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Le système gastro-intestinal humain, ou appareil digestif humain, est le système d'organes qui prend la nourriture, la digère pour en extraire de l'énergie et des nutriments, et évacue le surplus en matière fécale.
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La digestion est importante pour décomposer les aliments en nutriments, que le corps utilise pour l'énergie, la croissance et la réparation des cellules.
Quand on mange, les aliments sont mâchés et transformés en grosses molécules. Elles sont ensuite transformées en molécules suffisamment petites (nutriments) pour être absorbées dans la circulation sanguine. Le reste est ensuite éliminé par le corps sous forme de déchets (selles).
Le tube digestif varie d'une espèce animale à l'autre. Par exemple, certains animaux ont des estomacs à plusieurs chambres.
Au niveau embryologique, le tube digestif est constitué de plusieurs feuillets embryonnaires : la cavité buccale et l'anus sont d'origine ectodermique, alors que le reste du tube est d'origine endodermique.
Ce système est un tube faisant transiter dans divers compartiments les aliments ingérés par les êtres vivants qui en sont munis. Ces aliments portent successivement le nom de contenu gastrique, chyle et chyme alimentaires. Dans ce tube diverses opérations mécaniques et chimiques vont transformer la nourriture en nutriments.
Les transformations mécaniques sont réalisées par le système masticateur et la couche de muscles bordant le tube digestif. Les transformations chimiques sont réalisées par le complexe enzymatique (catalyse enzymatique). Ces transformations enzymatiques sont couplées à un pH favorisant ces réactions. Par exemple, le pH de l'estomac est de 3 en attente d'une prise alimentaire.
Le rôle essentiel de l'appareil digestif est d'assimiler, d'absorber les nutriments dans la circulation sanguine et lymphatique et d'éliminer les éléments non assimilables.
Cependant, l'appareil digestif possède également deux autres rôles :
- un rôle de défense de l’organisme
- un rôle endocrinien
Composants de l'appareil digestif
Chez un adulte de sexe masculin, le tube digestif mesure environ 8 m de long. Il a un diamètre variable. Son mouvement est appelé péristaltisme. Il a quatre tuniques qui sont en partant de la lumière vers l'extérieur : la muqueuse (rôle sécrétoire et d'absorption), la sous-muqueuse (on y trouve tous les éléments de vascularisation et d'innervation), une tunique musculeuse et enfin une couche externe appelée séreuse lorsqu'on se trouve dans le péritoine et adventice qu'on se trouve en dehors du péritoine. La tunique musculeuse peut être constituée de deux ou trois couches musculaires dont la dénomination est relative à leur orientation. Dans le cas de l'estomac, celles-ci sont au nombre de trois :
- La couche musculaire oblique (dite inférieure) présentant des cellules musculaires appareillées de façon oblique par rapport au tube. Elle est la couche la plus interne du tube et par conséquent la plus externe de l'organisme par définition (L'intérieur du tube digestif étant en contact permanent avec l'environnement).
- La couche musculaire circulaire (dite moyenne) présentant des cellules musculaires appareillées de façon circulaire par rapport au tube et conséquemment l'entourant.
- La couche musculaire longitudinale (dite supérieure) présentant des cellules musculaires positionnées longitudinalement, et constituant la couche de la musculeuse la plus interne du corps (plus fragile).
La suite de l'appareil digestif (donc intestin grêle et colon) quant à lui n'est composé que de deux couches différenciées au sein de la musculeuse qui sont pour la plus externe à l'organisme la circulaire et pour la plus interne la longitudinale.
L'appareil digestif se compose des éléments suivants.
Éléments du tube digestif
Le tube digestif comprend, de haut en bas :
- la bouche, composée des lèvres, des dents, de la langue et du palais, permettant ensemble la préhension et la préparation du bol alimentaire, en particulier la mastication ;
- le pharynx, au croisement des voies digestives et respiratoires, siège des amygdales qui participent au système immunitaire de l'appareil digestif ;
- l'œsophage, terminé par le cardia ;
- l'estomac, qui inclut le fundus, le corps et l'antre du pylore ;
- les intestins :
- l'intestin grêle, en trois parties : le duodénum, le jéjunum et l'iléon,
- le gros intestin, en trois parties : le cæcum (auquel est appendu l’appendice), le côlon (lui-même composé de plusieurs segments : le côlon ascendant, le côlon transverse, le côlon descendant et le côlon sigmoïde) et le rectum (se terminant par l'anus).
Glandes annexes
- Glandes salivaires (sécrétant la salive)
- Foie (sécrétant la bile) et vésicule biliaire (stockant la bile)
- Pancréas (sécrétant le suc pancréatique)
Le foie a pour fonction principale de détoxifier ce que l'appareil digestif a ingéré. Il se situe dans la cavité péritonéale et plus précisément dans l'hypocondre droit, sous le diaphragme. Sa face inférieure repose sur les autres viscères. Sa vascularisation est double (une vascularisation pour le nourrir, dite nourricière et une vascularisation fonctionnelle qui lui permet de remplir sa fonction de nettoyage). Le foie est par son rôle un organe vital. Un de ses produits est la bile qu'il sécrète dans l'intestin grêle via les canaux biliaires. La bile, lorsqu'elle arrive dans l'intestin grêle, rejoint le duodénum. Le sang est purifié par les lobules hépatiques.
Le pancréas est un organe rétropéritonéal. Il est traversé par la terminaison de la voie biliaire. La voie biliaire extrahépatique (à l'extérieur du foie) est constituée du cholédoque. L'accumulation de calculs biliaires dans le pancréas peut engendrer une pancréatite. Il sécrète un liquide iso-osmotique contenant du bicarbonate et diverses enzymes, parmi lesquelles de la trypsine, de la chymotrypsine, de la lipase, et de l'amylase pancréatique, ainsi que des enzymes nucléolytiques, dans l'intestin grêle.
Tous ces organes sécréteurs assistent la digestion.
Processus de la digestion et de l'excrétion
Après avoir été mastiquée, la nourriture est avalée et dirigée vers l'estomac via l'œsophage. Grâce à l'action de brassage des muscles de l'estomac et des sucs gastriques, elle est transformée en pâte liquide qui passe ensuite à travers l'intestin grêle, où les molécules nutritives sont dégradées en leur composants de base (les protéines en acides aminés, les lipides en acides gras et en glycérol et les glucides en glucose), puis sont absorbées par l'organisme en passant dans le sang et la lymphe. Les glucides et les protéines seront absorbées par les vaisseaux sanguins et les lipides seront absorbés par les vaisseaux lymphatiques. Le reste chemine vers le côlon et est rejeté en tant que fèces.
Mode d'action
Le système digestif est constitué d'une suite d'organes creux, reliés entre eux pour former un tube qui va de la bouche jusqu'à l'anus. À l'intérieur, ce tube est tapissé d'une muqueuse. Dans la bouche, l'estomac et l'intestin grêle, cette muqueuse renferme des petites glandes qui produisent des sucs favorisant la digestion.
Deux autres organes, le foie et le pancréas, sécrètent des sucs digestifs qui sont déversés dans l'intestin grêle. Bien d'autres facteurs (ex.: nerfs et sang) jouent également un rôle important dans le processus de digestion des aliments.
Importance de la digestion
Pour être absorbée par l'organisme, la nourriture doit être traitée, c'est-à-dire brisée en petites molécules capables de passer dans la circulation sanguine pour ensuite être distribuée à toutes les cellules du corps. La digestion est ce processus de fractionnement et d'absorption des aliments qui serviront par la suite de nutriments et de source d'énergie à l'organisme.
Comment la nourriture est digérée
La digestion implique le brassage des aliments, leur progression à travers le système digestif et le fractionnement des grosses molécules en plus petites. Elle débute dans la bouche, avec la mastication et la déglutition et se termine dans l'intestin. Le procédé chimique en cause est quelque peu différent selon le type de nourriture ingérée. Les bactéries normalement présentes dans le système digestif sont responsables de plusieurs transformations chimiques utiles à la digestion.
Mouvements de nourriture à travers le système digestif
Les organes creux du système digestif sont pourvus de muscles qui permettent aux parois de faire des mouvements qui poussent la nourriture ou la brassent. Le mouvement typique de l'œsophage, de l'estomac et de l'intestin est le péristaltisme. L'action du péristaltisme ressemble à une vague traversant le muscle, ayant pour effet de diminuer le diamètre du tube digestif. Ces rétrécissements se déplacent lentement d'un bout à l'autre de l'organe, toujours dans le même sens, avec pour effet d'en pousser le contenu à travers tout le canal alimentaire.
Les premiers mouvements de ces muscles surviennent lorsque la nourriture ou un liquide est ingurgité. Bien que le fait d'avaler soit au départ un geste volontaire, une fois commencé, il devient involontaire et se poursuit sous le contrôle des nerfs.
L'œsophage est l'organe dans lequel la nourriture (bol alimentaire) est poussée une fois déglutie. Il connecte la gorge avec l'estomac. À sa jonction avec l'estomac, se trouve le sphincter du cardia qui ferme le passage entre les deux organes. Toutefois, à l'approche du bol alimentaire, le sphincter se relâche et permet à la nourriture de passer.
La nourriture pénètre dans l'estomac qui a alors trois tâches mécaniques à effectuer. Premièrement, il doit contenir tous les aliments et liquides avalés, ce qui requiert que le sphincter supérieur (cardia) reste relâché et accepte une grande quantité de matière. Deuxièmement, il doit malaxer la nourriture avec les sucs gastriques qu'il produit (HCl, enzymes...). Ceci est fait par l'action des muscles de la base de l'estomac. Finalement, il doit vider son contenu en direction de l'intestin grêle.
Différents facteurs affectent l'évacuation du contenu de l'estomac, incluant la nature des aliments (en particulier leur teneur en gras et protéines), ainsi que le degré d'action musculaire nécessaire pour vider l'estomac et au niveau de l'intestin, d'en recevoir le contenu. À mesure que la nourriture est digérée dans l'intestin et dissoute par les sucs pancréatiques, hépatiques et intestinaux, elle est brassée et toujours poussée plus loin le long de l'intestin.
Finalement, tous les nutriments déjà digérés sont absorbés par les parois intestinales. Les déchets de ce procédé sont constitués de fibres ou de cellules mortes. Ils sont propulsés vers le côlon (cæcum, côlon ascendant, côlon transverse, côlon descendant, côlon sigmoïde), où le bol alimentaire sera dépourvu de son eau. Le bol alimentaire, maintenant transformé en fèces, sera stocké dans le rectum et éliminé par l'anus (sphincter anal).
Production de sucs digestifs
Les premières glandes qui entrent en action sont les glandes salivaires. La salive qu'elles produisent contient une enzyme, l'amylase, qui entame la digestion de l'amidon.
Ensuite, les cellules tapissant la paroi interne de l'estomac sécrètent les sucs gastriques composés d'acide chlorhydrique et d'enzymes peptidiques qui digèrent les protéines. Curieusement, l'acide produit par l'estomac ne le détruit pas lui-même. Le mucus qu'il produit réussit à le protéger et l'action de l'acide se concentre uniquement sur les aliments.
Après que l'estomac s'est vidé de son contenu dans l'intestin grêle (duodénum), en passant par le sphincter du pylore, les sucs digestifs du pancréas et du foie sont ajoutés aux aliments afin de poursuivre la digestion. Le pancréas produit de nombreuses enzymes capables de dégrader les glucides, les lipides et les protéines. D'autres enzymes sont sécrétées également par les parois de l'intestin.
Le foie produit la bile. Celle-ci est mise en réserve dans la vésicule biliaire. Au moment de la prise d'aliments, la vésicule se contracte pour libérer la bile dans l'intestin via le cholédoque. La bile dissout les lipides, un peu comme les détergents agissent sur la graisse d'une poêle à frire. Les molécules ainsi obtenues sont digérées par les enzymes du pancréas et de l'intestin.
Protéines
La nourriture (comme les céréales, les légumineuses, la viande, les noix, les amandes, les noisettes... et les œufs) contient des molécules géantes appelées protéines. Ces molécules doivent tout d'abord être digérées par les enzymes pour ensuite être absorbées par le sang. Ces molécules sont utilisées pour réparer les tissus cellulaires. La plus grosse part de la digestion est située dans l'intestin grêle.
Lipides (graisses)
Les molécules de gras constituent une importante source d'énergie pour le corps. La première étape de la digestion d'un corps gras comme le beurre par exemple, est de le dissoudre dans le milieu aqueux de la cavité intestinale. Les acides de la bile réduisent ces grosses molécules en de plus petites comme les acides gras et le cholestérol. Ces molécules peuvent ensuite être absorbées par les cellules de la paroi intestinale où elles sont transformées en molécules plus grosses qui sont déversées dans les vaisseaux lymphatiques. De là elles passent ensuite dans le sang qui les dirige vers les réserves de graisse de l'organisme.
Vitamines
D'autres éléments très importants puisés dans la nourriture sont les vitamines. Elles sont classées en deux grands groupes selon leurs solubilité: dans l'eau (toutes les vitamines B et la vitamine C) ou dans les lipides (vitamines A, D, E, K).
Eau et sels
La plupart du matériel absorbé par les parois de l'intestin est composé d'eau dans laquelle des sels sont dissous. Cette eau et ces sels proviennent de la nourriture et liquides absorbés, mais aussi des sucs gastriques sécrétés par l'organisme.
Contrôle des processus digestifs
Régulateurs hormonaux
Le système digestif produit ses propres régulateurs :
- la gastrine entraîne l'estomac à produire un acide permettant de dissoudre et digérer certains aliments. Il est également nécessaire pour la croissance normale de la paroi de l'estomac, l'intestin grêle et le côlon.
- la sécrétine permet au pancréas de produire un suc riche en bicarbonate. Elle stimule l'estomac pour produire de la pepsine, une enzyme qui digère les protéines, et elle stimule également le foie pour produire la bile.
- la cholécystokinine (CCK) permet au pancréas de croître et de produire les enzymes des sucs pancréatiques, et elle permet à la vésicule de se vider.
Régulateurs nerveux
La digestion est en grande partie régulée par le système nerveux autonome, le système sympathique l'inhibant, le système parasympathique la favorisant. En effet, une stimulation sympathique (noradrénaline) entraîne : une diminution de la motricité, une contraction des sphincters, une inhibition des sécrétions digestives, notamment pancréatiques. À l'inverse, une stimulation parasympathique (acétylcholine) entraîne : une augmentation de la motricité, un relâchement des sphincters, une stimulation des sécrétions digestives. Deux types de nerfs permettent de contrôler l’action du système digestif. Des nerfs extrinsèques (para- et ortho-sympathiques), utilisant deux neurotransmetteur, l'acetylcholine et l'adrénaline. L’acetylcholine permet aux muscles du système digestif d’écraser avec plus de force et de pousser la nourriture et les liquides dans le tube digestif. L’acetylcholine permet également à l’estomac et au pancréas de produire plus de sucs gastriques. L’adrénaline relâche les muscles de l’estomac et diminue le flux de sang vers ces organes.
Plus important encore, les nerfs intrinsèques forment un réseau très dense dans les parois de l’œsophage, de l’estomac, de l’intestin grêle et du côlon. Les nerfs intrinsèques sont amenés à agir lorsque les parois des organes vitaux sont étirés par la nourriture. Ils libèrent de nombreuses substances variées qui vont accélérer ou ralentir les mouvements de la nourriture et la production de sucs par l’appareil digestif.
Notes et références
- National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health.
Voir aussi
Bibliographie
- (en) Mary Roach, Gulp : Adventures on the Alimentary Canal, W. W. Norton & Company, , 352 p. (lire en ligne)
Articles connexes
Liens externes
- Ressources relatives à la santé :
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
- Schéma détaillé sur l'appareil digestif
- Atlas anatomique du système digestif
- Système digestif (SOSinf.org
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