ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE La Physiologie Digestive vue

ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE La Physiologie Digestive: vue générale P. L. Toutain Update septembre 2010111 1

Objectifs de la présentation n Donner une vue générale sur l’anatomie et la physiologie digestives n Énumérer les grandes étapes & mécanismes de la digestion 2

Vue générale sur le tube digestif: 1 -anatomie fonctionnelle 3

Le tube digestif n n Tube segmenté et dilaté de poches Surface d’échange appartenant au milieu extérieur et contrôlée pour: Ingestion Headgut Foregut Midgut ¨ p. H Transport Stockage digestion Digestion (Sécrétion acide) Absorption assimilation (Sécrétions alcalines) ¨ Température ¨ Phase Reception liquide (eau) Hindgut Stockage déchets 4

Le tube digestif des mammifères Anatomie générale Un tube: n segmenté par des sphincters n dilaté par des poches 5

Capacité (L) & longueur (cm) des différents segments du tube digestif Volume: total = 10 L 3 L 3 L 1 -2 L Estomac Duodenum Jejunum Ileon 20 -30 25 300 Côlon Rectum 150 Longueur totale = 8. 5 m 0. 11 60 60 Surface d’absorption (m²) 0. 09 0. 15 0. 015 6

Omnivores Estomac Intestin grêle 33 % 29 % Carnivores 63 % Herbivores (18 m) 23 % 21 % 9% 15 % 12 % (3. 5 m) 71 % (46 m) 30 % 8% Cæcum 14 % (4 m) (22 m) Côlon/cæcum 18 % 54 % 16 % 50 % 23 % 8% 7

Tube digestif de la vache 9

Complexité du tube digestif: chien vs. cheval Chien Cheval Cæcum Côlon 10

Anatomie du tube digestif : oiseaux Proventricule Jabot Cæca Gésier Un tube digestif léger est une adaptation au vol 11

Vue générale sur le tube digestif: 2 -Physiologie 12

Tube digestif: Les grandes fonctions n n Motricité Sécrétion Digestion Absorption 13

1 -La collecte des aliments 14

1 -La collecte des aliments Collecte des aliments 1 -Comportement alimentaire 2 -Ingestion: physiologie buccale Tube digestif Alimentation Nutriment Digestion (mécanique, chimique, fermentation) Absorption Nutrition 15

1 -La collecte des aliments: Comportement alimentaire n Contrôle de la quantité ingérée ¨ Faim & satiété ¨ Court & long terme n Contrôle de la qualité n n n Olfaction, gustation… Apprentissage (néophobie) Organisation temporelle ¨ Rythmes circadiens et autres 16

1 -La collecte des aliments: Préhension, mastication & insalivation des aliments 17

Ingestion des aliments: Etape buccale n Intervention des lèvres, langue, dents, bec. . . ¨ Préhension, n contrôle qualitatif (langue) Première sécrétion digestive: La salive Lubrification du bol alimentaire par des mucines (mucopolysaccharides) n Solubilisation (goût) n 18

Ingestion de l’eau: Etape buccale n Intervention des lèvres, langue, appareil respiratoire 19

Déglutition n Ensemble d’événements coordonnés ¨ Carrefour buccopharyngé ¨ Fausse déglutition 20

Oesophage Transit bouche-estomac Physiologie des sphincters 21

Le jabot: Poche développée chez les oiseaux régurgitant leurs aliments Régulation de la vitesse de transit Lait de pigeon 22

L’estomac Première poche n Stockage n Digestion acide n Digestion peptique ¨ La transformation du pepsinogène en pepsine nécessite un environnement acide 23

Grande variabilité dans l’anatomie et la physiologie de l’estomac selon le régime alimentaire 24

Le modèle monogastrique Simple chez le chien n Plus compliqué chez le cheval n ¨ Simplicité de l’anatomie externe ¨ Complexité de sa structure interne (répartition des muqueuses) et aspects physiopathologiques 25

26

Les zones muqueuses M. oesophagienne: non glandulaire M. Cardiale & Ligne suturale (Margo plicatus) M. antrale M. Fundique ou peptique 27

Estomacs des ruminants l’abomasum est l’estomac sécrétoire gauche Abomasum ontogenèse droite 28

Les pré-estomacs et l’estomac chez les bovins 29

Le proventricule ou ventricule succenturié Sécrétion acide et pepsinogène Gésier ou ventricule Musculeux, Grit Digestion pepsique 30

Pigeon: Gésier (gizzard) Présence de gravier pour assurer un meulage et présence d’une paroi musculaire épaisse n Pas de dents chez ls oiseaux (adaptation au vol) n 31

Le pylore n n Sphincter de contrôle d’accès à l’intestin Flux unidirectionnel ¨ Vidange n gastrique Cas du vomissement ¨ Défense ( toxiques) ¨ Déchets (os, plume) ¨ Comportement épimélétique 32

Segments de l’intestin grèle: duodénum Duodénum Arrivée du chyme et neutralisation du p. H par les sécrétions digestives Jéjunum iléon Figure 24. 16 a 33

Bile et suc pancréatique Enzymes digestives du pancreas Vésicule biliaire Bile & pancreatic juice enter the duodenum Suc intestinal 34

Segments de l’intestin grêle: jéjunum & iléon Site majeur de la digestion et de l’absorption Jéjunum Digestion alcaline Iléon (frein, iléus paralytique) Figure 24. 16 a 35

Absorption intestinale Microvillosités 600 Entérocyte Valvules 3 Villosités 30 36

Valvule iléocæcale n Sphincter de contrôle d’accès aux gros intestin 37

Le gros intestin 38

Complexité du tube digestif: chien vs. cheval Chien Cheval Caecum Côlon 39

Gros intestin côlon n Zones de séjour prolongé des aliments ¨ Production des fèces ¨ Absorption finale de l’eau ¨ Élimination contrôlée par le rectum Rectum 40

Secteur caeco-colique du cheval Chambre à fermentation Production des AGV 41

Tube digestif du lapin caecotrophie Cæcum Côlon proximal (50 cm) Fusus coli Côlon distal (50 cm) 42

Secteur caeco-colique chez les oiseaux n Volume réduit (adaptation au vol) n n Présence d’un cloaque ¨ Terminaison commune des voies digestives, urinaires & génitales n n n Coprodeum Urodeum Proctodeum 43

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) 44

Vue générale des sécrétions digestives 45

46

Vue générale de la digestion des aliments 47

La digestion chimique: monogastrique Sucres Cavité orale, Protéines Graisses Polysaccharides (Amidon, glycogene) Amylase salivaire petits polysaccharides, maltose Proteines Estomac Pepsine Petit polypeptides Lumière du grêle Polysaccharides Amylase pancréatique Maltose & autres disaccharides Polypeptides Trypsine, chymotrypsine Plus petits polypeptides Aminopeptidase, Carboxypeptidase Graisses Sels biliaires Gouttelettes émulsification Lipase Glycerol, Acides gras , glycerides Acides aminés Épithélium du grêle (bordure en brosse) Disaccharidases Small peptides Monosaccharides Dipeptidases Acides aminés 48

Digestion des glucides: monogastriques n Monogastriques ¨ Adulte: Amidon Amylases, Disaccharidases n Produit terminal: glucose n ¨ Jeune: Lactose Lactase n Produit terminal: glucose & galactose n n Polygastriques 49

Digestion des glucides: polygastriques n Cellulose ¨Cellulase microbienne ¨Produits terminaux: AGV n Acide Acétique n Acide butyrique n Acide propionique 50

Digestion des protéines n Estomac ¨ Digestion peptique (acide) n Endopeptidases (pepsine) n Digestion intestinale ¨ Pancréas n Trypsine (endopeptidase) ¨ n Production de peptones Carboxypeptidases & aminopeptidases (exopetidases) ¨ Intestin (lumière puis bordure en brosse) n Carboxypeptidases, aminopeptidases (exopeptidases) et dipeptidases ¨ Production d’acides aminés 51

Digestion des lipides Ingestion de graisses n Digestion intestinale n ¨ Pancréas: lipase ¨ Bile: acides biliaires ¨ Production d’acides gras et de monoglycerides 52

Les sécrétions endocrine du tube digestif 1. Gastrine ¨ ¨ ¨ 2. Ghréline ¨ ¨ 3. Estomac (cellules G) Distension de l’estomac et nerf vague Stimule la sécrétion d’HCl et pepsinogène Estomac Stimule l’appétit Sécrétine ¨ ¨ Duodénum (cellule S) en réponse à l’acidité Stimule la sécrétion de bicarbonates 53

Les sécrétions endocrines du tube digestif 4. GIP (Gastric inhibitory peptide) • • 5. 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 54

Les sécrétions endocrines du tube digestif Motiline 6. • • • IG Augmente la motricité et la production de pepsine Cas des antibiotiques type érythromycine Somatostatine 7. • • Estomac et IG Inhibitrice (GH, TSH, Insuline, gastrine, CCK, motiline, GIP VIP (vasoactive intestinal peptide) 8. • • Vasodilatateur Stimule la sécrétion d’eau et d’électrolytes 55

Absorption 56

Sites intestinaux d’absorption Duodénum Fer Sucres Proteine Lipides Sodium eau Acides biliaires Jéjunum Iléum Cobalamine 57

Transport à travers la membrane plasmique Via un canal Via un transporteur 59

Drainage des nutriments Veine porte n Système lymphatique n 60

Système porte Hepatic vein Hepatic artery (oxygenated blood) Hepatic portal vein (deoxygenated blood) Small intestine Large intestine 61

Protection contre les xénobiotiques (1) n Comportement ¨ Néophobie n Individuelle (enfant) ou collective (rat) n Physiologie sensorielle ¨ Goût n Amertume; alcaloïdes n Odeur putride n Vue (cheval) 62

Protection contre les xénobiotiques (2) n Régurgitation/vomissement ¨ Carnivores n Imperméabilité intestinale aux composés hydrosolubles ¨ Pas d’absorption passive ¨ Transporteurs indispensables ¨ Ce sera l’inverse pour le rein 63

Protection contre les xénobiotiques (3) n Effets de premier passage ¨ Flore digestive ¨ Intestin (P-gp) ¨ foie 64

Effets de premier passage et P-gp Veine porte Lumière métabolisme 4 Paroi intest Flore Foie P-gp 3 métabolisme 2 1 65 6

Protection contre les xénobiotiques (4) n 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 n Mouton 12 h n 66

Circulation lymphatique Le drainage lymphatique rejoint la jugulaire gauche 67