Karamö, le prof virtuelLeçon 13 sur 23
Destinée des produits de la digestion et devenir des nutriments
Je sais expliquer comment les nutriments passent de l'intestin dans le sang et la lymphe, comment le foie les contrôle, et à quoi ils servent dans l'organisme.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Décrire l'absorption intestinale et les structures qui la rendent efficace (villosités, microvillosités)
- Distinguer la voie sanguine (veine porte, foie) et la voie lymphatique (chylifères, canal thoracique)
- Expliquer le rôle du foie dans la régulation de la glycémie
- Citer les trois devenirs des nutriments dans les cellules (énergie, construction, réserves) et les déchets produits
Avant de commencer : La digestion des aliments (leçon précédente) : les enzymes digestives et les nutriments obtenus (glucose, acides aminés, acides gras, glycérol).
1Je découvre
Mamadou, élève de 12e SE à Labé, vient de manger un grand plat de riz à la sauce feuille avec un morceau de viande. Une heure plus tard, pendant le cours de biologie, il se demande : « Mon repas est maintenant digéré dans mon intestin. Mais mes muscles, mon cerveau et mes os sont loin de mon ventre. Comment le glucose du riz et les acides aminés de la viande arrivent-ils jusqu'à eux ? »
Sa voisine Kadiatou ajoute une autre question : « Ma tante est diabétique. Le médecin lui mesure le sucre dans le sang, la glycémie. Pourquoi ce taux reste-t-il presque constant chez moi, alors que je mange beaucoup de riz à midi et rien pendant la nuit ? »
Dans la leçon précédente, tu as vu comment les aliments sont découpés en petites molécules, les nutriments. Il reste à savoir ce qu'ils deviennent.
Comment les nutriments quittent-ils l'intestin, par quelles voies sont-ils transportés, et quel est leur devenir dans l'organisme ?
2Je comprends
1. Rappel : les produits de la digestion
À la fin de la digestion, le chyme contenu dans l'intestin grêle renferme :
- des nutriments organiques : le glucose (et d'autres oses : fructose, galactose), les acides aminés, les acides gras et le glycérol (ou des monoglycérides) ;
- des substances qui n'ont pas besoin d'être digérées : eau, sels minéraux, vitamines ;
- des résidus non digestibles (fibres de cellulose des légumes, du fonio, du manioc), qui continueront vers le gros intestin et formeront les selles.
2. L'absorption intestinale
L'absorption intestinale est le passage des nutriments de la cavité de l'intestin (la lumière intestinale) vers le sang ou la lymphe, à travers la paroi de l'intestin grêle. Elle se fait surtout dans le jéjunum et l'iléon. L'eau est aussi absorbée en grande partie dans le gros intestin (côlon).
Une surface d'échange immense
La paroi interne de l'intestin grêle n'est pas lisse. Elle présente trois niveaux de replis :
- des replis circulaires (valvules conniventes) visibles à l'œil nu ;
- des villosités intestinales, petits doigts d'environ 1 mm de haut, qui donnent à la muqueuse un aspect de velours ;
- des microvillosités, minuscules replis de la membrane de chaque cellule de la villosité (le « plateau strié » ou bordure en brosse).
Grâce à ces replis, et à la grande longueur de l'intestin grêle (plusieurs mètres), la surface d'absorption atteint plusieurs dizaines à environ deux cents mètres carrés selon les estimations, soit la surface d'un grand terrain de basket ou plus.
Une villosité : l'unité d'absorption
Chaque villosité est recouverte d'une seule couche de cellules absorbantes, les entérocytes. En son centre, on trouve :
- un réseau de capillaires sanguins relié à une artériole et à une veinule ;
- un vaisseau lymphatique central, appelé chylifère.
La distance entre la lumière intestinale et le sang est donc très faible (une seule couche de cellules plus la paroi du capillaire). Surface immense, paroi mince et riche vascularisation : ce sont les trois caractéristiques d'une bonne surface d'échange.
- Replis, villosités, microvillosités
- Une seule couche de cellules
- Réseau dense de capillaires
- Chylifère central
- Surface d'échange très grande
- Distance courte entre lumière et sang
- Nutriments emportés dès leur passage
- Collecte des lipides reconstitués
Les mécanismes du passage
- Certains nutriments traversent par diffusion (du milieu le plus concentré vers le moins concentré) : c'est le cas de l'eau (osmose) et d'une partie des acides gras.
- D'autres traversent par transport actif, c'est-à-dire grâce à des transporteurs de la membrane qui consomment de l'énergie : c'est le cas du glucose et des acides aminés, absorbés même quand leur concentration dans l'intestin est plus faible que dans le sang.
3. Deux voies de transport
La voie sanguine
Le glucose, les acides aminés, l'eau, les sels minéraux, les vitamines hydrosolubles (vitamines B et C) et les acides gras à chaîne courte passent dans les capillaires sanguins des villosités. Ces capillaires se réunissent pour former la veine porte hépatique, qui conduit tout ce sang d'abord au foie, avant qu'il ne rejoigne le cœur par la veine cave inférieure. Le foie est donc le premier organe à « contrôler » les nutriments absorbés.
La voie lymphatique
Les acides gras à longue chaîne et le glycérol (ou les monoglycérides) entrent dans les entérocytes, où ils sont réassemblés en triglycérides. Ces graisses sont entourées de protéines et forment de petites gouttelettes (les chylomicrons) qui passent dans le chylifère. Après un repas gras, la lymphe devient blanche et laiteuse : on l'appelle le chyle. Les chylifères se réunissent dans des vaisseaux lymphatiques de plus en plus gros jusqu'au canal thoracique, qui se jette dans la veine sous-clavière gauche. Les lipides arrivent ainsi dans le sang sans passer d'abord par le foie. Les vitamines liposolubles (A, D, E, K) suivent la même voie.
- 1Lumière de l'intestin grêle : glucose, acides aminés, acides gras, glycérol, eau, sels, vitamines
- 2Entérocyte des villosités : passage par diffusion ou transport actif ; les lipides y sont reconstitués
- 3Voie sanguine : capillaires, puis veine porte hépatique, puis foie (glucose, acides aminés, eau, sels)
- 4Voie lymphatique : chylifère, puis canal thoracique, puis veine sous-clavière gauche (lipides)
- 5Circulation générale : le cœur envoie les nutriments à toutes les cellules
4. Le foie, carrefour des nutriments
La régulation de la glycémie
La glycémie est le taux de glucose dans le sang. Chez une personne en bonne santé à jeun, elle est d'environ 1 g/L, et elle varie peu. Ce qui entre dans la veine porte après un repas de riz peut être bien plus concentré. Le foie joue le rôle de réservoir-tampon :
- après un repas, quand le sang de la veine porte est riche en glucose, le foie stocke l'excès sous forme de glycogène : c'est la glycogénogenèse (ou glycogenèse) ;
- entre les repas et pendant la nuit, quand la glycémie tend à baisser, le foie dégrade son glycogène et libère du glucose dans le sang : c'est la glycogénolyse ;
- lors d'un long jeûne, le foie fabrique du glucose à partir d'autres molécules (acides aminés, glycérol, acide lactique) : c'est la néoglucogenèse.
Ces fonctions sont commandées par des hormones du pancréas : l'insuline fait baisser la glycémie (stockage), le glucagon la fait monter (libération). Le diabète sucré correspond à une glycémie trop élevée de façon durable.
C'est Claude Bernard, physiologiste français du XIXe siècle, qui a démontré la fonction glycogénique du foie, notamment par l'expérience du foie lavé : un foie prélevé et lavé par un courant d'eau jusqu'à ne plus contenir de sucre en contient à nouveau quelques heures plus tard. Le sucre provient donc d'une réserve présente dans le foie, le glycogène.
Les autres rôles du foie dans la nutrition
- Il retient une partie des acides aminés et fabrique des protéines du sang (albumine, fibrinogène).
- Il transforme l'excès d'acides aminés : il retire leur groupement azoté et le transforme en urée, déchet éliminé par les reins dans l'urine.
- Il transforme l'excès de glucides en lipides.
- Il stocke le fer et certaines vitamines (A, D, B12).
- Il neutralise de nombreuses substances toxiques (alcool, médicaments).
5. Le devenir des nutriments dans les cellules
Arrivés dans les cellules, les nutriments ont trois grands devenirs.
| Devenir | Rôle | Exemples |
|---|---|---|
| Rôle énergétique | Fournir de l'énergie par oxydation (respiration) | Glucose surtout, acides gras ; acides aminés en cas de besoin |
| Rôle plastique (construction) | Construire et renouveler la matière vivante | Acides aminés → protéines (muscles, enzymes, anticorps) ; lipides → membranes ; calcium et phosphore → os |
| Rôle de réserve | Stocker l'excès pour plus tard | Glucose → glycogène (foie, muscles) ; glucides et lipides en excès → graisses (tissu adipeux) |
L'ensemble des réactions de construction s'appelle l'assimilation (ou anabolisme) ; l'ensemble des réactions de dégradation, qui libèrent de l'énergie et produisent des déchets, s'appelle la désassimilation (ou catabolisme). Les deux forment le métabolisme.
Les déchets de la désassimilation sont : le dioxyde de carbone (CO2), rejeté par les poumons ; l'eau ; l'urée, éliminée par les reins ; et d'autres déchets azotés en petite quantité.
Méthode
Pour répondre à une question sur le devenir d'un nutriment :
- Je nomme le nutriment et l'aliment d'où il provient (exemple : glucose issu de l'amidon du riz).
- J'indique la voie d'absorption : sanguine (veine porte, foie) ou lymphatique (chylifère, canal thoracique).
- Je précise le rôle du foie s'il y en a un (stockage en glycogène, urée, synthèse).
- Je donne son devenir dans les cellules : énergie, construction ou réserve, et les déchets produits.
Exemple
On mesure le glucose dans le sang de la veine porte et dans le sang des veines sus-hépatiques (qui sortent du foie) chez un chien, une heure après un repas riche en amidon, puis après 12 heures de jeûne.
Après le repas : veine porte 1,8 g/L ; veines sus-hépatiques 1,1 g/L.
Après le jeûne : veine porte 0,8 g/L ; veines sus-hépatiques 1,0 g/L.
Analyse : après le repas, le sang perd 1,8 − 1,1 = 0,7 g de glucose par litre en traversant le foie : le foie retient le glucose et le stocke en glycogène (glycogénogenèse).
Après le jeûne, le sang gagne 1,0 − 0,8 = 0,2 g de glucose par litre en traversant le foie : le foie libère du glucose en dégradant son glycogène (glycogénolyse).
Conclusion : le foie maintient la glycémie proche de 1 g/L à la sortie, quel que soit l'apport.
Exemple
Après un repas de riz à la sauce d'arachide, Fatoumata a absorbé du glucose, des acides aminés et des acides gras. Indique la voie suivie par chacun.
Glucose : capillaires des villosités, veine porte, foie, puis circulation générale (voie sanguine).
Acides aminés : même voie sanguine, par la veine porte et le foie.
Acides gras (de l'huile d'arachide) : entrent dans les entérocytes, sont reconstitués en triglycérides, passent dans le chylifère puis le canal thoracique et arrivent dans la veine sous-clavière gauche (voie lymphatique).
3Je retiens
Je retiens
L'absorption est le passage des nutriments de la lumière intestinale vers le sang ou la lymphe, surtout dans l'intestin grêle.
Villosités et microvillosités : surface immense, paroi mince, forte vascularisation, chylifère central.
Voie sanguine : glucose, acides aminés, eau, sels, vitamines B et C → veine porte → foie.
Voie lymphatique : lipides reconstitués, vitamines A, D, E, K → chylifère → canal thoracique → veine sous-clavière gauche.
Foie : glycogénogenèse (stockage), glycogénolyse (libération), néoglucogenèse ; glycémie maintenue vers 1 g/L ; formation de l'urée.
Devenir des nutriments : rôle énergétique, rôle plastique (construction), rôle de réserve ; déchets : CO₂, eau, urée.
4Erreurs fréquentes
- Dire que tous les nutriments passent par le foie : les lipides empruntent la voie lymphatique et rejoignent le sang sans passer d'abord par le foie.
- Confondre glycogène, glucagon et glycogénèse : le glycogène est la réserve, le glucagon est une hormone, la glycogénogenèse est la fabrication du glycogène.
- Croire que l'absorption se fait dans l'estomac : elle se fait pour l'essentiel dans l'intestin grêle ; le gros intestin absorbe surtout l'eau.
- Oublier les déchets : utiliser les nutriments produit du CO₂, de l'eau et de l'urée, qu'il faut éliminer.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis l'absorption intestinale.
b) Cite trois caractéristiques de la villosité intestinale qui en font une bonne surface d'échange.
c) Nomme le vaisseau qui conduit le sang de l'intestin au foie.
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a) L'absorption intestinale est le passage des nutriments (et de l'eau, des sels minéraux, des vitamines) de la lumière de l'intestin vers le sang ou la lymphe, à travers la paroi intestinale.
b) Une très grande surface (replis, villosités, microvillosités) ; une paroi très mince (une seule couche de cellules) ; un réseau très dense de capillaires sanguins et un chylifère central.
c) La veine porte hépatique.
2Exercice 2
Recopie et complète le tableau en indiquant la voie d'absorption (sanguine ou lymphatique) de chaque substance : glucose, acides aminés, acides gras à longue chaîne, vitamine C, vitamine A, sels minéraux.
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| Substance | Voie |
|---|---|
| Glucose | sanguine |
| Acides aminés | sanguine |
| Acides gras à longue chaîne | lymphatique |
| Vitamine C (hydrosoluble) | sanguine |
| Vitamine A (liposoluble) | lymphatique |
| Sels minéraux | sanguine |
3Exercice 3
Définis les trois mots suivants et indique quand chaque phénomène se produit : glycogénogenèse, glycogénolyse, néoglucogenèse.
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Glycogénogenèse : fabrication de glycogène à partir du glucose, dans le foie (et les muscles) ; elle se produit après un repas, quand le glucose est abondant.
Glycogénolyse : dégradation du glycogène en glucose, libéré dans le sang ; elle se produit entre les repas et la nuit, quand la glycémie baisse.
Néoglucogenèse : fabrication de glucose par le foie à partir de molécules qui ne sont pas des glucides (acides aminés, glycérol, acide lactique) ; elle se produit lors d'un jeûne prolongé, quand les réserves de glycogène sont épuisées.
4Exercice 4
On dose la quantité de glycogène dans le foie de deux lapins. Le lapin A a reçu un repas riche en glucides il y a 2 heures : son foie contient 5 g de glycogène pour 100 g de foie. Le lapin B a été mis à jeun pendant 48 heures : son foie contient 0,5 g de glycogène pour 100 g de foie.
a) Calcule combien de fois le foie du lapin A est plus riche en glycogène que celui du lapin B.
b) Explique cette différence.
c) Qu'est devenu le glycogène disparu chez le lapin B ?
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a) 50,5 = 10 : le foie du lapin A est 10 fois plus riche en glycogène.
b) Chez le lapin A, le glucose absorbé est arrivé au foie par la veine porte et le foie l'a stocké sous forme de glycogène (glycogénogenèse). Chez le lapin B, privé de nourriture, le foie a dû libérer du glucose pour maintenir la glycémie : il a dégradé son glycogène (glycogénolyse).
c) Le glycogène disparu a été transformé en glucose, libéré dans le sang, puis utilisé par les cellules (muscles, cerveau) surtout comme source d'énergie.
5Exercice 5
(Type examen) Un élève de Kankan réalise l'observation suivante : chez un animal nourri avec un repas riche en graisses, la lymphe du canal thoracique devient blanche et laiteuse deux à trois heures après le repas ; chez un animal à jeun, elle reste claire.
a) Comment appelle-t-on cette lymphe laiteuse ? Pourquoi est-elle blanche ?
b) Décris le trajet des lipides de la lumière intestinale jusqu'au sang.
c) Après l'absorption, les nutriments sont utilisés par les cellules. Cite les trois devenirs possibles des nutriments en donnant un exemple pour chacun.
d) Nomme les déchets produits par l'utilisation des nutriments et l'organe qui élimine chacun d'eux.
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a) Cette lymphe s'appelle le chyle. Elle est blanche parce qu'elle contient de très nombreuses gouttelettes de graisses (triglycérides reconstitués) provenant de l'absorption des lipides du repas.
b) Les acides gras et le glycérol entrent dans les entérocytes des villosités ; ils y sont réassemblés en triglycérides, entourés de protéines ; ces gouttelettes passent dans le chylifère central de la villosité ; elles suivent les vaisseaux lymphatiques jusqu'au canal thoracique, qui se déverse dans la veine sous-clavière gauche : les lipides rejoignent ainsi le sang.
c) Rôle énergétique : le glucose est oxydé dans les cellules pour fournir de l'énergie. Rôle plastique : les acides aminés servent à fabriquer les protéines des muscles. Rôle de réserve : l'excès de glucose est stocké en glycogène dans le foie ou transformé en graisses.
d) Le dioxyde de carbone, éliminé par les poumons ; l'urée, éliminée par les reins (urine) ; l'eau, éliminée par les reins, la peau (sueur) et les poumons.
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6Je vérifie
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