Chez l'Homme, les aliments sont d'abord digérés, puis les nutriments sont absorbés et distribués par le milieu intérieur


Chez l'Homme, les aliments sont d'abord digérés, puis les nutriments sont absorbés et distribués par le milieu intérieur.

Les aliments sont des molécules complexes transformées en molécules plus simple lors de la digestion. La digestion consiste donc en une hydrolyse de macromolécules en molécules simples : les nutriments. Ce travail d'hydrolyse est étudié avec le professeur de Chimie.

La digestion est assurée par les organes de l'appareil digestif.
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Expérience de Réaumur (1752)
Au XVIII e siècle, les scientifiques s’interrogent sur le mécanisme de la digestion. Une des théories de l’époque est celle de Giovanni Borelli (1608-1672) pour qui la digestion serait un phénomène purement mécanique : les aliments seraient simplement broyés dans le tube digestif. Le scientifique français Réné-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) ne croit pas à cette théorie. Il étudie la digestion sur des rapaces qui sont des oiseaux dont la particularité est de rejeter sous forme de pelote les parties de leurs proies qu’ils ne digèrent pas (plumes, os, poils...). Voici le récit d’une de ses expériences : « Je plaçai dans un gros tube en fer blanc ouvert aux deux bouts, un morceau de viande. Le tube ainsi garni fut donné à une buse pour son premier déjeuner. Ce ne fut que le lendemain que je trouvai le tube qu’elle venait de rendre : il avait toute sa rondeur, on ne découvrait sur sa surface extérieure aucune trace de frottements. Le morceau de viande avait été réduit peut-être au quart de son premier volume ; ce qui en restait était couvert par une espèce de bouillie venue probablement de celles de ses parties qui avaient été dissoutes. »

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Expérience de Spallanzani (1783)
Lazzaro Spallanzani (1729-1799), abbé et professeur d’histoire naturelle à l’université de Pavie, reprend les travaux de Réaumur sur la digestion. Il émet l’hypothèse que la digestion est un phénomène purement chimique : les aliments seraient rendus liquides par des substances chimiques sécrétées par les organes. Après avoir récupéré un peu de liquide contenu dans son estomac, il réalise l’expérience suivante : « J’en fis entrer dans un tube en verre(...) ; je mis avec ce suc quelques brins de chair (...). Je le plaçai dans un fourneau où on éprouvait à peu près la chaleur de mon estomac ; j’y mis aussi un tube semblable avec une quantité d’eau qui était la même que celle du suc gastrique pour me servir de terme de comparaison.(...). Voici les éléments que j’observai. La chair qui était dans le suc gastrique commença à se défaire avant 12 heures et elle continua insensiblement jusqu’à ce qu’au bout de 35 heures, elle avait perdu toute consistance (...). Il n’en fut pas de même dans le tube où j’avais mis de l’eau (...) : la plus grande partie des fibres charnues plongées dans l’eau étaient encore entières au bout du troisième jour. »
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La digestion commence par une action mécanique des dents au niveau de la bouche. Celles-ci broient les aliments. Certains aliments comme les féculents (amidon) commencent à être digérées par la salive dans la bouche. L'oesophage permet le transit jusqu'à l'estomac où commence l'essentiel de la digestion. L'intestin grêle est à la fois le lieu de la terminaison de la digestion (avec l'aide d'enzymes livrées par le pancréas et la vésicule biliaire ainsi que l'intestin lui-même) et celui de l'absorbtion intestinale des molécules simplifiées à l'état de nutriments. Les nutriments passent dans le sang est sont distribuées à l'ensemble des cellules de l'organisme qui peuvent les utiliser selon leurs besoins. Le gros intestin évacue les déchets et a une capacité d'absorption faible.

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©© bysa - Source : Wikipedia

> Dissection de la Souris

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L'amidon est composé d'un motif répétitif de molécules de glucose un très grand nombre (n) de fois. C'est une macromolécule abondante dans les féculents.

amylase
L'amylase est une enzyme digestive qui agit dès la salive dans la bouche qui a une action d'hydrolyse sur l'amidon réduisant avec l'aide d'autres enzymes cette macromolécule à l'état de nutriment, le glucose. Le glucose passe ensuite dans le sang et sera utilisé par nos cellules.

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L'eau iodée (marron) révèle la présence d'amidon ici dans la farine en virant au violet profond.

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(X400) - En utilisant de l'eau iodée diluée appliquée sur une Pomme de terre, et le tout observé au microscope permet de voir des organites particuliers, riches en amidon, les amyloplastes.

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Les glucides sont réduits en glucose, les protides ou protéines en acides aminés et les lipides en acides gras et glycérol sous l'action d'enzymes de différents sucs qui réalisent des hydrolyses de macromolécules. Glucose, acides aminés, glycérol et acides gras sont des nutiments qui vont passer dans le sang et être distribués aux cellules.

Les nutriments passent par l'épithélium intestinal (intestin grêle) directement dans le sang ou la lymphe. L'étude de cette structure rend compte de son efficacité : grande surface d'absorption et richesse en vaisseaux sanguins et lymphatiques.

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Déjà à l'échelle de l'organe on identifie une structure adaptée à sa fonction d'absorption. La longueur de l'intestin (7-8 m) lui confère une grande capacité d'absorption et ses relations avec les vaisseaux sanguins sont claires. Une coupe de l'intestin grèle rend compte de nombreux replis nommés villosités. Celles-ci augmentent notoirement la surface d'absorption. L'épithélium intestinal est un épithélium glandulaire qui sécréte du suc intestinal riche en enzymes digestives.

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Cette coupe d'intestin montre de nombreux replis ou villosités intestinales propres à augmenter fortement la surface d'absorbtion des intestins.

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Image de villosités intestinales au microscope photonique.

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©© byncnd - Source

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Ce schéma de villosité intestinale montre l'absoption de nutriments qui passent dans le sang. Les villosités présentent en outre des vaisseaux lymphatiques. Une part des nutriments passe dans la lymphe.

Le glucose est absorbé par les cellules épithéliales de l'intestin grâce à une protéine membranaire nommée SGLT qui entraîne en même temps du Na+. Le transport des lipides dans les cellules nécessite l'association à des protéines dans les lipoprotéines.
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Les aliments transformés en nutriments par hydrolyse en présence d'enzymes des sucs digestifs passent dans le sang ou la lymphe et sont livrés aux cellules qui les utilisent.