La digestion des aliments et l'absorption intestinale
La digestion est l'ensemble des transformations qui réduisent les aliments complexes en nutriments assez petits pour traverser la paroi de l'intestin et passer dans le sang. Elle combine des transformations mécaniques, qui découpent et broient, et des transformations chimiques, conduites par des enzymes. L'absorption intestinale est l'étape qui suit : le passage de ces nutriments du tube digestif vers le sang et la lymphe, au niveau des villosités de l'intestin grêle.
Mis à jour le
À la fin de ce chapitre, vous saurez
- Décrire le trajet des aliments dans le tube digestif
- Distinguer transformation mécanique et transformation chimique des aliments
- Expliquer le rôle des enzymes digestives et leur spécificité
- Nommer les nutriments issus de la digestion de chaque famille d'aliments
- Expliquer comment la structure de l'intestin grêle favorise l'absorption
PrérequisLes familles d'aliments : glucides, lipides, protides, vitamines et sels minéraux · La notion d'organe et d'appareil · Les tests de reconnaissance de l'amidon et du glucose
Le trajet des aliments
Définition
Appareil digestif : L'appareil digestif comprend le tube digestif, dans lequel circulent les aliments, et les glandes digestives, qui déversent leurs sucs dans ce tube.
- La bouche : les dents broient, la langue malaxe, la salive humecte. Il se forme le bol alimentaire.
- L'œsophage : un simple conduit, parcouru par des contractions qui poussent le bol vers l'estomac.
- L'estomac : le brassage transforme le bol alimentaire en une bouillie, le chyme.
- L'intestin grêle : c'est là que la digestion s'achève et que l'absorption a lieu.
- Le gros intestin : l'eau et certains sels minéraux sont récupérés ; le reste forme les matières fécales.
| Glande digestive | Suc produit | Déversé dans |
|---|---|---|
| Glandes salivaires | Salive | Bouche |
| Glandes gastriques | Suc gastrique | Estomac |
| Pancréas | Suc pancréatique | Intestin grêle |
| Foie | Bile | Intestin grêle |
| Glandes intestinales | Suc intestinal | Intestin grêle |
Les deux transformations subies par les aliments
Définition
Transformation mécanique : C'est la fragmentation physique des aliments : mastication par les dents, brassage par l'estomac. Elle ne change pas la nature chimique des aliments, mais augmente la surface de contact avec les sucs digestifs.
Définition
Transformation chimique : C'est la simplification moléculaire des aliments par les enzymes contenues dans les sucs digestifs : les grosses molécules sont découpées en molécules plus petites, les nutriments.
Remarque
Les deux transformations sont complémentaires. Sans mastication, les enzymes n'attaqueraient qu'une surface minuscule et la digestion chimique serait beaucoup trop lente.
Les enzymes digestives
Définition
Enzyme : Une enzyme est une substance produite par une glande digestive, qui accélère la transformation chimique d'un aliment sans être elle-même modifiée au cours de la réaction.
Propriété
Spécificité des enzymes
Chaque enzyme n'agit que sur un seul type d'aliment, et n'en produit qu'un seul type de nutriment. L'amylase salivaire, par exemple, agit sur l'amidon et sur rien d'autre.
Mise en évidence expérimentale
On place de l'amidon dans deux tubes à essai. Dans le tube A on ajoute de la salive, dans le tube B de l'eau. Après 30 minutes à 37 °C, on teste chaque tube à l'eau iodée puis à la liqueur de Fehling.
- Tube A : l'eau iodée reste jaune-brun, il n'y a plus d'amidon. La liqueur de Fehling donne un précipité rouge brique, il y a du glucose.
- Tube B : l'eau iodée devient bleu-noir, l'amidon est toujours présent. La liqueur de Fehling ne donne rien.
- Conclusion : c'est bien la salive, et non l'eau ni la chaleur, qui a transformé l'amidon en glucose.
Attention
L'expérience doit être menée à 37 °C, la température du corps. Une enzyme portée à haute température est détruite et perd toute action : c'est ce qui explique le résultat d'un tube témoin chauffé à ébullition.
Des aliments aux nutriments
| Aliment | Nutriment obtenu | Lieu principal de la digestion |
|---|---|---|
| Glucides complexes (amidon) | Glucose | Bouche, puis intestin grêle |
| Protides (protéines) | Acides aminés | Estomac, puis intestin grêle |
| Lipides (graisses) | Acides gras et glycérol | Intestin grêle |
| Eau, sels minéraux, vitamines | Absorbés sans transformation | Intestin grêle et gros intestin |
Définition
Nutriment : Un nutriment est une molécule simple, issue de la digestion, capable de traverser la paroi de l'intestin grêle pour passer dans le sang ou la lymphe.
L'absorption intestinale
L'intestin grêle mesure environ 6 mètres de long chez l'adulte. Sa paroi interne est plissée, et chaque pli porte des milliers de replis minuscules appelés villosités intestinales. Cette organisation porte la surface d'échange à environ 200 m², soit la surface d'un grand appartement, repliée dans l'abdomen.
Propriété
Les caractéristiques d'une surface d'échange efficace
Une villosité réunit les trois conditions d'un échange rapide : une grande surface, une paroi très fine (une seule couche de cellules), et une irrigation abondante par un réseau de capillaires sanguins et un vaisseau lymphatique.
Méthode
Suivre un nutriment après l'absorption
- Le glucose et les acides aminés traversent la paroi de la villosité et passent dans les capillaires sanguins.
- Les acides gras et le glycérol passent majoritairement dans le vaisseau lymphatique (le chylifère).
- Le sang chargé de nutriments rejoint le foie, puis le cœur, qui le distribue à tous les organes.
- Chaque organe prélève les nutriments dont il a besoin pour produire de l'énergie ou construire sa propre matière.
Remarque
C'est ce qui explique qu'après un repas, la teneur du sang en glucose augmente à la sortie de l'intestin : une comparaison entre le sang entrant et le sang sortant de l'intestin est l'expérience classique de démonstration de l'absorption.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la digestion ?
Quelle est la différence entre une transformation mécanique et une transformation chimique ?
Qu'est-ce qu'une enzyme digestive ?
Où a lieu l'absorption intestinale ?
Pourquoi l'intestin grêle est-il couvert de villosités ?
En quoi les aliments sont-ils transformés ?
Exercices corrigés
4 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.
Exercice 1
FacileRemettre dans l'ordre les organes suivants selon le trajet des aliments : intestin grêle, bouche, gros intestin, estomac, œsophage. Préciser pour chacun la transformation subie par les aliments.
Correction
- Bouche : transformation mécanique (mastication) et début de la digestion chimique de l'amidon par la salive.
- Œsophage : aucune transformation, simple transport du bol alimentaire.
- Estomac : transformation mécanique (brassage) et chimique (digestion des protéines par le suc gastrique).
- Intestin grêle : fin de la digestion chimique, puis absorption des nutriments.
- Gros intestin : absorption de l'eau et des sels minéraux, formation des matières fécales.
Exercice 2
MoyenOn prépare trois tubes contenant chacun de l'empois d'amidon, puis on ajoute : tube 1, de la salive fraîche ; tube 2, de la salive préalablement portée à ébullition ; tube 3, de l'eau distillée. Les trois tubes sont placés 30 minutes à 37 °C, puis testés à l'eau iodée.
- Prévoir le résultat du test dans chaque tube.
- Quel est le rôle du tube 3 ?
- Que démontre la comparaison des tubes 1 et 2 ?
Correction
1. Tube 1 : l'eau iodée reste jaune-brun, l'amidon a été digéré. Tubes 2 et 3 : l'eau iodée vire au bleu-noir, l'amidon est toujours présent.
2. Le tube 3 est le témoin : il montre que ni l'eau, ni la température de 37 °C ne suffisent à faire disparaître l'amidon. Sans lui, on ne pourrait pas attribuer le résultat du tube 1 à la salive.
3. Les tubes 1 et 2 ne diffèrent que par un point : la salive a été chauffée dans le tube 2. Comme la digestion n'a lieu que dans le tube 1, on en déduit que l'ébullition détruit l'enzyme de la salive. C'est donc bien une substance de la salive, et non la salive en tant que liquide, qui digère l'amidon.
Exercice 3
MoyenOn dose le glucose dans le sang qui entre dans l'intestin grêle et dans le sang qui en sort, chez une personne à jeun puis trois heures après un repas riche en pâtes.
| Situation | Sang entrant (g/L) | Sang sortant (g/L) |
|---|---|---|
| À jeun | 0,90 | 0,90 |
| Après le repas | 0,95 | 1,60 |
- Comparer les deux valeurs dans chaque situation.
- Expliquer l'écart observé après le repas.
- Pourquoi ne mesure-t-on aucun écart à jeun ?
Correction
1. À jeun, les deux valeurs sont identiques (0,90 g/L). Après le repas, le sang sortant est nettement plus riche en glucose que le sang entrant : g/L d'écart.
2. Les pâtes apportent de l'amidon, digéré en glucose. Ce glucose traverse la paroi des villosités intestinales et passe dans les capillaires sanguins : le sang s'enrichit donc en glucose en traversant l'intestin. C'est la démonstration directe de l'absorption intestinale.
3. À jeun, l'intestin ne contient plus de nutriments à absorber : il n'y a donc rien à faire passer dans le sang, et la teneur reste inchangée.
Exercice 4
DifficileUn intestin grêle mesure 6 m de long pour un diamètre moyen de 3 cm. S'il était un simple tube lisse, sa surface interne serait d'environ 0,6 m². Or la surface réelle d'absorption est estimée à 200 m².
- Par quel facteur la surface est-elle multipliée ?
- Quelles structures anatomiques expliquent cette multiplication ?
- En quoi une paroi fine et une forte irrigation complètent-elles l'effet de la surface ?
Correction
1. Le facteur vaut . La surface réelle est donc plus de 300 fois supérieure à celle d'un tube lisse de mêmes dimensions.
2. Trois niveaux de repliement se superposent : les plis de la paroi intestinale, les villosités portées par ces plis, et les microvillosités des cellules qui recouvrent les villosités.
3. Une grande surface ne suffit pas. La paroi d'une villosité ne compte qu'une seule couche de cellules, donc les nutriments la franchissent sur une très courte distance. Et le réseau de capillaires qui l'irrigue emporte les nutriments dès leur passage, ce qui maintient l'écart de concentration nécessaire pour que l'absorption continue.