L’absorption intestinale
La physiologie de l’absorption intestinale demeure la clé du métabolisme des nutriments. La digestion c’est l’ensemble des processus mécaniques et chimiques par lesquels les aliments ingérés sont transformés en substances nutritives pour être assimilées. Après avoir été mastiqué et avalé, le bol alimentaire traversent l’oesophage par mouvement péristaltique pour parvenir dans la poche de l’estomac. Les nutriments subissent des modifications importantes pour assurer leurs absorption éventuelle ultérieure. La digestion se poursuit dans l’intestin sous l’action des enzymes digestives, par la biotransformation des glucides en glucose, des lipides en acides gras et en monoglycérides, les protéines en acides aminés, et les acides nucléiques en bases azotés. L’absorption de ces nutriments se fait à travers la barrière intestinale très complexe, car elle constitue l’ensemble de processus typiquement biochimique nécessaires pour aboutir à des ensembles de produits.
La Digestion intra luminale
La digestion intraluminale c’est la dégradation des aliments dans leurs ensemble dans la lumière du tube digestif. La digestion mécanique est un processus consiste en la décomposition physique des aliments sans en modifier la composition chimique. La digestion chimique, en revanche, est un processus complexe réduisant les aliments en leurs éléments constitutifs chimiques permettant ensuite leur absorption. Les macro-molécule désigne les grosses molécules alimentaires des grandes taille et de structures très complexe. Les protéines, les lipides et les acides nucléiques doivent être décomposées suffisamment par des enzymes impliquées dans la digestion chimique pour être absorbées par la muqueuse du tube digestif.
Digestion des sucres : Les sucres simples, tel que le glucose, le galactose et le fructose sont les trois monosaccharides les plus couramment consommés et facilement absorbés. Le système digestif est également capable de décomposer le saccharose en glucose et fructose, le lactose en glucose et galactose et Le maltose en 2 glucose. Les polyosides tel que l’amidon et le glycogène sont des structures font intervenir une enzyme spécifique comme l’amylase, elle est d’origine pancréatique et salivaire. Cette enzyme coupe les liaisons alpha, au niveau α 1-4. L’amylase produit 40% de Maltose ; 25% de Maltotriose ; 5% des Oligosaccharides (le tous fait 70% de Malto-Oligo-Saccharides) et 30% de Dextrine. L’organisme humain n’est pas d’enzymes capables de décomposer la plupart des polysaccharides fibreux, comme la cellulose. Bien que les polysaccharides indigestes n’apportent aucune valeur nutritive, mais ils fournissent des fibres alimentaires utiles pour le transit intestinal.
Digestion des protéines: Les protéines sont des polymères composés d’acides aminés liés par des liaisons peptidiques pour former de longues chaînes. La digestion les réduit à leurs acides aminés constitutifs. La digestion des protéines commence dans l’estomac, où l’acide chlorhydrique et la pepsine décomposent les protéines en polypeptides plus petits, qui migrent ensuite vers l’intestin grêle. La digestion chimique se poursuit grâce aux enzymes pancréatiques, notamment la chymotrypsine et la trypsine, qui coupent les liaisons spécifiques de chacune d’elle pour obtenir des séquences d’acides aminés. Simultanément, les cellules de la bordure en brosse sécrètent des enzymes telles que l’aminopeptidase et la dipeptidase, qui décomposent davantage les chaînes peptidiques encore plus petites pour être absorbées et rejoindre la circulation sanguine.
Digestion des lipides: Quotidiennement un individu absorbe des lipides, environ 35 % de sa consommation seront nécessaires pour son apport calorique total. Les lipides alimentaires les plus courants sont les triglycérides, composés de molécule de glycérol liée à trois chaînes d’acides gras, mais aussi du cholestérol et de phospholipides. La digestion des lipides est effectuée par trois lipases, dont la lipase linguale, la lipase gastrique et la lipase pancréatique. Cependant, le pancréas étant le seul producteur de cette enzyme, la quasi-totalité de la digestion des lipides a lieu dans l’intestin grêle. La lipase pancréatique décompose chaque triglycéride en deux acides gras libres et un monoglycéride.
Digestion des acides nucléiques: L’ADN et l’ARN sont des acides nucléiques présents dans la plupart des aliments contenant des cellules, issus des végétaux, des oléagineux, les oeufs, la viande et les poissons. L’organisme est doté de deux types d’enzyme qui s’appellent, les nucléases pancréatiques, elles sont responsables de la digestion l’ADN par la désoxyribonucléase et la ribonucléase qui digère l’ARN. Les nucléotides produits les nucléases sont ensuite décomposés par deux autres enzymes qui se trouvent à la bordure intestinale, telle que, la nucléosidase et la phosphatase, les nucléotides sont réduits petites molécules composées de pentoses, de phosphates et bases azotées (ACTG). A ce stade, ils peuvent être absorbés à travers la paroi du tube digestif.
L’Absorption
L’Absorption commences après les processus mécaniques et digestifs. Les aliments ingérés sont décomposées en molécules suffisamment petites pour être absorbées par les cellules épithéliales des villosités intestinales. La capacité d’absorption du tube digestif est quasi illimitée. Plusieurs litres sont traités chaque jour sous forme d’aliments, il faut croire que moins d’un litre parvient au gros intestin, car la quasi-totalité des nutriments ingérés et digérés ont étés absorbés, dont les électrolytes. Bien que l’intestin grêle participe à l’absorption de l’eau et des lipides dans son intégralité, l’absorption des glucides et des protéines se fait principalement dans le jéjunum. Les sels biliaires et la vitamine B12 sont absorbés dans l’iléon terminal. Lorsque le chyme passe de l’iléon au gros intestin, il est essentiellement composé de résidus alimentaires indigestes, principalement des fibres végétales comme la cellulose, de l’eau et des bactéries.
Cependant, contrairement à certaines idées reçues, l’absorption des macro-nutriments ne se fait pas pendant des heures sur la totalité de l’intestin grêle dont sa longueur est de 6 mètres environ. Il important de savoir que 80% de l’absorption des glucides et des lipides et 50% des protéines se font au niveau de la première partie dans de la lumière de l’intestin grêle. Personne ne pourrait croire que la totalité des glucides, des lipides et des protéines ingérés sont absorbés une fois transformés. Il ne faut pas croire aussi, que tout ce se trouve dans l’assiette serait disponible dans l’organisme dès lors que les aliments correspondants auront été ingérés. Là encore, il s’agit d’une fausse croyance, car la réalité est toute autre.
L’absorption a lieu tout au long du tube digestif. L’absorption perlinguale débute au niveau buccal, l’absorption stomacale au niveau de l’estomac. L’absorption intestinal est effectué dans les différentes parties de l’intestin, notamment dans le duodénum, le jéjunum, l’Ilion et le colon. Les substances médicamenteuses telle que les suppositoires sont absorbées au niveau da la partie terminale de l’ampoule rectale. La quantité d’absorption digestive n’a de sens, que si les nutriments sont mis à disposition et à travers des transporteurs des cellules transmembranaires spécifiques pour chaque type de nutriment.
Mécanisme d’Absorption
L’absorption peut se produire par cinq mécanismes distincts suivant la nature des nutriments: (1) Le transport actif; (2) Le transport actif secondaire; (3)La diffusion passive; (4) La diffusion facilitée; (5) L’endocytose.
Le transport actif désigne le passage d’un ion ou d’une molécule à travers une membrane contre son gradient de concentration. Si le processus utilise de l’énergie chimique produite par l’hydrolyse d’un nucléotide triphosphate comme l’adénosine triphosphate (ATP), c’est le transport actif primaire. Le transport actif secondaire implique quant à lui l’utilisation d’un gradient électrochimique.
La diffusion passive, elle désigne le déplacement d’une molécule d’une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration. Les facteurs influençant la diffusion passive comprennent la concentration du gradient, la taille et la charge des molécules, la surface et la perméabilité de la membrane, ainsi que la température du corps. Ces éléments déterminent la vitesse et l’efficacité avec lesquelles les substances traversent les membranes cellulaires sans besoin d’énergie.
La diffusion facilitée est un mécanisme de diffusion par des transporteurs membranaires. La diffusion facilitée correspond au passage spontané de molécules ou d’ions à travers une membrane biologique en passant par des molécules de transport. Ce processus ne consomme pas d’énergie et ne relève donc pas du transport actif.
Enfin, l’endocytose est un processus de transport au cours duquel la membrane cellulaire englobe une substance pour l’importer à l’intérieur de la cellule de ou l’exporter à vers l’extérieur. Ce processus nécessite de l’énergie sous forme d’ATP.
L’intérieur de l’intestin grêle est doté des valvules conniventes permettent de tripler sa surface, les villosités peuvent passer à un volume important (x10 selon les cas). Le sang chargé de nutriments remonte vers le foie, les glucides et protides passent par les capillaires, puis les veinules et enfin les veines par le système porte. Les chylifères sont des vaisseaux faisant partie du réseau lymphatique, situés au niveau de l’intestin grêle. Ils ont pour fonction de collecter la plus grande partie des lipides de type: phospholipides; les esters du cholestérol; les vitamines liposolubles. Tous ces composés lipidique génèrent les chylomicrons qui forment un liquide laiteux appelé le chyle. La lymphe est collectée et rejoint ensuite la circulation sanguine via le canal thoracique dans la sous-clavière puis dans la veine cave.
Absorption des sucres
L’absorption des oligo-saccharides dépend de deux systèmes de transport, le transport transcellulaire du glucose et du galactose par diffusion paracellulaire. Elle est réalisée par l’intermédiaire d’une combinaison ternaire, les monosaccharides, les transporteurs Na+, avec nécessité de fournir de l’énergie. L’affinité du transporteur pour le sucre augmente avec la concentration en sodium Na+. Quand cette concentration est grande dans le tube digestif, le sucre est fortement lié à son transporteur. Le milieu étant faible en Na+ par la libération de sodium, il se trouve appauvri grâce à une ATPase NaK qui consomme de l’énergie. Le glucose intracellulaire sort de la cellule par diffusion facilitée grâce à un second transporteur, la Glut-2. Le transporteur Glut-2 a une faible affinité pour le glucose, mais une capacité de transport plus grande. Ce transporteur est présent à la surface de la membrane des cellules sécrétant du glucose dans la circulation sanguine.
Le fructose est un sucre possédant une fonction cétose. Il est particulièrement abondant dans les fruits, les pommes, les poires, les raisins et le miel. L’absorption intestinale du fructose se fait par un processus actif, il est transporté dans l’entérocyte par diffusion facilitée à travers la membrane apicale, grâce à un transporteur spécifique du fructose, Glut-5. Une fois dans l’entérocyte, le fructose passe par diffusion facilitée vers les capillaires sanguins grâce à un autre transporteur, Glut-2. Le transport facilité du fructose est indépendant de la concentration en sodium.
Les sucres absorbés respectivement dans les proies de l’estomac, dans la lumière de Duodénum, dans le Jéjunum, dans l’Ilion et en fin dans le colon. Il faut compter 100% des sucres sont absorbés, ils sont récupérés par la veine Porte jusqu’au foie pour être mis en réserve sous forme de glycogène. Les sucres qui n’auront pas été absorbés serviront de source d’énergie aux bactéries qui produisent des acides gras volatils et des gaz, de dihydrogène (H2), de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4). Les glucides représentent entre 55 et 60% d’apport énergétique quotidien. L’Amidon: 50% et le Saccharose: 30%. Le Lactose et fructose: 20%. Les reste des produits indigeste tel que les polysaccharides complexes ne seront pas absorbés, mais ils seront digérés par la cellulose.
Absorption des protéines
Au niveau des cellules de la paroi interne de l’intestin grêle appelé les entérocytes, les peptidases réduisent une grande partie des peptides en acides aminés Absorbables. Les acides aminés vont servir à la synthèse et au renouvellement des protéines, chaque jour, 300 à 400 grammes des protéines sont renouvelées, mais en fonction des des apports de chacun. Les acides aminés excédentaires seront dégradés. L’urée, qui est une molécule peu toxique et hydrosoluble, capte l’ammoniac issu de la dégradation des acides aminés au niveau du foie. L’urée est ensuite transportée vers le rein où elle sera éliminée.
La plus grande partie de l’absorption des acides aminés a lieu dans le jéjunum, l’iléon contribue dans une moindre mesure. Les acides aminés sont absorbés par un mécanisme de de transport actif secondaire ou co-transport avec les ions sodium-Na. L’ion sodium et l’acide aminé se combinent avec un récepteur protéique à la surface de la cellule. L’apport calorique total sous forme de protéines est de 15 à 20 % environ. En effet les protides ont deux origines distinctes, soit d’origine exogène ou d’origine endogène. Les protéines exogènes représentent 10 à 15% des apport énergétique quotidien pour 1g de protide ingéré par kg de masse corporelle. Les protéines issues des végétaux sont moins digestibles que les protéines animales, du fait qu’elles sont engagées dans des polymères ligneux qui les protègent. La cuisson des végétaux ligneux alimentaires entraîne une modification de la structure de ces protéines.
Absorption des acides aminés
Après la dégradation des protéines en acides aminés, ils empreintes les canaux transmembranaires spécifiques d’absorption. Le transport des acides aminés se fait grâce à des transporteurs, certains seront Na-dépendants, d’autres seront indépendants du sodium-Na. Les oligopeptides sont les dipeptides et les tripeptides qui sont transportés à travers la membrane par mécanisme Na+ indépendant, mais le proton H+ dépendant consommant de l’énergie avec la pompe Na/K. Le devenir des acides aminés passent dans le sang, ils seront réabsorbés par les cellules du foie permettant leurs transformation biochimique par des enzymes spécifiques. Ces modifications effectuées par le foie sont vitales pour l’organisme avec des objectifs principaux, tel que, le stockage et la répartition des nutriments issus de la digestion; la dégradation des substances toxiques; la synthèse de la plupart des protéines du sang et la production de la bile.
Absorptions des lipides
La digestion des lipides s’effectue sous l’action de lipase linguale, en milieu acide et en l’absence de sels biliaires. La digestion et l’hydrolyse des lipides s’effectue dans l’estomac, le péristaltisme mécanique et les sels biliaires réduisent la taille des grosses gouttelettes lipidiques, cette première action permet une meilleure fonctionnement catalytique de la lipase pancréatique.
Les produits de l’action de cette enzyme sont des acides gras, tel que; des monoglycérides, des diglycérides et du glycérol. Ensuite, les sels biliaires, les acides gras, les monoglycérides et les diglycérides forment des micelles qui permettent de passer dans la phase aqueuse des particules hydrosolubles, Les micelles sont des formations sous la forme de gouttelettes rondes, dans un milieu aqueux les têtes hydrophiles sont dirigées vers l’extérieur de la sphère et les queues hydrophobes sont dirigées vers l’intérieur.
Les sels biliaires favorisent la digestion en facilitant l’absorption du cholestérol, des graisses et des vitamines liposolubles au niveau de l’intestin, ils sont formés d’une molécule de cholestérol (non polaire), de plusieurs radicaux hydroxyles et d’une chaîne carbonée avec un radical carboxyle terminal. Le côté non-polaire du cycle stéroïde se dissout à la surface de la gouttelette lipidique non polaire et laisse la face polaire exposée à la surface. Comme les radicaux ionisés sont en surface, les petites gouttelettes ne peuvent pas se reformer en grosses gouttelettes.
Les liposomes: Dans une conformation inverse, les phospholipides rentrent dans la formation des liposomes. Les liposomes sont des petites vésicules sphérique à double couche lipidique membranaire, actuellement utilisés en thérapeutique, certains produits pharmaceutique encapsulant des substances médicamenteuses afin d’assurer une meilleure absorption intestinale.
Les lipides exogènes: représentent 30% de l’apport énergétique quotidien. 80 à 90% sont des triglycérides, 10 à 20% sont des phospholipides ou du cholestérol. On trouve aussi des vitamines liposolubles. Parmi les acides gras essentiels, on trouve l’acide linolénique de type oméga-6 et l’acide arachidonique.
Les lipides endogènes: provenant des cellules, il y a des lipoprotéines synthétisées par le foie qui transportent les triglycérides endogènes et le cholestérol. Les lipoprotéines circulent dans le sang en permanence jusqu’à ce que les triglycérides qu’elles contiennent soient consommer par les tissus périphériques ou que les lipoprotéines elles-mêmes soient épurées par le foie. Les facteurs stimulant la synthèse hépatique des lipoprotéines entraînent généralement une hypercholestérolémie et une hypertriglycéridémie. Il n’y a pas de limite à l’absorption des glucides et des protides. Les lipides, eux, quand la dose est supérieure à 300g/j, ils provoquent des stéatorrhées marquées par les diarrhées.
Le système lymphatique: est un réseau de vaisseaux qui parcourt l’ensemble du corps. Ces vaisseaux éliminent l’excès de liquide, les cellules mortes et les microorganismes. Les vaisseaux lymphatiques de l’intestin grêle contribuent à l’absorption des lipides et des protéines provenant des aliments. Le système de transport est composé par un réseau lymphatique, la lymphe qui est une substance aux composées biochimique différents, de nature liquide qui diffuse à travers de très fines parois des capillaires dans l’espace situé entre les cellules. La majeure partie de ce liquide est réabsorbée dans les capillaires, le reste est drainé dans les vaisseaux lymphatiques, puis revient finalement dans les veines. La lymphe contient de nombreuses autres substances, notamment, des protéines, des minéraux, des nutriments et d’autres substances nourrissant les tissus cellulaires.
