Transcription de la vidéo
Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire le processus de digestion dans le corps humain et pourquoi la digestion est si importante. Nous étudierons les différents types de digestion qui ont lieu lorsque les aliments traversent le système digestif en passant par la bouche, où a lieu la digestion buccale, par l’estomac, où a lieu la digestion gastrique, et par l’intestin grêle, où a lieu la digestion intestinale. Nous allons également apprendre les rôles importants des différentes enzymes impliquées dans la digestion chimique et le rôle des muscles et d’autres structures du corps dans la digestion mécanique.
Le système digestif humain fonctionne sans relâche, que nous soyons debout ou la tête en bas, éveillés ou endormis, à l’aide de molécules, de muscles et autres structures qui dégradent en plus petits morceaux les aliments que nous mangeons. La digestion est un processus au cours duquel les grosses molécules sont dégradées en molécules plus petites. C’est essentiel, car nous devons dégrader les gros éléments nutritifs des aliments que nous ingérons sous une forme suffisamment petite pour être absorbée dans la circulation sanguine.
Mais comment cela se passe-t-il réellement? Ces grosses molécules sont dégradées en leurs plus petites sous-unités constitutives par des molécules appelées enzymes, qui sont spécifiques du type de substrat qu’elles dégradent. Les enzymes du système digestif servent principalement à briser les liaisons d’une molécule pour former des produits plus petits. La plupart de ces produits sont alors suffisamment petits pour pénétrer dans les capillaires qui entourent certaines parties du système digestif. Le sang dans ces capillaires peut ensuite transporter les produits dans le corps vers toutes les cellules qui pourraient en avoir besoin.
Cette figure est un aperçu de certains des principaux organes du système digestif humain. Gardez en tête qu’ils ont été codés par couleurs ici, mais en réalité ils ont tous la même couleur brune ou rose chair. Nous allons utiliser ce schéma tout au long de la vidéo pour identifier les différents organes à travers lesquels les aliments passent, collectivement appelés tube digestif ou tractus gastro-intestinal. Nous pouvons aussi l’utiliser pour identifier les différents organes que les aliments ne traversent pas directement, mais qui contribuent au processus digestif. Ces organes, appelés organes accessoires, ont été représentés avec le code couleur bleu et nous les examinerons plus en détail à chaque étape du processus de digestion.
Commençons donc. Imaginons que vous venez de manger un délicieux sandwich au poulet. Le premier endroit où les aliments entrent est la bouche, ils y sont transformés en une boule qui est maintenant appelée bolus. La bouche est le site de la digestion buccale. Le mot buccal fait référence à la bouche elle-même. Et la digestion buccale utilise de nombreuses structures et molécules différentes de la bouche et des zones alentours.
Examinons de plus près la bouche et les zones environnantes pour voir plus en détails comment la digestion buccale se déroule. Les dents humaines sont parfaitement adaptées pour mâcher différents types d’aliments, car nous sommes biologiquement adaptés pour être omnivores, c’est-à-dire manger des produits animaux et végétaux. Nos incisives à l’avant de la mâchoire coupent notre nourriture, tandis que les canines adjacentes assez pointues saisissent et déchirent la nourriture en plus petits morceaux. À l’arrière de la mâchoire, les molaires et les prémolaires broyent la nourriture pour lui donner une plus grande surface. Nous pensons principalement à notre langue comme un outil pour goûter à la nourriture, mais c’est aussi un muscle. Et elle joue un rôle important dans le déplacement des aliments pour permettre aux dents de les broyer.
Ces processus sont tous des exemples de digestion mécanique, utilisant des muscles de la mâchoire pour réduire la nourriture en plus petits morceaux. La digestion mécanique permet à un même volume d’aliments d’être haché afin d’obtenir une plus grande surface. Cela permet aux enzymes, représentées ici par des flèches vertes, de digérer plus facilement les aliments, car cela augmente la surface sur laquelle ces enzymes peuvent agir pour encore plus dégrader les gros éléments nutritifs.
En général, la digestion mécanique implique des structures dures comme les dents ou des muscles comme la langue, et elle se retrouve aussi dans d’autres régions du système digestif. Mais finissons-en d’abord avec la digestion buccale.
Outre la digestion mécanique, une digestion chimique a également lieu dans la bouche, c’est le rôle des enzymes digestives. Cette figure montre une vue latérale en gros plan de la bouche et de certaines zones environnantes. Nous avons déjà examiné les fonctions de la langue et des dents dans la digestion mécanique, mais voyons comment certaines de ces autres structures jouent un rôle dans la digestion buccale chimique.
Vous avez peut-être retenu que les structures bleues du schéma sont ce qu’on appelle les organes accessoires. Dans ce gros plan de la bouche, nous pouvons voir trois glandes salivaires en paires, qui sont notre premier exemple d’organes accessoires. Le rôle des glandes salivaires est de sécréter de la salive dans la bouche. La salive contient du mucus, qui ramollit les aliments en les rendant plus fluides. La salive contient également des enzymes appelées amylases.
Voyons comment fonctionnent les amylases. L’amylase commence la dégradation des glucides, comme les grosses molécules d’amidon dans les aliments, en sucres plus petits, comme le maltose qui est un disaccharide. Ce processus s’appelle hydrolyse, ce qui signifie littéralement dégrader une molécule en utilisant de l’eau. Le maltose finira par être dégradé par une autre enzyme appelée maltase en de plus petits monosaccharides appelés glucose. Mais cela aura lieu plus tard dans le tube digestif.
L’amylase fonctionne mieux dans des conditions légèrement basiques, et son pH optimal est d’environ 7,4. Il est important de noter que le pH optimal est propre à chaque enzyme, il varie donc selon l’enzyme dont nous parlons. L’amylase n’est qu’un exemple d’enzyme impliquée dans la digestion chimique au cours du processus digestif, plusieurs d’entre elles interviendront plus tard.
À l’arrière de la bouche, il y a deux tubes, l’un d’entre eux est la trachée qui mène aux poumons et l’autre est l’œsophage qui mène à l’estomac. Habituellement, un repli de tissu appelé épiglotte est maintenu ouvert, ce qui permet aux gaz comme l’oxygène de descendre dans la trachée et pénétrer dans les poumons. Lorsque le bolus atteint le pharynx à l’arrière de la bouche, la trachée et le larynx, parfois appelé boîte vocale, se soulèvent, ce qui provoque la fermeture de l’épiglotte au-dessus de l’entrée de la trachée et empêche donc les aliments d’y entrer. Ainsi, les aliments et les boissons ne pénètrent que dans l’œsophage, et pas dans la trachée. Si l’épiglotte ne se fermait pas, les aliments ou boissons pourraient couler dans les poumons et provoquer un étouffement.
Une fois que les aliments sont dans l’œsophage, ils doivent descendre jusqu’à l’estomac. Voyons comment l’œsophage accomplit cela. L’œsophage est un long tube avec des cellules glandulaires dans sa muqueuse qui sécrètent du mucus sur le bolus. La muqueuse de l’œsophage contient également des muscles circulaires. Ces muscles circulaires se contractent et se détendent en rythme afin de déplacer le bolus de l’œsophage à l’estomac. Ce processus est appelé péristaltisme, c’est la contraction et la détente rythmique de ces muscles circulaires, qui peut déplacer les aliments et parfois mélanger le bolus avec des sucs digestifs dans certains organes du corps, mais ce n’est pas le cas dans l’œsophage. Le péristaltisme a aussi lieu dans l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin. Comme les muscles sont impliqués, c’est un bon exemple de digestion mécanique.
Voyons ensuite la digestion gastrique, c’est-à-dire les processus se produisant dans l’estomac. Nous avons besoin de regarder de plus près pour bien comprendre. Voyons donc une image plus grande de la liaison entre l’estomac et le bas de l’œsophage. Lorsque le bolus alimentaire approche de la fin de l’œsophage, il atteint un anneau musculaire épais appelé sphincter œsophagien inférieur. Le sphincter œsophagien inférieur est généralement fermé mais s’ouvre lorsque le bolus l’atteint, ce qui permet aux mouvements péristaltiques de pousser le bolus hors de l’œsophage et dans l’estomac.
L’estomac est un sac musculaire capable de déplacer les aliments par péristaltisme. Et comme dans la bouche, une digestion mécanique se produit également dans l’estomac. Une fois que le bolus atteint l’estomac, il se mélange au suc gastrique et devient plus liquide. À ce stade, il n’est plus appelé bolus, mais plutôt connu sous le nom de chyme.
Le suc gastrique, parfois appelé acide gastrique, contient un acide fort, l’acide chlorhydrique. C’est utile principalement pour deux raisons. Premièrement, si des pathogènes, c’est-à-dire des agents biologiques causant des maladies comme des bactéries, pénètrent dans le système digestif après avoir été ingérés avec les aliments, l’acide chlorhydrique de l’estomac tue la plupart d’entre eux. Cela les empêche de pénétrer dans le reste du système digestif, ou pire dans la circulation sanguine. L’acide chlorhydrique fournit également les conditions acides optimales pour le fonctionnement des enzymes de l’estomac.
Le suc gastrique contient également une substance appelée pepsinogène qui est sécrétée par les cellules qui tapissent l’estomac. Le pepsinogène est la forme inactive d’une enzyme. Le pH acide fourni par l’acide chlorhydrique permet au pepsinogène d’être activé et converti en une enzyme appelée pepsine.
Voyons de plus près comment la pepsine fonctionne comme enzyme dans l’estomac. La pepsine est un exemple de protéase. La racine du mot, «proté», nous indique que les protéases sont des enzymes qui dégradent les protéines. La pepsine catalyse spécifiquement l’hydrolyse des protéines en plus petits polypeptides. Ces polypeptides seront éventuellement dégradés en acides aminés par d’autres protéases de l’intestin grêle. Le pH optimal de la pepsine est compris entre 1,5 et 2,5, elle fonctionne donc très efficacement dans l’environnement gastrique acide.
Les cellules de la paroi de l’estomac elles-mêmes sont protégées d’une digestion par la pepsine grâce au mucus qui tapisse l’intérieur de l’estomac. La digestion des protéines en polypeptides est un autre exemple de digestion chimique.
À la base de l’estomac se trouve un autre anneau musculaire appelé sphincter du pylore. Le sphincter du pylore est lui aussi généralement fermé, mais une contraction péristaltique l’ouvre brièvement, permettant au chyme de passer de l’estomac à la première partie de l’intestin grêle, appelée duodénum.
La dernière partie du processus de digestion est la digestion intestinale, qui se produit principalement dans l’intestin grêle. L’intestin grêle est le principal site de digestion chimique, car c’est là que protéines, glucides et lipides seront digérés par des enzymes. La plupart des enzymes digestives sont sécrétées dans l’intestin grêle par un organe accessoire appelé le pancréas. En ajustant légèrement la position des autres organes, nous pouvons voir plus clairement comment le pancréas est relié au duodénum de l’intestin grêle.
Cette structure verte qui traverse le pancréas est le canal pancréatique principal. Ce canal est responsable de la sécrétion du suc pancréatique, qui contient toutes ces enzymes, dans le duodénum où vont se mélanger sucs pancréatique et intestinal.
Regardons de plus près les enzymes du suc pancréatique, qui vont agir dans l’intestin grêle. Le suc pancréatique contient de nombreuses glycoside hydrolases, ou glycosidases, qui catalysent l’hydrolyse des glucides. Rappelez-vous que ce processus avait commencé dans la bouche avec l’amylase. Dans l’intestin grêle, par exemple, les glycosidases comme la maltase peuvent dégrader le maltose en molécules de glucose. Le suc pancréatique contient également des lipases, qui catalysent l’hydrolyse des lipides des aliments en acides gras et en glycérol.
Le suc pancréatique contient également des protéases qui, vous vous en souvenez peut-être, dégradent les protéines. Le trypsinogène est sécrété dans le suc pancréatique et, comme le pepsinogène, est une forme inactive d’une protéase. Le trypsinogène est activé par une autre enzyme présente dans le suc intestinal, l’entérokinase. Lorsque le trypsinogène pénètre dans l’intestin grêle et entre en contact avec l’entérokinase, il est converti en sa forme active, la trypsine. La trypsine est une protéase qui catalyse l’hydrolyse des polypeptides et des peptides en plus petites unités et ultimement en monomères d’acides aminés.
Une partie du suc gastrique de l’estomac pénètre dans l’intestin grêle. Mais le suc pancréatique contient une autre substance appelée bicarbonate de sodium qui neutralise le suc gastrique acide entrant dans le duodénum par l’estomac. Cela signifie que le pH au début du duodénum est d’environ six, mais il augmente à mesure que l’intestin grêle continue à fournir un pH optimal pour les nombreuses enzymes qui y agissent.
Le foie est un autre organe accessoire impliqué dans le système digestif. En agrandissant notre figure récapitulative et en ajustant légèrement les organes, nous pouvons mieux voir où cette interaction a lieu. Le duodénum, la première partie de l’intestin grêle, représenté ici en rose, est relié au pancréas, qui est l’un des organes accessoires que nous avons déjà abordés. Mais il est également connecté au foie. Le foie est un organe accessoire du système digestif car il produit une substance appelée bile.
Après sa production par le foie, la bile est stockée dans un autre organe accessoire, la vésicule biliaire, avant d’être transportée dans le canal biliaire, qui rejoint le canal pancréatique de sorte que suc pancréatique et bile sont tous deux sécrétés dans le duodénum.
Maintenant que nous savons comment la bile arrive dans l’intestin grêle, voyons comment elle peut y être utile pour la digestion. La bile émulsionne les lipides, ce qui signifie qu’elle les disperse en plus petites gouttelettes. Ces gouttelettes plus petites sont parfois appelées gouttelettes d’émulsion. Les lipides sont insolubles dans l’eau, mais les enzymes qui les dégradent, les lipases, sont solubles dans l’eau. Les deux ne se mélangent donc pas naturellement. L’émulsification par la bile signifie cependant que ces gouttelettes de lipides sont plus dispersées dans l’eau, la surface disponible pour l’action des lipases est donc plus grande, comme le montrent ces flèches vertes. Cela augmente l’efficacité de l’hydrolyse des lipides dans l’intestin grêle.
Une fois que les éléments nutritifs ont été suffisamment dégradés par toutes ces différentes enzymes, les sucres simples, les acides aminés, les acides gras et le glycérol sont absorbés à travers la paroi de l’intestin grêle. Le schéma de droite nous montre que la paroi de l’intestin grêle est fortement pliée. Cela donne à l’intestin grêle une très grande surface disponible pour l’absorption des nutriments. Les acides aminés et les sucres simples sont suffisamment petits pour pouvoir passer directement à travers les cellules qui tapissent la paroi de l’intestin grêle vers les capillaires sanguins, représentés ici comme ces réseaux denses et rouges de vaisseaux sanguins. Une fois dans les capillaires, ces nutriments essentiels peuvent être transportés par le sang vers les cellules du corps qui en ont besoin.
Comme les acides gras et le glycérol sont plus gros et ne sont pas solubles dans l’eau, ils ne peuvent pas passer directement dans les capillaires. Au lieu de cela, ils se déplacent dans des vaisseaux appelées chylifères se trouvant dans la même zone que les capillaires, juste à l’extérieur des cellules qui tapissent la paroi de l’intestin grêle. Les chylifères transportent ces acides gras, le glycérol et tous les lipides non digérés dans le système lymphatique, où ils peuvent entrer dans la circulation sanguine à un plus grand embranchement.
Résumons les processus que nous avons vus jusqu’à présent. Tout d’abord, les aliments sont placés dans la bouche, où ils sont mélangés à de la salive et réduits en une boule appelée bolus. C’est la digestion buccale, elle implique des amylases qui dégradent l’amidon des aliments en sucres plus petits comme le maltose. À partir de la bouche, les aliments passent dans l’œsophage puis l’estomac. C’est là qu’a lieu la digestion gastrique, où les protéines des aliments sont dégradées en polypeptides.
Une fois que le bolus atteint l’estomac, il se mélange aux sucs digestifs et devient plus liquide. Les morceaux solides sont dégradés et ont une surface plus petite. Et le bolus s’appelle maintenant chyme. Le chyme peut ensuite pénétrer dans l’intestin grêle, où a lieu la digestion intestinale. Elle inclut la majorité de la digestion chimique, où les protéines, les polypeptides et les peptides sont dégradés en acides aminés par des protéases. Les glucides plus gros, comme le maltose, peuvent être dégradés en sucres simples plus petits, comme le glucose, par des glycosidases. Et les lipides sont transformés en acides gras et en glycérol par les lipases.
Le chyme passe ensuite dans le gros intestin qui réabsorbe l’eau, les vitamines restantes et les sels pour former des selles solides. Les excréments sont ensuite stockés dans le rectum avant qu’ils ne soient éjectés du corps via l’anus.
Revoyons les points clés que nous avons étudiés dans cette vidéo. La digestion est le processus par lequel les grandes molécules alimentaires sont dégradées en molécules plus petites et généralement plus solubles, pouvant être absorbées dans les systèmes de transport comme le sang afin d’être apportées aux cellules du corps qui en ont besoin. Le processus digestif commence dans la bouche par la digestion buccale qui implique les dents, la langue et les glandes salivaires.
La digestion gastrique a ensuite lieu dans l’estomac, elle implique le suc gastrique qui contient de l’acide chlorhydrique et des protéases. Enfin, la digestion intestinale dans l’intestin grêle utilise le suc pancréatique, la bile et des enzymes supplémentaires pour effectuer la majorité de la digestion chimique. C’est aussi l’endroit où les plus petits éléments nutritifs seront absorbés dans la circulation sanguine.
