Physio animale Fonctions-2

Physiologie animale S5 L3 : Les grandes fonctions (suite) Chapitre 5 : Excrétion Structure macroscopique C’est une fonction de purification du sang et d’élimination des déchets grâce à la fabrication de l’urine, c'est-à-dire la diurèse. C’est l’excrétion. Chez le mammifère, elle est assurée par les reins, et rapidement on commencera par la structure macroscopique. Le rein a une structure en forme de haricot, on dit de forme réniforme. Les 2 reins ne sont pas solidement attachés dans l’organisme, mais noyés dans le tissu adipeux dorsal. C’est dangereux dans le cas d’un taux de graisse trop faible, les reins tombent, c’est la ptose rénale. Pendant la gestation, l’utérus pousse les reins vers le haut, et l’attache du tissu adipeux se défait. C’est encore une ptose rénale. Ils pèsent environ 150 g chacun, et il y a une légère dissymétrie, le rein droit est un peu au dessous du gauche. Il y a dessus un couvercle surrénal. Le cortex rénal est de couleur rouge sombre, et plus au centre, la médula (moelle), est de couleur plus claire que le cortex. Cette subdivision est très sommaire. Le cortex cortical, ou cortex corticis, est une partie qui pénètre la médula, en sombre sur le schéma, pénètre en profondeur, par différence au cortex rénal. Les parties qui pénètrent sont les colonnes de Bertin. Entre ces colonnes, des parties de moelle en forme de pyramide, appelées pyramides de Malpighi, sont des canaux allongés, parallèles les uns aux autres. On les appelle aussi tubes de Bellini, ou collecteurs. Ces tubes se dirigent tous vers une région, appelée papille rénale, percée de trous, area cribosa, embouchure de ces tubes de Bellini, collecteur. Ces tubes débouchent sur un espace en forme de calice, ce sont des petits calices. Chez l’homme une dizaine d’entre eux se regroupent en calices secondaires, ou grands calices, qui se regroupent de nouveau, en un réservoir plus important, un petit bassin, un bassinet. Il va ensuite se rétrécir et sortir du rein, dans cette région creuse, le hile du rein. Dans cette zone du hile ou le bassinet sort sortent les vaisseaux sanguins, les nerfs des reins, les vaisseaux lymphatiques, et tout ce bloc s’empacte sous la forme de pédoncule rénal. A la périphérie, ces reins sont enveloppés d’une capsule rénale, et cette capsule est constituée de structures, de fibres conjonctives, qui, pour une fois, n’est pas accompagné de fibres élastiques, ou alors en faibles quantités. Pour une fois on a un tissu essentiellement composé de collagène, et pas d’élastine, et donc cette paroi sera très solide mais peu extensible, d’où, dans le cas d’eau stagnante dans les reins, ou de calculs rénaux, les reins gonflent, ce qui est très douloureux, on parlera alors de coliques néphrétiques. En dessous, les tissus rénaux sont composés d’une succession de tubes rénaux, mélangés aux vaisseaux sanguins, aux nerfs, et à des cellules interstitielles, qui sont dans les espaces. La vascularisation est un peu originale, au niveau du hile, c’est l’artère rénale qui pénètre, et qui se subdivise en artères inter-lobaires, et en changeant d’angle, devenant des artères arquées ou arciformes. Vascularisation rénale Ces artères arquées vont se ramifier et donner des artères inter-lobulaires, elles vont aller au niveau des tubes rénaux, pour faire un premier réseau capillaire. L’artère qui forme ce réseau est l’artère afférente, et de ce capillaire ne va pas partir une veine, mais une artère efférente, qui va, au niveau du reste du tube, reformer un vrai réseau capillaire, classique, péri-tubulaire (à coté de). Sortant de ce réseau, on peut trouver des veinules, homologues des artères, des veines inter-lobulaires, qui deviendront arquées, inter-lobaires, et enfin des veines inter-rénales. Une autre situation se présente, dans laquelle l’artère efférente descend directement dans la médula, et forme une anse pour remonter de nouveau, et former des vaisseaux droits, vasa recta. Ils ont un coté artériolaire et un coté veineux. On donne des noms à ces différents éléments, le premier système est appelé anses capillaires : Corpuscule de Malpighi et coupe d’une paroi capsulaire C’est un système porte artériel. Les reins sont très innervés, notamment l’innervation orthosympathique, qui part des vertèbres dorsales 4 jusqu’aux vertèbres lombaires 4. L’innervation parasympathique existe, mais son effet est modéré. Le réseau lymphatique est très dense. Le Néphron Morphologie Structure du néphron On dit que c’est le rein élémentaire, si l’on compte le nombre de néphrons, on arrive à 1 250 000 néphrons par rein, et donc on considère le rein comme un ensemble de néphrons. Le néphron commence par un tube qui s’élargit. On l’appelle capsule de Bowman, c’est un tube aveugle. Ce que l’on a appelé artère afférente est constitué d’anses capillaires. L’artère afférente entre et ressort par l’artère efférente. Le bloc formé par le réseau capillaire et la capsule forment le glomérule de Malpighi. Ce sont des anses capillaires, un peu anastomosées. On trouve des cellules interstitielles : les cellules mésengiales. Compte tenu de la structure il arrive qu’on isole tout ce bloc (capsule + glomérule), ce qui constitue le corpuscule de Malpighi. Ce capillaire mesure jusqu’à 100 microns de diamètre, contre 10 d’habitude. Il y a de plus des pores dans ces capillaires. La pression intérieure est plus élevée que d’habitude, jusqu’à 70 mm Hg, contre 15 à 25 habituels. C’est ce qu’on appelle le système porte. La pression de ce corpuscule est relativement élevée. Le tuyau va continuer, mais il va être très tordu, dans tous les sens, d’où le nom de tube contourné proximal. C’est un tube constitué de cellules polarisées (côté apical avec microvillosités et un côté basal). Il est très riche en mitochondries, ce sont des cellules au métabolisme très actif, la mitochondrie fabriquant beaucoup d’énergie. Ce tube devient de moins en moins contourné, jusqu’à une partie du tube qui est appelée tube droit, ou pars recta, qui va se rétrécir brutalement, pour aller en direction de la médula, et remonter, en épingle, pour former l’anse de Henlé, avec une partie ascendante, et une partie descendante. Ensuite, la partie ascendante grossit de nouveau, redevient contourné, c’est le tube contourné distal, qui est la 2ème partie de l’anse de Henlé. Il y a encore des microvillosités, mais moins architecturées. Cytologie du néphron Ce tube se termine et se vide enfin dans les tubes de Bellini, collecteurs, qui collectent l’urine provenant de plusieurs néphrons. Le tube contourné distal passe à coté des artères, la paroi tubulaire va s’épaissir, on appelle cette tâche macula densa (tâche dense). Disposition spatiale Disposition spatiale du néphron Le tube proximal et le tube distal sont dans le même plan, alors que l’anse sort de ce plan. Les tubes et collecteurs sont orientés vers la médula, alors que le corpuscule est un peu plus haut. On peut donc étager les néphrons. Tout ceci nous permet de voir un appareil, logé dans cette région : l’appareil justaglomérulaire. corpuscule de Malpighi montrant l’appareil juxtaglomérulaire L’appareil juxtaglomérulaire Coupe du corpuscule de Malpighi montrant l’appareil juxtaglomérulaire C’est un appareil situé à proximité de la tête du néphron. Dans cette région, la paroi de l’artère subit une modification : les cellules ne sont plus plates, elles se sont épaissies : ce sont les cellules juxtaglomérulaires. Les cellules mésengiales vont migrer, et à ce niveau on les appelle cellules interstitielles, tout simplement. Cet ensemble va se débrouiller pour former une hormone, la rénine, qui a la possibilité de transformer une protéine plasmatique qui circule, que l’on dénomme angiotensinogène. Celle-ci va se transformer en angiotensine I, qui n’a presque pas d’activité, mais qui deviendra angiotensine II, qui a une activité pressive, grâce à une enzyme de conversion. Enfin, elle pourra devenir angiotensine III. Quand il y a un minimum de pression à l’intérieur, la rénine aide à monter la pression à l’intérieur des reins, mais elle aura aussi une activité pressive globale, puisque c’est une hormone. Chez certaines personnes qui font de l’hypertension, on peut bloquer cette enzyme, par des IEC, inhibiteurs de l’enzyme de conversion. Dans ces cas là, l’hypertendu retrouve une pression normale. Physiologie rénale - Formation de l’urine Si l’on reprend le néphron, notamment au niveau de la tête du néphron, il y a une pression hydrostatique (de liquide) assez élevée. La physiologie capillaire va faire en sorte qu’il y ait une sortie de liquide, PH = 70 mm Hg. PO est identique à la normale. La quantité de liquide qui va sortir va être beaucoup plus importante. La pression est donc anormalement élevée, et les capillaires, au lieu de faire des jonctions classiques, vont faire des fenêtres de 100 nm (contre 10 habituels), ce qui va permettre une grosse sortie de liquide. La paroi est constituée de cellules appelées podocytes. Le liquide qui sort au niveau du glomérule va rencontrer les cellules de la capsule de Bowman. Le liquide gagne facilement l’espace capsulaire (rentre dans la capsule). Le volume total n’est pas négligeable, si on compte tous les néphrons, constituant l’urine primaire. Filtration glomérulaire La clairance, ou clearance, C, d’un produit (clear) par le système rénal : coefficient d’épuration d’un produit. On a une filtration du plasma. En fait, c’est une ultrafiltration (les pores ne font que 100 nm). Les grosses molécules ne passent pas. L’albumine ne passe pas. Après cette filtration, un certain nombre de produits vont suivre le tube contourné distal. Les produits qui viennent d’être filtrés vont repasser du tube rénal vers le sang. On a l’impression que cette filtration sera suivie plus tard par un retour, ces produits quittent les tubes rénaux, et retournent d’où ils viennent, le sang réabsorbe ce qu’il avait éliminé, c’est la réabsorption. D’autre produits, qui n’ont pas été filtrés, qui étaient dans le sang, le quittent, et vont vers le tube, sans rien avoir à voir avec la filtration, ils iront directement vers le tuyau rénal, le néphron, on a l’impression que le sang sécrète dans le tuyau rénal. Si l’observateur est dans le sang, la concentration plasmatique dans le temps, en injection par voie intraveineuse dans le sang, élimination du produit, par filtration, éventuellement réabsorption, et éventuellement sécrétion. Cette mesure est relativement imprécise et longue à mettre en place. Un chercheur a alors inventé une notion abstraite, plutôt que de raisonner dans la réalité, on considère que si tout le sang de l’individu est représenté par un grand volume, une partie de ce volume est débarrassé de produit par unité de temps. Ce volume est appelé clearance. Si l’on connaît la concentration plasmatique, on peut calculer la quantité q de produit dans ce volume virtuel. Par définition, c’est ce volume qui a été débarrassé par unité de temps, il passe donc du coté du néphron. C = V x [U] / P Dans toute cette relation, C, que l’on ne connaît pas, est l’objet de la recherche. On peut, en prélevant une quantité de sang, ou en prélevant de l’urine, mesurer la clearance, et on obtient C. C’est le volume débarrassé par unité de temps. Si pour déterminer ce C, on choisit un produit qui sera débarrassé par unité de temps, on a le choix. Si l’on choisit le produit qui sera filtré, on s’arrange pour que ce produit ne soit pas réabsorbé après la filtration. On choisit aussi qu’il ne soit pas sécrété. Le plus utilisé, pour des critères de pratique, est l’inuline, polymère de fructose, dont la taille permet la filtration, mais pas la réabsorption ou la filtration. A ce moment, on peut mesurer le niveau de filtration, c'est-à-dire tous les volumes de clearance, mis bout à bout, c’est la capacité de filtration, la capacité rénale primaire. Chez l’homme, cette clearance est de 125 mL.min-1, donc toutes les minutes, ce volume virtuel est débarrassé d’inuline. On choisit ensuite un produit que va être filtré, et on se débrouille pour que tout passe dans le néphron, il ne faut pas qu’il en reste de l’autre côté. Celui qu’on utilise est un dérivé de l’acide hippurique, aminé en position para, c’est le PAH (para aminohippuric acid). Quand il passe dans cette zone, tout quitte le sang et se retrouve dans le tube rénal. On mesure ainsi le débit sanguin rénal. Si on le fait, la clearance de PH est de 650 mL.min-1. C’est la clearance maximale. La clearance sur 24 h fait 180L. Formation de l’urine définitive Réabsorption et sécrétion tubulaire Sur les 180 litres filtrés en 24 heures, seulement 1,5 litres sont rejetés à l’extérieur. Ce sont les différences de pression entre le tube et le milieu interstitiel qui fait que le liquide sort. So les pressions s’équilibrent, le liquide ne sort plus : approche du « stop flow ». La technique de micro-perfusion permet d’étudier ces flux. On peut aussi simplement introduire un cathéter, dans différentes régions. La glycémie du sang est d’environ 1 g.L-1, au niveau de l’artère afférente, et par ces techniques, quand on mesure la concentration en glucose, dans l’urine primaire, on constate que ce taux est proche de la glycémie, et curieusement, quand on va plus loin, le taux tombe à zéro. La concentration urinaire peut être représentée ainsi : En faisant une surcharge en glucose, on administre du glucose en quantité, et la courbe commence à remonter, l’usine commence à contenir du glucose. Cette courbe, de type saturation, signifie que le système de transport de glucose est saturé, c’est la glucosurie. On peut bloquer les transporteurs de glucose en mettant de la phloridzine dans le milieu. Les phosphates sont en général réabsorbés, mais cette fois-ci, la réabsorption est contrôlée par des hormones, notamment la parathormone, qui fonctionne en même temps que la calcitonine, et leur impacte se fait sur le tube rénal, pour faciliter ou pas l’absorption de calcium. Ils risquent cependant de précipiter, étant proches du taux de précipitation. Les ions, et notamment le sodium, seront réabsorbés par le tube contourné proximal, et cette absorption de sodium accompagné d’une réabsorption de chlorure, et ces 2 réabsorptions vont entrainer une réabsorption d’eau. Dans les faits, si l’on prend la paroi des vaisseaux sanguins, toute cellule a 2 faces, la face apicale et la face basale, et le sodium va utiliser un système de transport pour entrer dans la cellule, les chlorures vont suivre, et l’H2O aussi. Donc ils entrent d’abord dans la cellule, du côté luminal, et ensuite, le côté anti-luminal reprend en charge ce sodium pour le faire sortir. Le besoin d’énergie est donc gigantesque. Ce transport se fait contre le gradient de concentration. Le potassium subit une sécrétion essentiellement dans le TCD. On a également une sécrétion de protons H+ dans l’urine ce qui acidifie le milieu. L’urée, produit de dégradation des protéines, est un produit de faible poids moléculaire et est donc filtrée. Cette urée va suivre le mouvement d’eau, tout le long du néphron. Il va être également réabsorbée (car elle suit l’eau). La diurèse devra être augmentée pour éliminer l’urée en plus grande quantité. Si on regarde l’ensemble du rein, il y un mécanisme de concentration de l’urine. Mécanisme de concentration de l’urine Si on regarde un peu les mouvements globalement, l’urine finale est hypertonique. Au niveau de la capsule de Bowman, l’urine était isotonique. L’eau et les sels sont absorbés en même temps dans le TCP ce qui fait que l’urine est toujours isotonique. A partir de la anse de Henlé, au niveau de sa partie descendante, il y a un gradient d’osmolarité ente le haut et le bas du tube. A l’extérieur du tube, On passe de 300 milliosmoles à 1200 milliosmoles : on appelle ce gradient, le gardien cortico-papillaire (nom dû au structures rénales). La paroi de l’Anse de H. est perméable à l’eau. Celle-ci sort alors de l’urine vers le milieu. Du coté de l’anse ascendante, l’urine commence à rencontrer des zones plus isotoniques. Cependant, la paroi de la partie montante de l’Anse de Henlé est imperméable à l’eau. En revanche, cette paroi contient des transporteurs au sodium, qui le fait sortir de l’anse. Le milieu interne au tube est alors hypotonique. C’est un système à contre courant, il a permis une concentration du liquide dans les tubes rénaux. Au niveau du TCD, vont intervenir des hormones pour favoriser la sortie d’eau, l’ADH (antidiurétic hormon) ou vasopressine. Elle ouvre des pores, au niveau du TDC, qui vont favoriser l’élimination de l’eau. C’est une réabsorption facultative. A la fin du TCP, il ne reste que 33% d’eau. A la fin du mécanisme de l’anse de Henlé, il ne reste que 15 à 20% de l’urine initiale. Au niveau du TCD, on a réabsorption grâce à l’ADH. Au niveau du collecteur, il y a à nouveau un réabsorption d’eau régulée par l’ADH. Régulation des paramètres du milieu intérieur Tous les liquides du milieu intérieur est sous contrôle direct des reins. Des hormones comme l’ADH vont être les maitres d’orchestre. La vasopressine est produite par les noyaux supra-optiques et les noyaux para-ventriculaires. Lorsque l’on détruit l’ADH ou ces noyaux, on observe ce qu’on appelle une polyurie, car la réabsorption facultative diminue. Une hormone surrénale, va agir également, l’aldostérone. Lorsque l’on fait une surénalectomie, on observe une perturbation de la diurèse. Il se produit une hyponatrémie (sodium), une hypochlorémie (chlore) et une hyperkaliémie (potassium). Cette hormone est une minéralo-corticoïde, un dérivé de cholestérol, qui règle le taux d’ions dans l’organisme notamment de sodium, de chlorure et de potassium. Chapitre 6 : La digestion Généralités Les mammifères ont besoin d’absorber des matières simple : cependant, on absorbe de nombreuses matières complexes. La digestion se fait par une série de tubes. Histologie du système digestif : Coupe de l’intestin montrant les valvules et les villosités (a) Lumière Tunique muqueuse composée, de plusieurs couches cellulaires : une première couche cellulaire épithéliale, avec des glandes intramurales de temps en temps. La deuxième assise, est dite conjonctive, elle est composée de fibres conjonctives (élaborées par des fibroblastes). Ensuite, une musculature de la muqueuse ou muscularis mucosae est constituée de 2 couches : une circulaire et une longitudinale. Elle n’est pas très épaisse. Elle assure les mouvements propres de la muqueuse, les mouvements régionaux. En dessous de cette première tunique muqueuse, il y a cette couche plus ou moins homogène appelée sous-muqueuse, ou celluleuse, c’est encore du tissu conjonctif et élastique, plus abondant que dans le cas précédent, et à l’intérieur de cette tunique celluleuse, une distribution de vaisseaux sanguins, de vaisseaux lymphatiques, et aussi de nerfs forment cette tunique. En dessous, la tunique musculeuse, dont le nom est significatif, est plus développée que la précédente, ce sont des muscles dits lisses (dans les cas précédents aussi). Les cellules n’ont qu’un noyau axial. Les myofilaments ne sont pas parallèles les uns aux autres, il y a toujours un petit décalage, ce qui fait différer la puissance développée. Les cellules sont unies par des jonctions à Conexine, c'est-à-dire possibilité de transfert de l’influx à la voisine. Il y a une couche circulaire tout autour, et une couche longitudinale. Ces deux couches sont plus épaisses que précédemment. Dans certains cas, une couche oblique s’ajoute à ce système. Cette musculature entraine des mouvements non plus locaux, mais des mouvements d’ensembles, sur plusieurs dizaines de centimètres. Une 4ème structure, appelée adventis, est une séreuse. L’ensemble de ce système est sujet à une motricité. Il y a une innervation intrinsèque qui est à l’origine de mouvements réflexes locaux sur quelques centimètres. Il y a formation de synapses localement. Il est dans le système nerveux central, là aussi un système de fonctionnement de type réflexe, c'est-à-dire que des afférences vont quitter la lumière et aller dans le SNC. Ils vont détecter la mécano-réception (l’étirement), des chémorécepteurs. Les centres nerveux sont quelque part dans l’encéphale, et ils // voir cours Jean La cavité buccale et le pharynx Anatomie de la cavité buccale C’est une cavité délimitée par les joues, par la voute du palais, et par le plancher, dans lequel s’insère un muscle puissant et très souple, la langue. Déglution Dans cette cavité, 2 os, l’un, solidaire du rocher, en haut, et un autre en bas. Ce sont les maxillaires. Sur les os, on trouve les dents, dont la partie extérieure sera visible, la couronne, et la partie intérieure, la racine dentaire, sera scellée dans des alvéoles, trous dans les os. La couronne est constituée d’ivoire recouvert d’émail, la racine est également de l’ivoire, mais recouvert de cément, matière qui ressemble à de l’os, à la différence de l’ivoire, matière inerte constituée de calcium. Les deux matières sont particulièrement unies. Dans la dent on trouve une cavité remplie de tissu conjonctif, la pulpe dentaire, dans laquelle vont se distribuer les vaisseaux sanguins, le nerf de la dent. Pour stimuler ce nerf, il faut le faire longuement, car l’ivoire protège le nerf. On le fait la plupart du temps par le froid. Chaque espèce a sa formule dentaire spécifique, qu’on compte par demi-mâchoire. Chez l’homme, on trouve 2 incisives, 1 canine, 2 prémolaires et 3 molaires. On obtient au total 32 dents. Les dents ont une croissance discontinue, on a une première génération de dents, puis une deuxième, définitive. Chez le lapin, les dents poussent en continu. La cavité buccale assure la mastication, elle réduit les aliments en petits fragments. Le maxillaire supérieur est fixé, alors que le maxillaire inférieur peut faire des mouvements de haut en bas et de bas en haut. Les dents Le muscle digastrique permet de faire baisser le maxillaire inférieur, des muscles permettent de remonter et sont appelés masséter et temporaux. Un liquide se forme, la salive, pour former une pâte, façonnée par la langue, pour constituer le bol alimentaire. Une fois constitué, il est renvoyé dans la suite du tube digestif, et plus précisément dans l’œsophage, par un mouvement de déglutition. C’est un mouvement réflexe à l’origine, dominé par la volonté, dans la région bulbaire. Le pharynx et la déglutition Le pharynx comporte 3 parties, la première, à la suite du nez, est le nasopharynx, en dessous on a l’oropharynx, et en bas on trouve le laryngopharynx. L’oropharynx entre en contact avec le bol alimentaire, le détecte, et déclenche un mouvement réflexe qui consiste à remonter et fermer les fosses nasales avec la voute du palais. Le pharynx remonte, l’épiglotte descend, et le bol alimentaire n’a plus le choix que de descendre dans l’œsophage. Tout ceci constitue le réflexe. Les deux centres (respiration et déglutition) se synchronisent. On peut avoir des troubles de la déglutition, ce mouvement se dérègle. Les glandes salivaires Organisation Dans cette cavité buccale il y a 3 paires de glandes salivaires : Les parotides sont à droite et à gauche de la paroi, sous l’oreille. Ce sont des glandes exocrines. Elles doivent faire sortir leurs excrétions, par le canal de Sténon. Les glandes sous maxillaires se déversent dans le canal de Whorton Les glandes sublinguales se déversent dans le ??? Elles produisent 90% de la salive. D’autres glandes, dans la paroi, se trouvent un peu partout, elles sont dispersées dans la cavité buccale. Elles produisent 10% de la salive. Les acini (glande de l’acinus) vont sécréter une pâte, sécrétion visqueuse voir solide, que l’on va appeler grain de zymogène. Ils vont se dissoudre dans la lumière glandulaire et constituer la salive, après dissolution. Activité des glandes salivaires Composition de la salive Cette salive a une activité. Elle est constituée d’eau, de substances minérales, de substances organiques. Il y a dans un premier temps sécrétion d’une salive primaire, de composition voisine de plasma, qui va être remaniée à l’intérieur du tuyau des acini, et constituer une salive moyenne, qui contiendra beaucoup de sodium (Na+), du potassium (K+, taux plus élevé que dans le plasma), une sécrétion de potassium a été produite, de l’hydrogénocarbonate (HCO3-), des iodures (sels d’iode). Le pH est relativement neutre, légèrement basique (7,4 à 7,5). En général, elle est hypotonique au niveau terminal. Si l’on mettait un cathéter au niveau des canaux de Sténon, on constate que la composition de cette salive sera proche de celle du plasma, c'est-à-dire qu’il y aura un taux de potassium et de sodium proches de ceux du plasma, les remaniements ne se font plus. La salive dérive bien du plasma sanguin, sauf concernant les protéines, il n’y en a que peu dans la salive. On ne trouve par exemple que le NGF ou d’autres protéines de ce type. Les glandes salivaires sont très vascularisées, permettant cette filtration. Il y a une double innervation, une première cible la fonction glandulaire, elle va s’orienter vers la production de salive, elle comprend un système par le parasympathique, via l’acétylcholine, cette première innervation va activer la production de salive. Pour arrêter la production de salive, il faut bloquer le système à acétylcholine, en prenant de l’atropine, dans la cavité buccale, on va bloquer le système cholinergique, les récepteurs muscariniques, pour éviter les problèmes d’étouffement avec la salive. Dans le cas de problème de bouche sèche, on peut inhiber l’acétylcholinestérase, enzyme de destruction, par l’ésérine. Dans ce premier type d’innervation, une orthosympathique, qui n’est pas tout à fait opposée au parasympathique, cible les muscles associés aux glandes salivaires (plus précisément au niveau des canaux), formant des fibres myoépithéliales, qui vont se contracter, et éjecter la salive à l’extérieur. En cas de stress, l’orthosympathique prend le dessus, la salive devient rare, la bouche devient sèche, la salive devient épaisse, et c’est à ce moment qu’on a besoin de la contraction des fibres. Une deuxième innervation cible la vasomotricité parasympathique, provoque la vasodilatation dans les vaisseaux sanguins des glandes salivaires, entrainant une interaction chimique, qui forme une kinine : le Kininogène, qui va être transformé en bradykinine, et cette transformation a lieu grâce à la kallikréine. L’orthosympathique va vasoconscrire le système. L’?-amylase dégrade des polymères d’?-glucose. Le lysozyme dégrade toutes sortes de choses. Un composé constitué de glycoprotéines, appelé mucopolysaccharides, de taille élevée, ce qui fait qu’elle a une propriété de lubrifiant du tube digestif. Le nerve growth factor (NGF) est nécessaire au développement pendant la croissance embryonnaire, mais aussi pour le maintient des neurones. Dans les glandes salivaires on peut aussi trouver des sortes de protéines plasmatiques du système immunitaire, ce sont des immunoglobulines, les IgA. Activité enzymatique de la salive La ptyaline est de l’amylase salivaire, fonctionne a un pH optimal de 6,9, est activée par les ions chlorure (sodium dans le plasma). Quand on soumet un polymère de glucose à l’?-amylase, elle n’est pas capable de couper aux extrémités, elle coupe à l’intérieur. On l’appelle endo-amylase. Elle va hydrolyser les liaisons 1-4 des polymères glucidiques. De cette façon, elle va transformer les polymères linéaires en maltose (2 glucose), en maltotriose (3 glucose). Quelques fois dans ces polymères, on trouve des ramifications 1-6, et une nouvelle chaine dérivant de là. La chaine est ramifiée. L’?-amylase va alors couper tout autour, les liaisons ? 1-6 sont appelée dextrines, et quand elles seront réduites au maximum, elles seront appelées dextrines limites. Le lysozyme va couper les liaisons osidiques inhabituelles, notamment celles de l’acétylglucosamine, ces glucides étant les constituants de la paroi des bactéries, nécessaire à la vie des bactéries, mettant en œuvre son activité bactéricide. Voilà le pouvoir des enzymes de la paroi. Absorption Tout ce que nous avons évoqué est relativement peu efficace, car le temps de contact est court entre l’enzyme et le substrat. Suivant le médicament, on nous demande quelques fois de le garder dans la bouche. Mais si l’on absorbe du cyanure, il pénètre dès la cavité buccale. Œsophage C’est le conduit qui conduit le bol alimentaire de la cavité buccale à l’estomac, chez l’homme il mesure environ 25 cm de long. A vite, son diamètre est de l’ordre de 5mm, et il peut se dilater et atteindre jusqu’à 12 mm de diamètre. Il va déboucher dans l’estomac, dans la partie du haut, le cardia. Il va être contrôlé par des systèmes de sphincter. Les 4 couches se retrouvent, il y a une bonne séreuse, qui délimite l’extérieur de ce tube. Des glandes oesophago-gastriques fabriquent du mucus, qui va servir de lubrifiant au bol alimentaire. Pour comprendre comment il fonctionne, on étudie sa motricité. Le système nerveux intrinsèque joue dans les 2 sens, inhibition et activation. On admet que le bol alimentaire est renvoyé à l’œsophage, et par un jeu de ces neurones intra-muraux qui détectent les étirements, provoquent une contraction ordonnée de ce tube, en amont de ce bol on trouvera une contraction des muscles, et en aval, les fibres se dilatent. 1003302032000Ce péristaltisme œsophagien permet de déplacer le bol alimentaire dans l’œsophage. Il est aidé par la pesanteur, qui va aider les aliments à descendre dans l’œsophage. On a un contrôle nerveux global. Le détecteur détecte une osmolarité solide, le bol est relativement compact, et le premier réseau de sphincters va laisser passer le bol, et assure le péristaltisme jusqu’au cardia, qui va s’ouvrir et laisser passer le bol, alors que le premier réseau se referme et empêche un second bol de passer. Si l’on force le système, 2 bols vont s’engager, et on aura des désagréments qui se produisent parce que 2 péristaltismes se produisent. Pour un bol liquide, on peut consommer de grandes quantités car les 2 restent ouverts, reliant ainsi directement l’estomac. Pour faire passer une canule dans l’œsophage, il faut le feinter en faisant d’abord couler un liquide, ouvrant les 2 systèmes. L’estomac Aspect morphologique, histologique et cytologique C’est un sac qui a une forme de J. On distingue la grande courbure et la petite. Sa capacité est de 1,5 litre. La zone supérieure où arrive le cardia est appelé le fundus ou poche à air (aérophagie dans le cas de surplus d’air). Le corpus, la grosse partie de l’estomac, se poursuit par l’antre stomacal, qui est connectée au reste du tube digestif par un puissant sphincter, le pylore. Il y a un grand brassage du tube digestif. L’adventis (paroi de l’estomac) est bien pourvu en séreuse et s’appelle le péritoine. La muqueuse stomacale est relativement accidentée. Les glandes exocrines avec des cellules de la paroi, les cellules principales, du coté de la lumière glandulaire, sont à la bordure de la paroi, d’où le nom de cellules bordantes. Ces glandes vont entre autre sécréter un mucus abondant et structuré, mais surtout qui va servir de protection de l’estomac, notamment contre l’acidité que cette paroi est capable de fabriquer. Cet acide est fabriqué par des cellules bordantes, il s’agit de l’acide chlorhydrique. Par son métabolisme, elle fabrique du CO2, qui va d’abord se dissoudre, et former du H2CO3, qui va se fixer à un H+, et sortir. C’est de cette manière que l’estomac peut produire cet acide, et descendre le pH jusqu’à 1. Parallèlement à la fabrication d’acide chlorhydrique, ils vont fabriquer une substance, le facteur intrinsèque, qui va permettre l’absorption de certains composés, notamment celle de la vitamine B12, au point que dans le cas d’une défaillance, on peut avoir une anémie (B12 nécessaire à hématopoïèse). C’est le cas des ulcéreux. Une enzyme sera produite, le pepsinogène, à l’origine de la pepsine, enzyme protéolytique. La vascularisation est très importante, un gros vaisseau, le tronc cœliaque, va envoyer une ramification vers la grande courbure et une vers la petite, et quand ce vaisseau arrive dans le péritoine, il va constituer un réseau anastomotique, une enchevêtrement de vaisseaux sanguins. Il va se former un premier plexus dans le péritoine, un enchevêtrement de ponts vasculaires. De ce premier plexus vont partir, perpendiculairement à la paroi, d’autres artères et veines, qui vont constituer un 2ème plexus, sous-muqueux, qui vont reformer des ramifications vers la muqueuse. Il y a à ce niveau un réseau lymphatique important, qui va prendre en charge toute la lymphe de la paroi stomacale, une innervation orthosympathique et parasympathique, le parasympathique, par le nerf vague, augmentant l’activité motrice et sécrétrice de la paroi stomacale, alors que l’orthosympathique va inhiber. Dans le cas d’une vagotomie stomacale, on peut couper des ramifications du vague, pour diminuer les sécrétions. Vascularisation et innervation Sécrétion gastrique Le suc gastrique // Manque début du cours Inhibition de la sécrétine Facteurs intervenant dans la sécrétion Les expériences de Pavlov : On sectionnait l’œsophage d’un chien, qu’on appelle l’œsophage de Pavlov, idem pour le petit estomac de Pavlov, ou l’intestin de Pavlov. A différents endroits du tube digestif, on essaie de voir ce qu’il se passe. On cible le gastrique ici. Pavlov a fait faire par Zymanovsky un repas fictif, sauf qu’au milieu, le repas ne continue pas le trajet. Pavlov a récupéré les sucs. Pendant ce repas fictif, la sécrétion gastrique augmente. On peut faire plusieurs hypothèses : voie nerveuse ? Voie hormonale ? Quand on présente aux yeux de l’animal un repas qu’il aime, ces sécrétions augmentent pratiquement dans les mêmes proportions. Par contre, dans le cas d’un repas qu’il n’aime pas ou n’est pas habitué à manger, il y a inhibition. Avec tout cela, on a définit les phases de la sécrétion : Phase de déclenchement (=phase céphalique) : 45% de la sécrétion des sucs gastriques Phase stomacale : 45% aussi Phase intestinale : 10% On a ainsi démarré toute une série d’expériences. Aspect enzymatique de la sécrétion On a parlé de pepsine pour citer les enzymes. Elle était à l’état de coenzyme : le pepsinogène. Par catalyse par une protéase, le pepsinogène devient de la pepsine. Cette coupure est facilitée par le HCl. La pepsine est une endopeptidase. La présure est une endopeptidase aussi, elle va agir sur le lait, et plus précisément sur le caséinogène, qu’il va transformer en caséine. Cette caséine formée en présence de calcium va constituer un réseau pour enfermer les gouttelettes lipidiques du lait. L’exsuda sera la lactalbumine et les lactoglobulines qui seront utilisés notamment chez le nouveau né. Les lipases sont des tributirases, elles sont capables d’attaquer des acides gras de petite taille (une dizaine de carbones). Absorption – Vidange L’absorption est modérée, bien que plus importante que dans la cavité buccale. L’eau sera absorbée, le glucose commence à l’être, puis les petits acides aminés, les acides gras. L’acétylsalicylique a une forte absorption à cette étape. Tout ce qui n’est pas absorbé sera véhiculé à la suite, l’estomac aussi est soumis à un péristaltisme conventionnel, mais avec une modalité propre. Il s’effectue alors que les 2 sphincters restent fermés. Il se produit pendant un certain temps, ce qui revient à faire un brassage, un broyage des aliments. Il aura lieu pendant un certain temps. A un moment, la pression dans l’antre stomacale va augmenter, sera supérieure à celle de l’intestin, et une partie du broya sera évacué, le sphincter se referme à sa suite. C’est la vidange gastrique. L’intestin Aspects anatomiques Il fait dans les 6 à 7 mètres. On le divise en plusieurs parties. Le début, c’est le duodénum. Il est très court chez l’humain, fait environ 25 cm. Il sera suivi du jéjunum et de l’iléon. On les regroupe en jéjuno-iléon. Si l’on fait la coupe, on retrouve nos 4 couches. La tunique interne est très accidentée, recouverte d’un millier de valvules intestinales. La partie la plus profonde délimite des glandes, qui auront une fonction globulaire. Ce sont les glandes de Lieberkühn. Structure de la paroi de l’intestin grêle Cette muqueuse sera constituée de cellules intestinales, appelés entérocytes. Elles sont un peu la vedette des cellules à microvillosités. On en compte 3000 par cellule. Le but étant d’augmenter la surface d’absorption intestinale. Entre ces entérocytes, on peut retrouver des cellules caliciformes, et ces cellules sont chargées de produits de mucus, et on trouve des cellules entérochromaffines, qui vont fabriquer de la sérotonine. En dessous, la sous-muqueuse : le réseau lymphatique est très bien organisé, et on le nomme chylifère. La vascularisation se fait par l’artère duodéno-pancréatique, mais aussi par l’artère mésentérique, qui va irriguer cette paroi intestinale. Du point de vue activité mécanique, c’est le péristaltisme intestinal qui va drainer les aliments tout le long de ce circuit que constitue l’intestin. Du point de vue nerveux, le parasympathique est activateur, et l’orthosympathique est inhibiteur. Le pancréas exocrine Aspects anatomiques Il a besoin de glandes annexes, comme les glandes exocrines du pancréas. Bloc duodéno-pancréatique et canaux bilio-pancréatiques Pancréas Le canal de Wirsung et le canal cholédoque vont s’unir et à ce moment là, le volume sera plus important, ce regroupement constituera l’ampoule de Water, dans l’anse duodénale. Si l’on faisait une coupe, on trouverait encore des acini, qui produisent des grains de zymogène. Sécrétions pancréatiques Facteurs influençant la sécrétion pancréatique A nouveau, des régulations se font, la régulation nerveuse suit la même logique. De nombreuses hormones interviennent, sécrétine et CCK activent. D’autres hormones inhibent la sécrétion, comme la somatostatine, et l’entéroglucagon. Rôle des sucs pancréatiques Ils produisent une autre ?-amylase, qui est une endo-amylase, qui va couper des glucides à l’intérieur pour libérer maltose, glucose… Cette fois, elle a le temps d’agir, et a le temps de dégrader les polymères de glucose qui passent. Elle cible les glucides de façon très efficace. La lipase sera plus opérationnelle. La lipase et la colipase fonctionneront de concert, pour couper les lipides. Par exemple, les triglycérides sont des esters de glycérol. La lipase et la colipase vont former un diglycéride, puis un monoglycéride, dont la liaison est au milieu. A ce moment, co-lipase et lipase sont incapables de couper ce monoglycéride. Une isomérase va alors découper un acyle, le placer en position externe, et cette même lipase va libérer ce dernier acide gras. Au final, 3 acides gras sont constitués, le glycérol est libéré. Les phospholipases Le cholestérol est un lipide très fréquent, il y a des cholestérol-estérases. Il sera libéré au final par cette coupure de liaisons ester. Tous les lipides sont dégradés par ces enzymes du pancréas. Les protides sont produits aussi, en général sous forme d’endo-pepidases : La trypsine : existe à l’état inactif de trypsinogène, et s’auto-catalyse pour devenir trypsine. C’est une endo-peptidase qui s’attaque à toutes les cellules, même les grosses La chymotripsine : à l’origine du chymotrypsinogène La proélastase : élastasee (coupe l’élastine) La procollagénase : sera transformée en collagénase (destruction du collagène) La prokallicréine : devient de la kallikréine Au final il ne reste que des petites unités d’acides aminés. Le pancréas va produire des carboxypeptidases pour les couper, c’est une exopeptidase. Les amminopeptidases feront pareil, mais du coté aminé. Le pancréas est capable d’attaquer aussi bien des grosses protéines que des petites pour les transformer en acides aminés élémentaires. Il reste les acides nucléiques, et il va donc fabriquer des nucléases pour les couper, elles vont séparer la partie protéine de la partie acide nucléique. La protéine séparée subira le même sort que les autres, alors que les acides aminés subiront l’action des DNases ou des RNases. Ils vont les couper en plusieurs nucléotides successifs qui seront pris en charge par des polynucléotidases. Leur but étant de les transformer en mononucléotides. En dernier lieu, les mononucléosidases vont libérer différents constituants : les bases puriques, les bases pyrimidiques, et tout le reste. La chromatine complète mène aux constituants élémentaires. La sécrétion biliaire Aspect anatomique du foie Le foie est un des plus gros organes de l’organisme (1,5kg). Les lobes du foie sont séparés par 2 sillons qui vont d’avant en arrière Le foie et ses lobes (vue inférieure) Ils vont constituer les lobes hépatiques. Le hile du foie est la zone d’entrée et de sortie des tuyaux, des nerfs, des canaux biliaires. Il est maintenu en place par des épiploons. La veine cave ventrale permet d’évacuer le litre de sang contenu dans le foie. Dans les lobes on retrouve la notion de lobule. Lobules Hépatiques La veine centrolobulaire est une branche de la veine sus-hépatique. A la périphérie, on retrouve un secteur veineux qui vient des intestins : veines périlobulaires. Liens veineux entre les 2 systèmes : sinusoïdes (veines très élargies). C’est un système porte veineux qui va traverser le foie. On trouve ensuite le réseau vasculaire classique. Entre les 2, les hépatocytes sont en lames radiales. A coté des sinusoïdes, on retrouve les cellules de Küpffer. Ce sont ces hépatocytes qui vont stocker le glucose sous forme de glycogène. Ce sont les hépatocytes qui font ce travail là. La bile C’est un liquide jaune sécrété par le foie, il est iso osmotique, avec beaucoup d’ions, conventionnels et des hydrogénocarbonates, des ions chlorure, et des pigments, dont la bilirubine et des sels biliaires. Dans ces cellules hépatiques, le cholestérol va subir un métabolisme particulier, il y aura formation d’acide cholique, et d’acide désoxycholique. Ils sont capables de s’associer à d’autres produits, des produits soufrés comme la taurine, pour constituer des acides tauro-cholique, la tauro-cholate, la glyco-cholate. Ces sels constituent les sels biliaires, qui vont suivre les petits canaux biliaires, puis vont suivre le trajet jusqu’à la vésicule biliaire, cette poche qui va stocker momentanément cette sécrétion biliaire, et de là, vont être rejetés dans l’intestin. Curieusement, au lieu de suivre le trajet des selles, une partie de ces sels seront réabsorbés par le sang, et retourner dans le foie, et recommencer le cycle. On appelle ce cycle entéro-hépatique. A la sortie du foie, les canalicules biliaires se rejoignent dans l’espace porte, et sortent du foie. Les canaux vont arriver par le canal cholédoque, mais un sphincter ferme le passage, et ils doivent alors remplir la vésicule biliaire. Ce phénomène est appelé cholérèse. De temps en temps, en coordination avec l’activité digestive, ils vont favoriser l’ouverture du sphincter, et la bile arrive dans l’intestin. On peut agir sur la vidange vésicale en utilisant des substances cholagogues. La digestion intestinale On peut isoler un intestin, on peut sortir le sac intestinal ou le laisser dans l’organisme. C’est une expérimentation par sacs intestinaux, in vitro ou in situ. On peut aussi mettre des petits ballonnets, commandés à distance. On a ainsi pu déterminer la composition du tube à plusieurs niveaux. Dans le duodénum, il y a un certain nombre de cellules, organisés dans les glandes Brünner, qui produisent un produit très alcalin. Cette production sera très abondante. Le pH qui était très acide sera neutralisé. Les cellules seront enrichies en HCO3-. Au final, le reste se produit dans un produit qui n’est plus acide. Les glucides Le maltose sera pris en charge par la maltase, qui a 2 origines, la maltase intestinale et la pancréatique. La lactase transforme le lactose en galactose et glucose. La saccharase ou invertase ou sucrase. La tréalase transforme le tréalose en glucose. On obtient des unités d’oses simples, solubles dans les graisses. Il va cependant maintenant passer la paroi, épaisse, pour aller dans le sang. Il va falloir utiliser les transporteurs. Le transport de glucose est facilité, il y a un co-transport sodium-glucose. Le fructose a un transporteur indépendant, mais quelques fois il subit une transformation en glucose avant d’être absorbé. Les protides Les acides aminés sont pour la plupart hydrosolubles, il existe des mécanismes de transport de ces acides aminés, et ils vont entrer dans le sang. Il y a 4 types de transporteurs : Les transporteurs d’acides aminés acides Les transporteurs d’acides aminés basiques Les transporteurs d’acides aminés neutres Les transporteurs d’iminoacides (proline) Les lipides Les lipides sont compatibles avec la membrane cellulaire, et donc devraient diffuser de façon simple, étant réduits à des composés simples. En réalité, le milieu est très aqueux, et le contact qui doit durer un peu avec la membrane est difficile, l’absorption est relativement modérée par voie physicochimique. Ils vont subir une émulsion grâce aux sels biliaires. Le fait qu’ils soient émulsionnés va favoriser le contact avec la paroi intestinale. Le problème est résolu. La cellule entérocytaire va reformer des monoglycérides, des diglycérides et des triglycérides dans le cytoplasme. En fait ces nouveaux triglycérides sont structuralement différents, ils vont remodeler ces triglycérides. Une partie par absorption passive, une partie par les chylifères. Mouvements d’eau Chez l’homme, l’eau est absorbée facilement, on ingère globalement 2 litres d’eau par 24 heures. On produit 1 litre de sécrétions salivaires, 2 litres de sécrétions gastriques, 2 de pancréatiques, 1 litre de bile. Donc en termes de sécrétions glandulaire, l’eau consommée est de 8 litres par 24 heures. On ne se limite pas là, au début du jéjunum, de l’eau ira du coté sanguin au coté intestinal, 6 litre. Il y a 14 litres qui entrent dans le jéjunum. Dans la suite du tube digestif, il y a une forte réabsorption d’eau, puisqu’à la fin de l’intestin il ne reste qu’1,5 litres d’eau, 12,5 litres ont été réabsorbés. Ces mouvements d’eau sont liés à la consistance même du contenu du tube digestif, l’eau suit les mouvements d’osmose. Un aliment hyper-osmotique fait entrer l’eau dans l’intestin. Au fur et à mesure de ces modifications, l’eau change de sens. On sait jouer la dessus, quelqu’un qui a des problèmes digestifs, on peut essayer d’éliminer l’eau. Si l’on prend un sel de magnésium, il a un puissant pouvoir osmotique. Si l’on absorbe le sulfate de magnésium, il augmente l’osmolarité du coté intestinal, il suit le trajet jusqu’à la fin, et donc le gradient reste entrant dans l’intestin. On utilise donc des laxatifs. D’autres produits, comme les cathartiques suivent la même logique, mais la force osmotique est moindre. Le sodium est réabsorbé en totalité. Sels minéraux Le calcium hydrosoluble ionisé a besoin d’un élément ATPase qu’on appelle la CaBP (calcium binding protein) pour être bien absorbé par le système digestif. Ce système ATPase a un fonctionnement, une synthèse qui dépend de la vitamine D. En cas de vitaminose D, on note une baisse des ARNm de la CaBP, ce qui fait qu’on est quelques fois obligé d’aider le système en amenant un supplément de vitamine D. Ce facteur intrinsèque favorise l’absorption du fer. Si ce facteur intrinsèque est faible en concentration, on peut avoir une anémie due au fer. Vitamines Les ADEK sont des vitamines liposolubles, ils vont subir la même règle que les autres. Pour les hydrosolubles, la situation est différente : les vitamines du groupe B : la B12, cyanocovalamine va utiliser un facteur intrinsèque pour entrer dans le sang. La B1, thyamine, est absorbée de façon active, transport actif. Ces problèmes d’absorption de vitamines peuvent être à l’origine de dérèglements. L’ostéoporose peut être due à un problème d’absorption. Le gros intestin Aspect anatomique C’est le tuyau le plus large du tube digestif (8 cm), il mesure 1,5 mètre. Une jonction, la valvule iléosécale. Le sécum est prolongé par un appendice. Le reste est composé de 3 parties, le colon ascendant, transverse et descendant. Gros intestin Puis vient la région enflée, sigmoïde avant le rectum (ampoule), puis l’anus. Activité mécanique C’est un péristaltisme normal. Il est capable d’un mouvement de propulsion. Il permet de déplacer les restes d’aliments dans l’ampoule rectale, qui sert de réservoir momentané au bol fécal. Le système de double sphincter vient ensuite, l’orthosympathique inhibe le sphincter anal, le parasympathique l’active. C’est un muscle strié. Ce double système laisse sortir le bol fécal, c’est la défécation. A final, il ne reste que 0,15 litre d’eau dans le bol fécal. Absorption et flore intestinale Elle permet la dé-conjugaison d’un certain nombre de produits, certains lipides subissent une transformation locale, d’autres protéines vont libérer de l’ammoniac, des glucides qui ont pu en échapper vont subir une fermentation, en produisant de l’acide lactique, du lactate. Ce sont ces produits qui donnent l’odeur des matières fécales.