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Digestion : des aliments aux nutriments
Rappels de 6e et organisation de l’appareil digestif ; digestion mécanique de la bouche à l’estomac ; digestion chimique par les sucs et leurs enzymes ; expériences de digestion en tube ; absorption des nutriments par les villosités de l’intestin grêle ; gros intestin, microbiote et élimination.
À propos de cette page
Rappels de 6e : le trajet des aliments et l’appareil digestif
En 6e, tu as suivi le trajet des aliments dans le corps. En 5e, on ouvre l’appareil digestif pour comprendre comment un repas devient des nutriments qui passent dans le sang.
Rappels de 6e
Les aliments apportent la matière et l’énergie dont le corps a besoin pour grandir, fonctionner et se réparer ; les besoins dépendent de l’âge, du sexe, de la taille, du poids et de l’activité physique. Les aliments suivent le trajet bouche → œsophage → estomac → intestin grêle → gros intestin → anus. Pendant ce trajet, ils sont transformés en nutriments : c’est la digestion. Dans l’intestin grêle, les nutriments passent dans le sang, qui les apporte à tous les organes ; le gros intestin récupère l’eau des restes non digérés, rejetés par l’anus.
– le tube digestif, que parcourent les aliments : bouche, œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin, rectum et anus ;
– des glandes annexes, placées hors du tube : les glandes salivaires, le foie (avec la vésicule biliaire) et le pancréas. Elles fabriquent des sucs digestifs qu’elles déversent dans le tube par de petits canaux.
Les aliments ne passent jamais par une glande annexe.
Sur ce schéma, le tube digestif est légendé en noir et les glandes annexes en vert. Le corps est vu de face : le foie, à gauche du dessin, se trouve du côté droit de la personne.
| Glande annexe | Suc fabriqué | Où arrive-t-il ? |
|---|---|---|
| Glandes salivaires | la salive | dans la bouche |
| Foie | la bile, stockée dans la vésicule biliaire | dans l’intestin grêle |
| Pancréas | le suc pancréatique | dans l’intestin grêle |
La paroi de l’estomac et celle de l’intestin grêle fabriquent elles aussi un suc : le suc gastrique et le suc intestinal.
Quelques repères. L’intestin grêle, replié dans le ventre, mesure plusieurs mètres ; le gros intestin, environ 1,5 m. Un repas reste quelques heures dans l’estomac ; il faut en général de 24 à 72 heures (un à trois jours) pour que ses restes atteignent l’anus, et c’est dans le gros intestin qu’ils séjournent le plus longtemps.
Une bouchée de crêpe passe par la bouche, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle, le gros intestin et le rectum. Elle ne traverse ni le foie ni le pancréas : leurs sucs viennent à sa rencontre dans l’intestin grêle.
Un déjeuner pris samedi à 13 h dont les restes sont rejetés dimanche à 19 h a passé 11 h + 19 h = 30 heures dans le tube digestif : c’est dans l’intervalle habituel de 24 à 72 heures.
Le pancréas est placé juste derrière et sous l’estomac, mais il ne fait pas partie du tube : c’est une glande annexe, reliée à l’intestin grêle par un canal.
Réflexe — pour légender un schéma, je suis le tube depuis la bouche jusqu’à l’anus sans sauter d’organe, puis je place les glandes annexes : le foie, gros, en haut du ventre côté droit de la personne ; la vésicule biliaire, juste sous le foie ; le pancréas, sous l’estomac.
Attention — le foie et le pancréas sont tout près du trajet des aliments, mais ne sont pas sur ce trajet : seuls leurs sucs entrent dans le tube. Et sur un schéma vu de face, la droite de la personne est à gauche du dessin.
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La digestion mécanique : de la bouche à l’estomac
– mécanique : les aliments sont coupés, broyés, brassés et poussés ; les morceaux deviennent plus petits, mais leurs molécules ne changent pas ;
– chimique : les grosses molécules des aliments sont découpées par les enzymes des sucs digestifs (cas 3).
Les deux se déroulent en même temps, de la bouche à l’intestin grêle.
De la bouche à l’estomac
| Organe | Ce qui se passe |
|---|---|
| Bouche | la mastication : les incisives coupent, les canines déchirent, les prémolaires et les molaires broient (un adulte a 32 dents) ; la langue mélange les morceaux à la salive : ils forment le bol alimentaire |
| Gorge | la déglutition : on avale ; l’épiglotte se rabat et ferme l’entrée des voies respiratoires, pour que le bol n’entre pas dans la trachée (sinon, c’est une « fausse route ») |
| Œsophage | des contractions en vague de sa paroi musclée, le péristaltisme, poussent le bol vers l’estomac |
| Estomac | poche musclée qui brasse les aliments avec le suc gastrique pendant quelques heures : ils deviennent une bouillie, le chyme |
| Intestin grêle | ses contractions mélangent le chyme aux sucs et le font avancer |
Pourquoi bien mâcher ? Plus les morceaux sont petits, plus la surface offerte aux sucs digestifs est grande, et plus la digestion chimique est rapide.
Croquer une carotte : les incisives en coupent un morceau, les molaires le broient, la salive le ramollit. Il est avalé sous forme de bol alimentaire.
Un cube de pomme de terre de 2 cm de côté a une surface de 6 × 2 × 2 = 24 cm². Coupé en 8 cubes de 1 cm de côté, il offre 8 × 6 × 1 × 1 = 48 cm² : la même quantité d’aliment, deux fois plus de surface pour les sucs.
Un gymnaste qui fait le poirier peut encore avaler une gorgée d’eau : ce n’est pas la pesanteur, mais le péristaltisme de l’œsophage qui pousse l’eau vers l’estomac.
Réflexe — pour classer une transformation, je me demande si seule la taille des morceaux change (digestion mécanique) ou si les molécules sont découpées par une enzyme (digestion chimique).
Attention — la digestion ne commence pas dans l’estomac, mais dans la bouche : la mastication (mécanique) et la salive (chimique) agissent dès la première bouchée.
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La digestion chimique : sucs digestifs et enzymes
Chaque enzyme agit sur un seul type de molécule, comme des ciseaux spécialisés :
– les amylases découpent l’amidon : on obtient du glucose ;
– les protéases découpent les protéines : on obtient des acides aminés ;
– les lipases découpent les lipides : on obtient des acides gras (et du glycérol).
L’eau, les sels minéraux et les vitamines sont déjà assez petits : ils passent dans le sang sans être digérés. Les fibres des végétaux, elles, ne sont découpées par aucune de nos enzymes.
| Suc digestif | Fabriqué par | Versé dans | Ce qu’il contient et fait |
|---|---|---|---|
| Salive | les glandes salivaires | la bouche | une amylase, qui commence à découper l’amidon |
| Suc gastrique | la paroi de l’estomac | l’estomac | un acide très fort, qui tue une grande partie des microbes avalés, et la pepsine, une protéase qui coupe les protéines en morceaux |
| Suc pancréatique | le pancréas | l’intestin grêle | une amylase, une lipase et des protéases |
| Bile | le foie (stockée dans la vésicule biliaire) | l’intestin grêle | aucune enzyme : elle disperse les graisses en fines gouttelettes, sur lesquelles la lipase agit mieux |
| Suc intestinal | la paroi de l’intestin grêle | l’intestin grêle | des enzymes qui achèvent le travail : glucose et acides aminés sont libérés |
La digestion chimique commence donc dans la bouche, continue dans l’estomac et s’achève dans l’intestin grêle, où arrivent trois sucs : le suc pancréatique, la bile et le suc intestinal.
Un morceau de baguette est riche en amidon : l’amylase de la salive commence à le découper dans la bouche ; l’amylase du suc pancréatique et les enzymes de l’intestin grêle achèvent le travail. On obtient du glucose.
Une omelette apporte des protéines et des lipides : la pepsine de l’estomac coupe les protéines en morceaux, les protéases de l’intestin grêle en tirent des acides aminés ; la lipase, aidée par la bile, découpe les lipides en acides gras.
La vitamine C d’une orange n’a pas besoin d’être digérée : elle passe telle quelle dans le sang, dans l’intestin grêle.
Réflexe — devant un aliment, je repère sa grosse molécule (amidon, protéines ou lipides), puis l’enzyme qui la découpe et le nutriment obtenu : amidon → amylase → glucose ; protéines → protéases → acides aminés ; lipides → lipase → acides gras.
Attention — la bile n’est pas une enzyme : elle ne découpe aucune molécule, elle prépare seulement le travail de la lipase. Et une amylase ne touche ni aux protéines ni aux lipides.
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Prouver l’action des enzymes : la digestion en tube
– l’eau iodée devient bleu-noir s’il y a de l’amidon ; elle reste jaune orangé s’il n’y en a pas ;
– la liqueur de Fehling, chauffée, forme un dépôt rouge brique s’il y a des sucres comme le glucose ; sinon elle reste bleue.
Un tube témoin est préparé de la même façon, avec une seule différence : c’est la comparaison qui permet de conclure.
Les enzymes digestives agissent le mieux vers 37 °C ; au froid, elles n’agissent presque plus ; portées à ébullition, elles sont détruites et n’agissent plus, même une fois refroidies.
Deux savants du XVIIIe siècle
Vers 1752, Réaumur fait avaler à une buse de petits tubes de métal percés de trous, remplis de viande : la viande ressort en partie digérée alors qu’elle n’a pas pu être broyée. Il réussit aussi à recueillir du suc gastrique. Une trentaine d’années plus tard, Spallanzani place de la viande dans un tube de verre rempli de suc gastrique, gardé à la chaleur de l’estomac : elle se défait peu à peu et perd toute consistance en un peu plus d’un jour, alors que dans un tube d’eau témoin ses fibres restent presque entières. Le suc seul suffit à digérer : la digestion est aussi chimique.
Tube A : empois d’amidon + salive. Tube B : empois d’amidon + eau (témoin). Les deux restent 20 min à 37 °C. À l’eau iodée, A reste jaune orangé et B devient bleu-noir ; à la liqueur de Fehling, A donne un dépôt rouge brique et B reste bleu. La seule différence est la salive : elle a transformé l’amidon en sucres.
Le même tube de salive et d’amidon, placé 20 min dans la glace fondante (0 °C), devient bleu-noir à l’eau iodée : au froid, l’amylase n’a presque pas agi.
Dans l’expérience de Spallanzani, le tube d’eau est le témoin : il montre que ce n’est ni l’eau ni la chaleur qui défont la viande, mais le suc gastrique.
Réflexe — pour interpréter une expérience, je repère les deux tubes qui ne diffèrent que par un seul facteur, je compare leurs résultats, et ma conclusion porte sur ce facteur, et lui seul.
Attention — l’eau iodée révèle l’amidon, pas le sucre. Un tube qui ne bleuit plus montre que l’amidon a disparu ; pour prouver que des sucres sont apparus, il faut le test à la liqueur de Fehling.
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L’absorption : les nutriments passent dans le sang
– des millions de replis d’environ un millimètre, eux-mêmes couverts de minuscules microvillosités, qui donnent à l’intestin grêle une très grande surface d’échange ;
– une paroi très fine, faite d’une seule couche de cellules ;
– un réseau serré de capillaires sanguins, tout près de la surface.
Le sang emporte les nutriments, d’abord vers le foie pour la plupart, puis vers toutes les cellules du corps.
Une surface immense. Les grands replis de la paroi multiplient la surface intérieure par environ 1,6, les villosités par environ 6,5 et les microvillosités par environ 13. Des mesures publiées en 2014 donnent une surface d’environ 30 m² pour l’intestin grêle, celle d’un petit studio (on lisait autrefois 200 à 300 m²).
Digérer ou absorber ? Digérer, c’est découper les aliments en nutriments, dans le tube digestif. Absorber, c’est faire passer ces nutriments dans le sang. Sans absorption, la digestion ne servirait à rien : tout ressortirait. Les poumons suivent la même recette : une grande surface, une paroi très fine et du sang tout proche, la marque des organes d’échange.
Le glucose tiré de l’amidon d’une pomme de terre traverse la paroi d’une villosité, entre dans un capillaire, passe par le foie, puis rejoint un muscle de la jambe.
Ensemble, les replis, les villosités et les microvillosités multiplient la surface par environ 1,6 × 6,5 × 13 = 135,2, soit plus de 130 fois.
Une protéine entière ne traverse pas la paroi d’une villosité : seuls les acides aminés qu’on en tire sont assez petits pour passer dans le sang.
Réflexe — pour expliquer pourquoi un organe échange bien, je cite ses trois atouts : une grande surface, une paroi très fine, des capillaires tout proches.
Attention — les nutriments passent dans le sang au niveau de l’intestin grêle, pas de l’estomac. Les acides gras font un petit détour : ils entrent d’abord dans un vaisseau lymphatique de la villosité, qui rejoint ensuite le sang.
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Le gros intestin, le microbiote et l’élimination
– Le gros intestin réabsorbe une grande partie de l’eau : les résidus deviennent plus solides.
– Il abrite le microbiote intestinal : des dizaines de milliers de milliards de bactéries, utiles, qui fermentent les fibres, fabriquent certaines vitamines (dont la vitamine K) et gênent l’installation des microbes dangereux.
– Les résidus forment les matières fécales, stockées dans le rectum puis rejetées par l’anus.
Les fibres sont indispensables. Elles ne sont pas digérées, mais elles facilitent le transit et nourrissent le microbiote. Une alimentation pauvre en fruits, en légumes et en céréales complètes ralentit le transit.
Le lactose, sucre du lait. Il est découpé dans l’intestin grêle par une enzyme, la lactase. Une personne qui en fabrique trop peu ne digère pas son lactose : il n’est pas absorbé et arrive dans le gros intestin, où les bactéries le fermentent. Les gaz produits causent des ballonnements, et le lactose qui retient l’eau dans l’intestin peut provoquer une diarrhée : c’est l’intolérance au lactose.
Certains sucres des haricots secs ne sont découpés par aucune de nos enzymes : ils arrivent intacts dans le gros intestin, où les bactéries les fermentent en produisant des gaz.
Un trognon de pomme avalé avec ses fibres : elles traversent l’intestin grêle sans être absorbées, nourrissent le microbiote du gros intestin, puis leurs restes sont rejetés avec les matières fécales.
Le dioxyde de carbone produit par une cellule du foie ne sort pas par l’anus : il est rejeté par les poumons, dans l’air expiré.
Réflexe — pour suivre une substance, je me pose deux questions : est-elle digérée ? est-elle absorbée ? Si elle n’est pas absorbée dans l’intestin grêle, elle continue dans le gros intestin puis est rejetée par l’anus.
Attention — les matières fécales ne sont pas les déchets des cellules : ce sont surtout des restes d’aliments qui n’ont jamais traversé la paroi du tube, de l’eau et des bactéries. Les déchets des cellules (dioxyde de carbone, urée) sortent par les poumons et les reins.
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Pour aller plus loin
Ces notions touchent au chapitre, mais elles sont traitées ailleurs ou se verront plus tard.
- Ce que deviennent les nutriments une fois dans le sang (leurs rôles, la respiration cellulaire, le trajet du sang jusqu’aux cellules) : chapitre « Nutrition des organes : besoins des cellules et transport par le sang ».
- Comment les reins débarrassent le sang de l’urée, vrai déchet des cellules : chapitre « Excrétion : le rôle des reins ».
- Rappels de 6e : besoins de l’organisme, trajet des aliments, groupes d’aliments et repas équilibré, dans le chapitre « Alimentation humaine : besoins et comportements favorables à la santé ».
- Se verra en 4e : le monde des micro-organismes, utiles comme ceux du microbiote ou dangereux, dans le chapitre « Micro-organismes et santé : contamination et antibiotiques ».
- Se verra en 3e : l’énergie apportée par les aliments (en kilocalories : 4 kcal par gramme de glucides ou de protéines, 9 kcal par gramme de lipides), les besoins énergétiques, la ration équilibrée, les excès et les carences, dans le chapitre « Alimentation : des aliments aux nutriments et à la santé ».
- L’appareil digestif = le tube digestif (bouche, œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin, rectum, anus), que parcourent les aliments, et les glandes annexes (glandes salivaires, foie et vésicule biliaire, pancréas), qui y versent leurs sucs.
- La digestion réduit les aliments en nutriments : elle est mécanique (mastication, brassage, péristaltisme) et chimique (enzymes des sucs digestifs).
- Chaque enzyme découpe un type de molécule : amidon → glucose (amylases), protéines → acides aminés (protéases), lipides → acides gras (lipases, aidées par la bile, qui n’est pas une enzyme).
- Une digestion en tube à 37 °C, comparée à un témoin, prouve l’action des enzymes : eau iodée pour l’amidon, liqueur de Fehling pour les sucres ; le froid les bloque, l’ébullition les détruit.
- L’absorption fait passer les nutriments dans le sang à travers les villosités de l’intestin grêle : grande surface (environ 30 m²), paroi d’une seule couche de cellules, capillaires tout proches.
- Le gros intestin réabsorbe l’eau et abrite le microbiote, qui fermente les fibres ; les matières fécales, restes non absorbés, sont rejetées par l’anus.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que l’appareil digestif ?
C’est le tube digestif (bouche, œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin, rectum, anus), que parcourent les aliments, et les glandes annexes (glandes salivaires, foie, pancréas), qui fabriquent des sucs digestifs et les y déversent. Les aliments ne passent jamais par le foie ni par le pancréas.
Quelle est la différence entre digestion mécanique et digestion chimique ?
La digestion mécanique (mastication, brassage par l’estomac, péristaltisme) réduit les aliments en morceaux plus petits sans changer leurs molécules. La digestion chimique découpe ces molécules grâce aux enzymes des sucs digestifs.
Quel est le rôle des enzymes digestives ?
Chaque enzyme découpe un type de grosse molécule : les amylases transforment l’amidon en glucose, les protéases les protéines en acides aminés, les lipases les lipides en acides gras. La bile, fabriquée par le foie, n’est pas une enzyme : elle disperse les graisses.
Comment prouver qu’une enzyme digère l’amidon ?
On place de l’empois d’amidon avec de la salive à 37 °C et, à côté, un tube témoin avec de l’eau. Après 20 minutes, l’eau iodée ne bleuit plus dans le tube à salive (l’amidon a disparu) et la liqueur de Fehling y donne un dépôt rouge brique (des sucres sont apparus).
Où et comment les nutriments passent-ils dans le sang ?
Dans l’intestin grêle, à travers la paroi des villosités intestinales : une surface d’environ 30 m², une paroi d’une seule couche de cellules et des capillaires sanguins tout proches. C’est l’absorption.
Que devient ce qui n’est pas digéré ?
Les fibres et les restes non absorbés passent dans le gros intestin, qui réabsorbe une grande partie de l’eau et abrite le microbiote. Les matières fécales sont stockées dans le rectum puis rejetées par l’anus ; ce ne sont pas des déchets des cellules.
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