la digestion

6-1/ rappels

On a vu en primaire que la digestion permet de tansformer les aliments en nutriments qui vont fournir l'énergie à notre organisme pour fonctionnner. Dans ce chapitre nous allons définir les mécanismes responsables de cette transformation. On sait déjà qu'une partie se passe dans la bouche avec la mastication et une autre partie a lieu dans l'intestin.

Digestion : action de transformer les aliments que nous mangeons en substances assimilables (absorbables) par notre organisme : les nutriments.

6-2/ Un peu d'histoire.

Ce que nous savons provient d'expériences réalisées au XVIIIème siècle. Examinons ces textes (DM sur les expériences historiques).

A la fin du XVII ème siècle Giovani Borelli (1608-1672) observe comment les poules se nourrissent à l'aide de petits cailloux et des mouvements du gésier. Il en déduit que les poules broient leurs aliments. Il conclue que le broyage est l'élément essentiel de la digestion et que donc le broyage permet la digestion.

René-Antoine Ferchault de Réaumur, (1683- 1757)

n'est pas d'accord avec cette théorie. Il observe les rapaces (oiseaux carnassiers) et pense que la digestion n'est pas due au broyage. Afin de tester son hypothèse il va réaliser une expérience, dans laquelle il va introduire un morceau de viande dans un tube en fer et le donner à manger à une buse. Le lendemain il observera les résultats (voir schéma ci-contre).

Il observe que le tube en fer blanc n'est pas broyer et ne porte pas de traces, mais que la viande à l'intérieur du tube à perdu les 3/4 de son poids et que sa consistance est différente. La viande se défait (s'éffiloche) facilement et est recouverte d'une sorte de bouillie.

Donc la digestion n'est pas due au broyage mais à un agent chimique.

Lazzaro Spallanzani,(1729-1799)

s'intéresse aux mécanismes de la digestion. Il va reprendre les travaux de Réaumur et les accentuer. Il pense que la digestion est due à un liquide présent dans notre estomac qu'il appelle suc digestif. Afin de tester son hypothèse il va faire une série d'expérience à partir de sucsdigestifs humains et d'animaux. Il récupère les sucs digestifs et les mets dans des tubes en verre à l'intérieur duquel il dispose un morceau de viande. Il refait la même expérience en remplaçant le suc digestif par de l'eau  puis pose les 2 tubes dans un four ayant approximativement la chaleur du corps (voir ci-contre).

Il observe qu'au bout de 12 heures la viande commence à se désagrager (perdre sa consistance) et en 35 heures elle est presque totalement dissoute. La viande n'est pas moisie et n'a pas une mauvaise odeur. Dans le tube contrôle (témoin), la viande n'a pas été modifiée.

Donc les sucs digestifs sont responsables de la digestion.

William Beaumont, (1825)

est un médecin qui rencontra un homme (Alexis Saint Martin) avec l'estomac perforé et qui communiquait avec l'extérieur. Beaumont réalisa des expériences sur cet homme. Il suppose que la digestion est différente chez l'Homme que ce qui se passe in-vitro (dans un tube). Il reprend les expériences de Spallanzani sur le suc gastrique et teste en parallèle chez l'Homme et dans un tube. Il place de la viande dans du suc gastrique ou directement dans l'estomac du patient. Il observe que la viande à totalement disparue dans l'estomac en 2 heures alors qu'il faut plusieurs heures pour que la viande disparaisse dans le tube de suc gastrique à 37 °C et ne que la viande ne se dissout pas dans l'eau.

Donc l'estomac possède en plus des sucs gastriques un mécanisme qui permet d'accélérer la digestion.

Donc la digestion est due a l'action chimique des sucs gastriques et est aussi accélérer dans l'estomac par les mouvements de broyage de celui ci.

Beaumont sera le premier à réconcilier les observations de Borelli sur le broyage avec les résultats de Réaumur et Spallanzani. Il a donné une vision moderne des mécanismes de la digestion.

Les résultats de ces expériences sont à la base de nos connaissances sur la digestion et ont été confirmée par de nombreuses expériences modernes sur les mécanismes de la digestion. Afin de mieux comprendre la digestion nous allons étudier l'anatomie du système digestif et les mécanismes responsables de la digestion des aliments.

6-3/ Anatomie du système digestif

Activité de découverte (TP) en classe sur la dissection de l'appareil digestif de souris. Il est possible de faire une dissection virtuelle en ligne du système digestif de la souris ou de la grenouille (en anglais), une autre dissection de la grenouille moins ludique mais en français.

Ci-contre un schéma de l'appareil digestif dans lequel sont représentés l'ensemble des organes impliqués dans la digestion. On pourra diviser l'appareil digestif en plusieurs système différent.

Le tube digestif : il est constitué par l'ensemble des organes à l'intérieur duquel vont transiter les aliments. On peut dire que ce sont les tuyaux de l'appareil digestif. Ils sont surlignés sur le schéma ci-contre.

Les glandes digestives : sont des organes qui vont sécréter des composés (nommés enzymes) qui vont permettre la transformation des aliments en nutriments. Les nutriments sont les aliments découpés en petits morceaux assimilables par l'organisme. Sur le schéma ci-contre les glandes digestives sont écrites en rouge.

Comme vous pouvez le constater certains organes font à la fois partie du tube digestif et des glandes digestives.

Comme nous l'avons vu dans le paragraphe précédent la digestion dépend d'un broyage mécanique et d'une action chimique. Les vidéos ci-dessous nous donnent des pistes pour comprendre ce mécanisme.

Exemples de vidéos sur la digestion son mécanimse et le transit des subbstances.

Le transit des aliments dans le tube digestif

image médicale de : Diagnostic imaging evaluation of neonatal vomiting, P. Bach-Ségura, N. Belarbi. Journal de Radiologie, Vol. 92 Issue 2, February 2011, Pages 134-141. Schéma EC 2013 (production personnelle).

6-4/ les mécanismes de la digestion.

Expérience sur la digestion. On suppose que la digestion est due à une action chimique et mécanique.

Nous allons réaliser une expérience sur la digestion du blanc d'œuf dans laquelle on va réaliser plusieurs conditions. Pour tester l'action mécanique nous allons utiliser des morceaux de tailles différentes. Les gros morceaux correspondront à des aliments non broyés et les petits morceaux à des aliments broyés. Pour tester le rôle de l'action chimique nous allons mettre les morceaux d'œufs dans de l'eau ou dans de l'eau avec une enzyme pancréatique.

Schéma de l'expérience :

6-4-1/ Le broyage mécanique.

On observe que dans l'expérience ci-dessus les aliments en petits morceaux disparaissent plus rapidement que ceux en gros morceaux. Donc le broyage est important pour la digestion.

Dans notre organisme, le broyage est effectué par les dents lors de la mastication, qui va transformé les aliments en bouillie. Les aliments vont descendre dans l'œsophage et arriver dans l'estomac. L'estomac est un muscle, il va mélanger les aliments en plus de l'action chimique. Ce malaxage va transformer les aliments en une bouillie liquide qui va passer dans l'intestin grêle. L'intestin grêle est aussi entouré de muscles qui vont permettre de mélanger les aliments et faciliter l'absorption. Les muscles de l'intestin permettent aussi de faire avancer la bouillie alimentaire sur les 6 mètres de long de notre intestin.

6-4-2/ L'action chimique

Dès l'entrée des aliments dans la bouche, la salive va exercer une action chimique qui va commencer à modifier les aliments pour découper les grosses molécules en éléments plus petits. L'action chimique va être poursuivies dans l'estomac, ou la forte acidité de l'estomac, va continuer à modifier les aliments. La dernière étape de l'action chimique à lieu dans l'intestin. L'intestin ne produit pas de constituant chimique, mais il en reçoit, au début de l'intestin, des sucs en provenance du foie, de la vésicule biliaire et du pancréas. Le pancréas produit le plus d'enzyme et les enzymes les plus importantes pour la digestion.

On observe dans l'expérience ci dessus que seul les aliments mis dans un tube avec des enzymes sont dégradés.

Représentation schématique de l'action des enzymes.

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