Absorption des nutriments
Les nutriments présents dans notre intestin sont absorbés par notre organisme au niveau des microvillosités.
Schéma issu de Maxicours
Les acides aminés, glucides simples, eau, sels minéraux sont des molécules ayant une structure de petite taille. Cela permet leur passage à travers l’épithélium grâce aux différents transporteurs que l'on détaillera. Une fois cette barrière franchie, les nutriments sont transportés par le sang.
D’autres nutriments tels que les acides gras et des vitamines liposolubles sont aussi absorbés au niveau des villosités, cependant ils empruntent une autre voie. Ces nutriments sont captés par la voie lymphatique via des vaisseaux lymphatiques.
Les vaisseaux lymphatiques sont des structures valvulées à parois minces, composées de lymphangions, qui transportent la lymphe à partir des tissus, via les ganglions lymphatiques, vers la circulation sanguine.
Vaisseaux lymphatiques
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Pour que les nutriments puissent être absorbés, ils doivent franchir la membrane plasmique qui constitue les entérocytes, cellules de l’épithélium. Cette membrane est appelée bicouche phospholipidique puisqu’elle est constituée de deux feuillets de lipides dans lesquels des protéines sont partiellement ou totalement enchâssées.
Cependant, il est naturel de se demander comment ces molécules parviennent-elles à franchir notre paroi intestinale pour alimenter notre corps.
Schéma bicouche phospholipidique de Christian de Duve
Schéma réalisé par Maéva Ciardelli
Le passage de la membrane à travers les microvillosités, nécessite l'intermédiaire de transporteurs transmembranaires.
L’intérieur de la membrane est hydrophobe, ainsi tous les composés polaires (donc hydrophile) ne peuvent passer spontanément la membrane.
Schéma réalisé par Maéva Ciardelli
Le transport membranaire
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Il faut d’abord distinguer la nature chimique (soluble ou non dans la membrane phospholipidique) de la molécule afin de caractériser le transport membranaire qu’elle empreinte.
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Les ions quant à eux sont incapables de traverser la membrane plasmique tout comme la grande majorité des métabolites et des solutés. Pour pouvoir traverser cette membrane qui leur est imperméable, ils vont avoir besoin de l’intervention de structures particulières, les transports membranaires.
Les molécules solubles dans la membrane phospholipidique circulent librement de l’intérieur à l'extérieur de la cellule et inversement, on pense par exemple à l’oxygène et au gaz carbonique.
Schémas réalisés par Maéva Ciardelli
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Les différents types de transports
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- Le transport “selon un gradient de concentration” est le mouvement des molécules ou des ions du côté de la membrane où ils sont le plus concentrés vers celui où ils sont le moins concentrés. Ce mécanisme ne coûte pas d’effort à la cellule, autrement dit, il ne demande pas d’énergie à la cellule. Ce transport est dit passif, il s'effectue soit de manière spontanée, soit via des canaux ou des transporteurs.
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- Le transport “contre un gradient de concentration” est le mouvement des molécules ou des ions du côté de membrane où ils sont le moins concentrés vers celui où ils sont le plus concentrés. Ce transport demande de l'énergie à la cellule puisqu’il va à l’encontre du gradient de concentration. On parle de transport actif. L'énergie nécessaire à ce transport se trouve dans l’adénosine triphosphate (ATP) , la molécule énergétique de toutes les cellules.
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Maintenant étudions comment les molécules de glucose et les acides aminés parviennent à traverser la membrane des cellules épithéliales.
Molécule de méthane
Le glucose se caractérise par sa structure constitué d’une chaîne carbonée constituée de 6 carbones, ce qui est relativement grand pour le passage membranaire. Le glucose est également une molécule polaire (forte présence de groupes hydroxyles), la membrane, elle, est apolaire, et est donc imperméable au glucose. Le transport du glucose dans la membrane nécessite donc forcément un transporteur.
Schéma réalisé par Maéva Ciardelli
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amidon = 1-4 amylose (linear) + 1-6 amylopectin (branches). L'alpha-amylase découpe des glucides de plusieurs tailles, comme le disaccharide maltose (alpha1'-4, glucose-glucose). L'enzyme maltase est nécessaire pour le transformer en deux monosaccharides (glucose) qui peuvent ensuite être acheminés par le transporteur de glucose. Dans l’image mettez monosaccharides (galactose ou gluccose)​
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Représentation du glucose issue du site
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Passage du glucose membrane du côté apical de l'entérocyte
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Le glucose peut traverser la membrane, mais seulement en présence d’un co-transporteur qui lui permet de rentrer dans le SLTGT 1.
Ici, le glucose et le sodium entrent tous les deux dans la cellules, ils vont dans le même sens on parle de transport “symport”.
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SLGT 1, est une protéine transmembranaire, qui permet le transport du glucose en le couplant au sodium.
(un cation = chargé positif).
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La lumière intestinale est riche en sodium. L'intérieur de l’entérocyte a une concentration plus faible en sodium que la lumière intestinale. Il y a alors création d’un gradient de concentration électro-chimique.
Ainsi, le glucose couplé au sodium entre dans l’entérocyte via la protéine SLTG 1.
Une fois dans la cellule, le sodium est directement envoyé par les pompes sodium-potassium vers l'extérieur de la cellule, ce qui permet de conserver le gradient ionique. En revanche le glucose, lui, une fois entré dans la cellule, s’accumule.
Le transfert du glucose de l’entérocyte à la circulation sanguine est possible par le passage à travers la membrane basolatérale. Cela est possible grâce à un gradient de concentration, la concentration en glucose est plus élevée dans l'entérocyte que dans le vaisseau sanguin. Le transport de l’un à l’autre se fait via la protéine transmembranaire GLUT 2. On parle de transport passif.
Schémas réalisés par Maéva Ciardelli
Transport du glucose
Le transport du glucose part de la lumière intestinale vers l'entérocyte.
N'oublions pas que
Il y a une abondance de glucose sous forme de fibres alimentaires dans le côlon où le microbiote est extrêmement riche.
On retrouve également des lipides et acides aminés dans le côlon, mais en de plus petites quantités. La plus grande partie est absorbée par l'organisme plus haut dans le tube digestif.
Ainsi l'interaction du microbiote et de ces macromolécules restent limités.
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Transport d’acides aminés
La partie supérieure de notre intestin grêle a un pH extrêmement acide, ce qui signifie que la concentration en H+ est très élevée. Ce qui est propice à l'installation d’un gradient ionique, c'est le transporteur de di- ou tri-peptides, PepT1, qui en profite. Ce transporteur permet le passage d’acides aminés ainsi que certains antibiotiques.
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Le passage des acides aminés de notre tube digestif à nos entérocytes soulève encore des interrogations. Les protéines impliquées dans leur transport demeurent mal caractérisées.
Toutefois, le passage des acides aminés à travers la membrane plasmatique de l'entérocyte est instrumentalisé par un transporteur "symport", qui permet le passage de deux produits dans le même sens. Cela est possible à l'aide du gradient de sodium (Na+) ou de protons (H+), c'est le même principe que pour le transport de glucose.
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Côté basolatéral, les acides aminés sont envoyés vers le système sanguin par l'intermédiaire de porine, le transport est passif.
Schéma réalisé par IJsbrand Kramer - Université Bordeaux 1
Transport des lipides
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Les lipides isolés sont digérés par des lipases pour former des acides gras, des monoacylglycérols, du cholestérol et des lysophospholipides.
Schéma réalisé par Maéva Ciardelli
Il est prouvé que ces produits de digestion peuvent pénétrer dans l'entérocyte par deux mécanismes différents : l'endocytose médiée par les récepteurs et la diffusion passive. Un certain nombre de protéines sont impliquées dans ces processus, telles que CD36, NPC1L1 ou SR-BI, mais leur fonction précise reste mal caractérisée à ce jour et ne sera pas abordée ici.