La Physiologie Digestive: vue générale ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E La Physiologie Digestive: vue générale P.L. Toutain Update Août 2008

Objectifs de la présentation Donner une vue générale sur l’anatomie et la physiologie digestives Énumérer les grandes étapes & mécanismes de la digestion

Vue générale sur le tube digestif: 1-anatomie fonctionnelle

Absorption assimilation (Sécrétions alcalines) Le tube digestif Ingestion Tube segmenté et dilaté de poches Surface d’échange appartenant au milieu extérieur et contrôlée pour: pH Température Phase liquide (eau) Headgut Reception Transport Stockage digestion Foregut Midgut Digestion (Sécrétion acide) Absorption assimilation (Sécrétions alcalines) Hindgut Stockage déchets

Le tube digestif des mammifères Anatomie générale Un tube: segmenté par des sphincters dilaté par des poches

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)

Capacité du tube digestif Homme Porc Cheval Mouton Bovin Poids vif, kg 75 190 450 80 575 Rumen, litres Omasum Abomasum Total estomac … 1 8 17 2 20 125 15 160 Intestin grêle Cæcum Gros intestin Total intestin 4 6 9 27 14 41 90 3 30 65 10 25 260

Capacité (L) & longueur (cm) des différents segments du tube digestif Volume: total = 10 L 3 L 3 L 1-2 L Estomac Duodenum Côlon Rectum Jejunum Ileon 20-30 25 300 300 150 Longueur totale = 8.5 m 0.11 60 60 0.09 0.15 0.015 Surface d’absorption (m²)

Tube digestif de la vache

Complexité du tube digestif: chien vs. cheval Cæcum Côlon

Anatomie du tube digestif : oiseaux Proventricule Jabot Cæca Gésier

Vue générale sur le tube digestif: 2-Physiologie

Tube digestif: Les grandes fonctions Motricité Sécrétion Digestion Absorption

1-La collecte des aliments

1-La collecte des aliments 1-Comportement alimentaire 2-Ingestion: physiologie buccale Tube digestif Aliment Nutriment Alimentation Digestion (mécanique, chimique, fermentation) Absorption Nutrition

1-La collecte des aliments: Comportement alimentaire Contrôle de la quantité ingérée Faim & satiété Contrôle de la qualité Olfaction, gustation… Apprentissage (néophobie) Organisation temporelle Rythmes circadiens et autres

1-La collecte des aliments: Préhension, mastication & insalivation des aliments

Ingestion des aliments: Etape buccale Intervention des lèvres, langue, dents, bec... Préhension, contrôle qualitatif (langue) Première sécrétion digestive: La salive Lubrification du bol alimentaire par des mucines (mucopolysaccharides) Solubilisation (goût)

Ingestion de l’eau: Etape buccale Intervention des lèvres, langue, appareil respiratoire

Déglutition Ensemble d’événements coordonnés Carrefour buccopharyngé Fausse déglutition

Oesophage Transit bouche-estomac Physiologie des sphincters

Le jabot: Poche développée chez les oiseaux régurgitant leurs aliments Lait de pigeon

L’estomac Première poche Stockage Digestion acide Digestion peptique La transformation du pepsinogène en pepsine nécessite un environnement acide

Grande variabilité dans l’anatomie et la physiologie de l’estomac selon le régime alimentaire

Le modèle monogastrique Simple chez le chien Plus compliqué chez le cheval Simplicité de l’anatomie externe Complexité de sa structure interne (répartition des muqueuses) et aspects physiopathologiques

Les zones muqueuses (Margo plicatus) M. oesophagienne: non glandulaire M. Cardiale & Ligne suturale (Margo plicatus) M. antrale M. Fundique ou peptique

Estomacs des ruminants l’abomasum est l’estomac sécrétoire gauche Abomasum ontogenèse droite

Les pré-estomacs et l’estomac chez les bovins

ventricule succenturié Sécrétion acide et pepsinogène Le proventricule ou ventricule succenturié Sécrétion acide et pepsinogène Gésier ou ventricule Musculeux, Grit Digestion pepsique

Pigeon: Gésier (gizzard) Présence de gravier pour assurer un meulage et présence d’une paroi musculaire épaisse

Le pylore Sphincter de contrôle d’accès à l’intestin Flux unidirectionnel Vidange gastrique Cas du vomissement Défense ( toxiques) Déchets (os, plume) Comportement épimélétique

Segments de l’intestin grèle: duodénum Arrivée du chyme et neutralisation du pH par les sécrétions digestives Duodénum Jéjunum iléon Figure 24.16a

Enzymes digestives du pancreas Bile et suc pancréatique Enzymes digestives du pancreas Vésicule biliaire Bile & pancreatic juice enter the duodenum Suc intestinal

Segments de l’intestin grêle: jéjunum & iléon Site majeur de la digestion et de l’absorption Jéjunum Digestion alcaline Iléon (frein, ileus paralytique) Figure 24.16a

Absorption intestinale Microvillosités  600 Entérocyte Valvules  3 Villosités  30

Valvule iléo-cæcale Sphincter de contrôle d’accès aux gros intestin

Le gros intestin

Complexité du tube digestif: chien vs. cheval Caecum Côlon

Gros intestin côlon Rectum Zones de séjour prolongé des aliments Production des féces Absorption finale de l’eau Élimination contrôlée par le rectum Rectum

Secteur caeco-colique du cheval Chambre à fermentation Production des AGV

Tube digestif du lapin caecotrophie Cæcum Côlon proximal (50cm) Fusus coli Côlon distal (50cm)

Secteur caeco-colique chez les oiseaux Volume réduit (adaptation au vol) Présence d’un cloaque Terminaison commune des voies digestives, urinaires & génitales Coprodeum Urodeum Proctodeum

Cloaque des oiseaux Ouverture de l’oviducte chez la femelle et du canal déférent chez le mâle Abouchement de l’uretère Nodule phallique (pas de pénis sauf chez les jards et les canards)

Vue générale des sécrétions digestives

Vue générale de la digestion des aliments

La digestion chimique: monogastrique Sucres Protéines Acides nucléiques Graisses Cavité orale, Polysaccharides (Amidon, glycogene) Amylase salivaire petits polysaccharides, maltose Estomac Proteines Pepsine Petit polypeptides Lumière du grêle Polysaccharides Amylase pancréatique Maltose & autres disaccharides Polypeptides Trypsine, chymotrypsine Plus petits polypeptides Aminopeptidase, Carboxypeptidase Acides aminés DNA, RNA Nucleases Nucleotides Sels biliaires Gouttelettes émulsification Lipase Glycerol, Acides gras , glycerides Épithélium du grêle (bordure en brosse) Disaccharidases Monosaccharides Small peptides Dipeptidases Nucleotidases Nucleosides Nucleosidases Nitrogenous bases, sugars, phosphates

Digestion des glucides: monogastriques Adulte: Amidon Amylases, Disaccharidases Produit terminal: glucose Jeune: Lactose Lactase Produit terminal: glucose & galactose Polygastriques

Digestion des glucides: polygastriques Cellulose Cellulase microbienne Produits terminaux: AGV Acide Acétique Acide butyrique Acide propionique

Digestion des protéines Estomac Digestion peptique (acide) Endopeptidases (pepsine) Digestion intestinale Pancréas Trypsine (endopeptidase) Production de peptones Carboxypeptidases (exopetidases) Intestin (lumière puis bordure en brosse) Carboxypeptidases, aminopeptidases (exopeptidases) et dipeptidases Production d’acides aminés

Digestion des lipides Ingestion de graisses Digestion intestinale Pancréas: lipase Bile: acides biliaires Production d’acides gras et de monoglycerides

Les sécrétions endocrine du tube digestif Gastrine Estomac (cellules G) Distension de l’estomac et nerf vague Stimule la sécrétion d’HCl et pepsinogène Ghréline Estomac Stimule l’appétit Sécrétine Duodénum (cellule S) en réponse à l’acidité Stimule la sécrétion de bicarbonates

Les sécrétions endocrines du tube digestif GIP (Gastric inhibitory peptide) Duodénum (cellule K) en réponse à la présence de glucose Provoque une sécrétion d’insuline Cholécystokinine (CCK) ou pancréozymine Duodénum en réponse à l’arrivée de protéines et de lipides Stimule la libération des enzymes pancréatiques Contraction de la vésicule biliaire

Les sécrétions endocrines du tube digestif Motiline IG Augmente la motricité et la production de pepsine Cas des antibiotiques type érythromycine Somatostatine Estomac et IG Inhibitrice (GH, TSH, Insuline, gastrine, CCK, motiline, GIP VIP (vasoactive intestinal peptide) Vasodilatateur Stimule la sécrétion d’eau et d’électrolytes

Absorption

Sites intestinaux d’absorption Duodénum Fer Proteine Lipides Sodium eau Sucres Acides biliaires Jéjunum Iléum Cobalamine

Transport à travers la membrane plasmique Diffusion simple Diffusion facilitée Transport actif Transporteurs Energie

Transport à travers la membrane plasmique Via un transporteur Via un canal

Drainage des nutriments Veine porte Système lymphatique

Système porte Hepatic vein Hepatic artery (oxygenated blood) Hepatic portal vein (deoxygenated blood) Hepatic vein Hepatic artery (oxygenated blood) Small intestine Large intestine

Protection contre les xénobiotiques (1) Comportement Néophobie Individuelle (enfant) ou collective (rat) Physiologie sensorielle Goût Amertume; alcaloïdes Odeur putride Vue (cheval)

Protection contre les xénobiotiques (2) Régurgitation/vomissement Carnivores Imperméabilité intestinale aux composés hydrosolubles Pas d’absorption passive Transporteurs indispensables Ce sera l’inverse pour le rein

Protection contre les xénobiotiques (3) Effets de premier passage Flore digestive Intestin (P-gp) foie

Effets de premier passage et P-gp Veine porte Lumière métabolisme 4 Paroi intest Flore P-gp 2 Foie 3 1 métabolisme 6666

Protection contre les xénobiotiques (4) Apprentissage L’animal peut apprendre à faire une relation entre un aliment dangereux et ses conséquences sur son état de santé par conditionnement Délai maximum: Cheval: 30 min Mouton 12 h

Circulation lymphatique Le drainage lymphatique rejoint la jugulaire gauche