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La digestion et l'absorption des nutriments


Published
June 23, 2020

Digestion des glucides

Les glucides complexes comme l’amidon subissent une première phase de digestion dans la bouche. L’amidon est dégradé par l’ α-amylase salivaire puis par l’amylase pancréatique, des enzymes qui vont cliver les liaisons α-1,4-glycosidiques. À la sortie de l’estomac, on retrouve donc des éléments de α-1,4-maltose (di-glucose), mais aussi d’isomaltose (α-1,6-maltose). Le maltose sera métabolisé en glucose par la maltase, que l’on trouve à la surface des entérocytes, alors que l’isomaltose sera métabolisé par la sucrase-isomaltase, qui permet également de dégrader le sucrose (saccharose).





Ce processus a lieu principalement dans le duodénum et le jéjunum, de même que la digestion de lactose par la lactase.



Les polysaccharides qui ne sont pas digérés (notamment les FODMAPs) passent l’intestin grêle et sont fermentés par les bactéries intestinales.

Comment le glucose rentre-t-il dans l’entérocyte ? Normalement le glucose pénètre dans les cellules par une diffusion simple (suivant un gradient de concentration) via des transporteurs de glucose (protéines GLUT). Or l’entérocyte est une cellule polarisée, et les transporteurs GLUT2 ne sont exprimés que sur la partie basale. Au niveau de la partie apicale, le glucose est transporté par un transport actif, secondaire, effectué par un symport avec le sodium Na+. Ce transport se fait à travers le transporteur de glucose et de sodium SGLT1 qui utilise le fort gradient transmembranaire de Na+ (mis en place par l'ATPase Na+/K+) pour faire pénétrer spécifiquement le glucose dans la cellule avec un rapport d’un glucose pour un Na+.

Le glucose absorbé va être soit utilisé par l’entérocyte dans la glycolyse (grand consommateur de glucose), soit être transporté par le pôle basal via GLUT2 pour rejoindre la circulation sanguine.

Digestion des protéines

Les protéines sont des nutriments à digestion (très) lente, en raison de leur biochimie complexe. Quelques rappels de biochimie 1.0 : les protéines sont des macromolécules constituées de blocs élémentaires appelés acides aminés (AA).



La digestion des protéines consiste à cliver les liaisons entre les AA, afin de les libérer pour leur absorption. Les AA sont une source d’énergie mais servent essentiellement à l’assemblage de nos propres protéines. Ainsi, notre organisme est incapable de synthétiser des acides aminés dits « essentiels », qui sont obligatoirement obtenus par l’alimentation (histidine, isoleucine, leucine, valine, lysine, méthionine, phénylalanine, thréonine et tryptophane).

La digestion des protéines est un processus complexe qui démarre dans l’estomac. Le milieu fortement acide dénature les protéines et le clivage protéolytique est entamé par la sécrétion d’une protéase stomacale, la pepsine. Dans l’estomac, les cellules pariétales sécrètent le pepsinogène, qui s’active au contact de l’acide gastrique pour donner la pepsine. Il s’agit d’une endopeptidase (qui clive à l’intérieur de la séquence protéique), ce qui va libérer des petits fragments d’acides aminés.

2ème phase de digestion : dans le duodénum.

Le pancréas sécrète les enzymes inactives (trypsinogène, chymotryspsinogène, proelastase, procarboxypeptidases A et B), qui vont rejoindre le duodénum via le canal cholédoque. Dans le duodénum, la sécrétion d’entéropeptidase permet d’activer la trypsine qui va elle-même permettre l’activation de la chymotrypsine, de l’élastase (endopeptidases) et des carboxypeptidases A et B (exopeptidases, qui coupent les bouts de la protéine).



À la sortie du duodénum, 30% des AA sont sous forme libres, 70% sont encore sous forme de fragments peptidiques.

3ème étape de digestion (oui, c’est long) : dans le duodénum distal et le jéjunum. L’intestin sécrète une exoprotéase, l’aminopeptidase.



L’absorption des protéines se fait par deux mécanismes. Les acides aminés sont transportés par des transporteurs spécifiques, alors que les di- et tripeptides sont transportés par le transporteur protéique PepT1, qui est un co-transporteur d’ions H+.



On en déduit donc plusieurs choses de ce processus digestif :

1. Les protéines ayant une digestion très lente, leur effet sur la satiété est très important, puisque leur absorption se fait à distance des repas

2. Peu importe la source de protéines (animale ou végétale), puisque notre organisme absorbe des acides aminés et non des protéines. Ce qui compte, c’est la teneur en AA.

Et ensuite ? Les AA métabolisés dans la cellule vont produire de l’ammoniac, qui sera transporté jusqu’au foie pour être transformé en urée par le cycle de l’urée.



L’urée accumulée sera excrétée (excrétion azotée) dans l’urine.

Digestion des lipides

Petit rappel de biochimie 1.0. Les lipides sont simplement des molécules biologiques non solubles dans un solvant polaire. Alors, parmi toutes les molécules biologiques qui répondent à ces critères, celles qui nous intéressent aujourd’hui sont les triglycérides et le cholestérol.

Les triglycérides sont des esters de glycérol et de trois acides gras. Hormis le caractère hautement énergétique des acides gras, les lipides sont utiles pour constituer notamment la bicouche qui forme la membrane des cellules.



Afin de digérer un triglycéride, il faut donc effectuer une hydrolyse des trois liaisons esters, libérant 3 molécules d’acides gras et une molécule de glycérol.

Deux problèmes donc :

1. Les acides gras sont hydrophobes, il faut donc faire une émulsion afin de les absorber.

2. Il faut hydrolyser ces liaisons en milieu hydrophobe, ce qui implique des enzymes avec un site actif apolaire.

La digestion des lipides est plus lente que celle des sucres simples, mais bien plus rapide que celle des protéines. Les triglycérides sont hydrolysés par des enzymes appelés lipases.

1ère étape de digestion : dans la bouche, par la lipase linguale, acide.

2ème étape : dans l’estomac avec la lipase gastrique, une lipase acide comme la linguale. Les lipases acides effectuent 30% de l’hydrolyse des lipides, mais elles sont limitées car elles ne peuvent enlever qu’un acide gras à chaque triacylglycérol.

La dernière étape de digestion se fait donc dans le duodénum, qui reçoit, via le canal cholédoque, les sécrétions hépatiques (stockées dans la vésicule biliaire) et pancréatiques.



La bile est une sécrétion alcaline qui permet de solubiliser et émulsifier les lipides, en formant des micelles. Elle est composée notamment d’acides biliaires (dérivés de cholestérol) qui ont ce rôle de « savon » mais également un rôle de molécules de signalisation.



Dans ces micelles alcalines peuvent agir les lipases pancréatiques (environ 10 chez l’humain). Ces lipases sont bien plus efficaces mais nécessitent une colipase, qui stabilise leur conformation et maintient ainsi l’hydrophobicité du site actif de l’enzyme.



Dernière chose digérée dans l’intestin : le cholestérol, qui est présent dans l’alimentation sous forme d’esters de cholestéryl, c’est-à-dire la molécule de cholestérol estérifiée avec un acide gras.



La molécule est hydrolysée par la cholestérol estérase, qui libère une molécule de cholestérol et un acide gras. Ensuite, tout ceci se trouve sous forme de micelles dans la lumière du tube digestif. Les micelles, liposolubles, peuvent diffuser à travers la membrane plasmique et pénétrer dans les entérocytes.



Dans les entérocytes, les acides gras, le cholestérol et le glycérol sont ré-estérifiés en esters de cholestéryl et triglycérides, qui sont combinés avec des protéines pour former des lipoprotéines appelées chylomicrons.



Ces lipoprotéines sont responsables du transport des lipides exogènes de l'intestin grêle vers le tissu adipeux où elles sont dégradés par la lipoprotéine lipase. Le restant se dirige vers le foie afin de former des lipoprotéines responsables du métabolisme du cholestérol.



PS : une des drogues « répandues » (et vendues aux US sans prescription, et en France jusqu’en 2012) pour perdre du poids est l’orlistat, un inhibiteur de lipases pancréatiques. Les lipides ne sont donc pas absorbés. Intérêt moyen et surtout vous allez avoir la diarrhée grasse…


Filipe De Vadder

Chercheur padawan - Du metal et de la science