Biologie - 2

SERIE 02 – L’APPAREIL LOCOMOTEUR ET LA LOCOMOTION

 

I. LES PARTIES OSSEUSES

I.1. Le squelette

I.2. Les os

I.3. Les articulations

 

II. LES PARTIES MUSCULAIRES

II.1. Morphologie du muscle strié

II.2. Anatomie du muscle strié

II.3. Fonctionnement de la fibre musculaire

II.4. Les mouvements dans l’organisme

II.5. Bilan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SERIE 02 – L’APPAREIL LOCOMOTEUR ET LA LOCOMOTION

 

L’appareil locomoteur est constitué :

- du squelette formé par :

o un grand nombre d’os (environ 200) assurant la rigidité du corps,

o les articulations qui autorisent grâce aux ligaments des mouvements divers entre les os ;

- des muscles (environ 600), s’attachant aux os par des tendons, permettant de mettre l’ensemble en mouvement.

 

I.LES PARTIES OSSEUSES

 

I.1. LE SQUELETTE

 

Le squelette forme la charpente osseuse de notre corps, et lui confère sa rigidité.

 

I.1.1. LA TÊTE

 

Le CRANE est une boîte osseuse rigide qui protège l’encéphale. Les principaux os qui le composent sont : l’os PARIETAL (*2), l’os TEMPORAL (*2), l’os FRONTAL, l’os OCCIPITAL. Ces os sont soudés entre eux. L’épaisseur moyenne est de 5 mm.

Chez le nouveau-né, les os du crâne ne sont pas encore soudés. Le chevauchement facilite le passage de la tête lors de l’accouchement. Les fontanelles sont une membrane souple.

 

La FACE comprend de nombreux os. La mâchoire inférieure est le seul os mobile. Deux trous en forme de demi-sphère protègent les yeux : ce sont les orbites.

 

I.1.2. LE TRONC

 

La COLONNE VERTEBRALE : 33 vertèbres alternent avec des parties souples appelées disques intervertébraux. Cette matière est appelée cartilage. Chaque vertèbre est articulée avec ses voisines. La colonne vertébrale a une forme de « S » peu accentué. Les deux premières vertèbres permettent le mouvement de la tête dans toutes les directions : l’ATLAS et l’AXIS.

 

Les COTES et le STERNUM : Les côtes forment une cage possédant une certaine souplesse : la cage thoracique. Il y a douze paires de côtes. Les dix premières sont unies au sternum. Les deux dernières sont libres et indépendantes du sternum (côtes flottantes).

 

I.1.3. LE SQUELETTE ET LES MEMBRES

 

Les CEINTURES sont des groupes d’os fixant chaque membre au tronc.

 

Les MEMBRES sont divisés en supérieurs (ou antérieurs) et inférieurs (ou postérieurs). Ils sont divisés en trois parties ou articles : bras, avant-bras, main et cuisse, jambe, pied.

 

MEMBRE SUPERIEUR MEMBRE INFERIEUR

CEINTURE Ceinture scapulaire Ceinture pelvienne

(Omoplate + clavicule) (Os iliaque + sacrum + coccyx)

1ER ARTICLE Bras : humérus Cuisse : fémur

2EME ARTICLE Avant-bras : cubitus, radius Jambe : péroné, tibia

3EME ARTICLE Poignet : carpe Talon, coup-de-pied : tarse

Paume : métacarpe Plante du pied : métatarse

Doigts : phalanges Orteils : phalanges

FONCTION Adapté à la préhension Adapté à la locomotion

 

Fig. 1. Anatomie des membres

 

I.2. LES OS: MORPHOLOGIE, ANATOMIE, CROISSANCE ET ROLES PHYSIOLOGIQUES

 

I.2.1. MORPHOLOGIE

 

Os long: humérus, fémur…

Os plat: omoplate, os du basin, os frontal…

Os court : vertèbres, os carpien…

 

I.2.2. ANATOMIE D’UN OS LONG

 

CAS de l’HUMERUS (BRAS):

Vu de l’extérieur: DIAPHYSE (corps), EPIPHYSES (2 extrémités).

Le CARTILAGE ARTICULAIRE recouvre les deux épiphyses.

Le PERIOSTE recouvre le reste de l’os.

Coupe longitudinale : La diaphyse est remplie de MOELLE OSSEUSE ou MOELLE JAUNE.

(La moelle osseuse est rose chez l’enfant, jaune si présence de graisse).

Les épiphyses sont remplies de MOELLE ROUGE.

L’ensemble forme l’OS SPONGIEUX.

Sur la diaphyse et les épiphyses se remarquent des trous nourriciers, par où pénètrent les vaisseaux sanguins et les filets nerveux.

Les os plats et les os courts ne contiennent que de l’os spongieux.

 

I.2.3. CROISSANCE DES OS

 

La partie dure est composée de substances minérales, et en particulier du phosphate de calcium (2/3 du poids de l’os). La partie plus souple est composée d’osséine (1/3 du poids de l’os).

CROISSANCE EN LONGUEUR :

Chez un enfant, on remarque dans chaque épiphyse d’un os long une zone claire en radiographie. Il s’agit d’une bande transversale de cartilage de conjugaison, correspondant à la zone de croissance en longueur de l’os. Vers 18-20 ans, ces cartilages de conjugaison disparaissent en s’ossifiant.

CROISSANCE EN DIAMETRE :

Le périoste est une membrane vivante qui produit en permanence de l’os compact en direction de l’intérieur. L’activité du périoste se poursuit toute la vie (croissance chez le jeune, puis guérison des fractures).

DE NOMBREUX FACTEURS influencent la croissance et la minéralisation du squelette :

- les facteurs hormonaux

- les facteurs alimentaires (vitamines D et A, calcium et phosphore).

 

I.2.4. LES ROLES PHYSIOLOGIQUES DES OS

 

On distingue trois grandes fonctions :

- fonction de CHARPENTE du corps (minéralisation en phosphate de calcium) ;

- fonction SANGUINE : la moelle rouge est le lieu de fabrication des cellules sanguines ; la moelle rouge est de ce fait appelée tissu hématopoïétique.

- fonction de RESERVE MINERALE : les os constituent le stock disponible de calcium et de phosphate de l’organisme.

 

I.3. LES ARTICULATIONS

 

Ce sont des dispositifs anatomiques par lesquels deux ou plusieurs os sont unis entre eux.

Certaines articulations sont fixes (os du crâne), d’autres sont semi-mobiles (vertèbres), d’autres permettent de nombreux mouvements (coude, poignet).

ETUDE D’UNE ARTICULATION MOBILE : le coude.

Cette articulation permet deux mouvements : la flexion et l’extension.

Remarquons que :

- les surfaces en contact s’emboîtent parfaitement ;

- les CARTILAGES ARTICULAIRES glissent facilement les uns sur les autres ;

- la SYNOVIE est un liquide visqueux servant de lubrifiant ;

- les LIGAMENTS maintiennent solidement les différents os en contact (ici : humérus, radius, cubitus).

 

 

II. LES PARTIES MUSCULAIRES

 

- Les muscles squelettiques (muscles striés) sont fixés aux os par un ou plusieurs tendons (biceps, triceps, quadriceps). Ils obéissent à la volonté.

- Les muscles viscéraux (muscles lisses) forment la partie musculaire des viscères. Ils sont incontrôlables par la volonté.

- Le muscle cardiaque, bien que strié, n’est pas sous la dépendance de la volonté.

 

II.1. MORPHOLOGIE DU MUSCLE STRIE

 

Le système musculaire strié est compose de plus de 600 muscles:

 

GROUPE MUSCULAIRE NOM DES PRINCIPAUX MUSCLES

 

Tronc et abdomen ……………………… - Grand pectoral : poitrine

(muscles longs et plats) - Trapèze : recouvre l’omoplate

. - Grand droit, grand oblique : viscères

. - Diaphragme : entre thorax et abdomen

Tête……………………………………… - Muscles masticateurs : broyage des aliments

(petits muscles) - Muscles peauciers : orbiculaire, zygomatique

. (mimique = communication)

Cou et nuque……………………………. - Sterno-cléido-mastoïdien (flexion et rotation

(muscles allongés) de la tête). Torticolis.

Membres supérieurs - Deltoïde : épaule

(muscles allongés) - Muscles fléchisseurs des doigts

. - Biceps: flexion avant-bras - Triceps : extension

Membres inférieurs…………………….. - Muscles fessiers - Jumeaux : mollet

(muscles allongés) - Droit antérieur et couturier : extension jambe

 

II.2. ANATOMIE DU MUSCLE STRIE

 

Le muscle strié est un fuseau pourvu de tendons rigides. De longues fibres, véritables cellules géantes, sont regroupées en faisceaux.

Chaque fibre musculaire est composée de myofibrilles. Le motif est répétitif.

Entre chaque faisceau se trouve un espace blanchâtre (vaisseaux sanguins et nerfs).

 

 

II.3. FONCTIONNEMENT DE LA FIBRE MUSCULAIRE

 

II.3.1. LA CONTRACTION DE LA FIBRE MUSCULAIRE

 

Les myofibrilles ont la propriété de se raccourcir. Ce sont des filaments (actine et myosine) qui glissent les uns par rapport aux autres.

 

II.3.2. LE CONTROLE DE LA CONTRACTION

 

L’influx nerveux est véhiculé par le nerf moteur, jusqu’à la synapse neuromusculaire.

 

II.3.3. PROPRIETES PHYSIOLOGIQUES DE LA FIBRE MUSCULAIRE

 

Les propriétés de la fibre musculaire sont : l’excitabilité, la contractibilité, l’élasticité (changement de longueur) et la tonicité (tonus musculaire : légère contraction au repos).

 

II.4. LES MOUVEMENTS DANS L’ORGANISME

 

II.4.1. LES MOUVEMENTS VOLONTAIRES

 

II.4.1.a. Introduction

 

Ce sont des mouvements commandés directement par notre volonté.

Ils concernent les muscles squelettiques ou striés. Ces mouvements sont contrôlés par les aires cérébrales motrices. L’ordre de contraction est acheminé du cerveau aux muscles par les nerfs moteurs.

 

II.4.1.b. Un exemple

 

-FLEXION DE L’AVANT BRAS :

Le biceps est attaché à l’omoplate et au radius. Le biceps se contracte. Le triceps est relâché.

-EXTENSION DE L’AVANT BRAS :

Le triceps est attaché au cubitus. Le triceps se contracte. Le biceps est relâché.

-Biceps et triceps sont antagonistes (contraction et relâchement opposés).

 

II.4.2. LES MOUVEMENTS INVOLONTAIRES

 

De nombreuses fonctions biologiques essentielles font appel à des contractions musculaires involontaires. C’est le cas des mouvements effectués par :

- les muscles viscéraux (contraction de l’estomac par exemple)

- le muscle cardiaque (myocarde)

- les muscles squelettiques de la respiration.

 

Exemples :

La CIRCULATION : Les contractions rythmiques du cœur sont automatiques et

inconscientes. Par ailleurs, les artères peuvent se contracter (muscles lisses) modulant ainsi le débit sanguin dans une région précise de l’organisme. La commande de ces contractions se fait par voie réflexe.

 

La RESPIRATION : Les mouvements de l’air dans les poumons sont dus aux mouvements de

la cage thoracique et du diaphragme. Les côtes sont animées par des muscles squelettiques sur lesquels la volonté peut agir (inspiration forcée par exemple) mais dont le fonctionnement général est involontaire et contrôlé par voie réflexe.

 

La DIGESTION : Lors de la digestion, le transport des aliments est assuré par des

contractions de l’intestin, qui poussent les aliments.

 

L’ACCOUCHEMENT : Lors d’une naissance, le nouveau-né est expulsé par les contractions

de l’utérus (muscles viscéraux). Ce sont ces contractions et l’augmentation de leur fréquence qui déterminent le moment de l’accouchement. Ces contractions, parfois douloureuses, sont involontaires et leur apparition résulte de processus hormonaux.

 

 

II.5. BILAN

 

ANATOMIE FONCTION

Aires cérébrales motrices Elles élaborent l’ordre DECISION

Nerf moteur Il conduit l’influx nerveux TRANSMISSION

Synapse neuromusculaire Elle assure le contact nerf/muscle TRANSMISSION

Fibre = cellule musculaire Les myofibrilles des cellules REALISATION

se contractent par glissement DU MOUVEMENT

des filaments d’actine et de myosine.

Un ordre venu du cerveau est transmis par le nerf moteur vers les muscles.

Il en résulte un mouvement.

 

CONCLUSION : RESUME

 

Le squelette est la charpente du corps. Il est constitué par les os, de tailles et de formes variables (os longs, os plats, os courts) reliés entre eux par des ligaments. Le squelette d’un être humain comprend trois parties : la tête (crâne et mâchoire), le tronc (colonne vertébrale, côtes, sternum) et les membres (supérieurs et inférieurs). Les membres ont composés de trois articles, et sont articulés sur le tronc au niveau des ceintures (scapulaire et pelvienne).

 

Un os est une véritable réserve en phosphate de calcium. Les os longs de l’organisme sont constitués par :

-une diaphyse recouverte de périoste assurant la croissance de l’os et contenant la moelle osseuse (jaune) ;

- deux épiphyses, recouvertes par le cartilage articulaire et contenant la moelle rouge (lieu de fabrication des cellules sanguines).

 

Les articulations maintenues par les ligaments assurent les mouvements des os les uns par rapport aux autres.

 

Le système musculaire comprend :

-les muscles squelettiques (ou striés) qui s’insèrent sur les os grâce aux tendons, ils rendent possibles les mouvements par leur contraction

- les muscles viscéraux (ou lisses)

- le muscle cardiaque.

 

La contraction est la propriété essentielle des muscles. Le muscle est constitué par des cellules allongées (les fibres musculaires) contenant des myofibrilles capables de se raccourcir (contracter) suite à l’action d’un influx nerveux. De nombreux mouvements volontaires (contrôlés par le cerveau) ou involontaires (indépendants de notre volonté) font intervenir des groupes musculaires antagonistes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SERIE 03 – L’APPAREIL DIGESTIF ET LA FONCTION DE NUTRITION

 

I.L’ALIMENTATION

I.1. Les aliments simples

I.2. Les régimes alimentaires

 

II. LA DIGESTION

II.1. Qu’appelle-t-on digestion ?

II.2. Les mécanismes de la digestion

II.3. Les glandes digestives

 

III.QUE DEVIENNENT LES PRODUITS DE LA DIGESTION ?

III.1. Résultats de la digestion

III.2. Mécanisme de l’absorption intestinale

 

IV.ANATOMIE ET PHYSIOPATHOLOGIE DE L’APPAREIL DIGESTIF

 

V. QUE DEVIENNENT LES NUTRIMENTS DU SANG ?

V.1. L’assimilation

V.2. La mise en réserve des métabolites

 

VI. BILAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SERIE 03 – L’APPAREIL DIGESTIF ET LA FONCTION DE NUTRITION

 

L’alimentation permet à l’organisme de disposer d’un « carburant » dont la dégradation fournit de l’énergie utilisable par les cellules. L’appareil digestif a un double rôle : véhiculer les aliments et les transformer pour qu’ils soient assimilables par les cellules.

 

I.L’ALIMENTATION

 

L’alimentation est le fait de se procurer, d’ingérer et de digérer des aliments.

Un aliment est une substance pouvant être digérée et servant à la nutrition des êtres vivants.

Nos aliments sont composés d’éléments de base appelés aliments simples.

 

 

I.1. LES ALIMENTS SIMPLES

 

Il existe 6 familles d’aliments simples: glucides, lipides, protides, vitamines, sels minéraux, eau.

 

I.1.1 GLUCIDES

 

C’est ce que l’on nomme communément les sucres et les féculents. On les trouve dans les produits d’origine végétale (pomme de terre, riz, pâtes, fruits).

 

I.1.1.a. Composition chimique

Les glucides sont une chaîne plus ou moins longue dont l’élément principal est le glucose.

GLUCOSE et GLYCOGENE : les molécules de glucoses sont reliées entre elles, et forment une molécule de glycogène ou d’amidon.

« Cn H2n On » est la formule générale des glucides.

Par exemple, la formule du glucose est C6 H12 O6.

Le glycogène est une chaîne de 3 000 à 30 000 molécules de glucose.

Remarque : L’atome est le constituant de base de la matière. Les atomes s’unissent pour former des molécules. Les molécules peuvent s’unir pour former des molécules complexes.

 

I.1.1.b. Rôle

Les glucides ont un rôle énergétique. Leur utilisation par la cellule libère de l’énergie.

 

I.1.1.c. Formes de stockage

Chez les végétaux, les glucides sont stockés sous forme d’amidon (pomme de terre) et de saccharose ou sucre de table (fruits, betterave).

Chez les animaux, ils sont stockés sous forme de glycogène dans le foie et les muscles.

 

I.1.2. LES LIPIDES

 

Les lipides sont des graisses ou corps gras, d’origine animale ou végétale.

 

I.1.2.a. Composition chimique

Les lipides sont constitués d’un alcool (glycérol), d’acides gras (AG), et parfois d’une molécule associée d’une autre nature (par exemple, d’acide phosphorique).

TRIGLYCERIDE : 1 molécule de glycérol et 3 molécules d’acides gras.

PHOSPHOLIPIDE : 1 molécule de glycérol, 2 molécules d’acides gras et 1 molécule d’acide phosphorique.

 

I.1.2.b. Rôles

-énergétique (cas des triglycérides) : leur utilisation par la cellule libère de l’énergie.

-constitution des membranes cellulaires (phospholipides).

 

I.1.2.c. Formes de stockage

Les lipides sont stockés dans des cellules spécialisées (ADIPOCYTES), que l’on trouve :

- autour des viscères

- dans le tissu adipeux sous-cutané ( chez l’H au niveau du ventre,

chez la F au niveau des hanches et cuisses, cellulite).

Remarque : il existe des lipides plus complexes dont fait partie le cholestérol.

 

I.1.3. LES PROTIDES

 

Principaux constituants des viandes.

 

I.1.3.a. Composition chimique

Les protides sont des chaînes plus ou moins longues, dont les constituants de base sont les acides aminés.

Une chaîne de plus de 10 acides aminés est un polypeptide.

Une chaîne de plus de 100 acides aminés est une protéine.

Les acides aminés sont reliés par deux au moyen d’une liaison, et dans un ordre déterminé.

Il existe une grande diversité de protéines.

Toutes les protéines sont synthétisées à partir des mêmes acides aminés, qui sont agencés les uns par rapport aux autres selon un ordre d’enchaînement unique.

Cette synthèse protéique est sous le contrôle du programme génétique.

 

I.1.3.b. Rôles

- CONSTITUTIF : les protéines composent l’essentiel de la matière vivante.

Par exemple : protéines des muscles (actine, myosine), des os (osséine), de la peau (collagène).

- FONCTIONNEL : digestion des aliments (ces protéines sont nommées enzymes, par exemple : lipases) ; messages entre les cellules (hormones, par exemple l’insuline) ; transports sanguins (l’albumine, l’hémoglobine) ; l’immunité (par exemple les anticorps sont des protéines, cf. chap. 7).

 

I.1.3.c. Stockage

Il n’existe pas de stockage des protides dans l’organisme.

 

I.1.4. LES VITAMINES

 

Les vitamines sont des substances non synthétisées par l’organisme et dont le corps a besoin en très petite quantité (<1g), comme pour les sels minéraux.

 

I.1.4.a. Composition et rôle

Les vitamines sont des substances complexes de nature variée, et sont indispensables à la santé et à la croissance. Par exemple, elles stimulent l’action des enzymes et des hormones.

 

I.1.4.b. Stockage

Les vitamines sont essentiellement stockées dans le foie.

Remarque : une carence en vitamines se traduit par des troubles plus ou moins graves (AVITAMINOSE). Le rachitisme est une carence en vitamine D.

 

I.1.5. LES SELS MINERAUX

 

Les sels minéraux sont des substances synthétisées par l’organisme et apportées par l’alimentation en faible quantité, comme pour les vitamines.

 

I.1.5.a. Composition et rôles

- Sels de sodium et sels de potassium, qui règlent les échanges entre toutes les cellules.

- Sels de calcium et de magnésium, qui contrôlent l’activité musculaire.

- Sels de phosphore, indispensables au stockage de l’énergie.

 

I.1.5.b. Stockage

Les sels minéraux sont stockés dans plusieurs lieux. Par exemple, 99 % du calcium de l’organisme se trouve dans les os.

Remarque : Les OLIGOELEMENTS sont des éléments chimiques présents en très faible quantité dans l’organisme et apportés par l’alimentation. Les oligoéléments sont des métaux ou des métalloïdes. Par exemple : l’iode, le fluor, le fer, le zinc, le brome, le cuivre.

L’iode est indispensable au fonctionnement de la thyroïde.

Le fer est lié à l’hémoglobine des globules rouges pour transporter l’oxygène.

 

I.1.6. L’EAU

 

L’eau est l’élément fondamental de la matière vivante.

L’eau représente 70 % du poids de l’organisme.

L’eau est présente partout dans l’organisme, aussi bien dans les liquides (sang) que dans les parties dures (os).

 

I.1.6.a. Composition chimique : H2O

 

I.1.6.b. Rôles

L’eau est nécessaire à toutes les réactions chimiques et à tous les échanges entre les cellules : elle est indispensable à la vie. Remarque : -Les aliments apportent à l’organisme des substances organiques et minérales.

-Les glucides, protides, lipides et vitamines sont des substances organiques issues des êtres vivants. Seules les vitamines ne peuvent être synthétisées par l’organisme humain.

-En revanche, l’eau, les sels minéraux et les oligo-éléments sont des substances minérales que l’organisme est incapable de synthétiser.

 

I.2. LES REGIMES ALIMENTAIRES

 

Le régime alimentaire est le type de nourriture préférentielle:

- Le régime végétarien : la base de l’alimentation est fournie par des produits d’origine végétale (légumes, fruits…)

- Le régime carné : la base de l’alimentation est fournie par des produits d’origine animale (viandes, poissons, crustacés…)

- Le régime omnivore : régime mixte composé à la fois d’aliments d’origine végétale et animale.

 

II. LA DIGESTION

 

II.1. QU’APPELLE-T-ON DIGESTION ?

 

La digestion est une simplification moléculaire qui permet l’absorption intestinale des éléments utilisables par l’organisme, c’est-à-dire le passage des nutriments dans le sang.

Les nutriments sont des substances provenant des aliments, passant dans le sang et utilisées par les cellules.

 

II.2. LES MECANISMES DE LA DIGESTION

 

On distingue les transformations mécaniques et les transformations chimiques.

 

II.2.1. LES TRANSFORMATIONS MECANIQUES

 

Les transformations mécaniques sont l’action des dents (mastication, broyage) et des muscles (brassage, broyage) sur le contenu du tube digestif appelé bol alimentaire. L’estomac et l’intestin se contractent pour transporter le bol alimentaire. Ces contractions ne sont efficaces que si le bol a une certaine consistance, laquelle est fournie par les fibres végétales de l’alimentation (fruits, légumes : asperges, poireaux…). Ces fibres ne sont pas digérées.

 

II.2.2. LES TRANSFORMATIONS CHIMIQUES

 

Les transformations chimiques sont l’action des enzymes sur le bol alimentaire. Les enzymes coupent les molécules alimentaires en présence d’eau. Cette réaction chimique est appelée hydrolyse.

 

II.2.2.a. Définition d’une enzyme

Une enzyme est une protéine qui accélère (catalyse) les réactions biochimiques (biocatalyseur). Les enzymes agissent de façon spécifique sur des molécules cibles.

Par exemple, l’amylase hydrolyse l’amidon et non pas les autres glucides. La saccharase n’hydrolyse que le saccharose (sucre de table).

 

II.2.2.b. Terminologie

Le nom d’une enzyme est composé d’un préfixe rappelant le nom de la molécule catalysée et d’un suffixe en –ase. Par exemple la lipase est l’enzyme de la dégradation des lipides.

 

II.2.2.c. Mode d’action des enzymes

Les enzymes sont des molécules de grosse taille qui possèdent une forme spécifique dans l’espace (configuration spatiale). Elles ont la particularité de présenter des dépressions à leur surface (creux ou trous). Ces dépressions permettent d’encastrer très précisément la molécule à hydrolyser (substrat).

De même qu’une clé doit avoir une forme adaptée à la serrure à laquelle elle est destinée, la forme de l’enzyme est adaptée à la forme du substrat : c’est ce que l’on nomme la spécificité enzymatique. Une fois l’hydrolyse réalisée, l’enzyme libérée peut être réutilisée pour une nouvelle réaction.

 

II.3. LES GLANDES DIGESTIVES

 

II.3.1. LES GLANDES SALIVAIRES

 

Les glandes salivaires (sous-maxillaires, sublinguales et parotides) synthétisent la salive qui contient l’amylase salivaire. Cette enzyme dégrade l’amidon.

La salive facilite aussi la mastication et la déglutition.

 

II.3.2. L’ESTOMAC

 

L’estomac est un organe creux qui fait le lien entre l’œsophage et le duodénum.

-Les muscles stomacaux assurent le brassage du bol alimentaire et son transit vers le duodénum. Ce passage est contrôlé par un sphincter au niveau du pylore (partie terminale de l’estomac).

-Certaines cellules gastriques produisent un suc, qui prépare les aliments à l’absorption intestinale. Ce suc gastrique est constitué par : -l’acide chlorhydrique (HCl) qui transforme les protéines et stérilise les aliments.

-la pepsine, enzyme qui découpe les protéines en polypeptides.

L’estomac a donc une fonction glandulaire.

NB : un suc digestif est une substance liquide extraite ou sécrétée par un organe qui contient généralement des enzymes.

 

II.3.3. LE FOIE

 

Le foie est une glande qui synthétise le suc biliaire. Le suc biliaire contient :

- des substances nécessaires à la digestion des lipides

- des déchets du métabolisme (l’urée, la bilirubine)

Le foie possède d’autres rôles, notamment celui de stockage des glucides.

Le suc biliaire ne contient pas d’enzyme. Il facilite cependant la digestion des graisses en les émulsionnant (= en les réduisant en gouttelettes microscopiques), ce qui permet l’action des enzymes.

 

II.3.4. LA VESICULE BILIAIRE

 

Entre les repas, la bile produite par le foie (on appelle cholérèse cette production) est stockée dans la vésicule biliaire. L’écoulement se fait par les canaux hépatiques.

Pendant les repas, la bile s’écoule hors de la vésicule par le canal cystique et le canal cholédoque jusqu’au duodénum. La bile agit alors sur les graisses.

 

II.3.5. LE PANCREAS

 

C’est une glande à double fonction, assurée par des structures cellulaires différentes et indépendantes :

-Fonction exocrine : c’est-à-dire production d’enzymes qui passent dans le tube digestif (lipases, protéases, amylases).

-Fonction endocrine : c’est-à-dire production d’hormones qui passent dans le sang, par exemple, l’insuline.

 

II.3.6. L’INTESTIN GRELE

 

Certaines cellules intestinales produisent le suc intestinal contenant diverses enzymes (lipases, peptidases, sucrases) qui achèvent la digestion.

 

III. QUE DEVIENNENT LES PRODUITS DE LA DIGESTION ?

 

III.1. RESULTATS DE LA DIGESTION

 

Certains produits passent dans le sang ou la lymphe: c’est l’absorption intestinale. D’autres produits restent dans le tube digestif et sont éliminés : c’est l’excrétion.

 

ALIMENTS ENZYMES Résultats de la digestion

 

Protéines Protéases Acides aminés

Glucides Glucidases Glucose

Lipides Lipases Acides gras + glycérol

 

Vitamines, Pas de Vitamines,

Sels minéraux, H2 O. transformation. Sels minéraux, H2 O.

 

Fig. 1. Résultats de la digestion

 

La paroi de l’intestin grêle forme des replis (plus de 10 millions) richement vascularisés (nombreux vaisseaux sanguins). Ces multiples replis ou villosités de la paroi intestinale permettent de constituer au total une surface d’échange de 400 m² ; or, plus la surface d’absorption est grande, plus la quantité de nutriments absorbés est importante.

De plus, chaque repli intestinal est couvert à son tour de replis plus petits appelés microvillosités. Ce dispositif améliore l’absorption intestinale.

Le sang et la lymphe ne sont donc séparés du contenu liquide de l’intestin que par une mince couche de cellules intestinales.

Absorption intestinale par les microvillosités

Passage des nutriments dans le milieu intérieur jusqu’aux vaisseaux lymphatiques et sanguins.

Fig. 2. Structure de la paroi de l’intestin grêle

 

III.2. MECANISME DE L’ABSORPTION INTESTINALE

 

L’absorption intestinale est le passage des nutriments du milieu extérieur (tube digestif) vers le milieu intérieur (sang + lymphe).

Pour que le passage ait lieu, les nutriments doivent traverser les cellules de la paroi intestinale. Cela n’est possible que pour les molécules de petite taille, d’où la nécessité d’une simplification moléculaire : la digestion.

Selon leur nature, les nutriments rejoignent la lymphe ou le sang.

L’essentiel de l’absorption a lieu au niveau de l’intestin grêle, sauf pour l’eau, qui est aussi réabsorbée au niveau du gros intestin.

 

IV. ANATOMIE ET PHYSIOPATHOLOGIE DE L’APPAREIL DIGESTIF

 

 

PHYSIOLOGIE PATHOLOGIE

 

Cavité buccale Cavité buccale

Langue + dents = broyage des aliments (mastication) ; Bouche -> abcès

Glandes salivaires : début digestion (amidon par amylase) ;Dents -> carie

Pharynx Pharynx

Zone commune des appareils digestif et respiratoire. Pharyngite (angine)

Œsophage Œsophage

Zone de transit du bol alimentaire. Œsophagite

Estomac Estomac

- Muscles : brassage et contrôle du transit des - ulcère

aliments vers le duodénum (pylore). - aérophagite

- Glandes et cellules gastriques : début de la - gastrite

digestion des protides (HCl, pepsine).

Duodénum Foie

Zone carrefour de la digestion où se jettent les produits - cirrhose, hépatite

- du foie -> suc biliaire -> émulsion des lipides - jaunisse (ictère)

- du pancréas -> suc pancréatique -> digestion des : Pancréas

o Lipides (lipases) - pancréatite

o Glucides (amylases) - diabète à l’insuline

o Protides (protéases)

Intestin grêle Intestin grêle

- Muscles -> progression du bol alimentaire par parasitoses

contraction musculaire : péristaltisme. (ver solitaire)

- Glandes intestinales -> suc intestinal ->

digestion des glucides (sucrases diverses),

des lipides (lipases) et des protides (peptidases).

Résultat de la digestion : simplification moléculaire ; on obtient une bouillie d’aliments circulant dans l’intestin nommée chyme et composée de nutriments et de déchets.

Les nutriments (acides aminés, acides gras, glucose, vitamines…) sont absorbés ; ils passent dans le sang ou dans la lymphe : c’est l’absorption intestinale.

Les déchets passent dans le gros intestin.

Gros intestin Gros intestin

- Inactive les enzymes - appendicite

- Sa flore intestinale dégrade les résidus de la digestion - hernie

- Réabsorption de l’eau - dysenterie

Rectum Rectum

- Elimination des déchets - cancer : le plus fréquent

des cancers du tube digestif.

 

V. QUE DEVIENNENT LES NUTRIMENTS DU SANG ?

 

Les nutriments du sang ont plusieurs devenirs :

- Ils passent dans les cellules pour être utilisés : c’est l’assimilation.

- Ils sont mis en réserve.

 

V.1. L’ASSIMILATION

 

Les nutriments assimilés par une cellule permettent son fonctionnement (métabolisme cellulaire).

Le métabolisme cellulaire est l’ensemble des réactions biochimiques qui ont lieu dans la cellule.

Les nutriments (glucose) sont alors appelés METABOLITES et servent à la production d’énergie et à la construction de la matière vivante.

 

V.1.1. LA PRODUCTION D’ENERGIE DE LA CELLULE (CATABOLISME)

 

Les métabolites sont dégradés pour libérer de l’énergie. Les réactions chimiques de dégradation nécessitent l’utilisation d’oxygène : ce sont des réactions d’oxydation. On parle de respiration cellulaire.

Métabolites + O2 -------- Energie + déchets

(glucose, acides gras…) en présence de vitamines, sels minéraux, enzymes, eau.

L’ensemble des réactions de dégradation est appelé CATABOLISME.

L’énergie est présente sous différentes formes dans l’organisme :

- L’énergie chimique : stockée sous la forme de molécules appelées ATP –Adénosine Tri-Phosphate). L’ATP est utilisée pour le fonctionnement cellulaire et la contraction musculaire (énergie musculaire).

- L’énergie thermique : le métabolisme cellulaire produit de la chaleur. Elle permet le maintien constant de la température interne chez les animaux homéothermes.

 

V.1.2. LA CONSTRUCTION DE LA MATIERE VIVANTE (ANABOLISME)

 

Le jeune en croissance et l’adulte renouvellent sans cesse leurs cellules (multiplication cellulaire) et leurs molécules. Le renouvellement biologique nécessite des métabolites apportés par l’alimentation. La synthèse de nouvelle matière, appelée anabolisme, consomme de l’énergie ATP.

 

Exemple 1 : le renouvellement protéique

A partir des acides aminés, les cellules fabriquent leurs propres protéines sous le contrôle du programme génétique (ADN des chromosomes).

Acides aminés -------- Protéine nouvellement synthétisée

ATP, ADN (hormone, enzyme…)

Fig. 3. La synthèse protéique

 

Exemple 2 : le renouvellement des membranes cellulaires

Les membranes cellulaires sont constituées de phospholipides dont le renouvellement est rapide.

 

 

V.3.1. UTILISATION DES METABOLITES

 

/ --- Métabolites --- \

/ \

Catabolisme - Anabolisme

(dégradation) (synthèse)

\ / - Renouvellement ATP biologique

\ --- Energie --- /

\

Chaleur \ - Homéothermie

Fig. 4. Utilisation des métabolites

 

 

V.2. LA MISE EN RESERVE DES METABOLITES

 

Le renouvellement biologique est constant, tandis que l’arrivée des nutriments est intermittente (repas) : l’organisme doit donc effectuer des réserves. Ces réserves sont essentiellement énergétiques (glucides, lipides), mais peuvent aussi concerner d’autres substances (sels minéraux, vitamines). Les protides ne sont pas mis en réserve.

 

V.2.1. MISE EN RESERVE ET MOBILISATION DES GLUCIDES

 

Observation : la quantité de glucose sanguin (GLYCEMIE) est quasiment constante à 1 g/L même après un repas riche en glucides.

Explication : le glucose en excès est mis en réserve dans le foie et dans les muscles sous forme de glycogène.

La mise en réserve et la mise en circulation du glucose dans le sang sont contrôlés par des hormones (insuline, glucagon…).

L’HYPERGLYCEMIE est une hausse de la glycémie.

L’HYPOGLYCEMIE est une baisse de la glycémie.

Dans le cas d’une hyperglycémie, le pancréas libère l’insuline. Celle-ci favorise l’entrée du glucose dans toutes les cellules de l’organisme et le stockage par le foie, ce qui permet le retour de la glycémie à la normale.

 

V.2.2 MISE EN RESERVE DES LIPIDES

 

Ils sont mis en réserve sous forme de triglycérides dans le tissu adipeux. Le stockage s’effectue sous contrôle hormonal et il y a libération d’acides gras pendant les phases de jeûne.

 

 

 

VI. BILAN

 

Lors de la digestion le tube digestif (1) dégrade les aliments en nutriments pour permettre leur absorption (2). Les vitamines, les sels minéraux et l’eau sont directement absorbés.

Les éléments non absorbables constituent les déchets et seront excrétés (3).

Les nutriments sont, soit stockés (4), soit utilisés par les cellules (=assimilation) (5).

 

En résumé, les quatre mécanismes fondamentaux observés dans ce cours sont :

- La digestion : transformation des aliments en nutriments.

- L’absorption : passage des nutriments du tube digestif dans le sang.

- L’assimilation : passage des nutriments du sang dans les cellules.

- Le métabolisme cellulaire : utilisation des nutriments (métabolites) par les cellules.

Il faut préciser enfin que, comme toutes les fonctions de l’organisme, les diverses étapes de la digestion, ainsi que l’activité de tous les organes et de toutes les cellules intervenant dans ce processus sont coordonnées par le système nerveux et le système endocrinien.

 

ALIMENTS

(protéines, lipides, glucides) TUBE DIGESTIF

DIGESTION ENZYMATIQUE (milieu extérieur)

Déchets (3) NUTRIMENTS (2) (1)

EXCRETION ABSORPTION INTESTINALE

NUTRIMENTS SANG ou LYMPHE

(ac. aminés, ac. gras, glycérol, glucose, vitamines, sels mx, eau) (milieu intérieur extracellulaire)

STOCKAGE (4) ASSIMILATION (5)

Stockage (sous contrôle des METABOLITES : CELLULES

hormonal) des nutriments - Glucose (production d’énergie, ATP) (milieu intérieur

dans les tissus de réserve : - A. aminés intracellulaire)

FOIE + MUSCLES (renouvellement des cellules, croissance)

(stockage du glycogène) - A. gras

TISSU ADIPEUX (production de chaleur, homéothermie).

(stockage des triglycérides)

METABOLISME CELLULAIRE

 

 

 

CONCLUSION : RESUME

 

La digestion est la transformation des aliments (lipides, protides, glucides) en molécules simples (acides gras, acides aminés, glucose) capables de passer dans la circulation (sang ou lymphe) jusqu’aux cellules.

La digestion a lieu dans le tube digestif et met en jeu des phénomènes mécaniques et chimiques (hydrolyse au moyen de catalyseurs biologiques : les enzymes).

L’eau, les sels minéraux et les vitamines ne sont pas transformés.

La digestion commence dans la bouche (mastication et action enzymatique).

Elle se poursuit dans l’estomac (brassage du bol alimentaire, où l’action de l’acide chlorhydrique stérilise et décompose les aliments. Les glandes gastriques sécrètent en outre une enzyme qui digère les protéines : la pepsine).

Dans l’intestin grêle, les enzymes intestinales, les sucs biliaires et les sucs pancréatiques fragmentent encore le bol alimentaire pour donner naissance au chyme.

Le chyme est constitué :

- de nutriments (eau, sels minéraux, vitamines, glucose, acides aminés et acides gras) ; ces molécules élémentaires sont absorbées au niveau des villosités intestinales, et passent dans le sang ou la lymphe.

- de déchets (substances qui restent dans le tube digestif jusqu’à leur élimination).

Les nutriments absorbés sont alors soit stockés (dans le foie, les muscles ou le tissu adipeux), soit assimilés par les cellules du corps pour produire :

- de l’énergie sous forme d’ATP (catabolisme)

- de nouvelles molécules de remplacement (anabolisme)

- de la chaleur pour maintenir le corps à température constante (homéothermie).