Objectifs

• Situer les organes du tube digestif et les glandes annexes, et le rôle de chacun.
• Distinguer digestion mécanique et digestion chimique, et écrire les réactions d'hydrolyse.
• Interpréter une expérience de digestion in vitro et en déduire les propriétés des enzymes.
• Expliquer l'absorption intestinale et les deux voies de transport des nutriments.
• Décrire la formation et l'élimination des fèces, en les distinguant de l'excrétion.

1. L'appareil digestif : un long « tuyau » et ses usines

Notion clé : tube digestif et glandes annexes

Le tube digestif est un conduit continu : bouche, pharynx, œsophage, estomac, intestin grêle (duodénum, jéjunum, iléon), gros intestin (côlon, rectum) et anus. Des glandes digestives y déversent des sucs digestifs : glandes salivaires (salive), glandes de la paroi de l'estomac (suc gastrique), pancréas (suc pancréatique), foie (bile, stockée dans la vésicule biliaire) et glandes de la paroi intestinale (suc intestinal).

flowchart LR
A[Bouche et salive] --> B[Oesophage]
B --> C[Estomac et suc gastrique]
C --> D[Intestin grêle avec bile et suc pancréatique]
D --> E[Gros intestin]
E --> F[Anus et fèces]
D --> G[Absorption vers sang et lymphe]

À toi : légende l'appareil digestif

2. La dégradation des aliments : digestion mécanique et chimique

Notion clé : deux actions complémentaires

• Digestion mécanique : mastication par les dents, brassage par les muscles de l'estomac, progression par les contractions de la paroi (péristaltisme). Elle fragmente les aliments sans changer les molécules, mais augmente la surface de contact avec les sucs.
• Digestion chimique : les enzymes digestives coupent les grosses molécules par hydrolyse (une coupure qui consomme une molécule d'eau).

Hydrolyse du maltose par la maltase :

Bilan de l'hydrolyse complète de l'amidon (amylases puis maltase) :

De même : protéines \(\to\) peptides \(\to\) acides aminés ; triglycérides \(+ \ 3\,\ce{H2O} \to\) glycérol \(+\) 3 acides gras.

Les principales enzymes et leur lieu d'action

• Bouche (salive) : amylase salivaire ; amidon \(\to\) maltose ; milieu proche de la neutralité.
• Estomac (suc gastrique) : pepsine ; protéines \(\to\) peptides ; milieu très acide grâce à l'acide chlorhydrique.
• Intestin grêle (suc pancréatique) : amylase pancréatique, trypsine (protéines et peptides), lipase (lipides) ; milieu légèrement basique.
• Intestin grêle (enzymes de la paroi) : maltase, peptidases… : maltose \(\to\) glucose, peptides \(\to\) acides aminés.
• Bile (foie) : ne contient pas d'enzyme ; elle émulsionne les graisses en fines gouttelettes, ce qui facilite l'action de la lipase.

Exemple résolu : une expérience de digestion in vitro

Une élève de Lomé prépare quatre tubes contenant le même volume d'empois d'amidon (amidon cuit dans l'eau) :

• Tube 1 : empois + eau, à 37 °C ;
• Tube 2 : empois + salive, à 37 °C ;
• Tube 3 : empois + salive préalablement bouillie, à 37 °C ;
• Tube 4 : empois + salive, dans la glace (0 °C).

Après 20 minutes, elle teste chaque tube à l'eau iodée (coloration bleu-noir si l'amidon est présent) et à la liqueur de Fehling chauffée (précipité rouge brique si un sucre réducteur comme le maltose est présent). Résultats : seul le tube 2 donne un test à l'eau iodée négatif et un précipité rouge brique ; les tubes 1, 3 et 4 restent bleu-noir à l'eau iodée et négatifs à la liqueur de Fehling. Interprète ces résultats.

Notion clé : les propriétés des enzymes

• Spécificité de substrat : une enzyme n'agit que sur un type de molécule.
• Spécificité d'action : elle réalise un seul type de réaction (ici une hydrolyse).
• Catalyseur : elle accélère la réaction et se retrouve intacte à la fin ; une petite quantité suffit.
• Conditions optimales : une température optimale (vers 37 °C chez l'humain) et un pH optimal propre à chaque enzyme (très acide pour la pepsine, proche de la neutralité pour l'amylase salivaire, légèrement basique pour les enzymes pancréatiques).

À toi : on met de la pepsine et du blanc d'œuf cuit dans un tube à 37 °C, en milieu neutre. Le blanc d'œuf n'est presque pas digéré. On recommence en ajoutant de l'acide chlorhydrique : il est digéré. Que montre cette expérience ? Cherche d'abord.

3. L'absorption intestinale : le passage vers le sang et la lymphe

Notion clé : une surface d'échange très efficace

L'absorption est le passage des nutriments de la cavité intestinale vers le milieu intérieur. Elle se fait surtout dans l'intestin grêle, dont la paroi présente les caractéristiques d'une bonne surface d'échange :

• une très grande surface, grâce aux replis, aux villosités et aux microvillosités des cellules ;
• une paroi très mince : une seule couche de cellules (entérocytes) sépare les nutriments des vaisseaux ;
• une riche vascularisation : chaque villosité contient un réseau de capillaires sanguins et un vaisseau lymphatique (le chylifère).

Notion clé : deux voies de transport

• Voie sanguine : glucose, acides aminés, eau, sels minéraux, vitamines hydrosolubles. Le sang des intestins rejoint d'abord le foie par la veine porte hépatique ; le foie trie et stocke (par exemple le glucose sous forme de glycogène).
• Voie lymphatique : les lipides reconstitués (et les vitamines liposolubles) passent dans la lymphe, qui rejoint ensuite la circulation sanguine.

4. L'élimination : ce qui n'est pas absorbé

Notion clé : formation des fèces

Ce qui n'a pas été absorbé arrive dans le gros intestin. Celui-ci réabsorbe une grande partie de l'eau et des sels minéraux. Les bactéries de la flore intestinale y fermentent une partie des fibres et produisent certaines vitamines. Le reste forme les fèces : fibres non digérées (cellulose), cellules mortes de la paroi, bactéries, eau. Elles sont stockées dans le rectum puis évacuées par l'anus : c'est la défécation (ou égestion).

Erreurs fréquentes

• Croire que la digestion se fait seulement dans l'estomac : la plus grande partie de la digestion chimique et de l'absorption a lieu dans l'intestin grêle.
• Dire que la bile digère les graisses : elle les émulsionne seulement ; c'est la lipase qui les hydrolyse.
• Oublier l'eau dans les réactions d'hydrolyse.
• Penser que la chaleur et le froid ont le même effet sur une enzyme : la chaleur forte la détruit (irréversible), le froid la bloque (réversible).
• Confondre défécation (restes non absorbés) et excrétion (déchets du métabolisme).

Récapitulatif

La digestion mécanique fragmente les aliments, la digestion chimique les hydrolyse grâce à des enzymes spécifiques, actives à une température et un pH optimaux. Les nutriments obtenus (glucose, acides aminés, acides gras, glycérol) sont absorbés au niveau des villosités de l'intestin grêle, vers le sang (puis le foie) ou vers la lymphe. Le gros intestin réabsorbe l'eau et forme les fèces, éliminées par défécation.