Mouvements d’eau et d’électrolytes dans le tube digestif Aude FERRAN 2018

Introduction Absorption de nutriments principalement au niveau de l’intestin grêle Absorption et sécrétion d’eau et d’électrolytes possibles sur toute la longueur de l’intestin

sécrétion absorption Les cellules qui sécrètent et les cellules qui absorbent l’eau sont situées à différents niveaux sur l’épithélium

Introduction Capacité de sécrétion et de réabsorption différentes selon les portions de l’intestin Mouvement net = sécrétion – absorption Intestin grêle Absorption : eau, Na+, Cl-, K+ Sécrétion : HCO3- Gros intestin Absorption : eau, Na+, Cl- Sécrétion : K+ et HCO3-

Introduction Contenu intestinal iso-osmotique avec le plasma sauf à l’extrémité distale (côlon) Au niveau du duodénum, les jonctions intercellulaires sont relativement lâches ce qui permet un équilibre rapide suite à un repas Si le chyme est hypertonique : Eau passe facilement du sang à la lumière intestinale Puis au fur et à mesure de l’absorption des nutriments, l’eau est réabsorbée En général, peu de réabsorption dans le duodénum car beaucoup de nutriments dans la lumière (réabsorption principalement dans le jéjunum) Si le chyme est hypotonique : Eau est rapidement absorbée vers le sang

Plan Sécrétion et absorption d’eau Mouvements d’eau Volumes des sécrétions Sécrétion et absorption d’électrolytes Na+ Cl- K+ Ca2+ Fe2+ Régulation des sécrétions Nerveuse Hormonale Principaux mécanismes physiopathologiques des diarrhées

Sécrétion et absorption d’eau L’eau, le plus souvent, suit les mouvements de solutés (dont Na+) par passage paracellulaire Conséquence : si absence de réabsorption de Na+ lorsque le transporteur est détruit (par des virus par exemple), l’eau n’est pas réabsorbée et il y a une diarrhée

Volumes ingérés ou sécrétés dans le tube digestif 600 mL/j 300 mL/j 2700 mL/j Alimentation/Abreuvement Salive Sécrétions gastriques Bile Sécrétions pancréatiques Sécrétions intestinales Total 20 kg Small Anim., Gastroenterology,1990

Volumes transitant dans le tube digestif Alimentation et boisson = 20 % de l’eau transitant par le tube digestif

Volumes absorbés à travers la muqueuse intestinale 20 kg Quantité d’eau dans le tube digestif Réabsorption jéjunum (50% = 1350 mL) Réabsorption iléon (75% = 1000 mL) Réabsorption côlon (90% = 315 mL) 2700 mL/j 1350 mL 350 mL 35 mL Small Anim., Gastroenterology,1990

Volumes absorbés à travers la muqueuse intestinale 20 kg Quantité d’eau dans le tube digestif Réabsorption jéjunum (50% = 1350 mL) Réabsorption iléon (75% = 1000 mL) Réabsorption côlon (90% = 315 mL) 2700 mL 1350 mL 87 % d’eau réabsorbée dans l’intestin grêle 350 mL 12 % d’eau réabsorbée dans le gros intestin 35 mL 1 à 2 % d’eau éliminée dans les fèces Small Anim., Gastroenterology,1990

Volumes absorbés à travers la muqueuse intestinale Remarques Plus d’eau est sécrétée chez les herbivores que chez les omnivores ou les carnivores Cheval et lapin : beaucoup d’eau dans les compartiments distaux surtout

Absorption et sécrétion d’électrolytes Mécanismes Passage transcellulaire Passage paracellulaire dépend de la structure des jonctions serrées Résistance des jonctions augmente dans le sens aboral =Les liaisons intercellulaires de l’intestin sont de plus en plus étroites en progressant distalement ce qui permet d’avoir des fèces hypertoniques

Absorption de Na+ Il n’y a quasiment pas de sécrétion de Na+ par l’épithélium L’absorption de Na + est en totalité basée sur l’activité de la pompe Na+/K+ située sur la membrane basale qui = maintient des concentrations intracellulaires faibles en Na+ = sert de force pour le passage de la membrane apicale Passage de la membrane apicale par différentes voies Cotransport avec glucose ou acide aminé (jéjunum, iléon) Canal sodique (côlon distal) Antiport Na+/H+

Absorption de Na+ Cotransport avec glucose ou acide aminé (jéjunum et iléon) très important en post-prandial puisqu’il y a des nutriments dans la lumière Remarque : non inhibé par les toxines bactériennes (= pas d’altération lors de diarrhées d’origine bactérienne) cotransport Pompe Na+/K+ LUMIERE INTESTINALE MEMBRANE BASALE

Absorption de Na+ Canal sodique (côlon distal) Rôle dans la conservation du sodium Transport augmenté en présence d’aldostérone Pompe Na+/K+ canal LUMIERE INTESTINALE MEMBRANE BASALE

Absorption et sécrétion de Cl- Absorption de Cl- Transport voltage-dépendant = processus passif Cl- chargé négativement suit le Na+ chargé positivement (par passage paracellulaire ou transcellulaire) Echange Cl-/HCO3- = sortie de HCO3- Sécrétion de Cl- Sécrétion basale faible Sécrétion peut être activée par des hormones, Ach, histamine, toxines, laxatif,… Sécrétion à l’origine de diarrhée car induit une sécrétion de Na+ voltage dépendant (par voie paracellulaire) et d’eau par osmolarité

Absorption et sécrétion de K+ Régulation principalement au niveau du rein Absorption principalement dans l’intestin grêle Mécanisme passif K+ suit les mouvements d’eau dans le jéjunum et l’iléon Transport actif avec passage transcellulaire dans les segments distaux seulement si carence alimentaire en K+ Sécrétion principalement au niveau du côlon Mécanisme passif transcellulaire K+ attiré par charge négative de la lumière intestinale Transport actif stimulé par l’aldostérone

Absorption du Ca2+ L’absorption de Ca2+ ne dépend pas du gradient de Na+ Absorption Mécanisme passif Transport actif dans le duodénum Stimulé par la vitamine D

Absorption du Fe2+ Absorption au niveau du duodénum Faible absorption du fer alimentaire (10 à 20 %) Fer hémique le mieux absorbé Hème entre dans la cellule par transporteur ou endocytose Fer non hémique Transporteur apical capable de transporter du plomb, du cadmium,… Absorption dépend des stocks dans l’organisme

Contrôle nerveux de l’absorption et de la sécrétion intestinale Système nerveux parasympathique Augmentation de la sécrétion Diminution de l’absorption nette des ions et de l’eau Système nerveux sympathique Augmente l’absorption

Contrôle endocrinien de l’absorption et de la sécrétion intestinale Aldostérone (au niveau du côlon) Augmentation de sécrétion de K+ absorption de Na+ et d’eau vers le sang = même effet que dans les tubules distaux rénaux

Principaux mécanismes physiopathologiques des diarrhées Différents mécanismes Diminution de l’absorption des liquides et des électrolytes Présence dans la lumière du TD de substances osmotiquement actives non absorbables Augmentation de la vitesse de transit empêchant un contact suffisant avec la muqueuse intestinale Inhibition ou défaut de transporteurs permettant l’absorption des liquides et des électrolytes Augmentation des sécrétions d’eau et d’électrolytes Stimulation de la sécrétion des anions (Cl-)

Principaux mécanismes physiopathologiques des diarrhées Causes de sécrétion excédentaire d’eau au niveau de l’intestin grêle (rare au niveau du côlon) Toxines bactériennes Activation de la sécrétion de Cl- puis eau Inhibition de la réabsorption de NaCl Conséquence : diarrhée sans malabsorption (nutriments sont toujours absorbés) Virus : Destruction des villosités mais pas des cryptes et des cellules « souches » (sauf parvovirus) Conséquence : Diarrhée avec maldigestion/malabsorption Inflammation

Quizz L’eau dans l’intestin est A- sécrétée B- absorbée C- sécrétée et absorbée L’eau intestinale provient essentiellement A- De l’eau de boisson B- De sécrétions digestives C- Des aliments

Diapositives supplémentaires Complément du cours sur les mécanismes de transport

Absorption de Na+ Passage de la membrane apicale par Antiport Na+/H+ (duodénum, jéjunum) Acidifie le contenu intestinal qui est plutôt basique (sécrétions de HCO3- par le pancréas et la bile) Antiport Na+/H+ couplé à antiport Cl-/HCO3- (iléon, colon proximal) Réabsorption de NaCl Sécrétion de H+ et HCO3- Transport important à jeun Inhibé lors de diarrhées dues à des toxines

Absorption et sécrétion de Cl- Absorption de Cl- Transport voltage-dépendant = processus passif Cl- chargé négativement suit le Na+ chargé positivement par passage Paracellulaire Transcellulaire Echange Cl-/HCO3- sans transport Na+/H+ associé dans l’iléon et le côlon au niveau des villosités et des cellules épithéliales avec transport Na+/H+ associé dans l’iléon et le côlon proximal

Absorption et sécrétion de Cl- Sécrétion de Cl- au niveau des cryptes Sécrétion faible sauf si activée par hormones, neurotransmetteurs (Ach), toxines, histamine, laxatif,… Sécrétion à l’origine de diarrhées Mécanisme Pompe Na+/K+ ATPase en basolatéral Pompe Na+/K+/Cl- en basolatéral Canal Cl- en apical Ce transport induit une sécrétion de Na+ voltage dépendant (par voie paracellulaire) et d’eau par osmolarité

Absorption et sécrétion de K+ Mécanisme passif: K+ suit les mouvements d’eau dans le jéjunum et l’iléon Mécanisme actif avec passage transcellulaire dans les segments distaux seulement si carence alimentaire en K+ Sécrétion principalement au niveau du côlon Mécanisme passif transcellulaire K+ attiré par charge négative de la lumière Mécanisme actif stimulé par l’aldostérone Na+/K+/Cl- en basolatéral et canal K+ en apical

Absorption et sécrétion de K+ Régulation principalement au niveau du rein Arrivée de K+ dans l’intestin par alimentation par sécrétions gastriques, pancréatiques, biliaires Elimination de K+ de l’organisme par Rein Fèces

Absorption du Fe2+ 2 catégories de fer Celui qui est lié à un hème est le mieux absorbé Viande surtout foie et poisson Celui qui n’est pas lié à un hème Fe3+ forme souvent des sels non absorbables Fe2+ plus soluble et forme moins de sels Acide ascorbique prévient passage de Fe2+ à Fe3+

Quizz L’eau dans l’intestin est A- sécrétée B- absorbée C- sécrétée et absorbée L’eau intestinale provient essentiellement A- De l’eau de boisson B- De sécrétions digestives C- Des aliments