Fiche de révision : Organisation et digestion des mammifères

📋 Plan du Cours

1. Niveaux d’organisation du vivant
2. Besoins alimentaires et digestion
3. Nutriments et métabolisme
4. Organisation des appareils digestifs
5. Diversité digestive des mammifères
6. Actions mécaniques et chimiques
7. Spécificité enzymatique et lieux de digestion
8. Transformations chimiques des aliments
9. Sécrétions de l’estomac et de l’intestin
10. Bile et émulsification des lipides
11. Suc pancréatique et enzymes intestinales
12. Microbiote et digestion biologique

📖 1. Niveaux d’organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu : Ensemble de cellules permettant d’assurer une fonction, comme la protection, l’absorption ou le remplissage.
• Appareil : Ensemble d’organes permettant de réaliser une fonction.

★ À maîtriser

• Un organe est constitué de plusieurs tissus.

Compléments

• L’atome d’hydrogène et l’atome d’oxygène peuvent s’unir par une liaison covalente pour former une molécule d’eau.

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → cellule → tissu → organe → appareil

📖 2. Besoins alimentaires et digestion

🔑 Notions clés & Définitions

• Digestion : Ensemble des transformations mécaniques, chimiques et biologiques qui transforment les constituants des aliments en molécules assez petites pour être absorbées dans le sang ou la lymphe ; ces molécules sont des nutriments.
• Nutriment : Molécule qui ne peut pas être scindée en deux.
• Hormone : Molécule synthétisée par une cellule endocrine, libérée dans le sang et agissant sur une ou plusieurs cellules cibles possédant des récepteurs spécifiques.

★ À maîtriser

• Le besoin énergétique est couvert par les glucides, les lipides et les protides, dont la dégradation permet aux cellules de récupérer de l’énergie sous forme d’ATP.

• Le besoin fonctionnel dépend de molécules nécessaires au fonctionnement des organismes, notamment pour synthétiser des hormones ou des enzymes, ainsi que de sels minéraux et de vitamines dont la carence nuit au développement de l’animal.

Compléments

• Les besoins alimentaires de l’animal de rente concernent son entretien, son développement, sa croissance et sa production de viande, de lait, de laine ou d’œufs.

• Le besoin bâtisseur ou structural correspond aux éléments nécessaires à la construction, à la croissance et au renouvellement des tissus, notamment les lipides, les protéines et le calcium pour les os.

📖 3. Nutriments et métabolisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiote : Ensemble des microbes et des organismes présents dans le tube digestif.

★ À maîtriser

📌 Le catabolisme correspond aux réactions de dégradation, tandis que l’anabolisme correspond aux réactions de synthèse ; ensemble, ils constituent le métabolisme.

Compléments

• Les glucides peuvent fournir du glucose, du fructose et du galactose.

• La digestion des lipides fournit du glycérol et des acides gras.

• La digestion des protéines fournit des acides aminés.

• Les animaux ne peuvent pas dégrader seuls tous les constituants des aliments, notamment la cellulose, les pectines, l’hémicellulose et la lignine des parois végétales.

• Certains animaux utilisent leur microbiote pour dégrader certaines molécules alimentaires et les transformer en nutriments.

• La respiration cellulaire est un exemple de catabolisme : elle dégrade complètement le glucose en présence de dioxygène.

💡 Astuce mémo

Catabolisme dégrade ; anabolisme construit.

📖 4. Organisation des appareils digestifs

★ À maîtriser

• L’appareil digestif comprend le tube digestif et les glandes annexes.

• Le tube digestif comprend la cavité buccale, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle — duodénum, jéjunum et iléon — et le gros intestin — cæcum, côlon et rectum.

• 🔄 Les contenus digestifs progressent ainsi :

  1. Le bol alimentaire quitte la cavité buccale et arrive dans l’estomac.
  2. Le chyme quitte l’estomac et arrive dans l’intestin grêle.
  3. Le chyle quitte l’intestin grêle et arrive dans le gros intestin.

Compléments

• Les glandes annexes de l’appareil digestif comprennent les glandes salivaires — parotides, sous-maxillaires et sublinguales —, le foie avec la bile et la vésicule biliaire, et le pancréas.

• Chez les polygastriques, la rumination renvoie dans la cavité buccale les fragments trop gros afin qu’ils soient réduits en éléments suffisamment petits.

📖 5. Diversité digestive des mammifères

★ À maîtriser

📌 Les mammifères peuvent être monogastriques ou polygastriques, et leurs tubes digestifs comprennent les mêmes organes, mais ceux-ci varient en développement et en organisation.

• L’estomac des polygastriques comprend :

  • Le réseau ou bonnet
  • La panse ou rumen
  • Le feuillet
  • La caillette

• Chez les polygastriques ruminants comme les caprins, les ovins et les bovins, le microbiote ruminal joue un rôle fondamental pour maintenir l’animal en bonne santé.

Compléments

📌 Chez les polygastriques, la digestion biologique microbienne et le rôle mécanique de la panse sont importants, tandis que chez certains monogastriques comme le porc, la digestion biologique joue un rôle moindre et les transformations chimiques sont déterminantes.

💡 Astuce mémo

Ruminants : microbiote ruminal essentiel ; porc : transformations chimiques déterminantes.

📖 6. Actions mécaniques et chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Catalyseur biologique ou biocatalyseur protéique.

★ À maîtriser

• L’action mécanique prépare physiquement les aliments à leur transformation chimique par les sucs digestifs et biologique par le microbiote.

• 🔄 La préparation buccale suit ces étapes :

  1. La mastication fragmente les aliments.
  2. La salive ramollit les aliments par insalivation.
  3. Le passage des aliments dans la bouche aboutit à la formation du bol alimentaire.

• L’action chimique de la digestion est due à des sucs produits par les organes du tube digestif ou par les glandes annexes, qui transforment les glucides, les protides et les lipides en molécules non simplifiables.

Compléments

• Les incisives coupent, les canines déchirent et les prémolaires et molaires broient les aliments.

• Les contractions du réticulo-rumen assurent le brassage, favorisent le contact des micro-organismes avec les fibres, permettent la vidange vers le feuillet et évacuent les gaz par éructation.

• Chaque enzyme est active dans une gamme de températures et de pH qui lui est propre.

📌 Certaines enzymes, comme l’amylase salivaire et l’amylase pancréatique, sont fabriquées sous forme active, tandis que d’autres sont produites sous forme de précurseurs appelés zymogènes et ne deviennent actives que secondairement, comme le trypsinogène qui devient trypsine.

📖 7. Spécificité enzymatique et lieux de digestion

📝 Points essentiels

• Une enzyme se lie spécifiquement à son substrat ; la saccharase hydrolyse le saccharose.

📌 Chez les monogastriques, la digestion chimique a lieu dans la bouche, l’estomac et l’intestin grêle, tandis que chez les polygastriques elle a lieu dans la caillette et l’intestin grêle.

💡 Astuce mémo

Saccharase et saccharose : la première reconnaît spécifiquement le second.

📖 8. Transformations chimiques des aliments

📝 Points essentiels

• Chez les monogastriques, les aliments sont transformés ainsi : les glucides dans la bouche et le duodénum, les protéines dans l’estomac et l’intestin grêle, les lipides dans le duodénum

• Chez les polygastriques, les protéines sont dégradées chimiquement dans la caillette puis l’intestin grêle, tandis que certains glucides sont dégradés dans l’intestin grêle et 80 % de l’amidon dans la panse par digestion biologique.

📖 9. Sécrétions de l’estomac et de l’intestin

★ À maîtriser

• Dans l’estomac, l’acide chlorhydrique active la transformation du pepsinogène en pepsine, une protéase, et le mucus protège la muqueuse gastrique de l’acidité.

Compléments

• Dans l’estomac, les cellules principales sécrètent le pepsinogène, les cellules pariétales sécrètent l’acide chlorhydrique et le facteur intrinsèque, et les cellules à mucus ainsi que les cellules épithéliales superficielles sécrètent du mucus.

📖 10. Bile et émulsification des lipides

★ À maîtriser

📌 La bile ne contient pas d’enzyme, mais ses sels biliaires émulsionnent les lipides et facilitent ainsi l’action de la lipase.

• Les sels biliaires amphiphiles se placent à la surface des gouttelettes lipidiques, avec leur pôle hydrophile vers l’extérieur, et empêchent leur fusion, ce qui stabilise l’émulsion et augmente la surface de contact avec la lipase.

Compléments

• La bile est fabriquée par le foie à raison de 0,5 l/24 h, concentrée et stockée dans la vésicule biliaire, puis libérée de façon discontinue par le canal cystique et le canal cholédoque vers le duodénum.

• Les ions bicarbonate de la bile diminuent l’acidité du chyme gastrique.

💡 Astuce mémo

Des sels biliaires s’alignent à la surface des gouttelettes, pôle hydrophile vers l’extérieur.

📖 11. Suc pancréatique et enzymes intestinales

★ À maîtriser

• Dans le duodénum, l’entérokinase active le trypsinogène en trypsine, puis la trypsine contribue à l’autoactivation du trypsinogène.

• Les enzymes intestinales et leurs produits sont : la maltase transforme le maltose en glucose, la lactase transforme le lactose en glucose et galactose, la saccharase transforme le saccharose en glucose et fructose, la peptidase transforme les polypeptides en acides aminés, la lipase transforme les lipides en monoglycérides et diglycérides

Compléments

• Le suc pancréatique a un pH basique de 8,5 et contient de l’eau, des ions bicarbonate, des enzymes et des précurseurs d’enzymes.

• Le suc pancréatique contient de l’amylase, qui transforme l’amidon résiduel et les dextrines en maltose, ainsi que de la lipase, qui agit sur les lipides.

• La muqueuse de l’intestin grêle sécrète : des enzymes produites par les entérocytes, du mucus produit par les cellules caliciformes, du bicarbonate sécrété par les glandes de Brunner

💡 Astuce mémo

Trypsinogène — entérokinase → trypsine — autoactivation → trypsine.

📖 12. Microbiote et digestion biologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiote : Population de microorganismes comprenant des bactéries, des protozoaires, des mycètes, des algues, des champignons et des virus, parmi lesquels les bactéries sont les plus représentées.

★ À maîtriser

• Chez le porc, le microbiote dégrade l’amidon résiduel et des fibres comme l’hémicellulose, la cellulose et la pectine en sucres simples, puis les fermente en acides gras volatils absorbés en grande partie dans le gros intestin.

📌 Le métabolisme énergétique du porc repose surtout sur le glucose issu de la digestion chimique de l’amidon, et non sur les acides gras volatils produits par fermentation microbienne.

• Les bactéries du rumen comprennent des types amylolytiques, cellulolytiques et protéolytiques, et l’équilibre entre bactéries amylolytiques et cellulolytiques est important pour éviter l’acidose.

• Dans le rumen, les aliments subissent une fermentation microbienne qui concerne 60 à 90 % des glucides de la ration, y compris ceux des parois végétales.

Compléments

• Le microbiote se construit progressivement après la naissance, et sa composition est influencée par l’alimentation et l’environnement ; un changement d’environnement ou une antibiothérapie peut le faire dévier de son état stable et affecter le métabolisme de l’hôte.

• Chez les monogastriques, le microbiote digestif se situe principalement dans le côlon et/ou le cæcum, tandis que chez les ruminants il est présent dans le rumen-réseau et le côlon.

• Chez le porc, le microbiote digestif agit surtout dans le gros intestin, notamment dans le cæcum et le côlon.

• Chez le porc, les acides gras volatils issus de la fermentation des résidus alimentaires peuvent fournir jusqu’à 10 % de l’énergie digestible.

• Le microbiote porcin synthétise les vitamines B2, B8, B12 et K, mais cette synthèse ne suffit pas à couvrir les besoins et ces vitamines doivent aussi être apportées par l’alimentation.

• Dans le rumen, les bactéries anaérobies strictes constituent plus de la moitié de la biomasse microbienne totale et leur densité est de 10⁹ à 10¹⁰ par ml de contenu ruminal.

• La population de protozoaires du rumen, surtout des ciliés anaérobies, est de 10⁵ à 10⁶ individus par ml de contenu ruminal.

• Les microbes du rumen sécrètent la cellulase, enzyme que l’animal hôte ne possède pas, et qui participe à la dégradation partielle des parois végétales.