Absorption des nutriments

Question 1

Surface d’absorption intestinale

Answer 1

Replis de la muqueuse intestinale
− Valvules conniventes → surface ~ x 5
− Villosités → surface ~ x 7
− Microvillosités → surface ~ x 7-60

• -> Amplification de la surface d’absorption intestinale
• -> ↑ du passage de molécules du lumen au milieu intérieur

Question 2

Structure de l’épithélium intestinal

Answer 2

Renouvellement cellulaire de la villosité:
− Renouvellement rapide (durée de vie: 1-3 jour)
− Migration des cellules de la base vers le haut
− Renouvellement de ~ 2 x10^10 cellules / jour

Organisation de la villosité
− Réseau de vaisseaux sanguins
− Réseau de vaisseaux lymphatiques
−Microvillosités = Bordure en brosse
> L ~ 1μm ; l ~ 0.1 μm
> Surface intestinale ~ x 7-60

Question 3

Importance du glycocalyx

Answer 3

Glycocalyx = Mucopolysaccharides + Glycoprotéines
→ structure en arborescence ramifiée → « microfiltre »

Les 3 rôles du Glycocalyx
 Mucopolysaccharides = H2O + Mucus → Protection contre l’auto-digestion
 Glycoprotéines = Enzymes → Digestion des dipeptides et oligosaccharides
 « Filtre » → Augmentation de concentration locale des acides aminés et sucres

Question 4

Absorption des substances hydrophiles

Answer 4

• Transport transcellulaire des glucides
• Transport transcellulaire des protides
• Endocytose & Pinocytose
• Transport paracellulaire des glucides et des protides
• Couplage Transport transcellulaire / Transport paracellulaire

Question 5

Transport transcellulaire des glucides

Answer 5

 Glucides sous forme de monomères
 Transport actif de Na+
> gradient généré par la pompe basolatérale
 Transport passif des glucides
> couplé avec l’entrée de Na

–> Transport actif secondaire des oses à travers la membrane des entérocytes

Question 6

Transport transcellulaire des protides

Answer 6

 Acides aminés sous forme de monomères
 Transport actif de Na+
> gradient généré par la pompe basolatérale
 Transport passif des acides aminés
 5 types de transporteurs
> couplé avec l’entrée de Na+

–> Transport actif secondaire des A.A. à travers la membrane des entérocytes

Question 7

Endocytose & Pinocytose

Answer 7

 Endocytose de quelques oligopeptides
 Pinocytose des immunoglobulines du colostrum
> Transmission d’anticorps au nouveau-né

Question 8

Transport paracellulaire des glucides et des protides

Answer 8

Importance des desmosomes
− Protéines contractiles répondant au gradient intercellulaire en solutés
 ouverture des espaces intercellulaires lorsque le transport transcellulaire a été bien amorcé

--> Transport par solvant = Entrée simultanée entre les
entérocytes des molécules :
- d’eau
- de glucides
- d’acides aminés

–> Transport moins coûteux en énergie

Question 9

Couplage Transport transcellulaire / Transport paracellulaire

Answer 9

1. Transport transcellulaire initial
   > Entrée apicale de Na+/Glucose
    Co-transport Na+/Glucose généré par le gradient établi par la pompe [Na-K-ATPase]
    ↑ concentrations intracellulaires solutés organiques → Appel d’eau intracellulaire
    Milieu intracellulaire devient hypotonique → ↑ co-transport Na+/Glucose
   > Sortie basolatérale de Na+ dans les espaces intercellulaires (pompe Na-K-ATPase)
    ↑ de l’appel d’eau intercellulaire car milieu extracellulaire devient hypertonique
2. Transport paracellulaire
   > Ouverture secondaire des desmosomes des entérocytes
    Appel d’eau à travers les jonctions intercellulaires
    Contractions des protéines cytosquelettiques → espaces intercellulaires ↑
    Entrée d’eau à travers les jonctions intercellulaires :
   –Flux de liquide & solutés organiques entre les entérocytes
   –Molécules >2000 Daltons passent à travers l’épithélium → « Entrainement par solvant »

Question 10

Digestion mécanique & chimique des lipides

Answer 10

1. Émulsion des lipides par les sécrétions biliaires
   – Sels biliaires amphipatiques entourant et maintenant
   en suspension les gouttelettes lipidiques (plusieurs μm)
   > ↑de l’interface entre phase aqueuse / lipidique
2. Action des lipases intestinales
   –Triglycérides → acides gras, glycérol, di- & mono glycérides
   > Formation de micelles (~1/100 μm)

• Cycle entéro-hépatique (recyclage des sels biliaires)
> iléon - sang - foie - intestin

–> émulsification stable des lipides

Question 11

Absorption & Mise en circulation des lipides

Answer 11

1. Absorption cellulaire
2. Synthèse intracellulaire de triglycérides
3. Formation de chylomicrons (~1 μm)
4. Exocytose des chylomicrons dans les
   vaisseaux chylifères des villosités
5. Chylomicrons dans le chylifère central
6. Circulation lymphatique
7. Circulation sanguine

Voir diapo 12

Question 12

Absorption des vitamines & minéraux

Answer 12

• Vitamines
– Liposolubles (ex: A, D, E, K): stockées dans les graisses
– Hydrosolubles (ex: B, C): non stockable → apport régulier nécessaire
– Vitamine B12 (= plus grosse molécule absorbable)
 synthétisée par le facteur intrinsèque
– Vitamine K provient de la synthèse microbienne intestinale

• Fer
- Transport actif dans les cellules épithéliales,
- Formation de complexe avec l’apoferritine
 transfert du complexe dans le sang selon les besoins de l’organisme
 perte de l’excès avec les cellules (excrétion fécale endogène)

• Calcium

• Absorption passive via une protéine spécifique (CaBP) des microvillosités
• Absorption régulée par la vitamine D

Question 13

Absorption de l’eau

Answer 13

• absorbés au sommet des villosités
• “court-circuit” veine / artère

–> Le gradient osmotique dans les villosités permet l’absorption d’eau

Question 14

Bilan des fluides dans le système digestif (ex. humain)

Answer 14

Absorption d’eau
 Passive : couplée au transport de Na+ & Mol. hydrophiles
- Duodénum & Jéjunum: maintien de l’isotonicité du contenu digestif
- Iléon & Colon: régulation de l’hydratation des fecès

Mécanismes d’échanges variés selon la section de l’intestin
 Duodénum & Jejunum: pompe Na+/ K+ → Na+ vers l’espace basolatéral
 Iléon: entrée de Na+ et Cl/sortie de H+ et HCO3-
 Colon: entrée de Na+/ sortie de K+
> H2O suit passivement le flux de Na+

Anomalies d’absorption de l’eau
 Excessive → constipation
 Insuffisante → diarrhée

Question 15

Transition du jeûne à l’alimentation: Cas du serpent

Answer 15

Une journée après le repas :
– La surface intestinale double
– La capacité d’absorption augmente d’un facteur ~20
– La capacité de sécrétion (acidité, enzymes, alcalinité) augmente ~20 fois
– Initiée par une augmentation de perfusion…
 La consommation d’oxygène augmente de façon importante (atteint VO2max)
 « Vague alcaline »

–> Adaptation dynamique du tractus digestif

Question 16

Différences interspécifiques

Answer 16

Carnivores vs. Omnivores vs. Herbivores
– Différents profils des enzymes digestives produites
– Différentes organisation du système digestif

–> Le tractus digestif a évolué en fonction du régime alimentaire

• Influence des matériaux structuraux à digérer (+ ou – digestibles)
– Cellulose
– Lignine
– Chitine
– Cire

–> Les symbioses facilitant la digestion ont évolué en fonction du régime alimentaire

• Flore du tube digestif
– Différences interspécifiques
– Différences intraspécifiques/interindividuelles
– Différences intraindividuelles

–> La flore du TD a évolué en fonction du régime alimentaire

Coefficient de différenciation digestive
– CDD = (volume de l’estomac + volume du gros intestin)/
volume de l’intestin grêle
> Valeurs < 1 pour des carnivores et&raquo_space;1 pour des herbivores

Question 17

Fermentation gastrique vs Fermentation intestinale

Answer 17

Fermentation Gastrique – Fermentation intestinale

Efficacité:  80% – 45%
2nde digestion mécanique: Oui – Non
Microorganismes digérés: Oui – Non 
Temps de passage: 70-100 h – 30-45 h
Nourriture peu digestible: Ralentissement – ...
Détoxification: Oui – Non

Question 18

Utilisations de l’énergie par un organisme

Answer 18

 Croissance
 Maintenance
 Reproduction

Question 19

2 grands types de besoins nutritionnels

Answer 19

Besoin en matière (ou besoin plastique)
 « Entretien de l’organisme »
 Renouvellement cellulaire
 Synthèses hormonales
 Croissance
 Reproduction (gestation, lactation)

Besoin en énergie (ou besoin calorique)
 Oxydation cellulaire
 Contraction musculaire
 Régulation thermique
 Transport actif
 Anabolisme

Question 20

Métabolisme

Answer 20

Valeur de l’apport énergétique alimentaire qui permet le maintien d’un équilibre avec la dépense d’énergie de l’individu
 Métabolisme = ensemble de toutes les réactions chimiques se déroulant dans les cellules d’un organisme = anabolisme + catabolisme
 Métabolisme basal: taux stable d’énergie métabolique d’un animal au repos, à jeun
 Métabolisme standard: animal au repos, à jeun à une température donnée
 Champ métabolique: taux moyen d’utilisation d’énergie d’un animal dans son milieu de vie

Question 21

Besoin énergétique

Answer 21

• Unité de mesure: la calorie
1 Kilocalorie = 1000 calories (unité thermique) = 4184 J (Joule)
1 Kcal = énergie suffisante pour élever 1kg d’eau de 1oC

• Composantes du besoin énergétique
 Métabolisme de base
 Travail digestif
 Thermorégulation
 Travail musculaire

• Modificateurs individuels
 Âge: besoins ↓
 Grossesse: besoins ↑
 Allaitement: besoins ↑
 Croissance: besoins ↑
 Sexe: 
> Homme adulte: ~2000 kcal/jour
> Femme adulte: ~1500 kcal/jour

Question 22

Métabolisme & Taille du corps (Rappels)

Answer 22

• Le ratio S /V diminue quand la taille augmente
• V augmente beaucoup plus vite que S
• Vitesse de consommation de l’O2 & Gramme de poids corporel montrent une corrélation inverse
  > Métabolisme total vs. Métabolisme spécifique de masse
• Allométrie du métabolisme basal

Voir diapos 26-28

Question 23

Métabolisme & Locomotion

Answer 23

Consommation énergétique & Vitesse de course
 la consommation énergétique d’un organisme ↑ linéairement avec sa vitesse de course
 ↑ linéaire moins forte chez les gros organismes

Consommation énergétique & Distance de course
 pour une masse et sur une distance donnée, les gros organismes consomment moins d’énergie à la course

–> contrecarrer la gravité représente le facteur principal de dépense énergétique durant la locomotion des animaux

Question 24

Production d’eau métabolique (Rappels)

Answer 24

Eau métabolique: Eau produite par le catabolisme (= oxydation) de molécules contenant de l’énergie tel que les glucides, les lipides et les protides
> exemple du catabolisme du glucose: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

Pertes obligatoires d’eau associées au catabolisme :
 Respiration (pour obtenir O2)
 Excrétion des produits du catabolisme dans l’urine et les fèces

Question 25

Balance nutritionnelle équilibrée

Answer 25

• Équilibre énergétique
 apport en calories égal au nombre de calories consommées par l’entretien, la régénération et le fonctionnement des tissus
 Apport insuffisant → compensation par l’utilisation des réserves corporelles
 Apport excédentaire → augmentation du stockage de réserves corporelles aérobies

• Etat nutritionnel équilibré
 Source d’énergie en quantité suffisante pour alimenter tous les processus corporels
 Protéines & Acides aminés en quantité suffisante pour maintenir un bilan azoté positif
 Eau & Sels minéraux pour compenser pertes et incorporations/utilisations cellulaires
 Acides aminés essentiels & Vitamines non synthétisées par l’organisme

Question 26

Nutriments

Answer 26

• Nutriment essentiel
 molécule non synthétisée par l’organisme mais cependant essentielle pour sa balance nutritionnelle
 importantes réactions chimiques, production de molécules (ex: protéines)
 Exemple des acides aminés

• Eau
– Constituant principal des tissus animaux (~ 95% ou +)
– Sources:
 Boisson
 Nourriture
 Eau métabolique (= métabolisme oxydatif)

• Protéines & Acides aminés = Protides
– Rôles: constituant structural des cellules & tissus + enzymes + source d’énergie
– Synthèse des acides aminés
– Acides aminés essentiels (= indispensables mais non synthétisés)
> Lysine, Tryptophane, Phénylalanine, Leucine, Isoleucine, Thréonine, Méthionine, Valine
> Arginine & Histidine pour le chien (& jeunes primates) / Taurine pour le chat
> Applications: croissance (ex: volailles), microbiologie, etc.

• Sucres = Glucides
– Rôle: énergie chimique immédiatement disponible ou mise en réserve
– Sources: amidon, cellulose, glycogène

• Lipides
– Rôle: réserve d’énergie concentrée, source principale de stockage énergétique
– Composant essentiel: membranes plasmiques, myéline des axones
– Sources: acides gras, monoglycérides, triglycérides, stérols, phospholipides
– AG essentiels: acide linolénique (18:3 ω3), acide linoléique (18:2 ω6)

• Vitamines
– Rôle: substances organiques de forme variées, généralement nécessaire en petites
quantités, agissant en tant que cofacteur enzymatique
– Liposolubles (ex: A, D3, E, K) / Hydrosolubles (ex: B, C)
– Sources: synthèses ou apport extérieur
> ex: carence de Vitamine C = Scorbut chez l’homme Hill (Tab. 6.5)

• Sels inorganiques
– Rôles: composant important des liquides intra- & extra-cellulaires
> fixation & transport de l’O2
(hémoglobine, myoglobine)
> cofacteur enzymatique (réactions d’oxydo-réduction)

Question 27

Contrôle de la prise alimentaire

Answer 27

Généralités
 Signaux de l’état énergétique
– Glucostat (→ Insuline = signal de satiété)
– Aminostat
– Lipostat (→ Leptine du tissu adipeux blanc)

 Signaux mécaniques
– Distension de l’estomac et de l’intestin
> Ghrelin activateur / Peptide YY inhibiteur
– Mastication, Déglutition

 Signaux hormonaux: Hormones de la digestion (ex: CCK)

 Rôle de l’hypothalamus
> Site de réception des différents signaux
> Contrôle: neurones influant le comportement alimentaire

Question 28

Principales hormones de l’appétit

Answer 28

Leptine :
 hormone supprimant l’appétit
 produite par le tissu adipeux blanc
 se lie à un récepteur hypothalamique
 « adipostat » à long terme

Ghrelin :
 hormone excitant l’appétit
 produite par cellules stomacales
 se lie à un récepteur hypothalamique
 action court terme

Peptide YY :
 hormone supprimant l’appétit
 produite par le colon
 se lie à un récepteur hypothalamique
 action court terme