Fiche explicative de la leçon: Absorption et défécation Biologie • Deuxième année secondaire

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire comment les produits de la digestion sont absorbés par l’intestin grêle, souligner comment l’intestin grêle est adapté à cette fin, et expliquer comment les aliments ne pouvant pas être digérés sont éliminés de l’organisme par la défécation.

Saviez-vous que la nourriture peut prendre entre 2 à 5 jours pour traverser tout le système digestif ? La digestion dans le gros intestin peut utiliser jusqu’à 40 heures de ce temps. Cela dit, le gros intestin est en réalité beaucoup plus court que l’intestin grêle. Alors que l’intestin grêle fait autour de 7 m de long, le gros intestin ne fait quant à lui qu’environ 1,5 m.

Les deux intestins font partie du système digestif humain, mais ils jouent des rôles très différents. L’intestin grêle a pour fonction majeure de décomposer et d’absorber les nutriments importants pour qu’ils soient utilisés par les cellules du corps. Le gros intestin joue un rôle dans la réabsorption d’eau et de sels des aliments dans le corps avant qu’ils ne soient éliminés du corps sous forme d’excréments.

La digestion est le processus par lequel les grandes molécules sont décomposées en plus petites molécules pouvant être absorbées et utilisées par le corps. Bien que la majorité de la digestion se produise dans l’intestin grêle, il existe divers autres organes du système digestif qui décomposent également les molécules alimentaires en sous-unités plus petites. Ce processus est très important, car cela signifie que les molécules sont sous une forme suffisamment petite pour être absorbées dans la circulation sanguine. Le sang est le principal liquide qui transporte les nutriments, tels que les sucres simples et les acides aminés, vers les cellules du corps qui en ont besoin. Une fois qu’elles atteignent les cellules du corps, ces petites molécules peuvent être assemblées en de nombreuses molécules plus grandes pour jouer divers rôles vitaux.

Regardons le trajet de la nourriture dans le système digestif pour atteindre les intestins. Les principaux organes qui effectuent le processus de digestion sont indiqués dans la figure 1, où les flèches bleues marquent la direction dans laquelle les aliments se déplacent.

Le tube digestif est un tube très long que la nourriture traverse, de la bouche à l’anus. Voyons quels sont les organes qui font partie de ce tube digestif.

La nourriture est d’abord placée dans la bouche, puis est transformée par les dents en une boule appelée le bolus. C’est ce qu’on appelle la digestion buccale. À partir de la bouche, le bolus descend de l’œsophage jusqu’à l’estomac. Une fois que le bolus atteint l’estomac, une digestion gastrique se produit, au cours de laquelle la nourriture est mélangée avec des sucs gastriques et devient à présent le chyme. Ce chyme se déplace ensuite dans l’intestin grêle, où se produit la digestion intestinale. Le chyme passe ensuite dans le gros intestin, qui réabsorbe l’eau et les sels des aliments non digérés pour former des excréments solides. Ces excréments sont stockés dans le rectum avant d’être éliminés du corps en s’évacuant par l’anus.

Vous avez peut-être remarqué que la nourriture ne passait pas par tous les organes de la figure 1. Tout organe qui joue un rôle dans la digestion mais qui n’est pas au contact même de l’aliment est appelé un organe accessoire. Les principaux organes accessoires du système digestif humain sont les glandes salivaires, le pancréas, le foie et la vésicule biliaire.

Concentrons-nous sur la structure et la fonction de l’intestin grêle.

L’intestin grêle est un long canal situé dans l’abdomen. La majorité de la digestion chimique se produit dans l’intestin grêle, car c’est là que les protéines, les glucides et les lipides sont digérés par des enzymes. Jusque là, la nourriture n’a fait que traverser le canal alimentaire, appelé le tube digestif, mais n’est entrée dans aucune cellule du corps. L’intestin grêle absorbe les produits de la digestion dans les cellules de la paroi intestinale afin qu’ils puissent être transportés vers les cellules du corps pour y effectuer d’importants processus.

Par exemple, les acides aminés provenant de la digestion des protéines sont utilisés par les cellules du corps pour leur croissance et leur réparation. Les sucres simples provenant de la digestion des glucides sont utilisés comme source d’énergie pour la respiration. Cette énergie peut également être stockée sous une autre forme pour une future utilisation. Les molécules d’acides gras et de glycérol issues de la digestion des lipides peuvent être transformées en différentes molécules de lipides pour créer des membranes et des composés isolants.

L’intestin grêle est adapté pour une absorption efficace de plusieurs façons. Sa longueur conséquente fournit une très grande surface à travers laquelle les nutriments peuvent être absorbés. Il y a des prolongements en forme de doigt le long de la paroi de l’iléon, la dernière partie de l’intestin grêle, qui augmentent davantage la surface d’environ 10 mètres carrés. La paroi est fortement repliée en ces structures appelées villosités, que vous pouvez voir sur la figure 2.

Les villosités possèdent des adaptations qui aident à l’absorption de la nourriture dans les cellules intestinales. Elles fournissent une surface plus grande et bougent constamment pour permettre aux aliments de se déplacer et de se mélanger aux enzymes. Elles apportent également un sang riche aux cellules intestinales par des capillaires, comme vous pouvez le voir sur la figure 2. Cela signifie que la nourriture digérée peut se diffuser, ou être transportée activement, dans la circulation sanguine à travers les cellules intestinales. Cet apport sanguin provenant de l’intestin grêle comprendra donc de l’eau, des sels minéraux, des vitamines hydrosolubles, du glucose et des acides aminés. Ce sang est acheminé vers le foie par la veine porte hépatique. Une fois qu’il passe à travers le foie, il est transporté au cœur par la veine cave inférieure.

Les villosités contiennent également des structures appelées des chylifères, représentés par des lignes vertes dans la figure 2. Les chylifères sont connectés au système lymphatique du corps, et ils absorbent les lipides digérés qui sont trop gros pour entrer directement dans la circulation sanguine, et sont donc à la place dirigés dans la lymphe. Les lipides digérés sont décomposés en acides gras et en glycérol dans l’intestin grêle. Ces acides gras, le glycérol et certains lipides non digérés sont absorbés dans les chylifères. Les chylifères absorbent également les vitamines A, D, E et K dans la lymphe.

Une fois que ces nutriments sont absorbés par les chylifères, ils sont transportés dans le système lymphatique pour être finalement rejetés dans la veine cave supérieure. Le sang transportant les autres nutriments absorbés par les capillaires dans les villosités de l’intestin grêle se retrouve dans la veine cave inférieure. Les veines caves supérieure et inférieure sont deux des veines principales renvoyant le sang au cœur. Le cœur les délivre ensuite aux cellules des organes qui en ont besoin.

Exemple 2: Identifier le lieu cible des produits de la digestion

Le diagramme ci-dessous montre la structure des villosités qui tapissent l’intestin grêle. Leur fonction principale est d’absorber la plupart des produits de la digestion. Où ces produits seront-ils transportés ? 

1. vers l’estomac pour y être décomposés puis absorbés dans le tube digestif
2. vers les reins pour être éliminés dans l’urine
3. vers la peau pour y être excrétés sous forme de sueur
4. aux organes qui en ont besoin via la circulation sanguine et le système lymphatique
5. vers le gros intestin pour y être éliminés sous forme d’excréments

Réponse

Les villosités sont des protubérances digitiformes situées le long de la paroi très repliée de l’intestin grêle.

Les villosités ont des adaptations qui aident à l’absorption de la nourriture dans les cellules intestinales. Elles augmentent la surface de contact et bougent constamment pour aider les aliments à se déplacer et à se mélanger aux enzymes. Elles apportent également un sang enrichi aux cellules intestinales par des capillaires. Cela signifie que les aliments digérés peuvent diffuser, ou être activement transportés, dans la circulation sanguine à travers les cellules intestinales, pour être acheminés vers le foie via la veine porte hépatique. Cet apport sanguin provenant de l’intestin grêle comprendra donc de l’eau, des sels minéraux, des vitamines, du glucose et des acides aminés. Une fois qu’ils ont traversé le foie, la veine hépatique achemine le sang vers le cœur par le biais de la veine cave inférieure.

Les villosités contiennent également des structures appelées des chylifères, comme indiqué dans la figure 2. Ces chylifères sont connectés au système lymphatique du corps, et ils absorbent les lipides digérés dans la lymphe plutôt que directement dans le sang, car ils sont trop gros. Les lipides digérés sont dégradés en acides gras et en glycérol dans l’intestin grêle. Ces acides gras, le glycerol et certains lipides non digérés sont absorbés dans les chylifères. Les chylifères absorbent également les vitamines A, D, E et K dans la lymphe.

Une fois que ces nutriments sont absorbés par les chylifères, ils sont transportés dans le système lymphatique pour être finalement rejetés dans la veine cave supérieure. Le sang transportant les autres nutriments absorbés par les capillaires dans les villosités de l’intestin grêle se retrouve dans la veine cave inférieure. Les veines caves supérieure et inférieure sont deux des veines principales renvoyant le sang au cœur. Le cœur les délivre ensuite aux cellules des organes qui en ont besoin.

Comme les villosités sont situées sur les parois de l’intestin grêle, localisé après l’estomac dans le tube digestif, les produits de la digestion ne sont pas retransmis vers l’estomac. Les produits de digestion qui sont absorbés par les villosités sont utiles à l’organisme, et ne sont donc pas excrétés sous forme d’urine, de sueur ou d’excréments.

Par conséquent, ces produits sont transportés vers les organes qui en ont besoin via les systèmes sanguin et lymphatique.

Les cellules épithéliales formant la couche externe de chaque villosité ont également des adaptations pour augmenter le taux d’absorption des nutriments.

Les microvillosités, comme vous le voyez sur la figure 3, sont des prolongements digitiformes qui tapissent la membrane des cellules épithéliales intestinales. Cela augmente davantage la surface dans laquelle les nutriments sont absorbés.

Une fois que les nutriments utiles sont absorbés dans les capillaires ou les chylifères de l’intestin grêle, le reste du chyme non digéré passe dans le gros intestin. La figure 4 montre les différentes sections du gros intestin que le chyme traverse avant d’être éliminé du corps.

La fonction principale du gros intestin est d’absorber l’eau et les sels de cette nourriture non digérée. La paroi du gros intestin est très repliée pour augmenter le taux d’absorption. La nourriture non digérée pénètre d’abord dans le caecum du gros intestin par l’intestin grêle. Les flèches rouges de la figure 4 montrent comment le chyme se déplace à travers le gros intestin.

Le résidu du chyme dans le gros intestin a la forme de matières fécales semi-solides. Il y a beaucoup de bactéries dans le gros intestin qui aident à décomposer cette nourriture non digérée qui peut être riche en fibres, telle que les céréales et même certains fruits et légumes. Un grand nombre de ces bactéries sont éjectées dans les excréments et sont responsables de l’odeur désagréable des excréments. Les excréments sont stockés dans le rectum avant d’être expulsés hors du corps via l’anus, au cours d’un processus appelé la défécation. La défécation est lorsque les muscles du rectum se contractent et que les muscles circulaires dans l’anus, appelés le sphincter anal, se détendent.

Le processus d’éjection est facilité par le mucus sécrété par la muqueuse de la paroi du gros intestin, qui lubrifie les excréments lorsqu’ils sortent de l’anus. Une alimentation riche en fibres favorise également le passage de nourriture non digérée dans le gros intestin, car elle augmente le volume des excréments, ce qui les rend plus gros mais plus mous. Cela permet aux excréments de passer plus rapidement dans le gros intestin facilitant ainsi la défécation.

On pense souvent que l’excrétion et l’éjection veulent dire la même chose. Alors que l’excrétion élimine les déchets métaboliques formés par les cellules, l’éjection fait référence à l’élimination finale des déchets non digérés sous forme d’excréments par défécation.

Récapitulons certains des points clés que nous avons abordés dans cette fiche explicative.