La digestion chimique, une simplification des molécules alimentaires | ||
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Parallèlement à la digestion physique, une digestion chimique des particules alimentaires a lieu au sein de l'appareil digestif.
Les Mammifères comme le Rat possèdent dans la région du cou des glandes salivaires paires reliées par des canaux salivaires à la cavité buccale. Selon leurs localisations sont distinguées les glandes sublinguales, sous-maxillaires et parotides.
En termes d'organisation tissulaire, les glandes salivaires sont constituées de cellules exocrines regroupées en unités sécrétrices appelées acinus, ayant une forme de goutte. Certains, dits acinus muqueux, produisent du mucus composé d'eau, d'ions et de mucine, une protéine glycosylée. D'autres, dits acinus séreux, synthétisent des protéines enzymatiques stockées temporairement dans des grains de sécrétion.
La salive est formée par le mélange des produits de sécrétion des acinus muqueux et des acinus séreux. Elle est principalement composée d'eau, de mucine et d'enzymes. Les canaux salivaires acheminent la salive jusqu'à la cavité buccale, où elle agit. La salive imprègne et lubrifie les aliments, dissout et hydrolyse les molécules qui les constituent. Le bol alimentaire est constitué des aliments traités et de salive.
La digestion chimique se poursuit dans l'estomac, dont la paroi comporte un épithélium simple au contact de la lumière, formant des invaginations tubuleuses riches en cellules sécrétrices, appelées glandes gastriques. Elles produisent une solution nommée suc gastrique.
Les glandes gastriques comprennent :
des cellules pariétales produisant et libérant de l'acide chlorhydrique (HCl) responsable du pH acide du contenu de la lumière ;
des cellules principales élaborant du pepsinogène, précurseur d'une enzyme appelée pepsine, appartenant à la catégorie des endopeptidases.
En milieu acide, le pepsinogène est transformé en pepsine, qui réalise une digestion partielle des protéines en peptides. L'épithélium gastrique est protégé du pH acide et de l'action de la pepsine par un mucus produit par les cellules épithéliales situées directement au contact de la lumière gastrique.
Le chyme résulte du mélange du bol alimentaire et du suc gastrique dans l'estomac. Il passe dans l'intestin grêle.
La région de l'intestin grêle recevant le chyme de l'estomac correspond au duodénum. Elle reçoit également la bile, acheminée depuis la vésicule biliaire où elle est stockée par les canaux cystique et cholédoque, et le suc pancréatique produit par le pancréas et amené par le canal pancréatique.
La bile est produite par les cellules hépatiques des différents lobes du foie. Chaque lobe est drainé par un canal hépatique rejoignant le canal cystique par lequel la bile est amenée à la vésicule biliaire où elle est stockée. La bile est composée d'eau et de sels biliaires mais également de substances minérales, de cholestérol et de déchets métaboliques. Dans la lumière de l'intestin grêle, les sels bilaires permettent l'émulsification des lipides et la formation d'une émulsion, favorisant ainsi l'action des lipases, dégradation des lipides d'origine alimentaire.
Le suc pancréatique est produit par les acinus exocrines constituant l'essentiel de l'organe. Il est composé de nombreuses enzymes dégradant les glucides, les lipides, les protéines ou les acides nucléiques. Certaines enzymes sont synthétisées sous forme de précurseurs inactifs comme le trypsinogène à l'origine d'une peptidase, la trypsine, contribuant à la digestion des protéines. D'autres sont sécrétées sous forme active comme l'amylase, une glucosidase, les lipases et les nucléases. Libéré dans le duodénum, le suc pancréatique prend une part importante à la digestion des glucides, des lipides et des protéines.
Une fois la digestion enzymatique réalisée, les petites molécules qui en sont issues sont absorbées, majoritairement dans l'intestin grêle.
L'hépatopancréas est un organe présent chez les Eumollusques et les Euarthropodes. Il est relié au mésentéron dont il est en fait une expansions diverticulée, par un canal hépatopancréatique.
Les tubules de cet organe sont bordés d'un épithélium sécréteur, dont les cellules libèrent dans la lumière des enzymes digestives permettant l'hydrolyse des molécules d'origine alimentaire. Il s'agit de lipases, de protéases comme la trypsine et les carboxypeptidases A et B, ainsi que d'amylases. Elles sont respectivement responsables de la dégradation des lipides, des protéines et de l'amidon.
L'intestin grêle recevant le chyme de l'estomac, la bile du foie et le suc pancréatique est le siège principal de la digestion des molécules d'origine alimentaire.
Il produit lui-même des enzymes digestives telles que la maltase, la sucrase et la lactase participant à la digestion des glucides.
Que ce soit dans la cavité buccale, l'estomac, l'intestin grêle ou l'hépatopancréas, la digestion chimique des molécules d'origine alimentaire se déroule dans la lumière, à l'aide d'enzymes sécrétées par des cellules exocrines, situées dans l'épithélium ou organisées en glandes individualisées. Il s'agit d'une digestion extracellulaire.
Le groupe des Porifères comporte les animaux communément appelés Éponges. Aquatiques, ils se nourrissent de particules en suspension dans l'eau, qu'ils obtiennent en la filtrant. Ils possèdent des cellules spécifiques appelées choanocytes, agencées en une nappe cellulaire tapissant la cavité corporelle interne, ou parfois des corbeilles voire des chambres situées dans la paroi du corps. Les choanocytes présentent une collerette de microvillosités au cœur de laquelle un flagelle émerge.
Les battements des flagelles des choanocytes génèrent un courant d'eau qui traverse la paroi corporelle, apportant des particules en suspension. Elles sont retenues par les collerettes de microvillosités des choanocytes et sont phagocytées par ces cellules. Les molécules qui les constituent sont digérées dans les vacuoles de phagocytose. Les produits de la digestion sont ensuite transférées à d'autres cellules qui les distribuent.
Ainsi, la digestion des molécules d'origine alimentaire peut également être intracellulaire. S'il s'agit du seul processus présent chez les Porifères, il exsite également chez les Cnidaires comme les Anémones de mer ou les Méduses, ainsi que chez les Platheminthes comme les Planaires, où il coexiste avec la digestion extracellulaire.
Les Mammifères ruminants comme la Vache se nourrissent de végétaux riches en cellulose, molécule glucidique fibreuse présente dans la paroi des cellules végétales, pour laquelle ils ne disposent pas d'enzyme digestive. Ils possèdent une volumineuse panse, dilatation de l'œsophage, contenant une abondante flore bactérienne ainsi que des eucaryotes unicellulaires. Les bactéries réalisent une digestion anaérobie de la cellulose ainsi que l'hydrolyse des protéines d'origine alimentaire.
Certains Mammifères non ruminants comme la Souris ou le Lapin possèdent, à la jonction entre intestin grêle et gros intestin, un volumineux diverticule appelé cæcum. Il abrite une abondant flore de microorganismes, réalisant la digestion des molécules présentes dans le chyle par fermentation. Ils émettent des crottes molles appelées cæcotrophes, contenant des particules et molécules incomplètement digérées. Elles sont ingérées et la fermentation de leurs constituants peut se poursuivre.
La digestion peut ainsi être réalisée par des microorganismes hébergés dans le tube digestif. Ils dégradent les molécules d'origine alimentaire et les produits issus de la digestion sont partiellement utilisés par l'hôte. Microorganismes et hôté établissement une relation à bénéfice réciproque appelée symbiose. Selon les espèces animales, les microorganismes hébergés sont des bactéries, des eucaryotes unicellulaires ou des levures. Ils effectuent généralement une fermentation des molécules alimentaires, consistant en une dégradation incomplète de la matière organique en absence de dioxygène.
Divers types de digestions existent donc et elles sont réalisées par différents organes de l'appareil digestif.
Il est vraisemblable qu'une coordination existe, assurant la mise en œuvre cohérente de ce processus.