20. Complexe Majeur d’Histocompatibilité : caractéristiques et propriétés
§ Le CMH est un ensemble de gène étroitement lié qui codent pour des protéines membranaire qu’on appelle HLA (human leucocyte Agtigen).
§ localisé sur le bras court du chromosome 6, il est responsable de la discrimination entre le soi et le non soi et de la reconnaissance intercellulaire au cours des réponses immunitaires.
I- caractéristiques et propriétés :
A- caractéristiques :
§ Le CMH est divisé en 3 régions codant pour des produits différents par leur localisation leur structure et leurs fonctions.
§ Chaque région est formée de plusieurs gènes et donc de plusieurs loci et chaque locus et formées de plusieurs allèles.
§ Les 3 régions sont :
La région classe I :
comprend des gènes principaux codant pour les molécules HLA-A, HLA-B et HLA-C ainsi que d’autres gènes codant pour HLA-E et HLA-F et HLA-G.
ce sont des glycoprotéines transmembranaires exprimées à la surface de presque toutes les cellules nucléées de l’organisme, mais cette expression est plus importante sur les lymphocytes et les macrophages.
Ces molécules sont des hétérodimères formées par une chaîne α et une chaîne β2 microglobuline :
la chaîne α comprend une région extra membranaire organisée en 3 domaines extérieurs α1, α2 et α3, une portion transmembranaire hydrophobe et un court segment d’ancrage cytoplasmique :
- les domaines α1 et α2 forment une cavité de liaison où vient se loger le peptide antigénique.
- le domaine α3 se lie aux molécules CD8 des LT
la chaîne β2 microglobuline : ressemble au domaine α3 mais elle n’ai pas ancrée dans la membrane.
La région classe II :
comprend des gènes principaux codant pour les molécules HLA-DR, HLA-DQ et HLA-DP ainsi que d’autres gènes codant pour des molécules intervenant dans la présentation des Ag.
ce sont des glycoprotéines transmembranaires qui ne sont exprimées que sur les CPA, sur les LB, les LT activées et sur les cellules endothéliales vasculaires.
Ces molécules sont des hétérodimères formées par une chaîne α et une chaîne β, chacune d’entre elle est formée par 2 domaines extra membranaires (α1, α2) (β1, β2), un segment transmembranaire hydrophobe et une partie hydrophile cytoplasmique :
les domaines α1 et β1 forment une cavité de liaison d’où vient se loger les peptides apprêtés par la CPA (ces 2 domaines sont très variables).
le domaine β2 peut se lier à la molécule CD4 des LT helper.
chaque chaîne α est codée par un gène A et chaque chaîne β par un gène B donc on a DRA, DRB, DQA, DQB, DPA et DPB.
tous les gènes de classe II sont polymorphes sauf DRA
La région classe III : comprend des gènes qui codent pour certaines fractions du complément (C4, C2 et Bf), des gènes qui codent pour certaines cytokines (TNF) et des gènes qui codent pour des protéines du choc thermique.
B- propriétés :
§ Transmission en haplotype :
o groupe de gènes étroitement liés transmit en bloc par les parents.
o chaque enfant hérite un haplotype parental et un haplotype maternel.
o dans une fratrie les enfants qui ont hérité des mêmes haplotypes sont en identité totale (25% des cas).
o ceux qui ont hérité un seul haplotype en commun sont semi identique (50% des cas).
o ceux qui n’ont pas hérité aucun haplotype commun sont non identiques (25% des cas).
§ Polymorphisme :
o l’existence d’un grand nombre de formes allèliques à chaque locus contribue à la diversité immunitaire.
o la probabilité d’association de 2 allèles de 2 locus différents contribue à la diversité théorique qui est très supérieure à la diversité observée ; on parle alors de déséquilibre de liaison.
§ Codominance :
o les molécules codées par chaque haplotype sont co-exprimées sur la membrane cellulaire.
o donc un individu hétérozygote exprime sur ces cellules le produit de 2 allèles différents donc il exprime : 2 molécules HLA-A, 2 HLA-B, 2 HLA-C, 2 HLA-DR, 2 HLA-DQ, 2HLA-DP.
II- conclusion :
§ La principale fonction des molécules HLA est la présentation de l’Ag aux lymphocytes, une fois traité par la CPA.
§ L'intérêt du système HLA en pratique courante réside dans son implication majeure en transplantation d'organes ainsi que dans ses relations avec certaines situations pathologiques, maladies associées à HLA B27 par ex.
§ Le CMH peut être exploré soit par
o technique de biologie moléculaire pour mettre en évidence les allèles qui possèdent un individu
o technique sérologique : qui se base sur la détection des molécules HLA à la surface des lymphocytes.
vendredi 19 décembre 2008
19. Immunité cellulaire : le lymphocyte T et les cytokines
19. Immunité cellulaire : le lymphocyte T et les cytokines
§ immunité spécifique non transférable par le sérum, elle nécessite le transfert de cellules immunocompétentes.
§ assuré par les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques, ainsi que par les macrophages qui agissent sous le contrôle directe des lymphocytes T CD4+ auxilliaires de type Th1
§ la communication entre ces cellules immunitaires ce fait grâce aux cytokines produites principalement par lymphocytes T CD4+
I- le lymphocyte T :
§ les lymphocytes T sont impliqués dans la lutte contre les agents infectieux, dans le rejet des greffes, dans le rejet des tumeurs et dans les réactions d’hypersensibilité retardée.
§ Ils désignent un ensemble de cellules d’origine hématopoïétique et dont la différenciation se déroule dans le thymus.
§ Il existe 3 stades dans la vie d’un clone de lymphocytes T :
o Thymocytes
o Lymphocytes T matures mais naïfs (n’ont pas encore rencontré l’antigène et l’attendent dans les organes lymphoïdes secondaires)
o Lymphocytes T matures et expérimentés (mémoires)
§ TCR est le marqueur le plus important des lymphocytes T qui jour le rôle de récepteur pour l’antigène :
o hétérodimère formé d’une chaîne α et d’une chaîne β constituée chaque une d’un domaine variable et d’un domaine constant
o il ne reconnaît que les peptides présentés par les CPA par l’intermédiaire des molécules de CMH de classe I (pour les peptides endogènes) et de classe II (pour les peptides exogènes)
o toujours accompagné de la molécule CD3 qui permet la transduction du signal a l’intérieur du lymphocyte
§ la prolifération et la différenciation des lymphocytes T dépend de la production de l'interleukine-2 (IL-2) et de l'expression de son récepteur (IL-2R) par le lymphocyte T
§ il existe 2 sous populations importantes, définies par l’expression à leur surface des glycoprotéines CD4 et CD8 :
o CD4 se lie à la chaîne β du CMH II
o CD8 se lie à la chaîne α du CMH I
o CD4 et CD8 assure une double fonction :
- augmentent l’affinité de l’interaction entre le TCR et le complexe peptide-CMH
- activent la transduction de signal à l’intérieur de la cellule.
§ Les lymphocytes T CD4+ = T auxilliaires ou helper :
o assure la sécrétion de cytokines et la régulation de la réponse immunitaire (fonction amplificatrice)
o la rencontre entre CMH de classe II de la CPA activé et le lymphocyte T CD4+ naïf dans l’organe lymphoïde secondaire conduit à l’expression par le T CD4+ :
- de la molécule CD28 capable d’interagir avec B7 (molécule de co-stimulation exprimée sur la CPA)
- et de la CD40L qui interagit avec la molécule CD40 exprimée sur la CPA (les macrophages, les cellules dendritiques et les lymphocytes B)
o à la suite de cette interaction, les T CD4+ naïfs seront différenciés en T CD4+Th2 qui produisent essentiellement les interleukines 4, 5, 6, 10 ou en T CD4+Th1 qui produisent l’IL2 et l’IFN-g :
- Th2 participent à l’immunité humorale en apportant une aide aux lymphocytes B.
- Th1 induisent des réponses immunitaires à médiations cellulaires mettant en jeu les T cytotoxiques, les natural killer NK et les macrophages
§ Les lymphocytes T CD8+ : participent uniquement à la réponse cellulaire.
o la rencontre entre CMH de classe I de la CPA activé et le lymphocyte T CD8+ naïf dans l’organe lymphoïde secondaire peut dans certains cas permettre l’activation directe du T CD8+ qui exprime le récepteur à l’IL2 et la molécule CD28 : on parle de réponse CD8 indépendante des CD4.
o mais le plus souvent l’induction de la réponse CD8 nécessite la présence de T CD4 activés. Dans ce cas, la CPA présente des antigènes simultanément par le CMH de classe I et de classe II aux T CD8 et T CD4.
o à la suite de cette interaction, les T CD8 naïfs seront différenciés en T CD8 effecteurs cytotoxiques qui ont la capacité de lyser les cellules portant l’antigène dont elles sont spécifiques, ceci grâce a la libération des cytotoxines : perforine et granzymes
§ une fraction des lymphocytes T activés va devenir une fois l’infection éradiquée, des lymphocytes T mémoires.
II- les cytokines :
§ Les cytokines sont les médiateurs solubles qui servent à la communication entre les cellules immunitaires sur des modes autocrine, paracrine, voire endocrine.
§ Ce sont des glycoprotéines produites de novo pendant les phases effectrices de l'immunité naturelle et spécifique et servent à médier et réguler les réponses immunitaires et inflammatoires.
§ Bien qu’elles soient sécrétées en réponse à une stimulation antigénique spécifique, elles n’ont aucune spécificité antigénique, elles peuvent avoir une ou plusieurs sources cellulaires et une ou plusieurs cibles.
§ Différentes classifications des cytokines existent : nous adopterons une classification basée sur le type de réponse dans laquelle sont impliquées ces médiateurs, en distinguant :
o les cytokines des réponses immunitaires : comprenant la quasi-totalité des interleukines, mais aussi l'interféron gamma (IFN) et les deux formes de facteurs de nécrose des tumeurs (TNF et TNF).
o les cytokines anti-virales : les interférons de type 1 (IFN et ), de type 2 (IFN) et IL-16.
o les cytokines de l'inflammation et de la fibrose : dont certaines sont pro inflammatoires (IL-1, TNF, IL-6), d'autres anti-inflammatoires et/ou fibrosantes (IL-1-RA, IL-10, transforming growth factor béta [TGF]).
o les cytokines de l'hématopoïèse : comprenant les CSF (colony stimulating factors), l'IL-3, l'IL-5 et l'IL-7.
o les chimiokines impliquées dans le recrutement des cellules vers le site du conflit.
§ les principales cytokines qui interviennent dans la réponse immunitaire sont :
o IL-1 :
- issue des macrophages, des cellules épithéliales et des lymphocytes B et T
- agit comme médiateur central de l’immunité et de l’inflammation.
- ces cellules cibles sont les lymphocytes T et les monocytes.
o IL-2 :
- produite uniquement par les lymphocytes T
- le principal facteur de croissance autocrine des lymphocytes T
- agit également sur la prolifération des lymphocytes B et sur la croissance et l'activité des cellules NK.
o IL-4 et IL-5 :
- produites par les lymphocytes T
- agissent sur la prolifération et la différenciation des lymphocytes B, sur la production d’Ig et sur la commutation isotypique.
o IL-6 :
- principalement produite par les monocytes, mais aussi par les lymphocytes T et B, les cellules endothéliales et les fibroblastes.
- facteur de différenciation terminale et de maturation des lymphocytes B.
- active aussi les lymphocytes T, et participe à l'hématopoïèse précoce
- stimule la synthèse de plusieurs protéines de l’inflammation par les hépatocytes.
o TNF :
- produite par les monocytes, les macrophages et les lymphocytes T
- action nécrosante anti-tumorale et pro inflammatoire.
o IFN-
- provient essentiellement des cellules T CD4+Th1
- actions anti-virales et anti-prolifératives.
III- conclusion :
§ d'immunité cellulaire comprend les réactions d’élimination des cellules infectées par des agents pathogènes intracellulaire (virus, certaines bactéries ou parasites), des cellules cancéreuses et des cellules allogéniques issues d’une greffe ainsi que les réactions d’hypersensibilités retardées
§ les lymphocytes T sont le support de l’immunité à médiation cellulaire et de la mémoire immunologique, elles agissent en sécrétant des cytokines qui se fixent sur des récepteurs spécifiques.
§ Le virus du SIDA (VIH) a un tropisme pour les lymphocytes T CD4+ qui ont un rôle important dans l'initiation des réponses immunitaires. La destruction des CD4 entraîne le stade SIDA déclaré de la maladie (stade C), où des infections opportunistes sont susceptibles de se manifester.
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§ immunité spécifique non transférable par le sérum, elle nécessite le transfert de cellules immunocompétentes.
§ assuré par les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques, ainsi que par les macrophages qui agissent sous le contrôle directe des lymphocytes T CD4+ auxilliaires de type Th1
§ la communication entre ces cellules immunitaires ce fait grâce aux cytokines produites principalement par lymphocytes T CD4+
I- le lymphocyte T :
§ les lymphocytes T sont impliqués dans la lutte contre les agents infectieux, dans le rejet des greffes, dans le rejet des tumeurs et dans les réactions d’hypersensibilité retardée.
§ Ils désignent un ensemble de cellules d’origine hématopoïétique et dont la différenciation se déroule dans le thymus.
§ Il existe 3 stades dans la vie d’un clone de lymphocytes T :
o Thymocytes
o Lymphocytes T matures mais naïfs (n’ont pas encore rencontré l’antigène et l’attendent dans les organes lymphoïdes secondaires)
o Lymphocytes T matures et expérimentés (mémoires)
§ TCR est le marqueur le plus important des lymphocytes T qui jour le rôle de récepteur pour l’antigène :
o hétérodimère formé d’une chaîne α et d’une chaîne β constituée chaque une d’un domaine variable et d’un domaine constant
o il ne reconnaît que les peptides présentés par les CPA par l’intermédiaire des molécules de CMH de classe I (pour les peptides endogènes) et de classe II (pour les peptides exogènes)
o toujours accompagné de la molécule CD3 qui permet la transduction du signal a l’intérieur du lymphocyte
§ la prolifération et la différenciation des lymphocytes T dépend de la production de l'interleukine-2 (IL-2) et de l'expression de son récepteur (IL-2R) par le lymphocyte T
§ il existe 2 sous populations importantes, définies par l’expression à leur surface des glycoprotéines CD4 et CD8 :
o CD4 se lie à la chaîne β du CMH II
o CD8 se lie à la chaîne α du CMH I
o CD4 et CD8 assure une double fonction :
- augmentent l’affinité de l’interaction entre le TCR et le complexe peptide-CMH
- activent la transduction de signal à l’intérieur de la cellule.
§ Les lymphocytes T CD4+ = T auxilliaires ou helper :
o assure la sécrétion de cytokines et la régulation de la réponse immunitaire (fonction amplificatrice)
o la rencontre entre CMH de classe II de la CPA activé et le lymphocyte T CD4+ naïf dans l’organe lymphoïde secondaire conduit à l’expression par le T CD4+ :
- de la molécule CD28 capable d’interagir avec B7 (molécule de co-stimulation exprimée sur la CPA)
- et de la CD40L qui interagit avec la molécule CD40 exprimée sur la CPA (les macrophages, les cellules dendritiques et les lymphocytes B)
o à la suite de cette interaction, les T CD4+ naïfs seront différenciés en T CD4+Th2 qui produisent essentiellement les interleukines 4, 5, 6, 10 ou en T CD4+Th1 qui produisent l’IL2 et l’IFN-g :
- Th2 participent à l’immunité humorale en apportant une aide aux lymphocytes B.
- Th1 induisent des réponses immunitaires à médiations cellulaires mettant en jeu les T cytotoxiques, les natural killer NK et les macrophages
§ Les lymphocytes T CD8+ : participent uniquement à la réponse cellulaire.
o la rencontre entre CMH de classe I de la CPA activé et le lymphocyte T CD8+ naïf dans l’organe lymphoïde secondaire peut dans certains cas permettre l’activation directe du T CD8+ qui exprime le récepteur à l’IL2 et la molécule CD28 : on parle de réponse CD8 indépendante des CD4.
o mais le plus souvent l’induction de la réponse CD8 nécessite la présence de T CD4 activés. Dans ce cas, la CPA présente des antigènes simultanément par le CMH de classe I et de classe II aux T CD8 et T CD4.
o à la suite de cette interaction, les T CD8 naïfs seront différenciés en T CD8 effecteurs cytotoxiques qui ont la capacité de lyser les cellules portant l’antigène dont elles sont spécifiques, ceci grâce a la libération des cytotoxines : perforine et granzymes
§ une fraction des lymphocytes T activés va devenir une fois l’infection éradiquée, des lymphocytes T mémoires.
II- les cytokines :
§ Les cytokines sont les médiateurs solubles qui servent à la communication entre les cellules immunitaires sur des modes autocrine, paracrine, voire endocrine.
§ Ce sont des glycoprotéines produites de novo pendant les phases effectrices de l'immunité naturelle et spécifique et servent à médier et réguler les réponses immunitaires et inflammatoires.
§ Bien qu’elles soient sécrétées en réponse à une stimulation antigénique spécifique, elles n’ont aucune spécificité antigénique, elles peuvent avoir une ou plusieurs sources cellulaires et une ou plusieurs cibles.
§ Différentes classifications des cytokines existent : nous adopterons une classification basée sur le type de réponse dans laquelle sont impliquées ces médiateurs, en distinguant :
o les cytokines des réponses immunitaires : comprenant la quasi-totalité des interleukines, mais aussi l'interféron gamma (IFN) et les deux formes de facteurs de nécrose des tumeurs (TNF et TNF).
o les cytokines anti-virales : les interférons de type 1 (IFN et ), de type 2 (IFN) et IL-16.
o les cytokines de l'inflammation et de la fibrose : dont certaines sont pro inflammatoires (IL-1, TNF, IL-6), d'autres anti-inflammatoires et/ou fibrosantes (IL-1-RA, IL-10, transforming growth factor béta [TGF]).
o les cytokines de l'hématopoïèse : comprenant les CSF (colony stimulating factors), l'IL-3, l'IL-5 et l'IL-7.
o les chimiokines impliquées dans le recrutement des cellules vers le site du conflit.
§ les principales cytokines qui interviennent dans la réponse immunitaire sont :
o IL-1 :
- issue des macrophages, des cellules épithéliales et des lymphocytes B et T
- agit comme médiateur central de l’immunité et de l’inflammation.
- ces cellules cibles sont les lymphocytes T et les monocytes.
o IL-2 :
- produite uniquement par les lymphocytes T
- le principal facteur de croissance autocrine des lymphocytes T
- agit également sur la prolifération des lymphocytes B et sur la croissance et l'activité des cellules NK.
o IL-4 et IL-5 :
- produites par les lymphocytes T
- agissent sur la prolifération et la différenciation des lymphocytes B, sur la production d’Ig et sur la commutation isotypique.
o IL-6 :
- principalement produite par les monocytes, mais aussi par les lymphocytes T et B, les cellules endothéliales et les fibroblastes.
- facteur de différenciation terminale et de maturation des lymphocytes B.
- active aussi les lymphocytes T, et participe à l'hématopoïèse précoce
- stimule la synthèse de plusieurs protéines de l’inflammation par les hépatocytes.
o TNF :
- produite par les monocytes, les macrophages et les lymphocytes T
- action nécrosante anti-tumorale et pro inflammatoire.
o IFN-
- provient essentiellement des cellules T CD4+Th1
- actions anti-virales et anti-prolifératives.
III- conclusion :
§ d'immunité cellulaire comprend les réactions d’élimination des cellules infectées par des agents pathogènes intracellulaire (virus, certaines bactéries ou parasites), des cellules cancéreuses et des cellules allogéniques issues d’une greffe ainsi que les réactions d’hypersensibilités retardées
§ les lymphocytes T sont le support de l’immunité à médiation cellulaire et de la mémoire immunologique, elles agissent en sécrétant des cytokines qui se fixent sur des récepteurs spécifiques.
§ Le virus du SIDA (VIH) a un tropisme pour les lymphocytes T CD4+ qui ont un rôle important dans l'initiation des réponses immunitaires. La destruction des CD4 entraîne le stade SIDA déclaré de la maladie (stade C), où des infections opportunistes sont susceptibles de se manifester.
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18. Immunité humorale : le lymphocyte B, les immunoglobulines et le complément
18. Immunité humorale : le lymphocyte B, les immunoglobulines et le complément
§ immunité spécifique comportant des anticorps (immunoglobulines) et des compléments, transférable d'un individu immun à un individu "naïf" par injection du sérum
§ fait intervenir les lymphocytes B qui se transforment en plasmocytes capables de fabriquer des anticorps.
§ les anticorps défendent en permanence et de manière efficace notre organisme, en inactivant les virus ou les toxines bactériennes et en activant le système du complément
I- le lymphocyte B :
§ Les lymphocytes B sont le support de l'immunité humorale adaptative qui repose sur la présence d'anticorps spécifiques
§ Cette immunité humorale est responsable des réactions d'hypersensibilité de type I (anaphylaxie), II (cytotoxicité) et III (complexes immuns).
§ Trois grandes phases dans la vie d’un lymphocyte B :
o Lymphopoïèse au sein de la moelle osseuse (organe lymphoïde primaire) :
- précurseur lymphoïde → pro-B → pré-B → B immature
- chaque stade de différenciation du lymphocyte B est marqué par une étape de réarrangement au hasard des gènes des immunoglobulines, en absence de tout contact avec l'antigène.
- la phase finale de différenciation consiste en la tolérance B centrale : marquée soit par l’apoptose (la délétion clonale), soit par l’inactivation (l’anergie) des cellules ayant une forte affinité pour les antigènes du soi.
o les lymphocytes B matures expriment des IgM et IgD de surfaces et migrent par le biais du sang vers les organes lymphoïdes secondaires (la rate et les ganglions lymphatiques)
o Rencontre avec l’antigène, migration dans le follicule lymphoïde et différenciation en plasmocytes sécréteurs d'anticorps et en lymphocytes B mémoire.
§ Le récepteur d'antigène du lymphocyte B s'appelle le BCR, c'est une immunoglobuline membranaire (Igm) associée au CD19 et CD21.
§ chaque lymphocyte B ne synthétise qu'une seule variété d'Igm, donc un lymphocyte B n'est capable de reconnaître qu'un seul épitope.
§ Le BCR permet :
o de reconnaître directement les antigènes natifs, en solution ou à la surface des CPA.
o l’internalisation de l'antigène et sa présentation par les molécules HLA de classe II, ce qui confère au lymphocyte B le statut de CPA
§ Pour les antigènes thymodépendants :
o les lymphocytes B nécessitent la collaboration des lymphocytes T auxiliaire CD4+Th2 préalablement sensibilisé à ce même antigène par une CPA (macrophage, cellule dendritique).
o CD4+ Th2 interagit avec le lymphocyte B grâce au couple CD40/CD40L exprimés respectivement sur les lymphocytes B et T et aux cytokines qu'ils sécrètent (IL-4, IL-5, IL-6 et IL-10).
o l'activation du lymphocyte B entraîne la perte de l’IgD de surface et la migration de la cellule vers un follicule primaire pour générer un centre clair germinatif, c’est la commutation isotypique ou switch
§ Pour les rares antigènes thymoindépendants, ils sont capables d’activer directement les lymphocytes qui les reconnaissent.
§ Les lymphocytes B possèdent également :
o des récepteurs pour le fragment C3 du complément,
o des récepteurs pour le fragment Fc des Ig.
II- les immunoglobulines :
§ Les immunoglobulines (Ig) sont des glycoprotéines douées d'activité anticorps, c'est-à-dire capables de se lier spécifiquement à un déterminant antigénique unique, ou épitope.
§ Elles sont présentes dans le plasma, les liquides extra-vasculaires et les sécrétions.
§ Elles sont les médiateurs de l'immunité humorale, responsable de :
o La neutralisation des micro-organismes et de leurs toxines
o L’opsonisation, facilitant la phagocytose
o L’activation du complément, conduisant à l'opsonisation et parfois la lyse des micro-organismes par le complexe d'attaque membranaire.
§ Les Ig sont des gammaglobulines divisées en 5classes : IgG, IgA, IgM, IgD et IgE, par ordre de concentration sérique décroissant.
A- Structure de base :
§ Les immunoglobulines sont formées sur le même model : 4 chaînes polypeptidiques groupées en deux paires identiques :
o 2 chaînes légères L (Light).
o 2 chaînes légères H (Heavy)
§ les chaînes légères sont unies aux chaînes lourdes par des ponts dissulfures S-S, de même les chaînes lourdes entre elles.
§ les chaînes légères sont communes à l'ensemble des classes d'Ig : on distingue 2 types kappa () et lambda ())
§ les chaînes lourdes sont au contraire spécifiques pour chaque classe d'Ig : gamma [], alpha [], mu [], delta [] et epsilon []) définissent respectivement IgG, IgA, IgM, IgD et IgE.
§ Chaque chaîne polypeptidique est formée de plusieurs domaines :
o la chaîne légère contient :
- un domaine variable VL
- un domaine constant CL.
o la chaîne lourde contient :
- un domaine variable VH
- 3 ou 4 domaines constants : CH1, CH2, CH3…
§ Les régions VH et VL constituent le site anticorps et la valence de l'immunoglobuline est donc double. Donc une même immunoglobuline porte 2 sites anticorps identiques.
§ le clivage enzymatique d’un Ig au niveau de la région charnière par la papaïne génère
o 2 fragments Fab, chacun porteur d'un site anticorps
o et un fragment Fc (fraction cristallisable)
§ Au sein des régions VH et VL existent 3 régions hypervariables ou CDR (région déterminant la complémentarité) : l'association des 3 CDR du VH et des 3 CDR du VL constitue le site de liaison à l'antigène, appelé paratope
B- spécificité :
1- Ig G :
§ monomère divisé en 4 classes : IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 ; différentes par leur région charnières et leurs ponts dissulfures inter caténaires.
§ La chaîne comprend : VH, CH1, CH2, CH3.
§ les plus abondantes dans le plasma, et seules capables de franchir le placenta et par conséquent la protection du foetus et du nouveau-né
§ constitue l'isotype sérique majeur de la réponse secondaire à la plupart des antigènes
§ agit comme opsonine pour favoriser la phagocytose, activer le complément et faciliter la cytotoxicité cellulaire :
o Les macrophages et les neutrophiles possédant des récepteurs pour le fragment Fc des IgG, captent les complexes Ag-Ac et les phagocytent (opsonisation)
o Seules les IgM et les IgG1, IgG2 et IgG3 sont capables de fixer le C1q et d'activer la voie classique du complément.
o Les cellules NK possèdent des récepteurs pour le fragment Fc, elles fixent le complexe formé par les Ig fixée sur des cellules infectées et les tuent par apoptose.
2- IgM :
§ Les IgM existent sous deux formes moléculaires :
o pentamère sérique
- sécrété par les plasmocytes (formé de 5 unités reliées par une chaîne J)
- constitue l'isotype majeur de la réponse primaire
- forte activité agglutinante et un fort pouvoir hémolytique par activation du complément
o monomère à la surface du lymphocyte B
§ La chaîne μ des IgM comprend un domaine variable et 4 domaine constants sans région charnière
3- Ig A :
§ Il existe 2 types des IgA :
o IgA sérique monomériques.
o IgA sécrétoire formée de 2 sous unités monomériques reliés par une chaîne J et une pièce S
§ La chaîne comprend : VH, CH1, CH2, CH3.
§ présente dans les sécrétions muqueuses comme la salive, le colostrum, le lait…
§ Exercent surtout une fonction neutralisante
4- Ig D :
§ La chaîne d présente une longue région charnière : VH, CH1, CH2, CH3.
§ Elle a surtout une fonction de récepteur à la surface du lymphocyte B où elle est le plus souvent co-exprimée avec l'IgM
5- Ig E :
§ La chaîne comprend : 4 domaines constants et un domaine variable.
§ constitue l’isotype le moins représenté dans le sérum
§ Dégranulation des basophiles et des mastocytes qui possèdent des récepteurs pour le fragment Fc des IgE
§ important dans la lutte antiparasitaire et l’hypersensibilité immédiate.
III- complément :
§ Effecteur majeur de l’immunité à médiation humorale
§ c’est un ensemble de protéines présentent dans le plasma à l’état inactifs, synthétisées essentiellement par le foie et les macrophages et qui peuvent être activées par des cascades protéolytiques aboutissant au clivage du C3
§ l’activation du complément peut se faire par 3 voies :
o Classique : déclenchée par la formation du complexe immun Ag-Ac
o Alterne : déclenchée par différents stimuli non spécifiques tels que la surface des pathogène, la variation des paramètres du milieu, etc.
o Des lectines : qui reconnaissent certains polysaccharides bactériens.
§ Les phases initiales de la cascade du complément sont différentes selon la voie utilisée mais conduisent toutes à la formation de C3 convertase capable d'activer C3 qui elle-même active C5 :
o dans la voie alterne la fraction C3 est directement activée par liaison covalente à des composants structuraux propres aux bactéries.
o dans la voie classique ou la voie des lectines les fractions C4 et C2 sont d’abord activées, permettant le recrutement de C3.
§ Les phases terminales communes utilisent les fractions C6, C7, C8 et C9, elles aboutissent à la lyse de la cible par le complexe d’attaque membranaire (CAM).
§ La régulation de l’activation du complément est exercée par la labilité rapide des composants activés et par des protéines régulatrices spécifiques qui empêchent la propagation de l’activité au reste de l’organisme.
§ 3 grandes fonctions sont attribuables au complément :
o l’opsonisation :
- le fragment C3b du complément s’attache de façon covalente à la surface des bactéries (de façon dépendante des anticorps dans la voie classique ou indépendante des anticorps dans la voie alterne).
- les bactéries ainsi recouvertes de C3b sont phagocytées plus efficacement par les macrophages (implications de récepteur au complément)
o l’inflammation : les fragments C3a et C5a se fixent à des récepteurs au complément présents sur les mastocytes et les neutrophiles aboutissant :
- à la dégranulation des mastocytes et ainsi la libération d’histamine.
- au chimiotactisme des neutrophiles vers le foyer infectieux.
o la cytolyse : une fois le fragment C5b adhère à la particule cible elle active successivement les facteurs C6, C7 et C8 ; le complexe ainsi formé catalyse la polymérisation du facteur C9 : c’est le complexe d’attaque membranaire (CAM) qui perfore la paroi et la membrane des bactéries (ne nécessite pas l’implication des récepteurs au complément)
IV- conclusion :
§ l’immunité humorale est une immunité spécifique exercée par les lymphocytes B par l’intermédiaire des anticorps.
§ elle constitue le principal moyen de défense spécifique contre les antigènes extracellulaires (bactéries, virus et les toxines)
§ immunité spécifique comportant des anticorps (immunoglobulines) et des compléments, transférable d'un individu immun à un individu "naïf" par injection du sérum
§ fait intervenir les lymphocytes B qui se transforment en plasmocytes capables de fabriquer des anticorps.
§ les anticorps défendent en permanence et de manière efficace notre organisme, en inactivant les virus ou les toxines bactériennes et en activant le système du complément
I- le lymphocyte B :
§ Les lymphocytes B sont le support de l'immunité humorale adaptative qui repose sur la présence d'anticorps spécifiques
§ Cette immunité humorale est responsable des réactions d'hypersensibilité de type I (anaphylaxie), II (cytotoxicité) et III (complexes immuns).
§ Trois grandes phases dans la vie d’un lymphocyte B :
o Lymphopoïèse au sein de la moelle osseuse (organe lymphoïde primaire) :
- précurseur lymphoïde → pro-B → pré-B → B immature
- chaque stade de différenciation du lymphocyte B est marqué par une étape de réarrangement au hasard des gènes des immunoglobulines, en absence de tout contact avec l'antigène.
- la phase finale de différenciation consiste en la tolérance B centrale : marquée soit par l’apoptose (la délétion clonale), soit par l’inactivation (l’anergie) des cellules ayant une forte affinité pour les antigènes du soi.
o les lymphocytes B matures expriment des IgM et IgD de surfaces et migrent par le biais du sang vers les organes lymphoïdes secondaires (la rate et les ganglions lymphatiques)
o Rencontre avec l’antigène, migration dans le follicule lymphoïde et différenciation en plasmocytes sécréteurs d'anticorps et en lymphocytes B mémoire.
§ Le récepteur d'antigène du lymphocyte B s'appelle le BCR, c'est une immunoglobuline membranaire (Igm) associée au CD19 et CD21.
§ chaque lymphocyte B ne synthétise qu'une seule variété d'Igm, donc un lymphocyte B n'est capable de reconnaître qu'un seul épitope.
§ Le BCR permet :
o de reconnaître directement les antigènes natifs, en solution ou à la surface des CPA.
o l’internalisation de l'antigène et sa présentation par les molécules HLA de classe II, ce qui confère au lymphocyte B le statut de CPA
§ Pour les antigènes thymodépendants :
o les lymphocytes B nécessitent la collaboration des lymphocytes T auxiliaire CD4+Th2 préalablement sensibilisé à ce même antigène par une CPA (macrophage, cellule dendritique).
o CD4+ Th2 interagit avec le lymphocyte B grâce au couple CD40/CD40L exprimés respectivement sur les lymphocytes B et T et aux cytokines qu'ils sécrètent (IL-4, IL-5, IL-6 et IL-10).
o l'activation du lymphocyte B entraîne la perte de l’IgD de surface et la migration de la cellule vers un follicule primaire pour générer un centre clair germinatif, c’est la commutation isotypique ou switch
§ Pour les rares antigènes thymoindépendants, ils sont capables d’activer directement les lymphocytes qui les reconnaissent.
§ Les lymphocytes B possèdent également :
o des récepteurs pour le fragment C3 du complément,
o des récepteurs pour le fragment Fc des Ig.
II- les immunoglobulines :
§ Les immunoglobulines (Ig) sont des glycoprotéines douées d'activité anticorps, c'est-à-dire capables de se lier spécifiquement à un déterminant antigénique unique, ou épitope.
§ Elles sont présentes dans le plasma, les liquides extra-vasculaires et les sécrétions.
§ Elles sont les médiateurs de l'immunité humorale, responsable de :
o La neutralisation des micro-organismes et de leurs toxines
o L’opsonisation, facilitant la phagocytose
o L’activation du complément, conduisant à l'opsonisation et parfois la lyse des micro-organismes par le complexe d'attaque membranaire.
§ Les Ig sont des gammaglobulines divisées en 5classes : IgG, IgA, IgM, IgD et IgE, par ordre de concentration sérique décroissant.
A- Structure de base :
§ Les immunoglobulines sont formées sur le même model : 4 chaînes polypeptidiques groupées en deux paires identiques :
o 2 chaînes légères L (Light).
o 2 chaînes légères H (Heavy)
§ les chaînes légères sont unies aux chaînes lourdes par des ponts dissulfures S-S, de même les chaînes lourdes entre elles.
§ les chaînes légères sont communes à l'ensemble des classes d'Ig : on distingue 2 types kappa () et lambda ())
§ les chaînes lourdes sont au contraire spécifiques pour chaque classe d'Ig : gamma [], alpha [], mu [], delta [] et epsilon []) définissent respectivement IgG, IgA, IgM, IgD et IgE.
§ Chaque chaîne polypeptidique est formée de plusieurs domaines :
o la chaîne légère contient :
- un domaine variable VL
- un domaine constant CL.
o la chaîne lourde contient :
- un domaine variable VH
- 3 ou 4 domaines constants : CH1, CH2, CH3…
§ Les régions VH et VL constituent le site anticorps et la valence de l'immunoglobuline est donc double. Donc une même immunoglobuline porte 2 sites anticorps identiques.
§ le clivage enzymatique d’un Ig au niveau de la région charnière par la papaïne génère
o 2 fragments Fab, chacun porteur d'un site anticorps
o et un fragment Fc (fraction cristallisable)
§ Au sein des régions VH et VL existent 3 régions hypervariables ou CDR (région déterminant la complémentarité) : l'association des 3 CDR du VH et des 3 CDR du VL constitue le site de liaison à l'antigène, appelé paratope
B- spécificité :
1- Ig G :
§ monomère divisé en 4 classes : IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 ; différentes par leur région charnières et leurs ponts dissulfures inter caténaires.
§ La chaîne comprend : VH, CH1, CH2, CH3.
§ les plus abondantes dans le plasma, et seules capables de franchir le placenta et par conséquent la protection du foetus et du nouveau-né
§ constitue l'isotype sérique majeur de la réponse secondaire à la plupart des antigènes
§ agit comme opsonine pour favoriser la phagocytose, activer le complément et faciliter la cytotoxicité cellulaire :
o Les macrophages et les neutrophiles possédant des récepteurs pour le fragment Fc des IgG, captent les complexes Ag-Ac et les phagocytent (opsonisation)
o Seules les IgM et les IgG1, IgG2 et IgG3 sont capables de fixer le C1q et d'activer la voie classique du complément.
o Les cellules NK possèdent des récepteurs pour le fragment Fc, elles fixent le complexe formé par les Ig fixée sur des cellules infectées et les tuent par apoptose.
2- IgM :
§ Les IgM existent sous deux formes moléculaires :
o pentamère sérique
- sécrété par les plasmocytes (formé de 5 unités reliées par une chaîne J)
- constitue l'isotype majeur de la réponse primaire
- forte activité agglutinante et un fort pouvoir hémolytique par activation du complément
o monomère à la surface du lymphocyte B
§ La chaîne μ des IgM comprend un domaine variable et 4 domaine constants sans région charnière
3- Ig A :
§ Il existe 2 types des IgA :
o IgA sérique monomériques.
o IgA sécrétoire formée de 2 sous unités monomériques reliés par une chaîne J et une pièce S
§ La chaîne comprend : VH, CH1, CH2, CH3.
§ présente dans les sécrétions muqueuses comme la salive, le colostrum, le lait…
§ Exercent surtout une fonction neutralisante
4- Ig D :
§ La chaîne d présente une longue région charnière : VH, CH1, CH2, CH3.
§ Elle a surtout une fonction de récepteur à la surface du lymphocyte B où elle est le plus souvent co-exprimée avec l'IgM
5- Ig E :
§ La chaîne comprend : 4 domaines constants et un domaine variable.
§ constitue l’isotype le moins représenté dans le sérum
§ Dégranulation des basophiles et des mastocytes qui possèdent des récepteurs pour le fragment Fc des IgE
§ important dans la lutte antiparasitaire et l’hypersensibilité immédiate.
III- complément :
§ Effecteur majeur de l’immunité à médiation humorale
§ c’est un ensemble de protéines présentent dans le plasma à l’état inactifs, synthétisées essentiellement par le foie et les macrophages et qui peuvent être activées par des cascades protéolytiques aboutissant au clivage du C3
§ l’activation du complément peut se faire par 3 voies :
o Classique : déclenchée par la formation du complexe immun Ag-Ac
o Alterne : déclenchée par différents stimuli non spécifiques tels que la surface des pathogène, la variation des paramètres du milieu, etc.
o Des lectines : qui reconnaissent certains polysaccharides bactériens.
§ Les phases initiales de la cascade du complément sont différentes selon la voie utilisée mais conduisent toutes à la formation de C3 convertase capable d'activer C3 qui elle-même active C5 :
o dans la voie alterne la fraction C3 est directement activée par liaison covalente à des composants structuraux propres aux bactéries.
o dans la voie classique ou la voie des lectines les fractions C4 et C2 sont d’abord activées, permettant le recrutement de C3.
§ Les phases terminales communes utilisent les fractions C6, C7, C8 et C9, elles aboutissent à la lyse de la cible par le complexe d’attaque membranaire (CAM).
§ La régulation de l’activation du complément est exercée par la labilité rapide des composants activés et par des protéines régulatrices spécifiques qui empêchent la propagation de l’activité au reste de l’organisme.
§ 3 grandes fonctions sont attribuables au complément :
o l’opsonisation :
- le fragment C3b du complément s’attache de façon covalente à la surface des bactéries (de façon dépendante des anticorps dans la voie classique ou indépendante des anticorps dans la voie alterne).
- les bactéries ainsi recouvertes de C3b sont phagocytées plus efficacement par les macrophages (implications de récepteur au complément)
o l’inflammation : les fragments C3a et C5a se fixent à des récepteurs au complément présents sur les mastocytes et les neutrophiles aboutissant :
- à la dégranulation des mastocytes et ainsi la libération d’histamine.
- au chimiotactisme des neutrophiles vers le foyer infectieux.
o la cytolyse : une fois le fragment C5b adhère à la particule cible elle active successivement les facteurs C6, C7 et C8 ; le complexe ainsi formé catalyse la polymérisation du facteur C9 : c’est le complexe d’attaque membranaire (CAM) qui perfore la paroi et la membrane des bactéries (ne nécessite pas l’implication des récepteurs au complément)
IV- conclusion :
§ l’immunité humorale est une immunité spécifique exercée par les lymphocytes B par l’intermédiaire des anticorps.
§ elle constitue le principal moyen de défense spécifique contre les antigènes extracellulaires (bactéries, virus et les toxines)
17. Actions biologiques des radiations ionisantes et radioprotection : Actions physico-chimiques et cellulaires – Effets déterministes – Effets stocha
17. Actions biologiques des radiations ionisantes et radioprotection : Actions physico-chimiques et cellulaires – Effets déterministes – Effets stochastiques – Notions de radioprotection dans le secteur médical.
§ Les radiations ionisantes correspondent à des rayonnements électromagnétiques ou particulaires possédant une énergie associée supérieure à 10 électron-volt (eV).
§ Elles comprennent les rayons X provenant de sources artificielles et les radiations alpha, bêta et gamma provenant de matériaux radioactifs.
§ Les actions biologiques des radiations ionisantes dépendent de divers facteurs liés :
o À la dose et au débit de dose
o Aux caractéristiques du rayonnement (type, énergie)
o Au type cellulaire, au tissu et au sujet (susceptibilité individuelle) qui sont irradiés
§ 3 grandeurs sont utilisées pour quantifier les rayonnements ionisants afin de pouvoir contrôler l'importance de l'exposition et de mesurer leurs effets biologiques :
o l'exposition :
- représente le pouvoir d’ionisation du rayonnement dans l’air
- l’unité SI est le Coulomb par kilogramme (C/kg).
- le röntgen (R) est l'ancienne unité : 1 R = 2,58 10 -4 C/kg.
o la dose absorbée (Da) : 1Gy = 100rad (ancienne unité)
o et l'équivalent de dose (H) :
- l’unité SI est le sievert (Sv) : 1Sv = 1Gy x Fq.
- l’ancienne unité était le rem: 1Sv = 100 rem.
I- Actions physico-chimiques :
§ Actions directes :
o ionisation ou excitation des molécules d’intérêt biologique (protéines)
o rupture des liaisons chimiques et destruction molécules.
§ Actions indirectes :
o résulte de l’action des radicaux libres (RL) formés par radiolyse de l’eau
o les RL sont porteurs d’un électron "célibataire", possédant une haute réactivité chimique et qui peuvent attaquer les molécules organiques voisines.
o l'ADN peut être lésé directement ou indirectement par les RL :
- les ruptures de chaînes sont les plus fréquentes : peuvent être simple souvent réparables ou doubles irréparable
- altération des bases (surtout la thymine)
- altération des sucres
- modification de la structure ADN : formation de liaisons chimiques anormales (pontage) intra chaînes ou inter chaînes (ADN ou ARN) ou avec une protéine.
II- Actions cellulaires :
A- La mort cellulaire :
§ lésions irréparables touchant les structures cellulaires vitales (chromosomes)
§ elle peut-être :
o Immédiate :
- quelques heures après irradiation à doses élevées
- arrêt de toute fonction cellulaire et cytolyse.
o Différée :
- quelques heures ou jours après irradiation à doses moindres
- la cellule garde des fonctions normales jusqu’à la mitose suivante ou une génération ultérieure, mais a donc perdu son pouvoir de prolifération.
- c’est le cas des cellules à fort pouvoir de prolifération (cellules souches moelle osseuse, cryptes intestinales, couche basale de la peau)
o Indirecte :
- plusieurs mois ou années après.
- les cellules différenciées (SN - Foie..) sont très radiorésistantes mais lésées indirectement par atteinte des cellules interstitielles.
§ Applications de la notion de perte du pouvoir de prolifération
o Radiothérapie : une tumeur est éradiquée si toutes ses cellules ont perdu leur pouvoir prolifératif
o Radioprotection : la réparation du tissu sain est en fonction du taux de survie des cellules souches.
B- altération des fonctions cellulaires : pour doses plus faibles :
§ troubles de la perméabilité cellulaire
§ troubles de la mobilité cellulaire
§ ↓ de la synthèse de l’ARN et des protéines.
§ arrêt ou retard de mitose :
o phase S (durée plus longue)
o arrêt en G2 (± Long)
§ retard de la croissance cellulaire
C- mutation :
§ grave lorsqu’elle touche les cellules germinales
§ aucune relation avec la dose → intérêt de prévention
III- Effets déterministes :
§ obligatoires et précoces survenant dans les heures ou jours suivant l’irradiation.
§ le plus souvent réversibles.
§ déterminés par des évènements antérieurs à leur manifestation
§ apparition au dessus d’une dose seuil (0,2 - 0,3 Gy) et gravité augmente avec la dose
§ déclenchés par la mort d’un grand nombre de cellules
§ lors d’une radioexposition : la perte cellulaire est soit :
o provisoire si le déficit est compensé
o permanente si le déficit non compensé
o faible selon que la fonction du tissu ou organe soit non affectée
o importante : si la prolifération des cellules restées viables est insuffisante
§ différents selon que l'exposition est globale ou partielle :
§ Les effets d'une exposition globale :
o la radio exposition aiguë évolue selon 4 phases :
§ phase prodromique : d’une durée de quelques heures
§ phase de latence : toujours présente, silencieuse d’une durée de 5 à 14 jours ;
§ période d’état : associant les signes généraux, hémorragiques et infectieux ; c’est la période critique mettant en jeu le pronostic vital.
§ période de convalescence : à partir du 3èmemois.
o les caractéristiques cliniques en fonction de la dose:
Da : Gy
Forme
Symptomatologie
< 0,3
Infra clinique
Rien
0,3 - 1
Infra clinique
Diminution temporaire spontanément réversible des lymphocytes.
Aucun traitement n’est nécessaire.
1 - 2
Réaction générale
légère
Malaise - asthénie – nausées vomissements en 3-6h
Hospitalisation nécessaire, mais guérison spontanée.
2 – 4
Hématopoïétique
modérée
Diminution des : globules blancs, hématies et plaquettes en 3 semaines.
Traitement dans un centre spécialisé. Retour à la normale en 4-6 mois.
4 – 6
Hématopoïétique
grave
Hémorragie, aplasie médullaire.
DL50 : 4 - 4,5 Gy
6 – 7
Gastro-intestinale
Diarrhées - vomissements – hémorragies-
Mort certaine en dehors d’une greffe.
8 -10
Pulmonaire
Hémoptysie – insuffisance respiratoire aiguë combinée aux lésions
gravissimes : intestinales et hématopoïétiques.
> 10
Cérébrale
Signes neurologiques avec coma.
Aucun traitement n’est efficace, la mort survient en 14-36h.
§ Les effets d'une exposition partielle :
o les manifestations sont variables selon la dose reçue et la région exposée ; leur gravité est directement liée à la dose.
o de nombreux effets sont notés au niveau de la peau, gonades, œil et en cas de grossesse.
Organe
Nature lésions
Dose (Gy)
Peau
Erythème
épidermite Sèche
épidermite exsudative
Nécrose
3
5
15
25
Testicules
Diminution nombre spermatozoïdes
Stérilité transitoire
Stérilité définitive
0,3
2
7
Ovaires
Troubles cycle et stérilité
7 (40ans) 12-15 (25 ans)
Oeil
cristallin
Cataracte :
- Neutrons
- RX
5-8
10
Embryon
Avant implantation
Organogenèse : 9j- 60j
Phase foetale : 60 –110j
Tout ou rien
> 0,1
< 0,5 : rien
IV- Effets stochastiques :
§ aléatoires et tardifs se manifestant plusieurs mois ou années après irradiation et seulement chez certains individus.
§ non spécifiques : difficiles à distinguer de la même pathologie non radio induite
§ ils n’impliquent pas obligatoirement des doses importantes
§ quand la dose augmente, leurs fréquences augmentent, mais leurs gravités restent la même.
§ 2 types :
o Effets Somatiques :
- Cancérigènes
- concernent l'individu exposé
o Effets génétiques :
- lésions des cellules de la lignée germinale (Spermatozoïde – ovule)
- donc anomalies dans la descendance du sujet irradié.
- si mutations de gènes :
· dominantes → apparition dès la 1ere génération
· récessives → apparition tardive
V- Notions de radioprotection dans le secteur médical.
A- Principes fondamentaux de la radioprotection :
§ Bulletin officiel n°4540-3 Chaâbane 1418 (4-12-1997)
§ 3 principes de base de la Réglementation : CIPR (1928)
o justification de l’activités qui entraîne l’exposition : donc éviter toute exposition inutile
o optimisation de la Radioprotection : maintenir l’exposition à un niveau le plus bas possible
o limitation des expositions individuelles :
- professionnels : Travaillant Directement sous RI : DATR
- public.
B- limitation des expositions individuelles :
1- Pour les travailleurs DATR (directement affecté aux travaux sous rayonnements) :
Catégorie A : en zone contrôlée : où la dose reçue est susceptible d’être ≥3/10 limites annuelles d’exposition (= 15 m SV : irradiation globale)
a- Exposition globale de l’organisme :
§ la limite dose équivalente : HE = 50 m Sv / an
§ Pour les femmes (DATR) en âge de procréer :
o dose à l’abdomen : HE < 13 m Sv au cours d’un trimestre
o si grossesse déclarée : dose la plus réduite possible jusqu’à l’accouchement : HE <10 m Sv
b- Exposition partielle :
§ la limite de dose efficace pour estimer les expositions internes : HEff = 50 m Sv / an
§ Pour chacun des tissus ou organes la limite annuelle est : HT = 500 m Sv/an
§ Pour le cristallin : H cristallin = 150 m Sv / an
§ Pour la peau, les mains, les avant bras, les pieds et les chevilles : H = 500mSv/ an
2- Pour les apprentis et les étudiants :
§ Age > 18 ans : idem DATR de catégorie A
§ Age 16 – 18 ans : = 3/10 des limites annuelles.
3- Pour le Public : Réduction d’un facteur 10
C- Règles de Radioprotection
1- contre l’exposition Externe
§ Distance :
o D1 et D2 : débits de dose équivalente
o d1 et d2 : distances respectives
o le débit D obéit à la loi de l’inverse carré de la distance : D1 / D2 = (d2 / d1)²
§ Temps d’exposition : T.E
o pour un Débit de dose donné : Da est proportionnelle au T.E
o donc réduire au minimum la durée d’exposition.
§ Utilisation d’écrans : ce moyen est très efficace
o Ecrans contre α : très minces en : mica – Aluminium - cuivre – Argent
o Ecrans contre β :
- matériaux légers : Absorption totale
- Si Z ↑ : rétro diffusion »100%
o Ecrans contre X et gamma :
- Atténuation par écrans à Z ↑↑
- Ex: Plomb : CDA = X2 ou X10
2- contre la contamination : respect des règles suivantes :
§ Port de blouses et de gants
§ Eviter de : boire – manger - fumer… en zone contrôlée
§ Matériel – locaux : adéquats
§ Contrôle systématique des travailleurs
§ Identifier clairement les préparations radioactives
§ Eliminer déchets selon les consignes.
D- Surveillance médicale du personnel
§ examens médicaux périodiques / 6 mois.
§ surveillance mensuelle dosimètre (Irradiation Externe)
§ surveillance radio toxicologique avec dosage des radioéléments dans le sang, les urines et autres secrétions (Irradiation interne ou contamination)
IV- conclusion :
§ les radiations ionisantes sont largement utilisées aussi bien dans le domaine médical qu’industriel
§ mais ils représentent des effets nocifs même à faible dose d’où la réglementation de la radioprotection.
§ Les radiations ionisantes correspondent à des rayonnements électromagnétiques ou particulaires possédant une énergie associée supérieure à 10 électron-volt (eV).
§ Elles comprennent les rayons X provenant de sources artificielles et les radiations alpha, bêta et gamma provenant de matériaux radioactifs.
§ Les actions biologiques des radiations ionisantes dépendent de divers facteurs liés :
o À la dose et au débit de dose
o Aux caractéristiques du rayonnement (type, énergie)
o Au type cellulaire, au tissu et au sujet (susceptibilité individuelle) qui sont irradiés
§ 3 grandeurs sont utilisées pour quantifier les rayonnements ionisants afin de pouvoir contrôler l'importance de l'exposition et de mesurer leurs effets biologiques :
o l'exposition :
- représente le pouvoir d’ionisation du rayonnement dans l’air
- l’unité SI est le Coulomb par kilogramme (C/kg).
- le röntgen (R) est l'ancienne unité : 1 R = 2,58 10 -4 C/kg.
o la dose absorbée (Da) : 1Gy = 100rad (ancienne unité)
o et l'équivalent de dose (H) :
- l’unité SI est le sievert (Sv) : 1Sv = 1Gy x Fq.
- l’ancienne unité était le rem: 1Sv = 100 rem.
I- Actions physico-chimiques :
§ Actions directes :
o ionisation ou excitation des molécules d’intérêt biologique (protéines)
o rupture des liaisons chimiques et destruction molécules.
§ Actions indirectes :
o résulte de l’action des radicaux libres (RL) formés par radiolyse de l’eau
o les RL sont porteurs d’un électron "célibataire", possédant une haute réactivité chimique et qui peuvent attaquer les molécules organiques voisines.
o l'ADN peut être lésé directement ou indirectement par les RL :
- les ruptures de chaînes sont les plus fréquentes : peuvent être simple souvent réparables ou doubles irréparable
- altération des bases (surtout la thymine)
- altération des sucres
- modification de la structure ADN : formation de liaisons chimiques anormales (pontage) intra chaînes ou inter chaînes (ADN ou ARN) ou avec une protéine.
II- Actions cellulaires :
A- La mort cellulaire :
§ lésions irréparables touchant les structures cellulaires vitales (chromosomes)
§ elle peut-être :
o Immédiate :
- quelques heures après irradiation à doses élevées
- arrêt de toute fonction cellulaire et cytolyse.
o Différée :
- quelques heures ou jours après irradiation à doses moindres
- la cellule garde des fonctions normales jusqu’à la mitose suivante ou une génération ultérieure, mais a donc perdu son pouvoir de prolifération.
- c’est le cas des cellules à fort pouvoir de prolifération (cellules souches moelle osseuse, cryptes intestinales, couche basale de la peau)
o Indirecte :
- plusieurs mois ou années après.
- les cellules différenciées (SN - Foie..) sont très radiorésistantes mais lésées indirectement par atteinte des cellules interstitielles.
§ Applications de la notion de perte du pouvoir de prolifération
o Radiothérapie : une tumeur est éradiquée si toutes ses cellules ont perdu leur pouvoir prolifératif
o Radioprotection : la réparation du tissu sain est en fonction du taux de survie des cellules souches.
B- altération des fonctions cellulaires : pour doses plus faibles :
§ troubles de la perméabilité cellulaire
§ troubles de la mobilité cellulaire
§ ↓ de la synthèse de l’ARN et des protéines.
§ arrêt ou retard de mitose :
o phase S (durée plus longue)
o arrêt en G2 (± Long)
§ retard de la croissance cellulaire
C- mutation :
§ grave lorsqu’elle touche les cellules germinales
§ aucune relation avec la dose → intérêt de prévention
III- Effets déterministes :
§ obligatoires et précoces survenant dans les heures ou jours suivant l’irradiation.
§ le plus souvent réversibles.
§ déterminés par des évènements antérieurs à leur manifestation
§ apparition au dessus d’une dose seuil (0,2 - 0,3 Gy) et gravité augmente avec la dose
§ déclenchés par la mort d’un grand nombre de cellules
§ lors d’une radioexposition : la perte cellulaire est soit :
o provisoire si le déficit est compensé
o permanente si le déficit non compensé
o faible selon que la fonction du tissu ou organe soit non affectée
o importante : si la prolifération des cellules restées viables est insuffisante
§ différents selon que l'exposition est globale ou partielle :
§ Les effets d'une exposition globale :
o la radio exposition aiguë évolue selon 4 phases :
§ phase prodromique : d’une durée de quelques heures
§ phase de latence : toujours présente, silencieuse d’une durée de 5 à 14 jours ;
§ période d’état : associant les signes généraux, hémorragiques et infectieux ; c’est la période critique mettant en jeu le pronostic vital.
§ période de convalescence : à partir du 3èmemois.
o les caractéristiques cliniques en fonction de la dose:
Da : Gy
Forme
Symptomatologie
< 0,3
Infra clinique
Rien
0,3 - 1
Infra clinique
Diminution temporaire spontanément réversible des lymphocytes.
Aucun traitement n’est nécessaire.
1 - 2
Réaction générale
légère
Malaise - asthénie – nausées vomissements en 3-6h
Hospitalisation nécessaire, mais guérison spontanée.
2 – 4
Hématopoïétique
modérée
Diminution des : globules blancs, hématies et plaquettes en 3 semaines.
Traitement dans un centre spécialisé. Retour à la normale en 4-6 mois.
4 – 6
Hématopoïétique
grave
Hémorragie, aplasie médullaire.
DL50 : 4 - 4,5 Gy
6 – 7
Gastro-intestinale
Diarrhées - vomissements – hémorragies-
Mort certaine en dehors d’une greffe.
8 -10
Pulmonaire
Hémoptysie – insuffisance respiratoire aiguë combinée aux lésions
gravissimes : intestinales et hématopoïétiques.
> 10
Cérébrale
Signes neurologiques avec coma.
Aucun traitement n’est efficace, la mort survient en 14-36h.
§ Les effets d'une exposition partielle :
o les manifestations sont variables selon la dose reçue et la région exposée ; leur gravité est directement liée à la dose.
o de nombreux effets sont notés au niveau de la peau, gonades, œil et en cas de grossesse.
Organe
Nature lésions
Dose (Gy)
Peau
Erythème
épidermite Sèche
épidermite exsudative
Nécrose
3
5
15
25
Testicules
Diminution nombre spermatozoïdes
Stérilité transitoire
Stérilité définitive
0,3
2
7
Ovaires
Troubles cycle et stérilité
7 (40ans) 12-15 (25 ans)
Oeil
cristallin
Cataracte :
- Neutrons
- RX
5-8
10
Embryon
Avant implantation
Organogenèse : 9j- 60j
Phase foetale : 60 –110j
Tout ou rien
> 0,1
< 0,5 : rien
IV- Effets stochastiques :
§ aléatoires et tardifs se manifestant plusieurs mois ou années après irradiation et seulement chez certains individus.
§ non spécifiques : difficiles à distinguer de la même pathologie non radio induite
§ ils n’impliquent pas obligatoirement des doses importantes
§ quand la dose augmente, leurs fréquences augmentent, mais leurs gravités restent la même.
§ 2 types :
o Effets Somatiques :
- Cancérigènes
- concernent l'individu exposé
o Effets génétiques :
- lésions des cellules de la lignée germinale (Spermatozoïde – ovule)
- donc anomalies dans la descendance du sujet irradié.
- si mutations de gènes :
· dominantes → apparition dès la 1ere génération
· récessives → apparition tardive
V- Notions de radioprotection dans le secteur médical.
A- Principes fondamentaux de la radioprotection :
§ Bulletin officiel n°4540-3 Chaâbane 1418 (4-12-1997)
§ 3 principes de base de la Réglementation : CIPR (1928)
o justification de l’activités qui entraîne l’exposition : donc éviter toute exposition inutile
o optimisation de la Radioprotection : maintenir l’exposition à un niveau le plus bas possible
o limitation des expositions individuelles :
- professionnels : Travaillant Directement sous RI : DATR
- public.
B- limitation des expositions individuelles :
1- Pour les travailleurs DATR (directement affecté aux travaux sous rayonnements) :
Catégorie A : en zone contrôlée : où la dose reçue est susceptible d’être ≥3/10 limites annuelles d’exposition (= 15 m SV : irradiation globale)
a- Exposition globale de l’organisme :
§ la limite dose équivalente : HE = 50 m Sv / an
§ Pour les femmes (DATR) en âge de procréer :
o dose à l’abdomen : HE < 13 m Sv au cours d’un trimestre
o si grossesse déclarée : dose la plus réduite possible jusqu’à l’accouchement : HE <10 m Sv
b- Exposition partielle :
§ la limite de dose efficace pour estimer les expositions internes : HEff = 50 m Sv / an
§ Pour chacun des tissus ou organes la limite annuelle est : HT = 500 m Sv/an
§ Pour le cristallin : H cristallin = 150 m Sv / an
§ Pour la peau, les mains, les avant bras, les pieds et les chevilles : H = 500mSv/ an
2- Pour les apprentis et les étudiants :
§ Age > 18 ans : idem DATR de catégorie A
§ Age 16 – 18 ans : = 3/10 des limites annuelles.
3- Pour le Public : Réduction d’un facteur 10
C- Règles de Radioprotection
1- contre l’exposition Externe
§ Distance :
o D1 et D2 : débits de dose équivalente
o d1 et d2 : distances respectives
o le débit D obéit à la loi de l’inverse carré de la distance : D1 / D2 = (d2 / d1)²
§ Temps d’exposition : T.E
o pour un Débit de dose donné : Da est proportionnelle au T.E
o donc réduire au minimum la durée d’exposition.
§ Utilisation d’écrans : ce moyen est très efficace
o Ecrans contre α : très minces en : mica – Aluminium - cuivre – Argent
o Ecrans contre β :
- matériaux légers : Absorption totale
- Si Z ↑ : rétro diffusion »100%
o Ecrans contre X et gamma :
- Atténuation par écrans à Z ↑↑
- Ex: Plomb : CDA = X2 ou X10
2- contre la contamination : respect des règles suivantes :
§ Port de blouses et de gants
§ Eviter de : boire – manger - fumer… en zone contrôlée
§ Matériel – locaux : adéquats
§ Contrôle systématique des travailleurs
§ Identifier clairement les préparations radioactives
§ Eliminer déchets selon les consignes.
D- Surveillance médicale du personnel
§ examens médicaux périodiques / 6 mois.
§ surveillance mensuelle dosimètre (Irradiation Externe)
§ surveillance radio toxicologique avec dosage des radioéléments dans le sang, les urines et autres secrétions (Irradiation interne ou contamination)
IV- conclusion :
§ les radiations ionisantes sont largement utilisées aussi bien dans le domaine médical qu’industriel
§ mais ils représentent des effets nocifs même à faible dose d’où la réglementation de la radioprotection.
16. Neurotransmission et neuromodulation : neuromédiateurs, récepteurs à action directe et récepteurs à protéines G
16. Neurotransmission et neuromodulation : neuromédiateurs, récepteurs à action directe et récepteurs à protéines G
§ Les cellules neuronales qu'elles soient sensitives ou motrices sont reliées les unes aux autres par l'intermédiaire de synapses qui peuvent être soit électriques, soit chimiques.
§ La neurotransmission comprend plusieurs aspects :
o émissions puis propagation des potentiels d'action (PA) vers les terminaisons nerveuses
o libération du NT dans la fente synaptique par exocytose.
o activation des récepteurs post synaptiques qui génèrent soit :
- un potentiel post synaptique excitateur (PPSE) : potentiel dépolarisant dû a l’entrée des ions Na+
- un potentiel post synaptique inhibiteur (PPSI) : potentiel hyperpolarisant dû à l’entrée des ions Cl- et la sortie des ions K+
§ La neuromodulation s’oppose à la neurotransmission qui est ponctuelle et rapide
§ La neuromodulation a des actions plus diffuses à plus grande distance et sur une durée plus longue.
I- les neuromédiateurs :
§ un neuromédiateur est une substance chimique qui obéit aux critères suivants :
o critère anatomique : être contenue dans les terminaisons pré synaptique
o critère biochimique : disponibilité d'enzymes de synthèse et de mécanismes d'inactivation
o critère physiologique : être libérée dans l’espace synaptique par l’arrivée d’un PA
o critère pharmacologique : son application reproduit l'effet de la stimulation nerveuse, avec possibilité de développer des agonistes et des antagonistes pour ses récepteurs.
§ les neuromédiateurs classiques sont de petites molécules qui sont principalement synthétisées dans les terminaisons nerveuses par des enzymes, elles-mêmes produites dans le corps du neurone. Les principaux sont :
o l'acétylcholine (ACh)
o les catécholamines : dopamine (DA), noradrénaline (NA) et adrénaline (A)
o la sérotonine (5-hydroxy-tryptamine, 5-HT)
o l'histamine
o les acides aminés excitateurs : glutamate (Glu), aspartate (Asp)
o les acides aminés inhibiteurs : γ-amino-butyrique acide (GABA), glycine (Gly)
§ En plus des neuromédiateurs "classiques", il y a les peptides (chaînes d'acides aminés de longueur variable), parmi lesquels : les opioïdes : enképhalines (5aa), β-endorphine (31aa)
§ On distingue plusieurs étapes dans la neurotransmission :
1- Biosynthèse :
§ l'acétylcholine : synthétisée par la choline acétyltransférase à partir la choline et l'acétyl-CoA
§ les catécholamines : synthétisées à partir d'un précurseur commun : la L-tyrosine
§ la sérotonine (5-HT) : synthétisée à partir du tryptophane
§ histamine : synthétisée à partir de l'histidine.
2- Stockage : les neuromédiateurs sont concentrées dans les vésicules synaptiques par un mécanisme de transport actif.
3- Libération :
§ lorsque la membrane pré synaptique est dépolarisée par l'arrivée d'un potentiel d'action (PA) qui induit l’entrée du Ca2+ en intracellulaire
§ il y a exocytose des vésicules synaptiques qui déverse leur contenu dans la fente synaptique.
4- Interaction du NT avec le récepteur : une fois dans la fente synaptique, le NT interagir avec les récepteurs de la membrane post-synaptique de façon réversible.
5- Inactivation :
§ l'acétylcholine présente dans la fente synaptique est dégradée par l'acétylcholinestérase
§ les catécholamines présentes dans la fente synaptique sont en grande partie recaptées puis dégradées par des enzymes spécifiques :
o les monoamines oxydases (MAO)
o et la catéchol-O-méthyl-transférase (COMT).
§ la 5-HT présente dans la fente synaptique est recaptée puis dégradée par les MAO
§ l’histamine est méthylée par une histamine-N-méthyltransférase puis oxydée par une MAO.
6- Autorécepteurs : il peut y avoir, sur la membrane pré synaptique, des autorécepteurs dont la stimulation produit une feed-back négatif ou positif sur la libération du NT.
II- les récepteurs à action directe et rapide = récepteurs ionotropiques :
§ Grosses molécules protéiques présentant 2 sous unités :
o une externe portant une site de liaison spécifique pour le médiateur
o et une transmembranaire canalaire sélectivement perméable à certains ions.
§ La liaison du neurotransmetteur sur le site récepteur modifie la perméabilité aux ions.
§ Selon la nature et la direction du transfert ionique, la variation de potentiel créé sera excitateur ou inhibiteur :
o Récepteur nicotinique de l’acétylcholine :
- le canal ionique associé est perméable aux ions Na+ et K+ :
- excitateur au niveau du plaque motrice car il provoque l’entré d’ions Na+ (dépolarisation)
- inhibiteur dans le muscle cardiaque car fait sortir K+ (hyperpolarisation)
- agoniste : la nicotine – antagoniste : le curare
o Récepteur glutamatergique : les principaux sont :
- AMPA : perméable au Na+ et responsable de l'excitation rapide
- NMDA : perméable au Na+ et au Ca2+ et déclenche une excitation plus lente
o Récepteur GABAA :
- associé à un canal Cl-
- inhibiteur car ouvre les canaux Cl- qui pénètre dans le neurone (hyperpolarisation)
- son activité est fortement augmentée par les benzodiazepines ou les barbituriques.
o Récepteur Gly : il est aussi associé à un canal Cl-.
§ Le délai synaptique est bref de 0,5 à 1 ms
§ Cette transmission cesse rapidement par destruction enzymatique.
III- les récepteurs à protéines G = récepteurs à action indirecte et lente = récepteurs métabotropiques.
§ Ces récepteurs sont couplés, par l'intermédiaire d'une protéine G (stimulatrice ou inhibitrice) avec une enzyme intra membranaire (soit l’adenylate-cyclase soit la phosphoinositidase)
o l’adenylate-cyclase (AC) :
- catalyse la conversion de l’ATP en AMPc (qui est un second messager) qui provoque l’effet physiologique par l'activation de la protéine kinase A (PKA)
- la phosphorylation des protéines canalaires, modifie l'activité cellulaire et change la perméabilité des canaux ioniques.
o la phosphoinositidase : produit d’autres « second messagers » :
- la stimulation de la phospholipase C (PLC) entraîne l'hydrolyse de phosphatidylinositol biphosphate (PIP2) en inositol triphosphate (IP3) et en diacylglycérol (DAG).
- L'IP3 cause le relargage de Ca2+ à partir du réticulum endoplasmique
- et le DAG produit l'activation de la protéine kinase C (PKC).
§ Ce système de « second messager » amplifie et prolonge le message initial porté par le NT.
§ L’effet physiologique des récepteurs à action indirecte et lente est aussi intracellulaire (intranucléaire) et intervient dans les synthèses protéiques et les processus de mémorisation à long terme.
Exemples :
§ Récepteurs muscariniques de l’acétylcholine
o M1 (SNC) et M3 (contraction des muscles lisses) : agit par stimulation de la PLC
o M2 (coeur) : agit par inhibition de AC
o agoniste : muscarine – antagoniste : atropine.
§ Récepteurs adrénergiques :
o α1 (post synaptique) :
- agit par stimulation de la PLC
- vasoconstriction, mydriase, contraction sphinctérienne.
o α2 (pré synaptique) :
- agit par inhibition de AC
- rétro contrôle négatif sur la libération des catécholamines.
o β : agit par stimulation de AC
- β1 : ↑ fréquence cardiaque et lipolyse.
- β2 : vasodilatation, bronchodilatation, relaxation utérine, glycogénolyse musculaire.
§ Récepteurs dopaminergiques : effet souvent inhibiteur
o DA1 : agit par stimulation de AC
o DA2 : agit par inhibition de AC
§ Récepteurs sérotoninergiques :
o les récepteurs de la 5-HT (de 1 à 4) sont liés aux protéines G sauf le récepteur 5-HT3.
o 5-HT1A, 5-HT1B : agit par inhibition de AC
o 5-HT2 : agit par stimulation PLC
o intervient dans l’inhibition des voies nerveuse de la douleur et dans la modulation du cycle veille sommeil.
§ Récepteurs GABAB : module la libération de la dopamine
IV- conclusion :
§ la neurotransmission est essentiellement médiée par l'intermédiaire de synapses.
§ chacune des étapes de la neurotransmission peut constituer un site d'intervention pharmacologique visant à stimuler (agoniste) ou inhiber (antagoniste) la neurotransmission.
§ un neurotransmetteur peut stimuler soit des récepteurs ionotropiques ou métabotropiques.
§ Les cellules neuronales qu'elles soient sensitives ou motrices sont reliées les unes aux autres par l'intermédiaire de synapses qui peuvent être soit électriques, soit chimiques.
§ La neurotransmission comprend plusieurs aspects :
o émissions puis propagation des potentiels d'action (PA) vers les terminaisons nerveuses
o libération du NT dans la fente synaptique par exocytose.
o activation des récepteurs post synaptiques qui génèrent soit :
- un potentiel post synaptique excitateur (PPSE) : potentiel dépolarisant dû a l’entrée des ions Na+
- un potentiel post synaptique inhibiteur (PPSI) : potentiel hyperpolarisant dû à l’entrée des ions Cl- et la sortie des ions K+
§ La neuromodulation s’oppose à la neurotransmission qui est ponctuelle et rapide
§ La neuromodulation a des actions plus diffuses à plus grande distance et sur une durée plus longue.
I- les neuromédiateurs :
§ un neuromédiateur est une substance chimique qui obéit aux critères suivants :
o critère anatomique : être contenue dans les terminaisons pré synaptique
o critère biochimique : disponibilité d'enzymes de synthèse et de mécanismes d'inactivation
o critère physiologique : être libérée dans l’espace synaptique par l’arrivée d’un PA
o critère pharmacologique : son application reproduit l'effet de la stimulation nerveuse, avec possibilité de développer des agonistes et des antagonistes pour ses récepteurs.
§ les neuromédiateurs classiques sont de petites molécules qui sont principalement synthétisées dans les terminaisons nerveuses par des enzymes, elles-mêmes produites dans le corps du neurone. Les principaux sont :
o l'acétylcholine (ACh)
o les catécholamines : dopamine (DA), noradrénaline (NA) et adrénaline (A)
o la sérotonine (5-hydroxy-tryptamine, 5-HT)
o l'histamine
o les acides aminés excitateurs : glutamate (Glu), aspartate (Asp)
o les acides aminés inhibiteurs : γ-amino-butyrique acide (GABA), glycine (Gly)
§ En plus des neuromédiateurs "classiques", il y a les peptides (chaînes d'acides aminés de longueur variable), parmi lesquels : les opioïdes : enképhalines (5aa), β-endorphine (31aa)
§ On distingue plusieurs étapes dans la neurotransmission :
1- Biosynthèse :
§ l'acétylcholine : synthétisée par la choline acétyltransférase à partir la choline et l'acétyl-CoA
§ les catécholamines : synthétisées à partir d'un précurseur commun : la L-tyrosine
§ la sérotonine (5-HT) : synthétisée à partir du tryptophane
§ histamine : synthétisée à partir de l'histidine.
2- Stockage : les neuromédiateurs sont concentrées dans les vésicules synaptiques par un mécanisme de transport actif.
3- Libération :
§ lorsque la membrane pré synaptique est dépolarisée par l'arrivée d'un potentiel d'action (PA) qui induit l’entrée du Ca2+ en intracellulaire
§ il y a exocytose des vésicules synaptiques qui déverse leur contenu dans la fente synaptique.
4- Interaction du NT avec le récepteur : une fois dans la fente synaptique, le NT interagir avec les récepteurs de la membrane post-synaptique de façon réversible.
5- Inactivation :
§ l'acétylcholine présente dans la fente synaptique est dégradée par l'acétylcholinestérase
§ les catécholamines présentes dans la fente synaptique sont en grande partie recaptées puis dégradées par des enzymes spécifiques :
o les monoamines oxydases (MAO)
o et la catéchol-O-méthyl-transférase (COMT).
§ la 5-HT présente dans la fente synaptique est recaptée puis dégradée par les MAO
§ l’histamine est méthylée par une histamine-N-méthyltransférase puis oxydée par une MAO.
6- Autorécepteurs : il peut y avoir, sur la membrane pré synaptique, des autorécepteurs dont la stimulation produit une feed-back négatif ou positif sur la libération du NT.
II- les récepteurs à action directe et rapide = récepteurs ionotropiques :
§ Grosses molécules protéiques présentant 2 sous unités :
o une externe portant une site de liaison spécifique pour le médiateur
o et une transmembranaire canalaire sélectivement perméable à certains ions.
§ La liaison du neurotransmetteur sur le site récepteur modifie la perméabilité aux ions.
§ Selon la nature et la direction du transfert ionique, la variation de potentiel créé sera excitateur ou inhibiteur :
o Récepteur nicotinique de l’acétylcholine :
- le canal ionique associé est perméable aux ions Na+ et K+ :
- excitateur au niveau du plaque motrice car il provoque l’entré d’ions Na+ (dépolarisation)
- inhibiteur dans le muscle cardiaque car fait sortir K+ (hyperpolarisation)
- agoniste : la nicotine – antagoniste : le curare
o Récepteur glutamatergique : les principaux sont :
- AMPA : perméable au Na+ et responsable de l'excitation rapide
- NMDA : perméable au Na+ et au Ca2+ et déclenche une excitation plus lente
o Récepteur GABAA :
- associé à un canal Cl-
- inhibiteur car ouvre les canaux Cl- qui pénètre dans le neurone (hyperpolarisation)
- son activité est fortement augmentée par les benzodiazepines ou les barbituriques.
o Récepteur Gly : il est aussi associé à un canal Cl-.
§ Le délai synaptique est bref de 0,5 à 1 ms
§ Cette transmission cesse rapidement par destruction enzymatique.
III- les récepteurs à protéines G = récepteurs à action indirecte et lente = récepteurs métabotropiques.
§ Ces récepteurs sont couplés, par l'intermédiaire d'une protéine G (stimulatrice ou inhibitrice) avec une enzyme intra membranaire (soit l’adenylate-cyclase soit la phosphoinositidase)
o l’adenylate-cyclase (AC) :
- catalyse la conversion de l’ATP en AMPc (qui est un second messager) qui provoque l’effet physiologique par l'activation de la protéine kinase A (PKA)
- la phosphorylation des protéines canalaires, modifie l'activité cellulaire et change la perméabilité des canaux ioniques.
o la phosphoinositidase : produit d’autres « second messagers » :
- la stimulation de la phospholipase C (PLC) entraîne l'hydrolyse de phosphatidylinositol biphosphate (PIP2) en inositol triphosphate (IP3) et en diacylglycérol (DAG).
- L'IP3 cause le relargage de Ca2+ à partir du réticulum endoplasmique
- et le DAG produit l'activation de la protéine kinase C (PKC).
§ Ce système de « second messager » amplifie et prolonge le message initial porté par le NT.
§ L’effet physiologique des récepteurs à action indirecte et lente est aussi intracellulaire (intranucléaire) et intervient dans les synthèses protéiques et les processus de mémorisation à long terme.
Exemples :
§ Récepteurs muscariniques de l’acétylcholine
o M1 (SNC) et M3 (contraction des muscles lisses) : agit par stimulation de la PLC
o M2 (coeur) : agit par inhibition de AC
o agoniste : muscarine – antagoniste : atropine.
§ Récepteurs adrénergiques :
o α1 (post synaptique) :
- agit par stimulation de la PLC
- vasoconstriction, mydriase, contraction sphinctérienne.
o α2 (pré synaptique) :
- agit par inhibition de AC
- rétro contrôle négatif sur la libération des catécholamines.
o β : agit par stimulation de AC
- β1 : ↑ fréquence cardiaque et lipolyse.
- β2 : vasodilatation, bronchodilatation, relaxation utérine, glycogénolyse musculaire.
§ Récepteurs dopaminergiques : effet souvent inhibiteur
o DA1 : agit par stimulation de AC
o DA2 : agit par inhibition de AC
§ Récepteurs sérotoninergiques :
o les récepteurs de la 5-HT (de 1 à 4) sont liés aux protéines G sauf le récepteur 5-HT3.
o 5-HT1A, 5-HT1B : agit par inhibition de AC
o 5-HT2 : agit par stimulation PLC
o intervient dans l’inhibition des voies nerveuse de la douleur et dans la modulation du cycle veille sommeil.
§ Récepteurs GABAB : module la libération de la dopamine
IV- conclusion :
§ la neurotransmission est essentiellement médiée par l'intermédiaire de synapses.
§ chacune des étapes de la neurotransmission peut constituer un site d'intervention pharmacologique visant à stimuler (agoniste) ou inhiber (antagoniste) la neurotransmission.
§ un neurotransmetteur peut stimuler soit des récepteurs ionotropiques ou métabotropiques.
15. Equilibre acido-basique : régulation du pH et de l’équilibre acido-basique
15. Equilibre acido-basique : régulation du pH et de l’équilibre acido-basique
§ un proton est un atome d’hydrogène qui a perdu son électron libre.
§ un acide est un donneur de proton et une base un accepteur de proton.
§ l’équilibre acido-basique est apprécié par la concentration des protons (H+)
o [H+] plasmatique = 38 – 42nmol/l → pH = log [H+] = 7,38 - 7,42
o [H+] intracellulaire = 100nmol/l → pH = 7
§ le maintien de cet équilibre est sous la triple dépendance des systèmes tampons de l'organisme, du poumon et du rein.
I- bilans des ions H+ :
A- les entrées d’ions H+ : le métabolisme cellulaire et intermédiaire produit des ions H+ :
§ acides volatiles : le CO2 libéré forme une quantité équivalente d’ions H+
§ acides fixes : acides sulfuriques ou phosphoriques
§ acides organiques : acides lactique, acéto-acétique et b hydroxy-butyrique
B- sorties des ions H+ :
§ poumon : évite la formation des ions H+ en éliminant le CO2
§ le rein élimine des H+ sous forme : libre, NH4+ et NaH2PO4
II- la régulation du pH et de l’équilibre acido-basique
A- les systèmes tampons :
§ peuvent être intra ou extra cellulaire
§ permettent de compenser un défaut ou de neutraliser un excès en ions H+ a fin de maintenir un pH plasmatique entre 38 et 42nmol/l
§ constitués généralement par un acide faible (AH) et par son sel alcalin (A-)
§ le rapport [A-] / [AH] est déterminé en fonction de la constante de dissociation pKa et du pH par l’équation de Henderson-Hasselbalch : pH = pKa + log [A-] / [AH]
§ le pouvoir tampon d'un système donné est d'autant plus fort que :
o son pKa est proche du pH du milieu
o et sa concentration globale est élevée.
1- les systèmes tampons extracellulaires :
Bicarbonates - acide carbonique (HCO3- / H2CO3) :
§ principal système tampon du compartiment extracellulaire ayant un pouvoir tampon élevé.
§ c‘est un système ouvert en relation avec le poumon (élimine CO2) et le rein
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3- + H+
§ pH = pKa + log [HCO3-] / [H2CO3] = 6,1 + log [HCO3-] / 0,003.PaCO2
§ toute perturbation d’ordre respiratoire (portent sur PCO2) ou métabolique (portant sur [HCO3-]) est responsable d’une modification du pH plasmatique.
Protéine – protéinate :
§ système tampon intra et extra cellulaire.
§ contient des formes d’acides faible dans le C terminal carboxyle et le N terminal amine
§ son pouvoir tampon est faible malgré sa concentration élevée.
Phosphate monosodique – phosphate disodique : NaH2PO4 / Na2HPO4
§ c’est un système à capacité tampon élevée mais son pouvoir tampon est faible (faible concentration plasmatique)
§ rôle important dans les urines.
2- les systèmes tampons intracellulaires :
Hémoglobine – Hémoglobinate :
§ c’est un système tampon érythrocytaire à capacité tampon élevée.
§ l’Hb existe sous forme réduite (Hb), oxydée (HbO2) et liée au CO2 (HbCO2) : les 2 premières formes sont les plus essentielles du système tampon.
§ ce système joue un rôle important à 2 niveaux :
o au niveau cellulaire : l’HbO2 libère son O2 et fixe H+ sans changement du pH cellulaire.
o au niveau du poumon : la formation de HbO2 libère H+ qui se combine au HCO3- et donne H2O et CO2 qui sera éliminé par le poumon.
Les protéines – les phosphates – carbamates osseux.
§ rôle important en cas d’acidose.
§ lors d’une surcharge en H+, ces derniers pénètrent dans la cellule en échange avec K+ ou Na+ osseux. Une surcharge en bases produit l’effet inverse.
§ ces tampons interviennent avant la compensation rénale.
B- Rôle du poumon :
Agit par l’intermédiaire de la ventilation alvéolaire selon 2 mécanismes :
§ élimination de grande quantité de CO2 afin d’éviter la formation de H+.
§ adaptation de la PaCO2 en fonction des variations du HCO3- afin de maintenir constant le rapport [HCO3-] / 0,003.PaCO2
o en cas d’acidose métabolique : la ↓ [HCO3-] et ↑ H+ stimule les chémorécepteurs respiratoires → hyperventilation alvéolaire qui va diminuer la PaCO2 pour normaliser le pH.
o En cas d’alcalose métabolique : l’↑ [HCO3-] et ↑ pH déprime les centres respiratoires → hypoventilation alvéolaire avec hypercapnie (l’hypoxie limite cette hypoventilation donc l’alcalose métabolique n’est pas entièrement compensée)
C- contrôle rénal :
1- la réabsorption des bicarbonates filtrés :
§ se fait essentiellement dans le tube proximal (85 %) et dans l’anse de Henle (10 %).
§ cependant, dès que [HCO3-] dépasse 26mmol/l il y’aura une excrétion du HCO3- : protection de l’organisme contre une charge alcaline.
§ Facteur favorisant cette réabsorption :
o ↑ du débit HCO3- filtré
o ↓ du volume extracellulaire.
o Hypokaliémie.
o Acidose métabolique et respiratoire.
o Aldostérone
§ Acétazolamide entrave cette réabsorption par inhibition de l’anhydrase carbonique.
2- excrétion de H+ sous forme d’acidité titrable et NH4+ et génération de HCO3- :
§ Acidité titrable :
o représente la quantité de soude nécessaire pour ramener le pH urinaire au pH plasmatique.
o l’excrétion se fait surtout au niveau du TCD.
o cette sécrétion est généralement peu adaptable et insuffisante pour éliminer la charge acide quotidienne.
§ La formation d’ion ammonium NH4+ :
o résulte de la combinaison de H+ a l’ammoniac NH3 (élaborer par le rein)
o cette excrétion représente l’élimination de 2/3 de la charge acide : stimulé par l’acidose, l’hyperkaliémie et les glucocorticoïdes.
§ Pour chaque mmol de H+ éliminé sous ces 2 formes, une mmol de HCO3- est générer par la cellule tubulaire ce qui compense la perte de HCO3- par l’organisme.
3- sécrétion de HCO3- :
§ En cas de charge alcaline métabolique, le rein ↑ la sécrétion de HCO3- par le système d’échange chlore - HCO3- et par la réabsorption active des H+.
III- mise en jeu de la régulation :
A- chronologie :
§ Systèmes tampons : action immédiate.
§ Ventilation : action rapide
§ La régulation rénale intervient ensuite : la plus importante car c’est elle seul qui corrige les désordres respiratoires et qui permet de restaurer le taux des bicarbonates.
B- perturbations métaboliques :
§ Acidose :
o ↓ [HCO3-] et du pH → hyperventilation → ↓ PaCO2 qu tend à normaliser le rapport [HCO3-] / 0,003.PaCO2
o la compensation est ensuite rénale par :
- ↑ de la réabsorption et de la regénération des bicarbonates
- ↑ de l’élimination des H+ sous forme d’acidité titrable et NH4+
§ Alcalose :
o ↑ [HCO3-] et du pH → hypoventilation mais limité par l’hypoxie
o c’est le rein qui permet de compenser
C- perturbation respiratoire :
§ acidose :
o ↑ PaCO2 et ↓ du pH
o compensation rénale avec ↑ de la réabsorption des HCO3- et élimination de H+
§ Alcalose :
o ↓ PaCO2 et ↑ du pH
o Le rein permet l’élimination d’urine riche en HCO3-
III- conclusion :
§ la régulation de l’équilibre acido-basique a pour but de maintenir l’homéostasie des H+ ou du pH
§ ceci par des mécanismes de régulation a court terme (systèmes tampons et ventilation alvéolaire) et à long terme (le rein) en cas d’acidose/alcalose métabolique ou respiratoire
§ un proton est un atome d’hydrogène qui a perdu son électron libre.
§ un acide est un donneur de proton et une base un accepteur de proton.
§ l’équilibre acido-basique est apprécié par la concentration des protons (H+)
o [H+] plasmatique = 38 – 42nmol/l → pH = log [H+] = 7,38 - 7,42
o [H+] intracellulaire = 100nmol/l → pH = 7
§ le maintien de cet équilibre est sous la triple dépendance des systèmes tampons de l'organisme, du poumon et du rein.
I- bilans des ions H+ :
A- les entrées d’ions H+ : le métabolisme cellulaire et intermédiaire produit des ions H+ :
§ acides volatiles : le CO2 libéré forme une quantité équivalente d’ions H+
§ acides fixes : acides sulfuriques ou phosphoriques
§ acides organiques : acides lactique, acéto-acétique et b hydroxy-butyrique
B- sorties des ions H+ :
§ poumon : évite la formation des ions H+ en éliminant le CO2
§ le rein élimine des H+ sous forme : libre, NH4+ et NaH2PO4
II- la régulation du pH et de l’équilibre acido-basique
A- les systèmes tampons :
§ peuvent être intra ou extra cellulaire
§ permettent de compenser un défaut ou de neutraliser un excès en ions H+ a fin de maintenir un pH plasmatique entre 38 et 42nmol/l
§ constitués généralement par un acide faible (AH) et par son sel alcalin (A-)
§ le rapport [A-] / [AH] est déterminé en fonction de la constante de dissociation pKa et du pH par l’équation de Henderson-Hasselbalch : pH = pKa + log [A-] / [AH]
§ le pouvoir tampon d'un système donné est d'autant plus fort que :
o son pKa est proche du pH du milieu
o et sa concentration globale est élevée.
1- les systèmes tampons extracellulaires :
Bicarbonates - acide carbonique (HCO3- / H2CO3) :
§ principal système tampon du compartiment extracellulaire ayant un pouvoir tampon élevé.
§ c‘est un système ouvert en relation avec le poumon (élimine CO2) et le rein
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3- + H+
§ pH = pKa + log [HCO3-] / [H2CO3] = 6,1 + log [HCO3-] / 0,003.PaCO2
§ toute perturbation d’ordre respiratoire (portent sur PCO2) ou métabolique (portant sur [HCO3-]) est responsable d’une modification du pH plasmatique.
Protéine – protéinate :
§ système tampon intra et extra cellulaire.
§ contient des formes d’acides faible dans le C terminal carboxyle et le N terminal amine
§ son pouvoir tampon est faible malgré sa concentration élevée.
Phosphate monosodique – phosphate disodique : NaH2PO4 / Na2HPO4
§ c’est un système à capacité tampon élevée mais son pouvoir tampon est faible (faible concentration plasmatique)
§ rôle important dans les urines.
2- les systèmes tampons intracellulaires :
Hémoglobine – Hémoglobinate :
§ c’est un système tampon érythrocytaire à capacité tampon élevée.
§ l’Hb existe sous forme réduite (Hb), oxydée (HbO2) et liée au CO2 (HbCO2) : les 2 premières formes sont les plus essentielles du système tampon.
§ ce système joue un rôle important à 2 niveaux :
o au niveau cellulaire : l’HbO2 libère son O2 et fixe H+ sans changement du pH cellulaire.
o au niveau du poumon : la formation de HbO2 libère H+ qui se combine au HCO3- et donne H2O et CO2 qui sera éliminé par le poumon.
Les protéines – les phosphates – carbamates osseux.
§ rôle important en cas d’acidose.
§ lors d’une surcharge en H+, ces derniers pénètrent dans la cellule en échange avec K+ ou Na+ osseux. Une surcharge en bases produit l’effet inverse.
§ ces tampons interviennent avant la compensation rénale.
B- Rôle du poumon :
Agit par l’intermédiaire de la ventilation alvéolaire selon 2 mécanismes :
§ élimination de grande quantité de CO2 afin d’éviter la formation de H+.
§ adaptation de la PaCO2 en fonction des variations du HCO3- afin de maintenir constant le rapport [HCO3-] / 0,003.PaCO2
o en cas d’acidose métabolique : la ↓ [HCO3-] et ↑ H+ stimule les chémorécepteurs respiratoires → hyperventilation alvéolaire qui va diminuer la PaCO2 pour normaliser le pH.
o En cas d’alcalose métabolique : l’↑ [HCO3-] et ↑ pH déprime les centres respiratoires → hypoventilation alvéolaire avec hypercapnie (l’hypoxie limite cette hypoventilation donc l’alcalose métabolique n’est pas entièrement compensée)
C- contrôle rénal :
1- la réabsorption des bicarbonates filtrés :
§ se fait essentiellement dans le tube proximal (85 %) et dans l’anse de Henle (10 %).
§ cependant, dès que [HCO3-] dépasse 26mmol/l il y’aura une excrétion du HCO3- : protection de l’organisme contre une charge alcaline.
§ Facteur favorisant cette réabsorption :
o ↑ du débit HCO3- filtré
o ↓ du volume extracellulaire.
o Hypokaliémie.
o Acidose métabolique et respiratoire.
o Aldostérone
§ Acétazolamide entrave cette réabsorption par inhibition de l’anhydrase carbonique.
2- excrétion de H+ sous forme d’acidité titrable et NH4+ et génération de HCO3- :
§ Acidité titrable :
o représente la quantité de soude nécessaire pour ramener le pH urinaire au pH plasmatique.
o l’excrétion se fait surtout au niveau du TCD.
o cette sécrétion est généralement peu adaptable et insuffisante pour éliminer la charge acide quotidienne.
§ La formation d’ion ammonium NH4+ :
o résulte de la combinaison de H+ a l’ammoniac NH3 (élaborer par le rein)
o cette excrétion représente l’élimination de 2/3 de la charge acide : stimulé par l’acidose, l’hyperkaliémie et les glucocorticoïdes.
§ Pour chaque mmol de H+ éliminé sous ces 2 formes, une mmol de HCO3- est générer par la cellule tubulaire ce qui compense la perte de HCO3- par l’organisme.
3- sécrétion de HCO3- :
§ En cas de charge alcaline métabolique, le rein ↑ la sécrétion de HCO3- par le système d’échange chlore - HCO3- et par la réabsorption active des H+.
III- mise en jeu de la régulation :
A- chronologie :
§ Systèmes tampons : action immédiate.
§ Ventilation : action rapide
§ La régulation rénale intervient ensuite : la plus importante car c’est elle seul qui corrige les désordres respiratoires et qui permet de restaurer le taux des bicarbonates.
B- perturbations métaboliques :
§ Acidose :
o ↓ [HCO3-] et du pH → hyperventilation → ↓ PaCO2 qu tend à normaliser le rapport [HCO3-] / 0,003.PaCO2
o la compensation est ensuite rénale par :
- ↑ de la réabsorption et de la regénération des bicarbonates
- ↑ de l’élimination des H+ sous forme d’acidité titrable et NH4+
§ Alcalose :
o ↑ [HCO3-] et du pH → hypoventilation mais limité par l’hypoxie
o c’est le rein qui permet de compenser
C- perturbation respiratoire :
§ acidose :
o ↑ PaCO2 et ↓ du pH
o compensation rénale avec ↑ de la réabsorption des HCO3- et élimination de H+
§ Alcalose :
o ↓ PaCO2 et ↑ du pH
o Le rein permet l’élimination d’urine riche en HCO3-
III- conclusion :
§ la régulation de l’équilibre acido-basique a pour but de maintenir l’homéostasie des H+ ou du pH
§ ceci par des mécanismes de régulation a court terme (systèmes tampons et ventilation alvéolaire) et à long terme (le rein) en cas d’acidose/alcalose métabolique ou respiratoire
14. Motricité digestive : de l’oesophage, de l’estomac, de l’intestin et anorectale
14. Motricité digestive : de l’oesophage, de l’estomac, de l’intestin et anorectale
I- la motricité de l’œsophage :
§ l'oesophage est un conduit musculo-membraneux qui joue un rôle mécanique dans la digestion, il est fermé à ces 2 extrémités par 2 sphincters :
o le sphincter supérieur oesophagien SSO :
- constitué par des muscles striés,
- fermé avec une pression permanente de 60 cmH2O.
o Le sphincter inférieur oesophagien :
- constitué par un muscle lisse
- fermé par une pression moyenne de 20 cmH2O qui est supérieure à la pression gastrique afin d'éviter le reflux gastro-oesophagien.
§ Le corps de l’œsophage
o le tiers supérieur (muscle strié) et les 2 tiers inférieurs (fibres musculaires lisses)
o comporte 2 couches musculaires lisses : longitudinale externe et circulaire interne,
o sa pression est égale à la pression intra thoracique qui est inférieure à 0 (autour de -5 cmH2O et qui varie avec les mouvements respiratoires).
A- physiologie de la motricité :
1- la déglutition :
§ ensemble des mouvements coordonnés qui assurent le passage des aliments de la cavité buccale vers l'estomac
§ comporte 3 temps : temps buccal, temps pharyngien et temps oesophagien
§ lors de la déglutition :
o la pression augmente brusquement dans le pharynx et peut atteindre 120 cmH2O : onde de déglutition.
o en même temps, le SSO se relâche : onde de dépression qui sera en miroir avec l'onde de déglutition.
2- le péristaltisme :
§ la déglutition déclenche une onde péristaltique qui va se propager du muscle strié vers le muscle lisse.
§ La vitesse de propagation est en moyenne de 3 à 4 cm/s, elle atteint l'extrémité inférieure de l'oesophage en 9s.
§ il y a 2 types de péristaltisme :
o Péristaltisme primaire : l'onde de contact suit l'ouverture du SSO, donc survient après une déglutition.
o Péristaltisme secondaire :
- survient en absence de déglutition, et ceci en 2 conditions : quand le bol alimentaire est volumineux et quand il y a un reflux gastro-oesophagien.
- Il a pour rôle de vider l'oesophage.
§ Le SIO se relâche précocement, cela dure 8 à 10s. Ensuite la pression remonte au dessus du niveau basal : c'est la pression de verrouillage, elle permet d'éviter le RGO.
B- régulation :
§ le péristaltisme et l'activité myogène spontanée du muscle lisse sont contrôlés par l'innervation :
o Extrinsèque : assurée par le nerf pneumogastrique
o Intrinsèque : assurée par 2 plexus : plexus de MEISSNER et plexus d'AUERBACH
§ dans l'oesophage supérieur l'innervation vagale est très importante, elle déclenche la contraction et assure sa propagation. L'innervation intrinsèque module l'activité.
§ Au niveau du corps de l'oesophage, l'innervation vagale déclenche la contraction mais la propagation est assurée par l'innervation intrinsèque.
§ La régulation du SIO est neuro-hormonale :
o Nerveuse : assurée par le nerf pneumogastrique : lorsque la pression abdominale ↑ la pression du SIO ↑ aussi : c'est le phénomène du réflexe vago-vagal.
o Hormonale :
- certaines hormones ↑ la pression du SIO comme la gastrine et l'histamine.
- d'autres hormones ↓ la pression du SIO comme la sécrétine, le glucagon, la VIP et les progestérones.
o Autres : la théophylline, la caféine, le chocolat et l'alcool ↓ la pression du SIO.
C- conclusion :
§ exploration fonctionnelle par : radiologie (TOGD), endoscopie (FOGD), scintigraphie oesophagienne, manométrie et pH-métrie.
§ Le RGO est le passage du contenu gastrique dans l'œsophage.
§ Le méga œsophage est caractérisé par une chalasie, cardiospasme, apéristaltisme et SIO hypertonique.
II- la motricité de l’estomac :
§ L'estomac comprend deux parties :
o le fundus : c'est un réservoir qui a comme rôle le stockage des aliments.
o l'antre : son rôle est le brassage des aliments avant leur vidange, c'est le moteur de l'estomac.
§ la paroi de l'estomac est faite de 3 couches musculaires lisses : circulaire, longitudinale et oblique.
§ Son innervation est double :
o Intrinsèque : par le biais des plexus d'AUERBACH et de MEISSNER.
o Extrinsèque : par le biais du nerf X et du nerf splanchnique.
A- les phénomènes moteurs :
1- fundus = réservoir :
§ à jeun, l'estomac est une cavité virtuelle.
§ lors du repas, le fundus se distend au fur et à mesure de son remplissage sans augmenter de pression : la compliance = adaptation au contenu ou relaxation adaptatrice du fundus.
→ Rôle positif du stockage des aliments.
2- région antro-pylorique = péristaltisme :
§ Electromyographie :
o ondes lentes = rythme électrique de base (REB) ayant une fréquence constante et une vitesse qui augmente vers le pylore, ils prennent naissance au niveau de la grosse tubérosité, au voisinage de la grande courbure gastrique, à partir d'une zone de commande: Pacemaker.
o ce REB s'accompagne de potentiel de pointe dans certains cas bien définis qui sont le repas et le jeun prolongé.
§ Manométrie : 2 types de contractions en fonction de leur amplitude :
o Contraction de type I : mouvement de segmentation, qui a pour rôle le mixage et le brassage des aliments sans aucune action propulsive.
o Contraction de type II : mouvement propulsif, qui permet d'éjecter le contenu gastrique vers le duodénum.
B- remplissage et vidange :
1- Remplissage : passif grâce à la relaxation adaptatrice du fundus.
2- Vidange :
§ commence dès le début du remplissage
§ varie en fonction de la nature, du volume et de la consistance du repas :
o rapide pour les repas abondants, liquides et froids,
o et ralentie pour les lipides, les acides et les solutions hypertoniques.
§ les aliments solides se transforment en bouillie = chyme avant de traverser le pylore qui constitue un sphincter à double rôle :
o freiner la vidange gastrique en empêchant le passage des gros fragments vers le duodénum.
o empêcher le reflux du contenu duodénal vers l'estomac.
§ Contrôle de la vidange :
o Contrôle myogénique : assuré par les ondes lentes.
o Contrôle nerveux :
- Le nerf vague et l'acétylcholine : ↑ le REB et l'amplitude des ondes lentes, donc déclenchent le potentiel de pointe.
- Le nerf splanchnique et l'adrénaline : ↓ la motricité gastrique.
o Contrôle hormonal : toutes les hormones qui ↑ la sécrétion gastrique ↑ la motricité de l'estomac.
o Facteurs physico-chimiques :
- le volume du repas agit par un mécanisme de réflexe vago-vagal.
- l'acidité, la pression osmotique et les lipides ont des récepteurs duodénaux inhibiteurs qui entraînent la sécrétion de certaines hormones comme la sécrétine…
- d'autres facteurs comme la douleur et l'émotion peuvent aussi ralentir la vidange gastrique.
C- vomissement :
§ ensemble des réactions motrices qui entraînent le rejet par la bouche du contenu gastro-intestinal, généralement précédé de nausées souvent accompagné de larmoiement, pâleur, sueur…
§ Enchaînement des actions motrices du vomissement :
o Fermeture du pylore et disparition des ondes péristaltiques.
o Contraction de l'antre.
o Contraction du diaphragme et des muscles abdominaux.
o Inspiration profonde avec fermeture de la glotte.
§ Pas d'anti-péristaltisme.
§ La synchronisation et l'enchaînement des mouvements est assuré par un centre bulbaire : le centre de vomissement, mis en jeu par :
o un mécanisme réflexe.
- une stimulation mécanique du pharynx.
- une excitation des labyrinthes.
- une augmentation de la pression intra-crânienne.
- une irritation, une distension, une compression d'un viscère : appendice, lithiase rénale ou biliaire.
o un mécanisme central : action directe de certains médicaments ou substances toxiques.
D- conclusion :
§ méthodes d'étude : électromyographie, manométrie, radiocinéma, endoscopie, repas liquide marqué et la scintigraphie gastrique.
§ Intérêt :
o accélération de la vidange gastrique : syndrome du dumping
o ralentissement avec stase des aliments dans l'estomac : gastroplégie ou sténose du pylore
o régurgitation pylorique : responsable de gastrite chronique ou ulcère gastrique
III- la motricité de l’intestin :
La motricité de l’intestin grêle :
§ l'intestin grêle mesure 5 à 6 m de long et assure 3 fonctions :
o mélanger les aliments avec les différents sucs digestifs.
o assurer un meilleur contact entre la muqueuse et le contenu intestinal, en vue de l'absorption.
o propulser le contenu intestinal dans le sens caudal.
§ sa paroi possède 2 couches musculaire lisses : longitudinale externe et circulaire interne.
§ son innervation est double :
o intrinsèque à l'aide du plexus de MEISSNER et d'AUERBACH,
o et extrinsèque par le biais du nerf vague et du nerf splanchnique.
A- Les mouvements intestinaux : 2 types :
§ les mouvements de type I :
o leur durée est courte, leur amplitude est variable, et leur fréquence est constante à un niveau donné de l’intestin.
o décroissance par paliers successifs vers l'iléon.
o correspondent à des mouvements de segmentations et assurent le brassage, ils ne sont pas propulsionnels.
§ les mouvements de type III : mouvements péristaltiques qui assurent la propulsion.
B- Organisation spatio-temporelle :
1- A jeun :
§ l’intestin grêle est le siège d'un complexe moteur migrant CMM,
§ il prend naissance au niveau du Pacemaker gastrique qui franchit le pylore et se propage en 90 à 120 min jusqu'à l'iléon, il ne franchit pas la valvule iléo-cæcale.
§ cette activité mécanique est bien organisée, propagée et cyclique avec 3 phases différentes :
o Phase 1 (dure 30 à 60 min) : phase de quiescence ou de relaxation.
o Phase 2 (dure 25 à 60 min) : faite d'une activité irrégulière où les contractions sont d'abord faibles et localisées et deviennent progressivement plus puissantes et propagées.
o Phase 3 (dure 5 à 10 min) : activité régulière faite de contraction qui sont propagées avec une vitesse plus grande au niveau du duodénum qu'au niveau de l'iléon.
2- Au cours du repas :
§ arrêt de CMM
§ et apparition d'une activité motrice irrégulière à la fois segmentaire et propulsive.
C- contrôle de la motricité intestinale :
§ contrôle myogène : représenté par des ondes lentes ou REB sur lesquelles se greffent les potentiels de pointe
§ contrôle nerveux :
o Intrinsèque :
- n'est pas nécessaire pour la segmentation
- mais indispensable pour le péristaltisme.
o Extrinsèque : ne déclenche pas la motricité mais il va la contrôler. Ainsi la stimulation du:
- système parasympathique ↑ la motricité
- système sympathique ↓ la motricité en diminuant le rythme de base.
§ Contrôle hormonal :
o la gastrine et la thyroxine ↑ la motricité.
o la sécrétine et le glucagon ↓ la motricité.
D- conclusion :
§ méthodes d’études : radiocinéma, électromyographie, manomètre et appréciation globale de la durée du transit.
§ intérêt :
o diminution de la motricité dans le syndrome d'occlusion fonctionnelle ou iléus paralytique.
o augmentation de la motricité en cas de diarrhée.
La motricité colique :
§ le côlon assure
o les dernières transformations du chyme alimentaire en matière fécale,
o l'échange d'eau et d'électrolytes ainsi que la digestion bactérienne.
§ le côlon est un tube de 1,5 m, fermé à ses 2 extrémités par 2 sphincters :
o valvule iléo-cæcale à son extrémité supérieure.
o sphincter anal dans à son extrémité inférieure.
§ composé par 2 couches musculaires lisses : longitudinale externe et circulaire interne.
§ Son innervation est double :
o Intrinsèque par le plexus de MEISSENER et AUERBACH.
o Extrinsèque par le système parasympathique et sympathique.
A- les mouvements segmentaires :
§ stationnaires, non propulsifs.
§ ce sont les contractions anulaires rythmiques qui provoquent la segmentation du contenu intestinal et favorisent les mouvements hydro-électrolytiques à ce niveau.
B- les mouvements propulsifs : ils sont de 2 types en fonction de leur siège anatomique :
§ Au niveau du côlon droit et transverse : les mouvements s'effectuent sur des petits segments de 3 à 4 cm.
§ Au niveau du côlon gauche et sigmoïde : le mouvement est plus étendu et plus puissant assurant le remplissage du rectum une à deux fois par jour.
C- contrôle de la motricité :
§ contrôle myogène.
§ contrôle nerveux.
§ contrôle hormonal.
§ autres facteurs :
o le sommeil inhibe la motricité.
o le repas stimule la motricité : réflexe gastro-colique.
o es médicaments.
o les états psycho-affectifs…
D- conclusion :
§ les méthodes d'étude : radiocinéma, temps de transit, manométrie et électromyographie.
§ Intérêt :
o Diarrhée par disparition des mouvements de segmentation.
o Constipation
IV- la motricité anorectale :
§ La motricité anorectale assure 2 fonctions physiologiques : la défécation et la continence.
§ C'est une activité cyclique dans laquelle la phase de continence est la plus longue.
§ L'arrivée des matières fécales dans le rectum entraîne une distension des parois rectales ce qui entraîne une perception consciente du besoin d'aller à la selle.
§ le canal anal est constitué par 2 sphincters : lisse interne et strié externe.
§ pendant la période de continence, le canal anal et le rectum forment un angle droit à cause de la contraction du muscle releveur de l'anus.
A- besoin pouvant être satisfait : la défécation :
1- Description :
§ contraction des muscles abdominaux et du diaphragme
§ disparition de l'angulation ano-rectale à la suite du relâchement des muscles releveurs de l'anus.
§ fermeture de la charnière recto-sigmoïdienne.
§ relâchement des sphincters anaux ce qui permet aux contraction de chasser les matières fécales.
§ la fin est marquée par des contractions brutales des muscles releveurs de l'anus.
2- Mécanisme :
§ c'est un réflexe médullaire sous contrôle cérébral.
§ l'enchaînement des mouvements est cordonné par le centre médullaire sacré.
§ la section de la moelle lombaire entraîne une défécation réflexe mais le sujet est incontinent par abolition du contrôle cérébral.
B- besoin différé : l’incontinence :
§ le tonus sphinctérien permanent dépend de la contraction du sphincter interne (sa pression est autour de 40 et 60 cmH2O)
§ l'angulation ano-rectale est maintenue par la sangle des muscles releveurs.
§ les réflexes recto-sphinctériens : l'augmentation de la pression rectale entraîne
o une ↓ du tonus du sphincter interne = réflexe recto-anal inhibiteur (RRAI),
o et une ↑ du tonus du sphincter externe.
§ contraction volontaire du sphincter externe : efficace, le muscle strié se fatigue en moins d'une minute.
§ La capacité de distension des parois rectales ou compliance fait disparaître la sensation de besoin.
C- conclusion :
§ La motricité anorectale assure 2 fonctions physiologiques : la défécation et la continence.
§ Intérêt : incontinence anale par défaillance du contrôle sphinctérien.
I- la motricité de l’œsophage :
§ l'oesophage est un conduit musculo-membraneux qui joue un rôle mécanique dans la digestion, il est fermé à ces 2 extrémités par 2 sphincters :
o le sphincter supérieur oesophagien SSO :
- constitué par des muscles striés,
- fermé avec une pression permanente de 60 cmH2O.
o Le sphincter inférieur oesophagien :
- constitué par un muscle lisse
- fermé par une pression moyenne de 20 cmH2O qui est supérieure à la pression gastrique afin d'éviter le reflux gastro-oesophagien.
§ Le corps de l’œsophage
o le tiers supérieur (muscle strié) et les 2 tiers inférieurs (fibres musculaires lisses)
o comporte 2 couches musculaires lisses : longitudinale externe et circulaire interne,
o sa pression est égale à la pression intra thoracique qui est inférieure à 0 (autour de -5 cmH2O et qui varie avec les mouvements respiratoires).
A- physiologie de la motricité :
1- la déglutition :
§ ensemble des mouvements coordonnés qui assurent le passage des aliments de la cavité buccale vers l'estomac
§ comporte 3 temps : temps buccal, temps pharyngien et temps oesophagien
§ lors de la déglutition :
o la pression augmente brusquement dans le pharynx et peut atteindre 120 cmH2O : onde de déglutition.
o en même temps, le SSO se relâche : onde de dépression qui sera en miroir avec l'onde de déglutition.
2- le péristaltisme :
§ la déglutition déclenche une onde péristaltique qui va se propager du muscle strié vers le muscle lisse.
§ La vitesse de propagation est en moyenne de 3 à 4 cm/s, elle atteint l'extrémité inférieure de l'oesophage en 9s.
§ il y a 2 types de péristaltisme :
o Péristaltisme primaire : l'onde de contact suit l'ouverture du SSO, donc survient après une déglutition.
o Péristaltisme secondaire :
- survient en absence de déglutition, et ceci en 2 conditions : quand le bol alimentaire est volumineux et quand il y a un reflux gastro-oesophagien.
- Il a pour rôle de vider l'oesophage.
§ Le SIO se relâche précocement, cela dure 8 à 10s. Ensuite la pression remonte au dessus du niveau basal : c'est la pression de verrouillage, elle permet d'éviter le RGO.
B- régulation :
§ le péristaltisme et l'activité myogène spontanée du muscle lisse sont contrôlés par l'innervation :
o Extrinsèque : assurée par le nerf pneumogastrique
o Intrinsèque : assurée par 2 plexus : plexus de MEISSNER et plexus d'AUERBACH
§ dans l'oesophage supérieur l'innervation vagale est très importante, elle déclenche la contraction et assure sa propagation. L'innervation intrinsèque module l'activité.
§ Au niveau du corps de l'oesophage, l'innervation vagale déclenche la contraction mais la propagation est assurée par l'innervation intrinsèque.
§ La régulation du SIO est neuro-hormonale :
o Nerveuse : assurée par le nerf pneumogastrique : lorsque la pression abdominale ↑ la pression du SIO ↑ aussi : c'est le phénomène du réflexe vago-vagal.
o Hormonale :
- certaines hormones ↑ la pression du SIO comme la gastrine et l'histamine.
- d'autres hormones ↓ la pression du SIO comme la sécrétine, le glucagon, la VIP et les progestérones.
o Autres : la théophylline, la caféine, le chocolat et l'alcool ↓ la pression du SIO.
C- conclusion :
§ exploration fonctionnelle par : radiologie (TOGD), endoscopie (FOGD), scintigraphie oesophagienne, manométrie et pH-métrie.
§ Le RGO est le passage du contenu gastrique dans l'œsophage.
§ Le méga œsophage est caractérisé par une chalasie, cardiospasme, apéristaltisme et SIO hypertonique.
II- la motricité de l’estomac :
§ L'estomac comprend deux parties :
o le fundus : c'est un réservoir qui a comme rôle le stockage des aliments.
o l'antre : son rôle est le brassage des aliments avant leur vidange, c'est le moteur de l'estomac.
§ la paroi de l'estomac est faite de 3 couches musculaires lisses : circulaire, longitudinale et oblique.
§ Son innervation est double :
o Intrinsèque : par le biais des plexus d'AUERBACH et de MEISSNER.
o Extrinsèque : par le biais du nerf X et du nerf splanchnique.
A- les phénomènes moteurs :
1- fundus = réservoir :
§ à jeun, l'estomac est une cavité virtuelle.
§ lors du repas, le fundus se distend au fur et à mesure de son remplissage sans augmenter de pression : la compliance = adaptation au contenu ou relaxation adaptatrice du fundus.
→ Rôle positif du stockage des aliments.
2- région antro-pylorique = péristaltisme :
§ Electromyographie :
o ondes lentes = rythme électrique de base (REB) ayant une fréquence constante et une vitesse qui augmente vers le pylore, ils prennent naissance au niveau de la grosse tubérosité, au voisinage de la grande courbure gastrique, à partir d'une zone de commande: Pacemaker.
o ce REB s'accompagne de potentiel de pointe dans certains cas bien définis qui sont le repas et le jeun prolongé.
§ Manométrie : 2 types de contractions en fonction de leur amplitude :
o Contraction de type I : mouvement de segmentation, qui a pour rôle le mixage et le brassage des aliments sans aucune action propulsive.
o Contraction de type II : mouvement propulsif, qui permet d'éjecter le contenu gastrique vers le duodénum.
B- remplissage et vidange :
1- Remplissage : passif grâce à la relaxation adaptatrice du fundus.
2- Vidange :
§ commence dès le début du remplissage
§ varie en fonction de la nature, du volume et de la consistance du repas :
o rapide pour les repas abondants, liquides et froids,
o et ralentie pour les lipides, les acides et les solutions hypertoniques.
§ les aliments solides se transforment en bouillie = chyme avant de traverser le pylore qui constitue un sphincter à double rôle :
o freiner la vidange gastrique en empêchant le passage des gros fragments vers le duodénum.
o empêcher le reflux du contenu duodénal vers l'estomac.
§ Contrôle de la vidange :
o Contrôle myogénique : assuré par les ondes lentes.
o Contrôle nerveux :
- Le nerf vague et l'acétylcholine : ↑ le REB et l'amplitude des ondes lentes, donc déclenchent le potentiel de pointe.
- Le nerf splanchnique et l'adrénaline : ↓ la motricité gastrique.
o Contrôle hormonal : toutes les hormones qui ↑ la sécrétion gastrique ↑ la motricité de l'estomac.
o Facteurs physico-chimiques :
- le volume du repas agit par un mécanisme de réflexe vago-vagal.
- l'acidité, la pression osmotique et les lipides ont des récepteurs duodénaux inhibiteurs qui entraînent la sécrétion de certaines hormones comme la sécrétine…
- d'autres facteurs comme la douleur et l'émotion peuvent aussi ralentir la vidange gastrique.
C- vomissement :
§ ensemble des réactions motrices qui entraînent le rejet par la bouche du contenu gastro-intestinal, généralement précédé de nausées souvent accompagné de larmoiement, pâleur, sueur…
§ Enchaînement des actions motrices du vomissement :
o Fermeture du pylore et disparition des ondes péristaltiques.
o Contraction de l'antre.
o Contraction du diaphragme et des muscles abdominaux.
o Inspiration profonde avec fermeture de la glotte.
§ Pas d'anti-péristaltisme.
§ La synchronisation et l'enchaînement des mouvements est assuré par un centre bulbaire : le centre de vomissement, mis en jeu par :
o un mécanisme réflexe.
- une stimulation mécanique du pharynx.
- une excitation des labyrinthes.
- une augmentation de la pression intra-crânienne.
- une irritation, une distension, une compression d'un viscère : appendice, lithiase rénale ou biliaire.
o un mécanisme central : action directe de certains médicaments ou substances toxiques.
D- conclusion :
§ méthodes d'étude : électromyographie, manométrie, radiocinéma, endoscopie, repas liquide marqué et la scintigraphie gastrique.
§ Intérêt :
o accélération de la vidange gastrique : syndrome du dumping
o ralentissement avec stase des aliments dans l'estomac : gastroplégie ou sténose du pylore
o régurgitation pylorique : responsable de gastrite chronique ou ulcère gastrique
III- la motricité de l’intestin :
La motricité de l’intestin grêle :
§ l'intestin grêle mesure 5 à 6 m de long et assure 3 fonctions :
o mélanger les aliments avec les différents sucs digestifs.
o assurer un meilleur contact entre la muqueuse et le contenu intestinal, en vue de l'absorption.
o propulser le contenu intestinal dans le sens caudal.
§ sa paroi possède 2 couches musculaire lisses : longitudinale externe et circulaire interne.
§ son innervation est double :
o intrinsèque à l'aide du plexus de MEISSNER et d'AUERBACH,
o et extrinsèque par le biais du nerf vague et du nerf splanchnique.
A- Les mouvements intestinaux : 2 types :
§ les mouvements de type I :
o leur durée est courte, leur amplitude est variable, et leur fréquence est constante à un niveau donné de l’intestin.
o décroissance par paliers successifs vers l'iléon.
o correspondent à des mouvements de segmentations et assurent le brassage, ils ne sont pas propulsionnels.
§ les mouvements de type III : mouvements péristaltiques qui assurent la propulsion.
B- Organisation spatio-temporelle :
1- A jeun :
§ l’intestin grêle est le siège d'un complexe moteur migrant CMM,
§ il prend naissance au niveau du Pacemaker gastrique qui franchit le pylore et se propage en 90 à 120 min jusqu'à l'iléon, il ne franchit pas la valvule iléo-cæcale.
§ cette activité mécanique est bien organisée, propagée et cyclique avec 3 phases différentes :
o Phase 1 (dure 30 à 60 min) : phase de quiescence ou de relaxation.
o Phase 2 (dure 25 à 60 min) : faite d'une activité irrégulière où les contractions sont d'abord faibles et localisées et deviennent progressivement plus puissantes et propagées.
o Phase 3 (dure 5 à 10 min) : activité régulière faite de contraction qui sont propagées avec une vitesse plus grande au niveau du duodénum qu'au niveau de l'iléon.
2- Au cours du repas :
§ arrêt de CMM
§ et apparition d'une activité motrice irrégulière à la fois segmentaire et propulsive.
C- contrôle de la motricité intestinale :
§ contrôle myogène : représenté par des ondes lentes ou REB sur lesquelles se greffent les potentiels de pointe
§ contrôle nerveux :
o Intrinsèque :
- n'est pas nécessaire pour la segmentation
- mais indispensable pour le péristaltisme.
o Extrinsèque : ne déclenche pas la motricité mais il va la contrôler. Ainsi la stimulation du:
- système parasympathique ↑ la motricité
- système sympathique ↓ la motricité en diminuant le rythme de base.
§ Contrôle hormonal :
o la gastrine et la thyroxine ↑ la motricité.
o la sécrétine et le glucagon ↓ la motricité.
D- conclusion :
§ méthodes d’études : radiocinéma, électromyographie, manomètre et appréciation globale de la durée du transit.
§ intérêt :
o diminution de la motricité dans le syndrome d'occlusion fonctionnelle ou iléus paralytique.
o augmentation de la motricité en cas de diarrhée.
La motricité colique :
§ le côlon assure
o les dernières transformations du chyme alimentaire en matière fécale,
o l'échange d'eau et d'électrolytes ainsi que la digestion bactérienne.
§ le côlon est un tube de 1,5 m, fermé à ses 2 extrémités par 2 sphincters :
o valvule iléo-cæcale à son extrémité supérieure.
o sphincter anal dans à son extrémité inférieure.
§ composé par 2 couches musculaires lisses : longitudinale externe et circulaire interne.
§ Son innervation est double :
o Intrinsèque par le plexus de MEISSENER et AUERBACH.
o Extrinsèque par le système parasympathique et sympathique.
A- les mouvements segmentaires :
§ stationnaires, non propulsifs.
§ ce sont les contractions anulaires rythmiques qui provoquent la segmentation du contenu intestinal et favorisent les mouvements hydro-électrolytiques à ce niveau.
B- les mouvements propulsifs : ils sont de 2 types en fonction de leur siège anatomique :
§ Au niveau du côlon droit et transverse : les mouvements s'effectuent sur des petits segments de 3 à 4 cm.
§ Au niveau du côlon gauche et sigmoïde : le mouvement est plus étendu et plus puissant assurant le remplissage du rectum une à deux fois par jour.
C- contrôle de la motricité :
§ contrôle myogène.
§ contrôle nerveux.
§ contrôle hormonal.
§ autres facteurs :
o le sommeil inhibe la motricité.
o le repas stimule la motricité : réflexe gastro-colique.
o es médicaments.
o les états psycho-affectifs…
D- conclusion :
§ les méthodes d'étude : radiocinéma, temps de transit, manométrie et électromyographie.
§ Intérêt :
o Diarrhée par disparition des mouvements de segmentation.
o Constipation
IV- la motricité anorectale :
§ La motricité anorectale assure 2 fonctions physiologiques : la défécation et la continence.
§ C'est une activité cyclique dans laquelle la phase de continence est la plus longue.
§ L'arrivée des matières fécales dans le rectum entraîne une distension des parois rectales ce qui entraîne une perception consciente du besoin d'aller à la selle.
§ le canal anal est constitué par 2 sphincters : lisse interne et strié externe.
§ pendant la période de continence, le canal anal et le rectum forment un angle droit à cause de la contraction du muscle releveur de l'anus.
A- besoin pouvant être satisfait : la défécation :
1- Description :
§ contraction des muscles abdominaux et du diaphragme
§ disparition de l'angulation ano-rectale à la suite du relâchement des muscles releveurs de l'anus.
§ fermeture de la charnière recto-sigmoïdienne.
§ relâchement des sphincters anaux ce qui permet aux contraction de chasser les matières fécales.
§ la fin est marquée par des contractions brutales des muscles releveurs de l'anus.
2- Mécanisme :
§ c'est un réflexe médullaire sous contrôle cérébral.
§ l'enchaînement des mouvements est cordonné par le centre médullaire sacré.
§ la section de la moelle lombaire entraîne une défécation réflexe mais le sujet est incontinent par abolition du contrôle cérébral.
B- besoin différé : l’incontinence :
§ le tonus sphinctérien permanent dépend de la contraction du sphincter interne (sa pression est autour de 40 et 60 cmH2O)
§ l'angulation ano-rectale est maintenue par la sangle des muscles releveurs.
§ les réflexes recto-sphinctériens : l'augmentation de la pression rectale entraîne
o une ↓ du tonus du sphincter interne = réflexe recto-anal inhibiteur (RRAI),
o et une ↑ du tonus du sphincter externe.
§ contraction volontaire du sphincter externe : efficace, le muscle strié se fatigue en moins d'une minute.
§ La capacité de distension des parois rectales ou compliance fait disparaître la sensation de besoin.
C- conclusion :
§ La motricité anorectale assure 2 fonctions physiologiques : la défécation et la continence.
§ Intérêt : incontinence anale par défaillance du contrôle sphinctérien.
13. Absorption intestinale : des glucides, des lipides, des protides, hydro électrolytique
13. Absorption intestinale : des glucides, des lipides, des protides, hydro électrolytique
§ La fonction principale de l'intestin est l'absorption des aliments après leur hydrolyse qui s'effectue au cours de la digestion.
§ L’absorption est le passage des nutriments de l'intestin grêle vers le sang et la lymphe, elle se fait par 3 mécanismes différents :
o Diffusion passive : passage des nutriments du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré, il se fait sans dépense d'énergie.
o Diffusion facilitée : passage dans le sens du gradient qui se fait plus rapidement à l'aide d'un transporteur.
o Transport actif : passage des nutriments contre un gradient de concentration, il consomme l'énergie.
I- l’absorption des glucides :
§ Les glucides sont représentés par :
o amidon et glycogène : 60%
o saccharose (glucose+fructose) : 30%
o lactose (glucose+galactose) : 10%
§ Ils doivent être hydrolysés en monosaccharides avant l'absorption.
o Glucose et galactose :
- Ils entrent en compétition pour le même transporteur : l'absorption de l'un freine celle de l'autre.
- absorbés par un mécanisme actif, à l’aide d’un transporteur Na+ dépendant.
o Fructose : nécessite un transporteur Na+ indépendant (diffusion facilitée).
§ L'absorption se fait au niveau du duodénum et du jéjunum, ensuite tous les sucres doivent rejoindre le foie par la veine porte.
II- l’absorption des lipides :
§ 98% des lipides sont représentés par les triglycérides TG.
§ leur digestion est exclusivement intraluminale :
o Emulsification par les sels biliaires
o Hydrolyse à l'aide de la lipase pancréatique
o Solubilisation à l'aide de micelles de sels biliaires.
§ A la phase membranaire il se produit un éclatement des micelles et ainsi libèrent leur contenu qui sera absorbé par diffusion passive au niveau de l'intestin proximal.
§ A la phase cellulaire les AG à longue chaîne et une partie du glycérol vont servir à resynthétisér des TG qui vont s'incorporer dans les chylomicrons et vont être drainés vers la lymphe.
§ Pour les AG à courte chaîne et le glycérol ils sont drainés vers le sang de la veine porte et pénètrent dans le foie.
III- l’absorption des protides :
§ 2 types de protides :
o exogènes : viennent des aliments (70 à 100 g/jour)
o endogènes : résultat de la sécrétion digestive, la desquamation cellulaires et de la fuite plasmatique (35 à130 g/jour)
§ après la digestion intraluminale, membranaire et cytoplasmique :
o Les acides aminés : sont transportés activement à l'aide d'un transporteur Na+ dépendant spécifique pour chaque acide aminé.
o Les dipeptides : sont transportés à l'aide de transporteurs spécifiques différents.
§ L'absorption se fait à l'intestin proximal, puis les protides sont drainés vers la veine porte et ensuite vers le foie.
IV- l’absorption hydro électrolytiques :
A- l’eau :
§ Origine :
o Exogène : c'est l'eau d'ingestion ou celle qui est liée aux aliments (2 l/jour)
o Endogène : elle provient des sécrétions gastriques, pancréatiques et biliaires (7 l/jour)
§ L’absorption au niveau du côlon et de l’iléon et moins importante qu’au niveau du jéjunum.
§ le mouvement d'eau est passif et secondaire au gradient osmotique. Il est bidirectionnel :
o de la lumière intestinale vers l'intestin : c'est le flux entrant.
o de l'intestin vers la lumière intestinale: c'est le flux sortant.
→ la différence entre les deux flux est le flux net, il est toujours supérieur à 0 chez le sujet normal, il peut s'inverser en cas de diarrhée.
B- les électrolytes:
§ Na+ :
o absorbé activement tout au long de l'intestin grêle et du côlon.
o son absorption est augmentée par le glucose.
§ K+ et Cl- : suivent passivement les mouvements de Na+.
§ HCO3 - :
o absorbés activement dans la jéjunum,
o et légèrement sécrétés au niveau du duodénum.
§ Ca2+ :
o absorbé par un mécanisme actif surtout dans le jéjunum et le duodénum,
o cette absorption est augmentée par la vitamine D.
§ Fer :
o absorbé sous forme ferreux (Fe2+) au niveau de l'intestin proximal par un mécanisme actif.
o son absorption est augmentée par HCl et l'acide ascorbique.
C- les agents modifiants les mouvements d'eau et des électrolytes :
Ce sont les hormones gastro-intestinales :
§ VIP : entraîne une sécrétion, elle inverse le flux net.
§ ADH : diminue le flux entrant.
§ Sels biliaires : diminue le flux entrant.
§ Agents laxatifs : augmentent l'excrétion intestinale d'eau (flux sortant).
V- conclusion :
§ L’absorption intestinale nécessite au préalable une digestion normale.
§ Elle a lieu essentiellement dans le duodénum et le jéjunum, l’iléon étant le siège de l’absorption de la vitB12 et des selles biliaires.
§ Son importance explique la gravité des résections du grêle.
§ La fonction principale de l'intestin est l'absorption des aliments après leur hydrolyse qui s'effectue au cours de la digestion.
§ L’absorption est le passage des nutriments de l'intestin grêle vers le sang et la lymphe, elle se fait par 3 mécanismes différents :
o Diffusion passive : passage des nutriments du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré, il se fait sans dépense d'énergie.
o Diffusion facilitée : passage dans le sens du gradient qui se fait plus rapidement à l'aide d'un transporteur.
o Transport actif : passage des nutriments contre un gradient de concentration, il consomme l'énergie.
I- l’absorption des glucides :
§ Les glucides sont représentés par :
o amidon et glycogène : 60%
o saccharose (glucose+fructose) : 30%
o lactose (glucose+galactose) : 10%
§ Ils doivent être hydrolysés en monosaccharides avant l'absorption.
o Glucose et galactose :
- Ils entrent en compétition pour le même transporteur : l'absorption de l'un freine celle de l'autre.
- absorbés par un mécanisme actif, à l’aide d’un transporteur Na+ dépendant.
o Fructose : nécessite un transporteur Na+ indépendant (diffusion facilitée).
§ L'absorption se fait au niveau du duodénum et du jéjunum, ensuite tous les sucres doivent rejoindre le foie par la veine porte.
II- l’absorption des lipides :
§ 98% des lipides sont représentés par les triglycérides TG.
§ leur digestion est exclusivement intraluminale :
o Emulsification par les sels biliaires
o Hydrolyse à l'aide de la lipase pancréatique
o Solubilisation à l'aide de micelles de sels biliaires.
§ A la phase membranaire il se produit un éclatement des micelles et ainsi libèrent leur contenu qui sera absorbé par diffusion passive au niveau de l'intestin proximal.
§ A la phase cellulaire les AG à longue chaîne et une partie du glycérol vont servir à resynthétisér des TG qui vont s'incorporer dans les chylomicrons et vont être drainés vers la lymphe.
§ Pour les AG à courte chaîne et le glycérol ils sont drainés vers le sang de la veine porte et pénètrent dans le foie.
III- l’absorption des protides :
§ 2 types de protides :
o exogènes : viennent des aliments (70 à 100 g/jour)
o endogènes : résultat de la sécrétion digestive, la desquamation cellulaires et de la fuite plasmatique (35 à130 g/jour)
§ après la digestion intraluminale, membranaire et cytoplasmique :
o Les acides aminés : sont transportés activement à l'aide d'un transporteur Na+ dépendant spécifique pour chaque acide aminé.
o Les dipeptides : sont transportés à l'aide de transporteurs spécifiques différents.
§ L'absorption se fait à l'intestin proximal, puis les protides sont drainés vers la veine porte et ensuite vers le foie.
IV- l’absorption hydro électrolytiques :
A- l’eau :
§ Origine :
o Exogène : c'est l'eau d'ingestion ou celle qui est liée aux aliments (2 l/jour)
o Endogène : elle provient des sécrétions gastriques, pancréatiques et biliaires (7 l/jour)
§ L’absorption au niveau du côlon et de l’iléon et moins importante qu’au niveau du jéjunum.
§ le mouvement d'eau est passif et secondaire au gradient osmotique. Il est bidirectionnel :
o de la lumière intestinale vers l'intestin : c'est le flux entrant.
o de l'intestin vers la lumière intestinale: c'est le flux sortant.
→ la différence entre les deux flux est le flux net, il est toujours supérieur à 0 chez le sujet normal, il peut s'inverser en cas de diarrhée.
B- les électrolytes:
§ Na+ :
o absorbé activement tout au long de l'intestin grêle et du côlon.
o son absorption est augmentée par le glucose.
§ K+ et Cl- : suivent passivement les mouvements de Na+.
§ HCO3 - :
o absorbés activement dans la jéjunum,
o et légèrement sécrétés au niveau du duodénum.
§ Ca2+ :
o absorbé par un mécanisme actif surtout dans le jéjunum et le duodénum,
o cette absorption est augmentée par la vitamine D.
§ Fer :
o absorbé sous forme ferreux (Fe2+) au niveau de l'intestin proximal par un mécanisme actif.
o son absorption est augmentée par HCl et l'acide ascorbique.
C- les agents modifiants les mouvements d'eau et des électrolytes :
Ce sont les hormones gastro-intestinales :
§ VIP : entraîne une sécrétion, elle inverse le flux net.
§ ADH : diminue le flux entrant.
§ Sels biliaires : diminue le flux entrant.
§ Agents laxatifs : augmentent l'excrétion intestinale d'eau (flux sortant).
V- conclusion :
§ L’absorption intestinale nécessite au préalable une digestion normale.
§ Elle a lieu essentiellement dans le duodénum et le jéjunum, l’iléon étant le siège de l’absorption de la vitB12 et des selles biliaires.
§ Son importance explique la gravité des résections du grêle.
12. Sécrétion gastrique : origine et régulation
12. Sécrétion gastrique : origine et régulation
§ Le suc gastrique provient de la muqueuse de l'estomac.
§ c’est un liquide incolore, inodore, à pH acide, légèrement visqueux, son débit est de 1,5 l/jour, et peut atteindre 2 l/jour. Ce débit est rythmé par le repas et varie selon
o le sexe : plus important chez l'homme que chez la femme,
o l'âge : atteint son maximum entre 20 et 30 ans et diminue ensuite avec l'âge.
§ Le contrôle de la sécrétion gastrique est un contrôle nerveux et hormonal qui se déroule d'une façon enchaînée et harmonieuse.
I- origine :
Le suc gastrique provient de la muqueuse de l'estomac ; faite d'une couche monocellulaire et qui présente de nombreuses cryptes au fond desquelles s'ouvrent des glandes :
§ dans fundus :
o les cellules muqueuses sécrètent le mucus :
- protège l'estomac de l'auto-digestion acido-petipdique.
o les cellules pariétales sécrètent :
- l'acide chlorhydrique : effet bactériostatique.
- et des facteurs intrinsèques : rôle important dans l'hématopoïèse (absorption de la vitamine B12)
o les cellules principales sécrètent des enzymes = la pepsine :
- sécrétée sous forme de pepsinogène (forme inactive), qui va sortir de la cellule sous l'action de HCl et devient pepsine active.
- c’est est une endopeptidase qui va hydrolyser les protéines alimentaires en peptones.
- son pH d'activité maximale est autour de 2.
- inactive en milieu neutre ou alcalin.
§ dans l'antre:
o les cellules muqueuses sécrètent le mucus,
o et surtout les cellules G qui sécrètent la gastrine.
Selon la théorie de PAVLOV-HOLLANDER le suc gastrique est le résultat du mélange de 2 composants différent :
§ un composant pariétal ou acide primaire :
o sécrété par les cellules pariétales du fundus,
o cette sécrétion se fait à une concentration maximale et un débit variable en fonction de l'intensité de la stimulation.
§ un composant non pariétal ou alcalin :
o sécrété par les autres cellules sauf les cellules pariétales,
o il est sécrété à une concentration et un débit constants quelque soit l'intensité de la stimulation.
II- régulation :
A- agents stimulants :
§ hormonaux : la gastrine ; sécrétée par les cellules G de la muqueuse antrale.
Sa sécrétion est
o Stimulée par :
- La distension mécanique de l'antre.
- L'alcalisation de l’antre.
- Les aliments sécrétagogues.
- Le nerf pneumogastrique.
o Inhibée par :
- L'acidification du contenu gastrique (rétro-contrôle négatif pH dépendant).
- Inhibiteurs hormonaux : sécrétine, somatostatine, glucagon.
Action :
o stimule les cellules pariétales et déclenche rapidement la sécrétion de l'eau, du HCl, et des facteurs intrinsèques.
o + action secondaire très faible sur les cellules principales pour la sécrétion de pepsine
§ nerveux :
o La stimulation du nerf pneumogastrique X entraîne une sécrétion riche en pepsine et en HCl.
o Son action s'exerce par 3 mécanismes :
- action directe sur les cellules principales (plus importante que celle de la gastrine)
- stimule les cellules G.
- sensibilise les cellules pariétales à l'action de la gastrine = synergie Vagogastrinique
§ Autres agents :
o L'histamine.
o La pentagastrine.
o L'insuline : L'hypoglycémie spontanée ou provoquée par injection de l'insuline stimule les centres hypothalamiques du contrôle du nerf vague.
B- Agents inhibiteurs :
§ Antraux : le rétro-contrôle négatif pH dépendant.
§ Intestinaux :
o La sécrétine
o G.I.P (gastric inhibiteur peptide).
o V.I.P (vasoactive intestinal peptide)
§ Pharmacologiques :
o L'atropine : antagoniste de l'acétyle choline.
o Les anti-histaminiques H2.
o Les inhibiteurs de la pompe H+-K+-ATPase
o Les prostaglandines E2 et F2.
C- Mise en jeu du contrôle :
1- En dehors des repas : il y a une sécrétion basale de faible volume, varie en fonction de l'âge et du sexe.
2- Au moment du repas :
§ la sécrétion augmente, atteint un maximum, et diminue ensuite progressivement
§ elle évolue suivant un cycle de 4-5 heures, comprend 3 phases :
o La phase céphalique :
- Le mécanisme est d’origine sensorielle ; il fait intervenir le X
- Peut être mis en évidence par l'expérience du repas fictif.
o La phase gastrique : dépend de l’entrée des aliments dans l’estomac
o La phase intestinale : phase dite également inhibitrice, mais produit des actions stimulantes.
III- conclusion :
§ La sécrétion gastrique est principalement composée d'eau, d'acide chlorhydrique et d'enzymes protéolytiques.
§ L'estomac sécrète également un mucus qui protège sa paroi de l'auto-digestion acido-petipdique.
§ L’insuffisance sécrétoire entraîne :
o gastrite chronique atrophique (atrophie des cellules pariétales et principales).
o syndrome de VIERNER.
§ L’hyper sécrétoire est responsable :
o ulcère gastro-duodénal
o Syndrome de ZOLLINGER-ELLISON
§ Le suc gastrique provient de la muqueuse de l'estomac.
§ c’est un liquide incolore, inodore, à pH acide, légèrement visqueux, son débit est de 1,5 l/jour, et peut atteindre 2 l/jour. Ce débit est rythmé par le repas et varie selon
o le sexe : plus important chez l'homme que chez la femme,
o l'âge : atteint son maximum entre 20 et 30 ans et diminue ensuite avec l'âge.
§ Le contrôle de la sécrétion gastrique est un contrôle nerveux et hormonal qui se déroule d'une façon enchaînée et harmonieuse.
I- origine :
Le suc gastrique provient de la muqueuse de l'estomac ; faite d'une couche monocellulaire et qui présente de nombreuses cryptes au fond desquelles s'ouvrent des glandes :
§ dans fundus :
o les cellules muqueuses sécrètent le mucus :
- protège l'estomac de l'auto-digestion acido-petipdique.
o les cellules pariétales sécrètent :
- l'acide chlorhydrique : effet bactériostatique.
- et des facteurs intrinsèques : rôle important dans l'hématopoïèse (absorption de la vitamine B12)
o les cellules principales sécrètent des enzymes = la pepsine :
- sécrétée sous forme de pepsinogène (forme inactive), qui va sortir de la cellule sous l'action de HCl et devient pepsine active.
- c’est est une endopeptidase qui va hydrolyser les protéines alimentaires en peptones.
- son pH d'activité maximale est autour de 2.
- inactive en milieu neutre ou alcalin.
§ dans l'antre:
o les cellules muqueuses sécrètent le mucus,
o et surtout les cellules G qui sécrètent la gastrine.
Selon la théorie de PAVLOV-HOLLANDER le suc gastrique est le résultat du mélange de 2 composants différent :
§ un composant pariétal ou acide primaire :
o sécrété par les cellules pariétales du fundus,
o cette sécrétion se fait à une concentration maximale et un débit variable en fonction de l'intensité de la stimulation.
§ un composant non pariétal ou alcalin :
o sécrété par les autres cellules sauf les cellules pariétales,
o il est sécrété à une concentration et un débit constants quelque soit l'intensité de la stimulation.
II- régulation :
A- agents stimulants :
§ hormonaux : la gastrine ; sécrétée par les cellules G de la muqueuse antrale.
Sa sécrétion est
o Stimulée par :
- La distension mécanique de l'antre.
- L'alcalisation de l’antre.
- Les aliments sécrétagogues.
- Le nerf pneumogastrique.
o Inhibée par :
- L'acidification du contenu gastrique (rétro-contrôle négatif pH dépendant).
- Inhibiteurs hormonaux : sécrétine, somatostatine, glucagon.
Action :
o stimule les cellules pariétales et déclenche rapidement la sécrétion de l'eau, du HCl, et des facteurs intrinsèques.
o + action secondaire très faible sur les cellules principales pour la sécrétion de pepsine
§ nerveux :
o La stimulation du nerf pneumogastrique X entraîne une sécrétion riche en pepsine et en HCl.
o Son action s'exerce par 3 mécanismes :
- action directe sur les cellules principales (plus importante que celle de la gastrine)
- stimule les cellules G.
- sensibilise les cellules pariétales à l'action de la gastrine = synergie Vagogastrinique
§ Autres agents :
o L'histamine.
o La pentagastrine.
o L'insuline : L'hypoglycémie spontanée ou provoquée par injection de l'insuline stimule les centres hypothalamiques du contrôle du nerf vague.
B- Agents inhibiteurs :
§ Antraux : le rétro-contrôle négatif pH dépendant.
§ Intestinaux :
o La sécrétine
o G.I.P (gastric inhibiteur peptide).
o V.I.P (vasoactive intestinal peptide)
§ Pharmacologiques :
o L'atropine : antagoniste de l'acétyle choline.
o Les anti-histaminiques H2.
o Les inhibiteurs de la pompe H+-K+-ATPase
o Les prostaglandines E2 et F2.
C- Mise en jeu du contrôle :
1- En dehors des repas : il y a une sécrétion basale de faible volume, varie en fonction de l'âge et du sexe.
2- Au moment du repas :
§ la sécrétion augmente, atteint un maximum, et diminue ensuite progressivement
§ elle évolue suivant un cycle de 4-5 heures, comprend 3 phases :
o La phase céphalique :
- Le mécanisme est d’origine sensorielle ; il fait intervenir le X
- Peut être mis en évidence par l'expérience du repas fictif.
o La phase gastrique : dépend de l’entrée des aliments dans l’estomac
o La phase intestinale : phase dite également inhibitrice, mais produit des actions stimulantes.
III- conclusion :
§ La sécrétion gastrique est principalement composée d'eau, d'acide chlorhydrique et d'enzymes protéolytiques.
§ L'estomac sécrète également un mucus qui protège sa paroi de l'auto-digestion acido-petipdique.
§ L’insuffisance sécrétoire entraîne :
o gastrite chronique atrophique (atrophie des cellules pariétales et principales).
o syndrome de VIERNER.
§ L’hyper sécrétoire est responsable :
o ulcère gastro-duodénal
o Syndrome de ZOLLINGER-ELLISON
11. Fonction biliaire : sécrétion, excrétion et détoxication
11. Fonction biliaire : sécrétion, excrétion et détoxication
§ Le foie joue un rôle important dans la détoxication, et un rôle exclusif dans la sécrétion et l'excrétion de la bile.
§ La bile est sécrétée en continu par le foie, puis stockée dans la vésicule biliaire qui la concentre, mais n’est excrétée dans le duodénum qu’au 30 minutes après un repas
I- la sécrétion :
A- Bile hépatique : provient directement de la cellule hépatique
Electrolytes :
§ Les cations sont identiques au plasma
§ Les anions, dont la concentration varie, consistent surtout en sels biliaires + HCO3- + Cl-
Bilirubine :
§ produit de dégradation de l’hème :
o 80 % de la bilirubine proviennent de l’Hb libérée par le vieillissement des GR.
o 20 % proviennent des autres hémoprotéines (myoglobine).
§ transportée dans le plasma par l’albumine (sinon toxique pour le cerveau)
§ captée au pôle sinusoïde des hépatocytes, glucuronoconjuguée puis sécrétée dans la bile sous forme de micelles avec le cholestérol, les sels biliaires et les phospholipides
§ arrivée dans l’intestin, elle sera déconjuguée et transformée en urobiline (éliminée dans les urines) et en stercobiline (éliminée dans les selles)
Les lipides de la bile:
§ Sels biliaires :
o dérivés de l’acide cholique (+ Na ou K)
o les sels biliaires I :
- synthétisés par le foie à partir du cholestérol.
- conjugués puis concentrés dans la vésicule biliaire.
- ils seront excrétés dans le duodénum en même temps que la bile.
- une grande partie (+80%) est recaptée et reconjuguée au cours du cycle entéro-porto-hépatique
o les sels biliaires II :
- résultent de l'action des bactéries intestinales qui vont déconjuguer les sels biliaires I.
- une partie va rejoindre le foie, ce qui n'est pas absorbé sera éliminé par les selles.
o Rôles :
- solubilisent les acides gras, le cholestérol et les phospholipides pour l’absorption
- déclenchent et maintiennent la sécrétion biliaire.
- inhibent la réabsorption d'eau et des électrolytes dans le colon.
§ Phospholipides :
o représentent 20% des lipides de la bile (lécithines).
o leurs synthèses et leurs excrétions dans la bile dépendent des sels biliaires.
§ Cholestérol :
o représente 6% des lipides de la bile.
o au niveau de l'intestin, le cholestérol hépatique se mélange avec le cholestérol alimentaire et le cholestérol de la desquamation cellulaire.
o une fraction importante est réabsorbée dans l'intestin proximal et retourne au foie par le cycle entéro-hépatique, le reste non absorbé sera métabolisé par les bactéries intestinales et éliminé dans les selles sous forme de coprostanol.
§ NB : Les sels biliaires, le cholestérol et les phospholipides sont présents dans la bile à des proportions précises, ce qui détermine la zone de solubilité micellaire : diagramme d'AMIDRAN-SMALL.
B- Mécanismes de cholérèse (sécrétion de bile par le foie)
1- la sécrétion hépatocytaire (canaliculaire)
§ Fraction dépendante des sels biliaires : cette sécrétion
o se fait selon un mécanisme osmotique.
o est auto-entretenue par un cycle entéro-hépatique.
§ Fraction indépendante des sels biliaires : cette sécrétion est couplée au transport actif du Na+.
2- Cholérèse ductulaire et canalaire
§ stimulée par la sécrétine : hormone qui augmente le débit de H2O sans augmenter le débit des sels biliaires.
§ d'autres hormones vont intervenir comme le glucagon, les CCK, la gastrine, leur sécrétion est plus faible que la sécrétine.
II- l’excrétion :
§ Formation de la bile vésiculaire : la bile hépatique devient bile vésiculaire à cause du phénomène de la concentration et de la sécrétion :
o la concentration :
- consiste en la réabsorption : eau, Cl-, HCO3- et également en un enrichissement en Na+, K+, Ca2+.
- la teneur en sels biliaires, en cholestérol et en bilirubine est 5 à 10 fois dans la bile vésiculaire.
o la sécrétion : du mucus et des glycoprotéines par les cellules muqueuses de l'épithélium vésiculaire.
§ Remplissage et vidange de la vésicule biliaire :
o le remplissage :
- phénomène passif qui s'effectue entre les repas : période inter digestive.
- dû surtout à la résistance du sphincter d’Oddi.
o la vidange :
- phénomène actif, déclenché par l'arrivée des aliments dans le duodénum.
- contraction de la vésicule et relaxation du sphincter d’Oddi.
§ Commandes de la motricité :
o commande hormonale :
- CCK : stimule simultanément la contraction de la vésicule biliaire et le relâchement du sphincter d'Oddi.
- Gastrine : effet cholécystokinétique à forte dose.
o commande nerveuse :
- la simulation du X contracte la vésicule biliaire et relâche le sphincter d'Oddi.
- la stimulation du nerf splanchnique (système orthosympathique) relâche la vésicule biliaire et ferme le sphincter d'Oddi.
- autres facteurs : la douleur, la peur, l'émotion…entraînent un spasme du sphincter et diminuent l'excrétion biliaire. De même pour certains médicaments en particulier la morphine, l'alcool…
III- Détoxication
§ Le foie joue un rôle crucial dans la détoxication des substances qui sont nuisibles pour le corps, et dont il doit assurer l'excrétion, elles peuvent être :
o Endogènes : comme les produits de métabolismes normal (l’ammoniaque…) et les excès d’hormones (en particulier, les hormones sexuelles comme l’estrogène).
o Exogènes : comme les aliments, les médicaments, l’alcool, les drogues, les solvants, les pesticides et les métaux lourds….
§ Toutes ces substances seront transmises au foie par la veine porte puis éliminées dans la bile après différentes transformations, c'est ce qu'on appelle : la fonction de détoxication du foie. Ces transformations consistent à :
o l'augmentation de la polarité de la substance à éliminer pour solubilisation dans H2O : greffe enzymatique d’OH, NH2 ou COOH
o l'augmentation de son poids moléculaire pour diminuer la réabsorption. Exemple: conjugaison de la bilirubine.
§ Lorsqu’une personne est exposée à ces produits chimiques à des niveaux élevés, le foie peut être débordé.
IV- conclusion :
§ L'hépatocyte est capable de solubiliser de nombreuses substances endogènes ou exogènes, pour les excréter dans la bile.
§ La bile facilite l'absorption des lipides; sans absence entraîne une malabsorption des lipides, ce qui provoque un déficit en vitamines A, E, K, D et en cholestérol. Ceci est à l'origine d'amaigrissement, de stéatorhée, et d'avitaminose de type K qui est responsable d'anémies et de troubles hémorragiques.
§ la bilirubine n'a aucune action physiologique, c'est un déchet de l'organisme qui doit être éliminé et dont l'accumulation dans le sang provoque l'ictère.
§ Le foie joue un rôle important dans la détoxication, et un rôle exclusif dans la sécrétion et l'excrétion de la bile.
§ La bile est sécrétée en continu par le foie, puis stockée dans la vésicule biliaire qui la concentre, mais n’est excrétée dans le duodénum qu’au 30 minutes après un repas
I- la sécrétion :
A- Bile hépatique : provient directement de la cellule hépatique
Electrolytes :
§ Les cations sont identiques au plasma
§ Les anions, dont la concentration varie, consistent surtout en sels biliaires + HCO3- + Cl-
Bilirubine :
§ produit de dégradation de l’hème :
o 80 % de la bilirubine proviennent de l’Hb libérée par le vieillissement des GR.
o 20 % proviennent des autres hémoprotéines (myoglobine).
§ transportée dans le plasma par l’albumine (sinon toxique pour le cerveau)
§ captée au pôle sinusoïde des hépatocytes, glucuronoconjuguée puis sécrétée dans la bile sous forme de micelles avec le cholestérol, les sels biliaires et les phospholipides
§ arrivée dans l’intestin, elle sera déconjuguée et transformée en urobiline (éliminée dans les urines) et en stercobiline (éliminée dans les selles)
Les lipides de la bile:
§ Sels biliaires :
o dérivés de l’acide cholique (+ Na ou K)
o les sels biliaires I :
- synthétisés par le foie à partir du cholestérol.
- conjugués puis concentrés dans la vésicule biliaire.
- ils seront excrétés dans le duodénum en même temps que la bile.
- une grande partie (+80%) est recaptée et reconjuguée au cours du cycle entéro-porto-hépatique
o les sels biliaires II :
- résultent de l'action des bactéries intestinales qui vont déconjuguer les sels biliaires I.
- une partie va rejoindre le foie, ce qui n'est pas absorbé sera éliminé par les selles.
o Rôles :
- solubilisent les acides gras, le cholestérol et les phospholipides pour l’absorption
- déclenchent et maintiennent la sécrétion biliaire.
- inhibent la réabsorption d'eau et des électrolytes dans le colon.
§ Phospholipides :
o représentent 20% des lipides de la bile (lécithines).
o leurs synthèses et leurs excrétions dans la bile dépendent des sels biliaires.
§ Cholestérol :
o représente 6% des lipides de la bile.
o au niveau de l'intestin, le cholestérol hépatique se mélange avec le cholestérol alimentaire et le cholestérol de la desquamation cellulaire.
o une fraction importante est réabsorbée dans l'intestin proximal et retourne au foie par le cycle entéro-hépatique, le reste non absorbé sera métabolisé par les bactéries intestinales et éliminé dans les selles sous forme de coprostanol.
§ NB : Les sels biliaires, le cholestérol et les phospholipides sont présents dans la bile à des proportions précises, ce qui détermine la zone de solubilité micellaire : diagramme d'AMIDRAN-SMALL.
B- Mécanismes de cholérèse (sécrétion de bile par le foie)
1- la sécrétion hépatocytaire (canaliculaire)
§ Fraction dépendante des sels biliaires : cette sécrétion
o se fait selon un mécanisme osmotique.
o est auto-entretenue par un cycle entéro-hépatique.
§ Fraction indépendante des sels biliaires : cette sécrétion est couplée au transport actif du Na+.
2- Cholérèse ductulaire et canalaire
§ stimulée par la sécrétine : hormone qui augmente le débit de H2O sans augmenter le débit des sels biliaires.
§ d'autres hormones vont intervenir comme le glucagon, les CCK, la gastrine, leur sécrétion est plus faible que la sécrétine.
II- l’excrétion :
§ Formation de la bile vésiculaire : la bile hépatique devient bile vésiculaire à cause du phénomène de la concentration et de la sécrétion :
o la concentration :
- consiste en la réabsorption : eau, Cl-, HCO3- et également en un enrichissement en Na+, K+, Ca2+.
- la teneur en sels biliaires, en cholestérol et en bilirubine est 5 à 10 fois dans la bile vésiculaire.
o la sécrétion : du mucus et des glycoprotéines par les cellules muqueuses de l'épithélium vésiculaire.
§ Remplissage et vidange de la vésicule biliaire :
o le remplissage :
- phénomène passif qui s'effectue entre les repas : période inter digestive.
- dû surtout à la résistance du sphincter d’Oddi.
o la vidange :
- phénomène actif, déclenché par l'arrivée des aliments dans le duodénum.
- contraction de la vésicule et relaxation du sphincter d’Oddi.
§ Commandes de la motricité :
o commande hormonale :
- CCK : stimule simultanément la contraction de la vésicule biliaire et le relâchement du sphincter d'Oddi.
- Gastrine : effet cholécystokinétique à forte dose.
o commande nerveuse :
- la simulation du X contracte la vésicule biliaire et relâche le sphincter d'Oddi.
- la stimulation du nerf splanchnique (système orthosympathique) relâche la vésicule biliaire et ferme le sphincter d'Oddi.
- autres facteurs : la douleur, la peur, l'émotion…entraînent un spasme du sphincter et diminuent l'excrétion biliaire. De même pour certains médicaments en particulier la morphine, l'alcool…
III- Détoxication
§ Le foie joue un rôle crucial dans la détoxication des substances qui sont nuisibles pour le corps, et dont il doit assurer l'excrétion, elles peuvent être :
o Endogènes : comme les produits de métabolismes normal (l’ammoniaque…) et les excès d’hormones (en particulier, les hormones sexuelles comme l’estrogène).
o Exogènes : comme les aliments, les médicaments, l’alcool, les drogues, les solvants, les pesticides et les métaux lourds….
§ Toutes ces substances seront transmises au foie par la veine porte puis éliminées dans la bile après différentes transformations, c'est ce qu'on appelle : la fonction de détoxication du foie. Ces transformations consistent à :
o l'augmentation de la polarité de la substance à éliminer pour solubilisation dans H2O : greffe enzymatique d’OH, NH2 ou COOH
o l'augmentation de son poids moléculaire pour diminuer la réabsorption. Exemple: conjugaison de la bilirubine.
§ Lorsqu’une personne est exposée à ces produits chimiques à des niveaux élevés, le foie peut être débordé.
IV- conclusion :
§ L'hépatocyte est capable de solubiliser de nombreuses substances endogènes ou exogènes, pour les excréter dans la bile.
§ La bile facilite l'absorption des lipides; sans absence entraîne une malabsorption des lipides, ce qui provoque un déficit en vitamines A, E, K, D et en cholestérol. Ceci est à l'origine d'amaigrissement, de stéatorhée, et d'avitaminose de type K qui est responsable d'anémies et de troubles hémorragiques.
§ la bilirubine n'a aucune action physiologique, c'est un déchet de l'organisme qui doit être éliminé et dont l'accumulation dans le sang provoque l'ictère.
10. Compartiments hydriques de l’organisme et leur régulation
10. Compartiments hydriques de l’organisme et leur régulation
§ L’eau totale de l’organisme représente 60% du poids corporel chez l’adulte, elle est répartie en 2 compartiments ; intracellulaire et extracellulaire.
§ le compartiment extracellulaire ou milieu intérieur : représente 20% poids corporel et 1/3 de l’eau totale de l’organisme.
§ le compartiment intracellulaire : représente 40% du poids corporel et 2/3 de l’eau totale de l’organisme.
I- compartiments hydriques de l’organisme :
A- Le compartiment extracellulaire :
1- Le secteur plasmatique :
§ contient le 1/4 d’eau du compartiment extracellulaire.
§ enfermé dans le système vasculaire, composé
o d’un volume globulaire
o et d’un volume plasmatique : formé de
- 93% d’eau plasmatique avec des électrolytes
- et 7% de protides et lipides
§ Il contient des électrolytes à raison de :
o 150mEq/l de cations où Na+ est le plus prédominant (142mEq/l),
o 150mEq/l d’anions où le Cl- (103mEq/l) et les HCO3- (26mEq/l) sont les prédominants.
o 70g/l (15mEq/l) de protéines : créent une pression oncotique de 25mmHg qui fait retenir l’eau et les solutés dans le plasma.
§ ces électrolytes exercent un pouvoir osmotique réel par rapport aux molécules d’eau
o appelée osmolalité plasmatique réelle : Posm réelle varie entre 290 et 300mosmol/kg H2O.
o elle peut être estimée à partir de la concentration plasmatique du sodium [Na] et on parle dans ce cas d’osmolalité plasmatique efficace : Posm efficace = 2[Na] (mmol/l).
2- Le secteur interstitiel :
§ contient le 3/4 d’eau du compartiment extracellulaire.
§ comprend :
o l’eau intercellulaire, la lymphe
o et les liquides non sanguins tels que le liquide synovial et céphalo-rachidien.
§ Sa composition en électrolytes est voisine de la composition du plasma.
§ Il contient une concentration en protéines très faible ou nulle d’où un certain équilibre entre les 2 secteurs (équilibre de Gibbs-Donnan) qui fait que
o sa composition en cations est presque égale à celle du plasma
o et sa composition en anions tels que le chlore (114mEq/l) et les HCO3- (29mEq/l) est élevée à celle du plasma.
B- Le compartiment intracellulaire :
§ répartie de manière hétérogène selon les tissus.
§ Ainsi, le tissu adipeux est très pauvre en eau et le % en eau de l’organisme est faible chez les sujets obèses.
§ Sa composition en électrolyte est très différente du milieu extracellulaire du fait de l’existence
o d’un équilibre de Gibbs-Donnan : lié à la présence de protéines intracellulaires qui sont considérées comme des anions non diffusibles
o d’une pompe Na-K ATPase qui expulse activement hors cellule le Na contre une entrée cellulaire de K.
§ donc la concentration intracellulaire :
o de Na+ (10mEq/l) et de Cl- (2mEq/l) est inférieure à celle du compartiment extracellulaire.
o de K+ (140mEq/l), de protéines (55mEq/l) et de phosphates organiques (120mEq/l) est supérieure a celle du compartiment extracellulaire.
II- régulation :
A- régulation des entrées d’eau par la soif :
§ le centre de la soif est situé dans aire pré optique latérale de l’hypothalamus qui contient des osmorécepteurs.
§ ces osmorécepteurs sont stimulés et déclenchent la sensation de la soif quand
o l’osmolalité plasmatique efficace dépasse 300mosm/Kg H2O
o le volume hydrique ou la PSA ↓ au moins de 10 à 15%
§ L’eau est apportée soit par voie
o Exogène : boissons ou alimentation : 1 à 3 L/24h en climat tempéré
o Endogène : métabolisme des glucides, lipides et protides : 500 ml/24h.
B- Régulation des sorties d’eau :
Les sorties d’eau sont soit:
§ Extra rénales :
o cutanées, respiratoires et digestives.
o normalement faibles, sauf en ces de sudation importante, d’hyperventilation ou de diarrhée hydro électrolytique.
§ Rénales : seul 1% d’eau filtrée passe dans l’urine définitive.
1- hormone antidiurétique ADH
§ synthétisée dans le corps cellulaire des noyaux supra optiques et para ventriculaires de l’hypothalamus.
§ stockée au niveau de la posthypophyse et libérée quand :
o la volémie ou la PSA ↓ au moins de 15%
o l’osmolalité efficace plasmatique dépasse 280mosm/Kg H2O
§ agit sur des récepteurs spécifiques dans les canaux collecteurs en augmentant sa perméabilité à l’eau et urée → diminution de la diurèse sans variation du débit de filtration glomérulaire.
§ la sécrétion de l’ADH est en fonction de l’état d’hydratation du sujet :
o si déshydratation : l’ADH est sécrétée en quantité maximale ce qui ↑ la réabsorption de l’eau au niveau du canal collecteur → l’urine sort du canal collecteur hypertonique
o si hyperhydratation : la sécrétion de l’ADH est absente ou minimale, le collecteur est imperméable à l’eau → l’urine sort hypotonique
2- l’aldostérone :
§ hormone sécrétée par la zone glomérulée de la corticosurrenale sous l’effet d’une ↓ du volume plasmatique induite par une restriction sodée.
§ entraîne une ↑ de la réabsorption du Na au niveau du tubule distal et canal collecteur cortical par stimulation de la pompe Na-K ATPase.
3- le peptide atrial natriurétique PAN:
§ sécrété par les myocytes auriculaires sous l’effet dune ↑ du volume plasmatique induite par un apport important du sodium.
§ Il ↑ le débit de filtration glomérulaire et l’excrétion rénale du Na+
4- le système sympathique :
§ la stimulation du système sympathique par ↓ de la décharge des barorécepteurs en cas d’une hypotension artérielle ou d’une hypo volémie est responsable d’une :
o vasoconstriction au niveau de l’artériole afférente,
o sécrétion de la rénine par les cellules épithéloïdes de l’artériole afférente
o stimulation directe de la réabsorption du Na au niveau du tubule proximal.
§ la combinaison de ces effets aboutit à la ↓ de l’excrétion du Na qui va tendre à rétablir une volémie normale.
III- conclusion :
§ L’eau totale de l’organisme représente 60 % du poids corporel, elle est répartie en deux compartiments extra et intracellulaire.
§ Le compartiment extracellulaire est divisé en 2 secteurs plasmatique et interstitiel. La composition de ces deux secteurs en anions est différente du fait de la présence de protéines dans le secteur plasmatique et son absence dans le secteur interstitiel.
§ Le compartiment intracellulaire est riche en K, protéines et phosphates organiques et pauvre en Na et en Cl par rapport au compartiment extracellulaire.
§ La régulation hydrique de l’organisme se fait sur les entrées d’eau par le mécanisme de la soif et sur les sorties rénales d’eau essentiellement par l’hormone antidiurétique.
§ L’eau totale de l’organisme représente 60% du poids corporel chez l’adulte, elle est répartie en 2 compartiments ; intracellulaire et extracellulaire.
§ le compartiment extracellulaire ou milieu intérieur : représente 20% poids corporel et 1/3 de l’eau totale de l’organisme.
§ le compartiment intracellulaire : représente 40% du poids corporel et 2/3 de l’eau totale de l’organisme.
I- compartiments hydriques de l’organisme :
A- Le compartiment extracellulaire :
1- Le secteur plasmatique :
§ contient le 1/4 d’eau du compartiment extracellulaire.
§ enfermé dans le système vasculaire, composé
o d’un volume globulaire
o et d’un volume plasmatique : formé de
- 93% d’eau plasmatique avec des électrolytes
- et 7% de protides et lipides
§ Il contient des électrolytes à raison de :
o 150mEq/l de cations où Na+ est le plus prédominant (142mEq/l),
o 150mEq/l d’anions où le Cl- (103mEq/l) et les HCO3- (26mEq/l) sont les prédominants.
o 70g/l (15mEq/l) de protéines : créent une pression oncotique de 25mmHg qui fait retenir l’eau et les solutés dans le plasma.
§ ces électrolytes exercent un pouvoir osmotique réel par rapport aux molécules d’eau
o appelée osmolalité plasmatique réelle : Posm réelle varie entre 290 et 300mosmol/kg H2O.
o elle peut être estimée à partir de la concentration plasmatique du sodium [Na] et on parle dans ce cas d’osmolalité plasmatique efficace : Posm efficace = 2[Na] (mmol/l).
2- Le secteur interstitiel :
§ contient le 3/4 d’eau du compartiment extracellulaire.
§ comprend :
o l’eau intercellulaire, la lymphe
o et les liquides non sanguins tels que le liquide synovial et céphalo-rachidien.
§ Sa composition en électrolytes est voisine de la composition du plasma.
§ Il contient une concentration en protéines très faible ou nulle d’où un certain équilibre entre les 2 secteurs (équilibre de Gibbs-Donnan) qui fait que
o sa composition en cations est presque égale à celle du plasma
o et sa composition en anions tels que le chlore (114mEq/l) et les HCO3- (29mEq/l) est élevée à celle du plasma.
B- Le compartiment intracellulaire :
§ répartie de manière hétérogène selon les tissus.
§ Ainsi, le tissu adipeux est très pauvre en eau et le % en eau de l’organisme est faible chez les sujets obèses.
§ Sa composition en électrolyte est très différente du milieu extracellulaire du fait de l’existence
o d’un équilibre de Gibbs-Donnan : lié à la présence de protéines intracellulaires qui sont considérées comme des anions non diffusibles
o d’une pompe Na-K ATPase qui expulse activement hors cellule le Na contre une entrée cellulaire de K.
§ donc la concentration intracellulaire :
o de Na+ (10mEq/l) et de Cl- (2mEq/l) est inférieure à celle du compartiment extracellulaire.
o de K+ (140mEq/l), de protéines (55mEq/l) et de phosphates organiques (120mEq/l) est supérieure a celle du compartiment extracellulaire.
II- régulation :
A- régulation des entrées d’eau par la soif :
§ le centre de la soif est situé dans aire pré optique latérale de l’hypothalamus qui contient des osmorécepteurs.
§ ces osmorécepteurs sont stimulés et déclenchent la sensation de la soif quand
o l’osmolalité plasmatique efficace dépasse 300mosm/Kg H2O
o le volume hydrique ou la PSA ↓ au moins de 10 à 15%
§ L’eau est apportée soit par voie
o Exogène : boissons ou alimentation : 1 à 3 L/24h en climat tempéré
o Endogène : métabolisme des glucides, lipides et protides : 500 ml/24h.
B- Régulation des sorties d’eau :
Les sorties d’eau sont soit:
§ Extra rénales :
o cutanées, respiratoires et digestives.
o normalement faibles, sauf en ces de sudation importante, d’hyperventilation ou de diarrhée hydro électrolytique.
§ Rénales : seul 1% d’eau filtrée passe dans l’urine définitive.
1- hormone antidiurétique ADH
§ synthétisée dans le corps cellulaire des noyaux supra optiques et para ventriculaires de l’hypothalamus.
§ stockée au niveau de la posthypophyse et libérée quand :
o la volémie ou la PSA ↓ au moins de 15%
o l’osmolalité efficace plasmatique dépasse 280mosm/Kg H2O
§ agit sur des récepteurs spécifiques dans les canaux collecteurs en augmentant sa perméabilité à l’eau et urée → diminution de la diurèse sans variation du débit de filtration glomérulaire.
§ la sécrétion de l’ADH est en fonction de l’état d’hydratation du sujet :
o si déshydratation : l’ADH est sécrétée en quantité maximale ce qui ↑ la réabsorption de l’eau au niveau du canal collecteur → l’urine sort du canal collecteur hypertonique
o si hyperhydratation : la sécrétion de l’ADH est absente ou minimale, le collecteur est imperméable à l’eau → l’urine sort hypotonique
2- l’aldostérone :
§ hormone sécrétée par la zone glomérulée de la corticosurrenale sous l’effet d’une ↓ du volume plasmatique induite par une restriction sodée.
§ entraîne une ↑ de la réabsorption du Na au niveau du tubule distal et canal collecteur cortical par stimulation de la pompe Na-K ATPase.
3- le peptide atrial natriurétique PAN:
§ sécrété par les myocytes auriculaires sous l’effet dune ↑ du volume plasmatique induite par un apport important du sodium.
§ Il ↑ le débit de filtration glomérulaire et l’excrétion rénale du Na+
4- le système sympathique :
§ la stimulation du système sympathique par ↓ de la décharge des barorécepteurs en cas d’une hypotension artérielle ou d’une hypo volémie est responsable d’une :
o vasoconstriction au niveau de l’artériole afférente,
o sécrétion de la rénine par les cellules épithéloïdes de l’artériole afférente
o stimulation directe de la réabsorption du Na au niveau du tubule proximal.
§ la combinaison de ces effets aboutit à la ↓ de l’excrétion du Na qui va tendre à rétablir une volémie normale.
III- conclusion :
§ L’eau totale de l’organisme représente 60 % du poids corporel, elle est répartie en deux compartiments extra et intracellulaire.
§ Le compartiment extracellulaire est divisé en 2 secteurs plasmatique et interstitiel. La composition de ces deux secteurs en anions est différente du fait de la présence de protéines dans le secteur plasmatique et son absence dans le secteur interstitiel.
§ Le compartiment intracellulaire est riche en K, protéines et phosphates organiques et pauvre en Na et en Cl par rapport au compartiment extracellulaire.
§ La régulation hydrique de l’organisme se fait sur les entrées d’eau par le mécanisme de la soif et sur les sorties rénales d’eau essentiellement par l’hormone antidiurétique.
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