse un rôle de transit La mise en jeu est réflexe (réflexe gastrocolique ) *Les haustras correspondent une succession de dilatations sacculaires présentes surtout au niveau du côlon droit.
Régulation digestive: motricité colique Contrôle nerveux - Système nerveux entérique: inhibition permanente - Mise en jeu réflexe: - réflexe de distension intestino colique, - réflexe colocolique inhibiteur ou excitateur, - réflexes d origine extra intestinale - Modulation par le système nerveux extrinsèque, par l action de certaines hormones (gastrine, CCK stimulent la motricité..)
Régulation de la sécrétion acide par la cellule pariétale Gastrine Ca++ K+ PGE2 AMPc Histamine ATP Protéine kinase H+ Acétylcholine Ca++ Pompe à protons bloquée par l oméprazole
Régulation de la sécrétion gastrique acide Les acteurs : Système nerveux central, hypothalamus, nerf vague Les plexus nerveux de l'estomac Les hormones sécrétées par les cellules endocrines antrales (gastrine, histamine, somatostatine) et duodénales Les phases: (sécrétine, VIP, GIP, CCK-PZ) Phase psychique (pensée de la nourriture) Phase céphalique (vue, odeur, goût des aliments) système nerveux central - hypothalamus - vague - plexus nerveux intrinsèques de l'estomac Phase digestive Phase intestinale
Régulation de la sécrétion gastrique acide La Phase gastrique : Distension de l'estomac stimulation de la sécrétion par l'intermédiaire de réflexes locaux à médiation vagale Action de substances chimiques alimentaires sur les cellules à gastrine (Ca++, polypeptides, ac. Aminés) libération de gastrine atteignant les cellules pariétales par voie sanguine (mécanisme endocrine) Rétrocontrôle négatif : - ions H+ cellules à somatostatine (mécanisme paracrine)
Régulation de la sécrétion gastrique acide La Phase intestinale : Stimulation de la sécrétion gastrique acide par les acides aminés dans le duodénum (médiateurs?) La plupart des mécanismes mis en jeu au cours de la phase intestinale aboutissent à une freination de la sécrétion gastrique acide: - inhibition par l'acidification duodénale (sécrétine, VIP, GIP ) - inhibition par les graisses (GIP, CCK) - inhibition par les solutions hypertoniques
Sécrétions gastriques Influences psychiques, goût, odorat Douleur, influence psychique Phase céphalique voie vagale Phase gastrique rôle de la gastrine (contrôlée par le ph luminal). rôle du vague Bol alim Distension Stim. Chimique protéines pepsinogène pepsine Peptides, AA H+ Phase intestinale sécrétine, glucagon, GIP.. inhibiteurs H+, AG,AA Osm Sécrétine GIP.. gastrine
Sécrétion acide gastrique (%) Sécrétion acide gastrique au cours du repas 25 Total Phase gastrique 0 Phase céphalique 1 Phase intestinale 2 3 Temps (h)
Synergie des hormones gastroduodénales SNC HCL Sécrétion biliaire ph Évacuation vésicule AG Cholécystokinine AA Sécrétine enzymes Mucus pepsinogène motricité HCO3 - H20 Gastrine motricité Parasympathique
Exemple:la nutrition entérale Nutrition entérale: administration des nutriments sous forme liquide directement dans le tube digestif (estomac, duodénum, jéjunum) modifications de motricité modifications de sécrétions modifications de trophicité modifications de l immunité
Exemple:la nutrition entérale Nutrition entérale: administration des nutriments sous forme liquide directement dans le tube digestif (estomac, duodénum, jéjunum) modifications de motricité: - Vidange gastrique: phase liquide accélérée rôle important de l osmolarité (osmolarité élevée ralentissement) - Motricité du grêle: - Modification des CMM - Arrivée de lipides, sucres peu dégradés frein iléal, inhibition vidange gastrique, inhibition motricité du grêle - Motricité colique: - Suppression de résidus non digestibles (fibres ) diminution poids des selles ralentissement du transit colique - Motricité vésiculaire
Exemple:la nutrition entérale Nutrition entérale: administration des nutriments sous forme liquide directement dans le tube digestif (estomac, duodénum, jéjunum) modifications de sécrétions digestives: - Sécrétion gastrique acide: - Suppression de la phase céphalique diminution de la sécrétion acide - Repas homogène diminution de la sécrétion acide - Infusion en site gastrique augmentation de la sécrétion acide (si distension) - Infusion en site duodénal diminution de la sécrétion acide, mais acide non tamponné par le contenu gastrique ralentissement vidange - Suppression de la phase céphalique - Sécrétions pancréatiques: - Infusion en site gastrique et duodénal augmentation des sécrétions