Cellulaire
La digestion commence immédiatement dans la cavité buccale avec une digestion mécanique et chimique. La digestion mécanique dans la cavité buccale consiste à broyer les aliments en plus petits morceaux par les dents, un processus appelé mastication. La digestion chimique dans la bouche est mineure mais consiste en l’amylase salivaire (ptyaline, ou alpha-amylase) et la lipase linguale, toutes deux contenues dans la salive. L’amylase salivaire est chimiquement identique à l’amylase pancréatique et digère l’amidon en maltose et en maltotriose, travaillant à un pH optimal de 6,7 à 7,0. La lipase linguale, également contenue dans la salive, hydrolyse les liaisons ester des triglycérides pour former des diacylglycérols et des monoacylglycérols. Après une digestion suffisante dans la cavité buccale, l’aliment partiellement digéré, ou bolus, est avalé dans l’œsophage. Aucune digestion n’a lieu dans l’œsophage.
Après passage dans l’œsophage, le bolus va entrer dans l’estomac et subir une digestion mécanique et chimique. La digestion mécanique dans l’estomac se produit via les contractions péristaltiques du muscle lisse du fundus vers le pylore contracté, appelé propulsion. Une fois que le bolus est proche du pylore, l’antre fonctionne pour broyer la matière par des contractions péristaltiques vigoureuses qui forcent le bolus contre un pylore fortement rétréci. Le barattage par l’antre sert à réduire la taille des particules alimentaires et est appelé broyage. Seules les particules d’un diamètre inférieur à 2 mm peuvent passer dans le duodénum à travers le pylore contracté. Le reste du bolus est repoussé vers le corps de l’estomac pour une digestion mécanique et chimique supplémentaire. Ce mouvement de retour du bolus du pylore vers le corps est appelé rétropulsion et sert également à faciliter la digestion mécanique. Cette séquence de propulsion, broyage et rétropulsion se répète jusqu’à ce que les particules alimentaires soient suffisamment petites pour passer par le pylore dans le duodénum. Tout le chyme qui n’est pas poussé à travers le pylore pendant le processus de digestion active est finalement entraîné dans le duodénum à travers un pylore détendu par une série de fortes contractions péristaltiques dans l’estomac. Cette activité se produit au cours de la phase inter-digestive appelée complexes moteurs migrateurs (CMM) qui ont pour fonction de déplacer le bolus de manière aborale pour éviter la stagnation et l’accumulation bactérienne.
Il y a une digestion chimique importante dans l’estomac. Deux types de glandes existent dans la muqueuse gastrique qui aident à la digestion chimique : les glandes oxyntiques et les glandes pyloriques. Les glandes oxyntiques sont situées dans le corps de l’estomac et contiennent des cellules pariétales et des cellules en chef. Les cellules pariétales sécrètent de l’acide chlorhydrique, concentré à environ 160 mmol/L et à un pH de 0,8. L’acide chlorhydrique sécrété par les cellules pariétales remplit trois fonctions principales : 1) créer un environnement hostile pour les micro-organismes pathogènes absorbés par la bouche, 2) dénaturer les protéines et les rendre plus accessibles à la dégradation enzymatique par la pepsine, et 3) activer le zymogène pepsinogène en sa forme active, la pepsine. Les cellules pariétales sécrètent également une substance appelée facteur intrinsèque, nécessaire à l’absorption de la vitamine B12 dans l’iléon terminal. Les glandes oxyntiques contiennent également des cellules chefs qui sécrètent le zymogène pepsinogène. Le pepsinogène est le précurseur de l’enzyme protéolytique pepsine et doit être activé en pepsine par le pH acide de l’estomac (inférieur à 3,5) ou par auto-activation par la pepsine elle-même. La pepsine agira alors sur les liaisons peptidiques internes des protéines à un pH optimal de 2 à 3. Les glandes pyloriques se trouvent dans l’antre de l’estomac et contiennent des cellules muqueuses et des cellules G. Les cellules muqueuses sécrètent un bicarbonate de soude et un bicarbonate de potassium. Les cellules muqueuses sécrètent un mucus riche en bicarbonate à la surface de la muqueuse gastrique pour la protéger du contenu acide de l’estomac. Les cellules G sécrètent la gastrine, une hormone qui agit de manière endocrine pour stimuler la sécrétion d’acide chlorhydrique par les cellules pariétales. Aucune digestion des glucides n’a lieu dans l’estomac.
La majorité de la digestion chimique a lieu dans l’intestin grêle. Le chyme digéré de l’estomac passe par le pylore et se retrouve dans le duodénum. Là, le chyme se mélange aux sécrétions du pancréas et du duodénum. La digestion mécanique se poursuit dans une moindre mesure. Le pancréas produit de nombreuses enzymes digestives, dont l’amylase pancréatique, la lipase pancréatique, le trypsinogène, le chymotrypsinogène, la procarboxypeptidase et la proélastase. Ces enzymes sont séparées de l’environnement acide de l’estomac et fonctionnent de manière optimale dans l’environnement plus basique de l’intestin grêle où le pH varie de 6 à 7 grâce au bicarbonate sécrété par le pancréas. L’amylase pancréatique, comme l’amylase salivaire, a pour fonction de digérer l’amidon en maltose et en maltotriose. La lipase pancréatique, sécrétée par le pancréas avec une coenzyme importante appelée colipase, a pour fonction d’hydrolyser les liaisons ester des triglycérides pour former des diacylglycérols et des monoacylglycérols. Le trypsinogène, le chymotrypsinogène, la procarboxypeptidase et la proélastase sont tous des précurseurs de peptidases actives. Le pancréas ne sécrète pas la forme active des peptidases, sinon une autodigestion pourrait se produire, comme c’est le cas dans la pancréatite. Au lieu de cela, le trypsinogène, le chymotrypsinogène, la procarboxypeptidase et la proélastase se transforment respectivement en trypsine, chymotrypsine, carboxypeptidase et élastase. Cette conversion se produit lorsque l’entérokinase, une enzyme duodénale, transforme le trypsinogène en trypsine. La trypsine peut ensuite convertir le chymotrypsinogène, la procarboxypeptidase et la proélastase en leurs formes actives. La trypsine, la chymotrypsine et l’élastase sont toutes des endopeptidases qui hydrolysent les liaisons peptidiques internes des protéines, tandis que les carboxypeptidases sont des exopeptidases qui hydrolysent les liaisons peptidiques terminales des protéines. Ces zymogènes pancréatiques quittent le pancréas par le canal pancréatique principal (de Wirsung) et rejoignent le canal biliaire commun en formant l’ampoule de Vater et se déversent dans la partie descendante du duodénum via la papille duodénale majeure. Le canal biliaire commun transporte la bile qui a été fabriquée dans le foie et stockée dans la vésicule biliaire. La bile contient un mélange de sels biliaires, de cholestérol, d’acides gras, de bilirubine et d’électrolytes qui aident à émulsionner les lipides hydrophobes dans l’intestin grêle, ce qui est nécessaire pour l’accès et l’action de la lipase pancréatique, qui est hydrophile.
Une fois dans le duodénum, il y aura une cascade d’activation commençant par l’entérokinase produite par le duodénum pour activer le trypsinogène en trypsine, et la trypsine activera les autres peptidases pancréatiques. Il est important de noter que le duodénum apporte également plusieurs enzymes digestives telles que les disaccharidases et les dipeptidases. Les disaccharidases comprennent la maltase, la lactase et la sucrase. La maltase clive la liaison glycosidique du maltose, produisant deux monomères de glucose, la lactase clive la liaison glycosidique du lactose, produisant du glucose et du galactose, et la sucrase clive la liaison glycosidique du saccharose, produisant du glucose et du fructose. La dipeptidase clive la liaison peptidique des dipeptides. À ce stade, la bouche, l’estomac et l’intestin grêle ont décomposé les graisses sous forme de triglycérides en acides gras et en monoacylglycérol, les glucides sous forme d’amidon et de disaccharides en monosaccharides, et les grosses protéines en acides aminés et en oligopeptides. Ainsi, le processus digestif a converti les macronutriments en formes absorbables dans la circulation sanguine pour une utilisation corporelle.