La plupart des aliments que nous consommons sont constitués de substances simples : glucides, lipides, protéines, eau, sels minéraux et vitamines. Certaines de ces substances simples doivent être digérées avant d'être absorbées à travers la paroi de l'intestin grêle. Au cours de cette digestion, l'amidon est transformé en glucose, les protéines sont fragmentées en acides aminés, et les lipides en acides gras et glycérol.
Ces nutriments, ou molécules assimilables par l'organisme, sont alors absorbés par le sang ou la lymphe. Comment les aliments sont-ils transformés dans notre corps ?
I. Le trajet des aliments dans le tube digestif
Les aliments consommés progressent dans le tube digestif en passant par la bouche, puis l’œsophage, l’estomac et l’intestin grêle. Les aliments non digérés sont éliminés à l’extérieur de l’organisme par le gros intestin.
Le tube digestif commence par la bouche et se termine par l'anus. Il rassemble l'ensemble des organes dans lesquels passent les aliments.
II. La transformation des aliments en nutriments
Tout au long du tube digestif, le contenu alimentaire est modifié : les aliments sont réduits en bouillie. Lors de cette digestion, les enzymes, contenues dans les sucs digestifs, transforment les aliments en nutriments.
La digestion correspond à la transformation des aliments en nutriments le long du tube digestif. Une enzyme est une substance chimique contenue dans les sucs digestifs, qui permet la transformation des aliments en nutriments. Un suc digestif est une substance fabriquée par différents organes du tube digestif et contenant les enzymes.
La salive fabriquée par les glandes salivaires, le suc gastrique fabriqué par l'estomac, le suc pancréatique fabriqué par le pancréas et le suc intestinal fabriqué par l'intestin grêle sont des sucs digestifs. Un nutriment est une substance utilisable par l'organisme et provenant (ou non) de la digestion.
Le glucose est un nutriment provenant de la digestion de l'amidon contenu dans les céréales.
1. L'observation du contenu alimentaire
Il est possible de prélever le contenu alimentaire dans les différents organes de l'appareil digestif d'une souris. On peut ainsi constater que les aliments changent d'aspect en fonction de leur progression dans le tube digestif : dans la cavité buccale, les aliments ingérés sont broyés ; dans l'estomac, ils forment une bouillie blanchâtre ; dans l'intestin grêle, on observe un liquide blanchâtre ; dans le gros intestin, on trouve des crottes qui sont les restes des aliments non digérés.
2. Expériences de digestion in vitro
Les expériences suivantes permettent de comprendre cette transformation.
Expérience 1
On place, au bain-marie à 37 °C (température corporelle), deux tubes à essai. Le tube A contient de la mie de pain et de l'eau, le tube B, de la mie de pain et du suc pancréatique. Au bout de vingt minutes, on introduit, dans le tube A, de l'eau iodée, réactif de l'amidon (présent dans le pain). La coloration bleue montre que l'amidon est toujours présent. En revanche, la même manipulation réalisée dans le tube B n'entraîne pas l'apparition de cette coloration, on en conclut qu'il n'y a plus d'amidon. Sous l'action du suc pancréatique, l'amidon du pain (qui est un glucide) s'est transformé en un autre sucre plus soluble, proche du glucose (à saveur sucrée).
Expérience 2
On place maintenant, au bain-marie à 37 °C, un tube C contenant du blanc d'œuf cuit dans de l'eau et, dans un tube D, du blanc d'œuf mêlé au suc gastrique de l'estomac. Après une heure, le contenu du tube C n'a pas changé d'aspect, alors que celui du tube D s'est éclairci. Le blanc d'œuf, aliment d'origine protidique, a été transformé par le suc gastrique en un autre protide qui s'est solubilisé : il est devenu un nutriment.
Les sucs digestifs contiennent des substances, les enzymes, permettant la transformation chimique des aliments en nutriments. Le glucose est un nutriment.
La digestion assure donc, par le brassage avec les sucs digestifs, le passage d'aliments insolubles à des nutriments solubles, nécessaires au fonctionnement de l'organisme. Mais qu'advient-il des nutriments résultant de la digestion ?
III. Le passage des nutriments dans le sang
L'absorption correspond au passage des nutriments de l'intestin grêle au sang. Le glucose est absorbé dans l'intestin grêle. L'intestin grêle est un organe très vascularisé, ce qui facilite le passage des nutriments dans le sang.
Son organisation permet également d'augmenter la surface d'absorption. Il se compose :
- D'une paroi externe
- D'une paroi interne possédant des plis et de nombreuses villosités
L'absorption des nutriments se fait à travers la paroi de l'intestin grêle au niveau des villosités intestinales.
1. Caractéristiques de l'intestin grêle
Chez l'homme, l'intestin grêle est un tube de 7 à 8 mètres de long. Sa muqueuse interne présente de nombreux replis portant des villosités intestinales. Avec ses replis et ses villosités (dix millions), l'intestin grêle aurait une surface interne totale de l'ordre de 200 m2 ; de plus, les villosités intestinales sont elles-mêmes bien irriguées par de nombreux capillaires sanguins : cet organe est donc bien adapté pour les échanges.
2. L'absorption intestinale
Pour attester des échanges effectués entre l'intestin grêle et le sang, il suffit d'analyser les nutriments présents dans le sang à la sortie de l'organe, avant et après un repas. La teneur du sang en glucose avant le repas est inférieure à 1 g/l, elle atteint jusqu'à 2 g/l après celui-ci. Le sang intestinal s'est enrichi en glucose : ce nutriment est donc bien passé de l'intestin (à travers sa fine paroi) dans les capillaires intestinaux. Le sang peut ensuite transporter le glucose ainsi absorbé au niveau intestinal, à divers organes et en particulier aux muscles qui l'utilisent pour leur contraction.
3. Digestion mécanique et chimique
De la bouche au gros intestin, l’aliment parcourt un long chemin. Il est transformé par des processus de digestion mécaniques et chimiques, afin que les nutriments puissent être utilisés ou stockés par l’organisme. À l’approche du repas, tous nos sens sont en éveil. C’est, avant même la première bouchée, le signal de départ de la digestion.
La digestion mécanique a lieu dans la bouche et l’estomac. Elle réduit les aliments en bouillie. La digestion chimique se déroule tout au long du tube digestif grâce à des enzymes et à des sucs digestifs comme la salive, l’acide chlorhydrique sécrété par l’estomac ou la bile sécrétée par le foie. Ce système de digestion est comparable à une chaîne industrielle de démontage. Le processus de la digestion se répète inlassablement après chacun des repas. Après leur absorption, les nutriments passent dans le sang qui les emmène dans le foie où ils sont traités avant d’être distribués au reste de l’organisme.
L'appareil digestif est responsable de la transformation des aliments en nutriments utilisables par l'organisme : les protéines, les glucides, les sels minéraux, les lipides et autres substances assimilables. Il permet aussi le passage de ces nutriments dans la circulation sanguine de façon à être assimilés par nos cellules. On peut scinder le parcours des aliments en quatre grandes étapes de dégradation mécanique. À cette dernière s'ajoutent des processus de décomposition chimique, grâce notamment aux sécrétions des glandes annexes : les glandes salivaires, le foie et le pancréas.
C'est dans la bouche que commence la digestion : grâce au travail préparatoire de mastication, c'est la 1e étape de la digestion. Celle-ci réduit les aliments en miettes et permet de mélanger la nourriture à la salive. Le bol alimentaire est mécaniquement coupé, déchiqueté et broyé par les dents, imprégné de salive. Il glisse ensuite vers le pharynx. La salive a donc un rôle de "diluant". Elle peut également commencer la dégradation chimique de l'amidon des aliments grâce à son enzyme : l'amylase. La déglutition envoie ensuite les aliments dans l'œsophage.
Au cours de la phase qui passe par l'estomac et l'intestin grêle, les phénomènes de dégradation des aliments sont essentiellement chimiques. Dans l'estomac, les aliments sont réduits en une bouillie homogène, grâce à un malaxage intense. Ces mouvements "péristaltiques" vont favoriser l'action du suc gastrique renfermant de l'acide chlorhydrique et deux enzymes, la pepsine et la présure, qui permettent toutes deux de dégrader les protéines.
La régulation de l'écoulement des aliments broyés et liquéfiés vers les intestins est effectuée par la fermeture du pylore, sphincter fermant l'orifice inférieur de l'estomac. Il agit comme une vanne, contrôlée par les centres nerveux.
L'intestin grêle permet à la fois de continuer à dégrader les aliments, mais aussi d'absorber les nutriments issus de cette digestion. Les intestins se contractent et se relâchent continuellement. Ces mouvements ont pour fonction de mélanger et propulser les aliments, grâce à de petites vagues de contractions. C'est ce péristaltisme qui propulse le chyme vers l'anus.
Après destruction complète des aliments, les substances nutritives sont absorbées et passent dans la circulation sanguine. Afin d'augmenter la surface de contact entre le liquide digestif et la paroi intestinale, celle-ci est constituée de replis microscopiques dénommés villosités (l'intestin grêle a une surface de 50 m²). Immédiatement en dessous de cette muqueuse se trouvent les capillaires sanguins et lymphatiques.
Durant son transit de 6 à 12 heures dans l'intestin grêle, le contenu intestinal a été profondément modifié et presque toutes les substances nutritives ont été absorbées. Ces résidus non digérés vont être pris en charge par l'abondante population bactérienne de notre côlon. Celui-ci abrite plus de micro-organismes que notre corps ne compte de cellules, c'est-à-dire plusieurs centaines de milliards.
Le rôle du côlon consiste à réabsorber l'eau afin de concentrer les matières fécales qui sont encore à l'état liquide à leur sortie de l'intestin grêle. Cependant, pour que les selles ne soient pas trop dures, il faut qu'elles contiennent suffisamment d'eau à la sortie du côlon. C'est pourquoi les fibres (pectine, cellulose) en provenance des fruits et légumes, jouent un rôle fondamental en retenant l'eau.
IV. Équilibrer son alimentation pour rester en bonne santé
Pour équilibrer son alimentation, il faut manger de tout, c'est-à-dire consommer des aliments appartenant aux sept grandes familles d'aliments :
- Les boissons : seule l'eau est indispensable et peut être consommée à volonté.
- Les céréales et dérivées : farines, pains, riz, pâtes, etc. à chaque repas
- Les légumes et fruits : carottes, haricots, pommes, cerises, etc. au moins cinq fois par jour
- Le lait et les produits laitiers : lait, yaourt, fromage, etc. à chaque repas
- Les viandes, poissons ou œufs : une fois par jour
- Les matières grasses : beurre, huile, etc. dont la consommation est à limiter.
- Les sucres et produits sucrés : sodas, confitures, bonbons, etc. dont la consommation est à limiter.
Les quantités consommées doivent correspondre aux besoins de l'organisme. Des apports énergétiques trop importants ou trop faibles peuvent provoquer des maladies. L'obésité est due à un excès de graisses en réserve dans le corps. Elle augmente les risques de maladies cardio-vasculaires et de diabète.
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