Motricité de l’intestin grêle La systole intestinale Les complexes moteurs migrants P.L. Toutain Update 15 septembre 2010

Côlon/cæcum Estomac Intestin grêle Omnivores 33 % 30 % 29 % 8 % (18 m) Carnivores Cæcum 23 % 63 % 14 % (4 m) Herbivores 21 % 9 % 54 % (22 m) 16 % 15 % 12 % 50 % (3.5 m) 23 % 18 % 8 % 71 % (46 m)

Segments de l’intestin grêle Duodénum Jéjunum Iléon Figure 24.16a

Anatomie fonctionnelle 3 segments Duodénum Jéjunum Iléon Rien ne distingue ces 3 segments Peu de variations interspécifiques

La systole intestinale

La contraction élémentaire de l’intestin: l’onde péristaltique & la loi de l’intestin Zone de contraction Zone de relâchement Temps zéro 5 secondes plus tard

Motricité de l’intestin: onde péristaltique La contraction élémentaire est un anneau de contraction qui se propage ou non sur l’intestin Lorsque l’intestin se contracte la lumière est plus ou moins fermée sur 1 à 4 cm (homme) Onde péristaltique: Parcours de quelques cm à 0.5cm/sec (typique chez l’homme) Rush: propagation sur 2-3m à 5cm/sec (typique chez les herbivore) Onde antipéristaltique Parcours rétrograde

Les deux couches musculaires de l’intestin: longitudinale et circulaire Deux couches musculaires concentriques: Couche interne = circulaire constriction de la lumière digestive Couche externe = longitudinale pour raccourcir l’intestin dans sa longueur

Contraction circulaire Contraction longitudinale Contraction Figure 24.4

Effet d’une contraction intestinale sur le contenu de l’intestin Si la contraction n’est pas propagée, il en résulte un mixage local du contenu digestif (contractions autrefois appelées segmentaires) Si propagée, la contraction va déplacer le contenu Voir vidéo

Effet d’une contraction intestinale sur le contenu de l’intestin Avant Contraction non propagée sépare (segmente) l’intestin en deux et assure un mélange du contenu Après Contraction propagée vers l’aval assure un transport net de l’amont vers l’aval

Organisation spatio-temporelle de la motricité intestinale

Pattern de l’organisation motrice chez le sujet à jeun Les Complexes Moteurs Migrants (CMM)

Les Complexes Moteurs Migrants (CMM) Les contractions intestinales ne surviennent pas au hasard mais selon un pattern spatio-temporel bien défini nommé CMM Présentation du CMM chez le chien à jeun

Motricité à jeun (chien) Pressure Ondes lentes PHASE I pression Ondes rapides PHASE II pression augmentation PHASE III pression Onde Péristaltique 3 sec

Les ondes lentes (1) Origine Fréquence Couche musculaire longitudinale (cellules de Cajal) Fréquence 16-19/ min au duodénum à 12-15/min à l’iléon Résulte de l’activité automatique des cellules de Cajal Couplage des fréquences Les fibres d’amont à fréquence plus élevée jouent le rôle de pacemaker pour les fibres situées en aval

Les ondes lentes (2) Permanentes Aucun rôle mécanique Nécessaires à l’apparition des potentiels de pointe ou ondes rapides qui déclenchent l’activité mécanique de la couche circulaire

Les ondes rapides ou potentiels de pointe Déclenche la contraction de la couche circulaire Contraction propagée grâce à la propagation de l’onde lente

Occurrence des ondes rapides et des contractions à un temps donné sur les différents segments de l’intestin

Motricité de l’intestin à jeun: Le CMM Phase I : (20 - 90 min) période de quiescence Phase II : (60 - 80 min) contractions intermittentes et irrégulières fréquences progressivement augmentées pendant la Phase II Phase III : (3 - 25 min) activité maximale TOTAL : 90 - 150 min

Enchaînement des 3 phases pour former un CMM Phase 3=“Housekeeper” ou”voiture balai de l’intestin” Temps (min) À jeun I III II I I III II I II I III II II I III III 120 II I

Nature des contractions intestinales pendant le CMM Les contractions sont: Phase II « segmentaires » (brassage) c.à.d. non ou peu propagées Phase III propagées distalement La distance peut être de 60 cm dans l’iléon distal

Rôle de «voiture balai» de la Phase III Balayage des résidus, bactéries, cellules etc. Iléus paralytique: remontée duodénale de la microflore

Débit intestinal pendant un CMM Débit (mL/min) Jejunum Ileum Phase I 0.58 0.17 Phase III 1.28 0.50

Origine des CMM Les CMM ont pour origine les parties distales de l’ estomac et ils vont se propager jusqu’à l’ iléon en 120 min Le côlon ne participe pas à cette organisation

Le CMM et les vidanges gastrique, biliaire et pancréatique

Les vidanges gastrique, biliaire & pancréatique sont coordonnées dans le temps

Nature des contractions de l’estomac à jeun pendant le CMM Phase III : 60-90 contractions péristaltiques Elles forment des anneaux de contraction se propageant de façon orale-aborale et balayant distalement le contenu résiduel de l’estomac vers le pylore Phase III = housekeeper

CMM et vidange biliaire Chez le sujet à jeun (carnivores) la vidange biliaire se fait toutes les 90 min pendant la Phase 2 duodénale qui se trouve juste en aval de la phase 3 gastrique ce qui va permettre de pousser vers les parties distales le volume de bile venant d’être libéré

Débit biliaire chez le sujet à jeun en coordination avec les phases du CMM • Un bolus de bile est délivré dans le duodénum pendant la phase II du CMM et avant la phase III de ce CMM chez toutes les espèces (mêmes celles sans VB) phase III PhaseII Time 0

Idem à vidange biliaire Vidange pancréatique Idem à vidange biliaire

Effet de la prise de nourriture sur le CMM (homme, carnivores)

Effet de la prise de nourriture sur le CMM (homme, carnivores) Disparition immédiate des CMM Remplacés par une motricité similaire à celle d’une phase II sur tout le grêle

Pattern de motricité digestive: phase post-prandiale vs à jeun 400 g MS20 % 129 ml / h Distance (cm) du pylore 436 ml / h 80 100 600 g MS 20 % MMC 461 ml / h 174 ml / h 80 100 08 12 16 20 24 04 08

Canine vs. human GI physiology Time (minutes) for MMC pattern to return after feeding MEAL 156 ± 54 (SD) 288 ± 90 (SD) 285 Kcal - liquid 500 Kcal - solid 60 Kcal / kg - solid 90 Kcal / kg - solid 561 ± 31 799 ± 33 Time for Phase III to return after feeding is much longer in dogs than in humans

Effet de la prise de nourriture sur le CMM Chien, chat Interruption de plusieurs heures Ruminants Adulte: pas d’interruption Nouveau-né: interruption par le lait Cheval Pas d’interruption Porc Interruption limitée

Influence d’un repas sur le pattern de motricité digestive CARNIVORES OMNIVORES HERBIVORES RUMINANTS

Transit intestinal

Débit intestinal: chien à jeun 40 mL/H surtout en fin de phase 2 et en Phase 3 En période post-prandiale 430 ml/h une heure après un repas à 20% de MS et 125 ml/h 4h après

Débit intestinal: cheval 4.5 L/h Débit plus ou moins permanent compte tenu du régime alimentaire du cheval

Transit dans l’intestin grêle Temps moyen de transit 3 - 4 ± = 1 h La prise de nourriture n’a pas d’effet sur le transit Pas d’influence de l’exercice

pH Intestinal

Canine vs human GI physiology : intestinal pH in fasted dog and human 10 pH Canine 8 6 Human 4 2 1 60 120 180 240 Time after gastric emptying (min)

Intestinal pH in fed condition Rapid pH fluctuations caused by entry of acid chyme followed by pancreatic bicarbonate neutralization In man, pH decreases from a baseline value of pH 6 to about pH 5 over 4h In dog, pH duodenum decreases more rapidly and to a greater extent than in human (from 6.5 to 2-3 within 90 min)

Canine vs. human GI physiology INTESTINAL pH Pancreatic bicarbonate secretion (mEq/L) Basal Secretin test 20 - 25 76 ± 7 0.2 ± 0.076 mEq.kg-1.h 23.9 ± 17.8 60 ± 20.5 2 ± 1.29 mEq.kg-1.h DRESSMAN 1986, Pharma. Res,3, 123-131

CMM et débit sanguin

CMM et absorption