Chapitre deux : Anatomie et physiologie
PREMIÈRE PARTIE – Appareil digestif
L’appareil digestif est constitué de deux groupes d’organes : le tube digestif, ou gastro-intestinal, et les organes glandulaires qui y sont rattachés (souvent appelés viscères; Figure 2-1).
Le tube digestif est le conduit par où passent les aliments et dans lequel ils sont digérés en vue de leur absorption dans la circulation sanguine. Il comprend la bouche, le pharynx (gorge), l’oesophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin. Chez l’homme, il fait environ neuf mètres de long.
Les organes glandulaires qui accompagnent le tube digestif comprennent les glandes salivaires, qui produisent la salive, le pancréas, qui sécrète des enzymes digestives et d’importantes hormones, la vésicule biliaire et le foie, qui joue plusieurs rôles importants dans la digestion.
Hormone
Substance chimique produite par une cellule, une glande ou un organe, déversée en petite quantité et transportée dans le sang vers d’autres parties du corps où elle exerce une action sur d’autres cellules.
Rôle
La principale fonction de l’appareil digestif est la digestion – le processus de dégradation des aliments en particules, ou nutriments, assez petites pour être absorbées par l’organisme.
La digestion débute dans la bouche, où les aliments sont mastiqués et avalés avant d’arriver dans l’oesophage. Des ondes successives de contractions de l’oesophage (péristaltisme) poussent les aliments jusqu’à l’estomac.
La dégradation tant physique que chimique des aliments se poursuit dans l’estomac grâce aux contractions musculaires de cet organe et à la sécrétion de sucs gastriques, notamment l’acide gastrique (acide chlorhydrique).
En quittant l’estomac, les aliments partiellement digérés – maintenant appelés chyme – gagnent l’intestin grêle, principal siège de la digestion chimique. La dégradation des aliments se poursuit dans le premier segment de l’intestin grêle, ou duodénum, sous l’action de plusieurs substances (la bile produite par le foie et libérée par la vésicule biliaire ainsi que de nombreuses sécrétions du pancréas, dont une quinzaine d’enzymes) qui transforment les lipides (graisses), les protéines et les glucides en molécules plus simples, plus facilement absorbées.
Les étapes finales de la digestion ont lieu dans les segments intermédiaire et terminal de l’intestin grêle, le jéjunum et l’iléum, où les nutriments élémentaires sont absorbés et passent dans la circulation sanguine.
Quand les aliments achèvent leur trajet dans l’intestin grêle, la plupart des nutriments importants ont été absorbés. Les résidus liquéfiés et partiellement digérés du repas passent de l’intestin grêle au gros intestin par la valvule iléo-cæcale.
Les résidus partiellement digérés du repas traversent la première partie du gros intestin en forme de sac, ou cæcum, puis progressent lentement dans le côlon. Tandis que la muqueuse du côlon absorbe le sodium, les ions chlorure et l’eau, les résidus liquéfiés se transforment peu à peu en matières fécales semi-solides, appelées fèces ou selles.
Deux ou trois fois par jour, les puissantes contractions du côlon transverse propulsent les matières fécales vers le segment final du gros intestin, le rectum. Ce mouvement déclenche la défécation. Poussées par les contractions musculaires, les fèces franchissent les sphincters anaux, qui se relâchent pour les laisser sortir du corps.
Chyme
Bouillie formée par le mélange des aliments et des sécrétions gastriques au moment où elle passe de l’estomac à l’intestin grêle.Bile
Liquide sécrété par le foie, emmagasiné dans la vésicule biliaire, puis déversé dans l’intestin grêle, où il contribue à la digestion des lipides.Enzyme
Substance complexe de nature protéique produite par la cellule vivante, qui catalyse (déclenche) des réactions biochimiques à la température corporelle.
Nutriments
Les nutriments sont des substances (généralement présentes dans les aliments) que l’organisme utilise comme combustible (source d’énergie) pour assurer sa croissance et sa préservation. Les nutriments se divisent en macronutriments et en oligo-éléments.
Macronutriments
Les macronutriments (qui doivent leur nom au fait que l’organisme en a besoin en grande quantité) comprennent les glucides, les lipides et les protéines.
Les glucides (sucres et amidons) sont présents surtout dans les fruits, les légumes et les céréales. Durant la digestion, les glucides complexes (disaccharides et polysaccharides) sont réduits en glucides simples, appelés monosaccharides (Figure 2-2). Cette transformation débute dans la bouche et se poursuit dans l’intestin grêle sous l’action des enzymes digestives. Tous les glucides contenus dans les aliments finissent par être transformés en monosaccharides (comme le glucose), qui passent facilement dans la circulation sanguine en traversant la paroi de l’intestin grêle.
Macronutriment
Substance dont l’organisme a besoin en grande quantité pour assurer sa croissance et son bon fonctionnement.Glucide
Composé organique qui renferme du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène; principale source d’énergie de l’organisme.
Macronutriments (suite)
Il existe un troisième type de glucide appelé fibre alimentaire. Contrairement aux autres glucides, les fibres alimentaires ne sont pas dégradées par les enzymes digestives, et elles cheminent dans le tube digestif sans être modifiées. Sans valeur nutritive proprement dite, les fibres ajoutent du volume au contenu des intestins et agissent comme un laxatif naturel en stimulant les contractions musculaires qui font avancer les aliments dans le tube digestif. Comme les fibres ralentissent l’absorption de molécules comme les sucres, ceux-ci pénètrent les cellules peu à peu plutôt que tout d’un coup. Les fibres se lient également à certaines substances grasses (comme le cholestérol) et en empêchent l’absorption : cette action expliquerait pourquoi une alimentation riche en fibres pourrait faire baisser le taux de cholestérol et avoir un effet protecteur sur le coeur.
Glucose
Forme de sucre (type de glucide) présente dans le sang et source d’énergie de la cellule vivante.
Glycogène
Polysaccharide (glucide complexe) présent principalement dans le foie et les muscles; principale forme de réserve de glucose chez l’animal; peut être converti en glucose pour répondre aux besoins énergétiques.
Saviez-vous que…?
Selon les lignes directrices en vigueur, l’adulte en bonne santé devrait consommer entre 25 à 38 g de fibres par jour; pourtant, la plupart des Canadiens en consomment beaucoup moins – en moyenne, entre 4,5 et 11 g par jour environ.
Macronutriments (suite)
Les lipides (souvent appelés matières grasses ou corps gras) sont des composés qui ne se dissolvent pas dans l’eau (insolubles) et sont présents en quantité variable dans divers aliments, dont la viande, la volaille, les produits laitiers, le poisson et les produits de source végétale comme les huiles végétales, de même que les aliments transformés. Les enzymes digestives scindent les lipides en acides gras et en monoglycérides, qui traversent la paroi de l’intestin grêle pour gagner la circulation sanguine.
Les lipides jouent plusieurs rôles importants dans l’organisme. Ils existent sous diverses formes, dont les triglycérides, les phospholipides, les stéroïdes et les prostaglandines.
Les triglycérides sont la forme de lipide la plus abondante dans le corps, et (selon le type d’acide gras qu’ils contiennent) on les trouve sous forme saturée ou insaturée (Figure 2-3). Ils sont stockés sous forme de graisse dans les cellules adipeuses (adipocytes), soit sous la peau (graisse sous-cutanée) ou autour des organes internes (graisse viscérale; voir également la Figure 2-4 : Digestion et absorption des lipides).
Lipide
Toute substance grasse insoluble dans l’eau; source d’énergie et important constituant des cellules.
Saviez-vous que…?
Les lipides sont souvent appelés corps gras. Au sens strict, les corps gras sont des acides gras, c’est-à-dire un des types de molécules qui entrent dans la composition des lipides.
Saviez-vous que…?
La combustion de 1 g d’acides gras libère environ 9 kcal (37 kJ), alors que celle de 1 g de la plupart des glucides n’en libère que 4 (17 kJ).
Macronutriments (suite)
Saviez-vous que…?
Les triglycérides (ou corps gras) sont la source d’énergie la plus concentrée. En période de disette, quand les réserves de glucides sont basses, les triglycérides sont transformés en glucose par un processus appelé gluconéogenèse.
Gluconéogenèse
Formation de glucose à partir de molécules non glucidiques (p. ex., acides aminés – matériau de construction des protéines – ou glycérol des lipides).
Macronutriments (suite)
Les phospholipides, qui ressemblent aux triglycérides, sont un des principaux constituants des membranes cellulaires.
Les stéroïdes forment un groupe de composés qui jouent des rôles tant structurels que fonctionnels. Le cholestérol est le plus important des stéroïdes; présent dans la membrane plasmique de toutes les cellules, il contribue à la stabilité de cette membrane. De plus, c’est un précurseur de certaines hormones comme les corticostéroïdes, les estrogènes et la testostérone, ainsi que de vitamines liposolubles comme la vitamine D.
Lipase
Enzyme qui catalyse la dégradation des lipides et des lipoprotéines, qui se transforment généralement en acides gras et en glycérols.
Émulsion
Dispersion d’un liquide insoluble dans un autre liquide, dont l’un forme des gouttelettes en suspension dans l’autre.
Cholestérol
Important lipide qui joue plusieurs rôles tant structurels (constituant de la membrane cellulaire) que fonctionnels (participant à la formation de certaines hormones).
Saviez-vous que…?
Les gras saturés et le cholestérol peuvent léser les vaisseaux sanguins et causer le durcissement des artères (athérosclérose).
Macronutriments (suite)
Les lipides étant relativement insolubles dans le sang, ils sont incorporés dans des particules sphériques solubles appelées lipoprotéines. Chaque lipoprotéine se compose d’un noyau de lipides insolubles (p. ex., triglycérides et cholestérol) entouré d’une couche de phospholipides solubles à laquelle sont fixées des protéines spécialisées (apolipoprotéines; Figure 2-5). Certaines lipoprotéines sont appelées lipoprotéines de haute densité (HDL) à cause de leur teneur élevée en protéines (plus de protéines que de lipides), tandis que d’autres sont appelées lipoprotéines de basse densité (LDL), parce qu’elles contiennent moins de protéines et plus de lipides.
Lipoprotéine
Molécule complexe formée par une protéine et un lipide, qui transporte les lipides dans la circulation sanguine.
Macronutriments (suite)
Les protéines proviennent d’aliments tels que la viande, le poisson, la volaille, les produits laitiers, mais on en trouve aussi dans certains produits végétaux comme les grains entiers et les légumineuses, notamment le soja. L’acide chlorhydrique produit par l’estomac et les enzymes de l’intestin grêle décomposent les protéines en constituants élémentaires, les acides aminés, qui sont le matériau de construction utilisé par l’organisme pour fabriquer ses propres protéines (Figure 2-6).
Les protéines jouent des rôles tant structurels que fonctionnels. Les protéines structurales sont les matériaux de construction de l’organisme, et toutes les cellules, des cellules musculaires aux cellules osseuses en passant par les cellules tissulaires et sanguines, en contiennent. Par ailleurs, les protéines fonctionnelles accélèrent les processus et les réactions organiques. Les enzymes sont des protéines fonctionnelles qui catalysent les réactions chimiques. Les hormones (comme l’insuline) sont des protéines qui déclenchent des modifications chimiques dans les cellules (comme la captation du glucose). Les anticorps, constituants clés du système immunitaire, sont des protéines en forme d’Y; chaque anticorps possède une séquence unique d’acides aminés qui lui permet de reconnaître (et de combattre) un envahisseur étranger spécifique, comme une bactérie ou un virus.
Bien que les glucides et les lipides soient les principales sources d’énergie de l’organisme, les protéines peuvent également être converties en glucose et servir de combustible quand les réserves de glucides et de lipides sont épuisées.
Protéine
Molécule complexe composée de nombreux acides aminés; constituant essentiel de la cellule vivante qui assure de nombreuses fonctions biologiques importantes.
Acide aminé
Élément constitutif de base de toutes les protéines; on dénombre 20 acides aminés fondamentaux.
Macronutriments (suite)
Oligo-éléments
Les oligo-éléments comprennent les vitamines et les minéraux; ils ne sont nécessaires qu’en très faible quantité.
Les vitamines sont des substances organiques qui contribuent à la régulation de diverses fonctions corporelles. Souvent, elles s’intègrent à des coenzymes, molécules qui agissent de concert avec des enzymes pour participer au contrôle de processus métaboliques. L’apport régulier de vitamines est essentiel, car l’organisme ne peut synthétiser que quelques-unes des vitamines nécessaires à la vie et à la santé. Absorbées par l’intestin grêle et le gros intestin, les vitamines proviennent d’une grande diversité d’aliments. Certaines vitamines sont ajoutées aux aliments (p. ex., le lait est enrichi de vitamine D au Canada); l’ajout de vitamines aux aliments est appelé vitaminisation.
Voici quelques-unes des vitamines importantes :
- la vitamine D, présente dans le poisson, les oeufs, le foie et les champignons, aide l’organisme à absorber le calcium et les phosphates (des minéraux). La carence en vitamine D est une cause d’ostéomalacie (ramollissement des os).
- La vitamine C, que l’on trouve dans de nombreux fruits et légumes ainsi que dans le foie, joue un rôle essentiel dans une grande diversité de réactions enzymatiques, dont la synthèse d’un type de protéine, le collagène, qui est le principal constituant du tissu conjonctif. La carence en vitamine C entraîne le scorbut, maladie autrefois très répandue chez les marins qui passaient de longs mois en mer (sans accès à des fruits et à des légumes frais).
- La vitamine K, présente dans les légumes-feuilles verts comme les épinards de même que dans le foie et le jaune d’oeuf, joue un rôle important dans la coagulation sanguine (formation des caillots) et la formation du tissu osseux. La carence en vitamine K entraîne un plus grand risque de saignement.
- Les principales sources de vitamine B12 sont la viande et d’autres produits d’origine animale. La vitamine B12 joue un rôle important dans le fonctionnement normal du cerveau et du système nerveux, et dans la formation du sang. La carence en vitamine B12 peut être une cause de lésions nerveuses et d’anémie.
Les minéraux sont des substances inorganiques (p. ex., calcium, fer et iode) qui jouent de nombreux rôles dans l’organisme. Le calcium est la substance minérale la plus abondante chez l’homme et un important constituant des os et des dents, alors que le fer est un élément essentiel de l’hémoglobine, protéine présente dans les globules rouges qui assure le transport de l’oxygène. À l’instar des vitamines, les minéraux proviennent d’une panoplie d’aliments et sont offerts sous forme de suppléments.
Oligo-élément
Substance nutritive nécessaire à la croissance et au fonctionnement normal de l’organisme, mais en très faible quantité.Hémoglobine
Protéine contenant du fer présente dans les globules rouges; principal transporteur de l’oxygène vers les cellules de l’organisme.
DEUXIÈME PARTIE – Système endocrinien
Structure et rôle
La plupart des gens ont entendu parler du système nerveux, réseau de communication le plus important du corps humain. Le système endocrinien est moins connu (Figure 2-7); il est constitué de glandes qui sécrètent des hormones (messagers chimiques) directement dans le sang, où elles circulent en très faibles quantités. Les glandes endocrines (p. ex., la thyroïde) envoient des signaux chimiques un peu comme le système nerveux transmet des influx électriques, mais beaucoup plus lentement : les effets des influx nerveux se manifestent en une fraction de seconde, alors que ceux des hormones peuvent mettre des jours, des semaines, voire des mois ou des années, à se faire sentir.
La section qui suit donne un aperçu du système endocrinien, en particulier du pancréas et de quelques autres glandes endocrines mises en cause dans le syndrome métabolique et le diabète.
Endocrine
Se dit des glandes dont les produits de sécrétion (hormones) se déversent directement dans le sang; peut également qualifier la sécrétion elle-même.Glande
Organe constitué de cellules spécialisées qui synthétisent des substances libérées dans l’organisme ou à l’extérieur de celui-ci. On distingue les glandes endocrines (qui déversent leurs sécrétions dans le sang) et les glandes exocrines (qui déversent leurs sécrétions par un canal dans une cavité du corps ou à la surface du corps).
Constituants
Hypophyse
L’hypophyse (dont l’influence sur la plupart des autres glandes du système endocrinien en fait une glande maîtresse) est située juste sous l’hypothalamus, un ensemble d’amas de cellules nerveuses qui relient le système nerveux central au système endocrinien par l’intermédiaire de l’hypophyse.
L’hypophyse se divise en deux lobes. Le lobe antérieur (situé en avant), également appelé antéhypophyse, produit diverses hormones protéiques qu’il déverse dans le sang circulant, tandis que le lobe postérieur (situé en arrière), ou posthypophyse, sécrète deux hormones qui sont en fait synthétisées dans l’hypothalamus et qui parviennent au lobe postérieur en passant par des fibres nerveuses.
Glandes surrénales
Les glandes surrénales, qui coiffent chacun des reins (Figure 2-8), produisent plusieurs hormones lipidiques (stéroïdes). La partie périphérique (corticosurrénale) de chaque glande surrénale produit les hormones stéroïdes (dont l’aldostérone et le cortisol), qui participent à la régulation des taux de sodium et de potassium, et contribuent à équilibrer le volume liquidien et la tension artérielle. La partie centrale (médullosurrénale) sécrète des catécholamines (adrénaline et noradrénaline), hormones dites « de lutte ou de fuite » qui permettent à l’organisme de réagir face à une menace.
Pancréas
Situé derrière l’estomac, le pancréas assure deux fonctions. Comme glande endocrine, il sécrète dans la circulation des hormones qui contribuent notamment à équilibrer le taux de glucose sanguin. Comme glande exocrine (dont les sécrétions sont déversées ailleurs que dans le sang circulant), il sécrète des enzymes dans le tube digestif par l’intermédiaire de canaux; ces enzymes participent à la digestion chimique des aliments dans l’intestin grêle.
Le pancréas est parsemé de structures microscopiques appelées îlots de Langerhans. Ces structures renferment quatre types de cellules qui sécrètent des hormones différentes, ayant chacune leur rôle propre (Tableau 2-1 et Figure 2-9).
Saviez-vous que…?
Les îlots de Langerhans doivent leur nom à Paul Langerhans, le pathologiste, physiologue et biologiste allemand qui en a fait la première description en 1869, alors qu’il étudiait au doctorat à l’Institut berlinois de pathologie.Exocrine
Se dit des glandes dont les produits de sécrétion sont déversés par un conduit; peut également qualifier la sécrétion elle-même.Îlot de Langerhans
Amas microscopique de cellules disséminé dans le pancréas, qui sécrète deux hormones, l’insuline (qui participe à l’équilibre de la glycémie) et le glucagon (qui favorise la conversion du glycogène en glucose).
Pancréas (suite)
Insuline
Le glucose est la principale source d’énergie des cellules, mais il n’est pas emmagasiné tel quel dans le corps humain. Il est plutôt converti en glycogène, puis stocké dans le foie et les cellules musculaires. Le glycogène est ensuite reconverti en glucose et largué dans la circulation sanguine au besoin.
L’insuline joue un rôle clé dans l’équilibre de la glycémie. Ce rôle consiste à faire baisser la glycémie pour éviter l’hyperglycémie (présence dans le sang d’une quantité anormalement élevée de glucose).
L’insuline est une protéine constituée de deux chaînes d’acides aminés réunies par des ponts disulfures (Figure 2-10).
Saviez-vous que…?
Le glycogène constitue une réserve d’énergie. Quand les besoins énergétiques du corps augmentent subitement, le glycogène stocké dans le foie et les cellules musculaires est rapidement converti en glucose sous l’action du glucagon. Les réserves de glycogène sont toutefois limitées. Pendant une épreuve d’endurance comme un marathon, ces réserves peuvent s’épuiser après un effort prolongé. On dit alors que l’athlète a « frappé le mur ».
Insuline
Hormone sécrétée par les cellules bêta du pancréas, qui règle le métabolisme des glucides et des lipides en favorisant le passage du glucose du sang vers les cellules du foie, des muscles et des tissus adipeux.
Pont disulfure
Liaison formée entre les atomes de soufre des cystéines de deux chaînes polypeptidiques; également appelé pont de soufre.
Fixation et signal de l’insuline
Pour extraire le glucose du sang, l’insuline se fixe à des récepteurs spécifiques ancrés à la surface de cellules cibles, et déclenche ainsi une chaîne de réactions qui aboutissent au transport du glucose dans ces cellules (Figure 2-11). Bien que tous les types de tissus soient pourvus de récepteurs insuliniques, ceux-ci sont particulièrement nombreux dans les tissus très sensibles à l’insuline comme les muscles, le foie et les tissus adipeux – les tissus mêmes où est stocké le glucose.
Effets de l’insuline sur le métabolisme
L’insuline joue un rôle fondamental dans le métabolisme des glucides, des lipides et des protéines. Outre l’équilibre de la glycémie, l’insuline favorise le stockage des lipides et la synthèse des protéines à partir des acides aminés (Figure 2-12).
Glucagon
Le glucagon est une autre hormone qui joue un rôle important dans la régulation de la glycémie. Il fait augmenter la glycémie quand celle-ci est basse et prévient ainsi l’hypoglycémie (présence dans le sang d’une quantité anormalement basse de glucose).
Quand l’organisme a besoin d’énergie (p. ex., entre les repas), la baisse de la glycémie stimule la production par les cellules alpha du pancréas d’une hormone qui favorise la transformation du glycogène en glucose. Les molécules de glucose passent dans la circulation sanguine et gagnent les tissus, où elles sont absorbées par les cellules et assimilées grâce à un processus appelé glycolyse qui permet de produire de l’énergie.
Saviez-vous que…?
La plupart des cellules ont besoin d’insuline pour absorber le glucose efficacement, sauf les cellules du cerveau, des yeux et des reins. En effet, le glucose pénètre rapidement ces cellules sans l’aide de l’insuline.
Glucagon
Hormone qui favorise la conversion du glycogène en glucose, entraînant ainsi la hausse de la glycémie.
Incrétines et « effet incrétine »
Les incrétines sont des hormones gastro-intestinales libérées durant les repas en réaction à la présence de glucose ou de nutriments dans l’intestin. L’« effet incrétine » est une réaction mise au jour quand des scientifiques ont remarqué que la prise orale d’une dose de glucose stimulait la sécrétion d’insuline beaucoup plus que l’administration d’une dose égale par voie intraveineuse. Les incrétines ont de nombreux effets sur le métabolisme énergétique (Figure 2-13) :
- Libération glucodépendante d’insuline – Les incrétines stimulent la production d’insuline par le pancréas uniquement quand le sang contient une certaine quantité de glucose.
- Inhibition de la libération du glucagon – Simultanément, les incrétines inhibent la libération du glucagon par les cellules alpha du pancréas, contribuant ainsi à faire baisser la glycémie (que le glucagon fait augmenter).
- Ralentissement de l’absorption des nutriments – En freinant la vidange gastrique, les incrétines ralentissent le passage des nutriments dans le sang.
- Suppression de l’appétit – Quand l’estomac se vide moins vite, la sensation de faim est supprimée.
Les incrétines entrent en action seulement quand la glycémie franchit un certain seuil et n’agissent que brièvement – à peine quelques minutes. Les deux principales incrétines sont le peptide insulinotrope glucodépendant (GIP) et le peptide-1 analogue du glucagon (GLP-1).
Incrétine
Terme désignant plusieurs hormones gastro-intestinales qui ont des effets bénéfiques sur la sécrétion de l’insuline et le métabolisme des glucides.
Peptide-1 analogue du glucagon (GLP-1)
Type d’incrétine libérée dans le tube gastro-intestinal en réaction à la consommation d’aliments; stimule la sécrétion de l’insuline, inhibe la libération du glucagon et supprime l’appétit en freinant la vidange gastrique.
TROISIÈME PARTIE – Système cardiovasculaire
Structure et rôle
Le système cardiovasculaire comprend le coeur, le réseau de vaisseaux sanguins auquel le coeur est relié et le sang. Il apporte l’oxygène et les nutriments à toutes les cellules, qu’il débarrasse du gaz carbonique et des autres déchets (Figure 2-14).
Constituants
Coeur
Le coeur est un organe musculaire creux qui pompe le sang et le propulse dans le réseau circulatoire.
Le coeur se compose de quatre cavités cardiaques. Les parois des deux cavités cardiaques inférieures (ventricules) sont fortes et musclées, et développent la puissance nécessaire pour propulser le sang dans les vaisseaux sanguins. Les deux cavités cardiaques supérieures (oreillettes) jouent un rôle moins actif.
Pour assurer la circulation ininterrompue du sang, le coeur doit pomper (battre) sans arrêt. La durée moyenne d’un battement cardiaque est inférieure à une seconde; en cas de stress ou d’activité intense, le coeur peut battre beaucoup plus vite.
Durant la première partie de chaque battement cardiaque, appelée diastole, le muscle cardiaque se relâche et le coeur se remplit de sang. Durant la deuxième partie, appelée systole, le coeur se contracte pour expulser le sang et le propulser dans le réseau circulatoire.
Sang
Le sang est un liquide constitué en partie de cellules spécialisées qui apportent l’oxygène et les nutriments aux cellules, et qui débarrassent celles-ci du gaz carbonique et d’autres déchets. Le sang transporte également des hormones vers diverses parties du corps, participe à la régulation de la température en distribuant la chaleur et joue un rôle dans la lutte contre les infections et la guérison des lésions.
Plus de la moitié du sang est constituée de plasma, liquide jaune pâle composé presque entièrement d’eau, dans lequel nagent diverses substances en solution, dont le glucose, des enzymes, des hormones et des déchets. Le plasma contient également des protéines comme l’albumine (qui participe au transport d’autres substances telles que les acides gras et certaines hormones), le fibrinogène (protéine qui joue un rôle important dans la coagulation) et des globulines comme les anticorps qui participent aux réactions immunitaires en s’attaquant aux substances étrangères.
Les cellules spécialisées constituent l’autre partie du sang. Les érythrocytes (globules rouges) transportent l’oxygène; les leucocytes (globules blancs) font partie du système immunitaire; enfin, les plaquettes (ou thrombocytes) jouent un rôle dans la formation des caillots sanguins.
Diastole
Phase du battement cardiaque pendant laquelle le muscle cardiaque se relâche, permettant au coeur de se remplir de sang.Systole
Phase du battement cardiaque pendant laquelle le coeur se contracte et propulse le sang dans le réseau circulatoire.Saviez-vous que…?
La durée de vie des globules rouges (érythrocytes) est d’environ 120 jours. Durant leur courte existence, ces cellules parcourent environ 1500 kilomètres en circulant partout dans le corps.Saviez-vous que…?
Les érythrocytes ne sont pas vraiment des cellules, car il leur manque un noyau et d’autres structures cellulaires; de plus, ils ne se reproduisent pas par division, mais sont plutôt fabriqués dans la moelle osseuse.
Vaisseaux sanguins
Les vaisseaux sanguins se divisent en trois types : les artères, les veines et les capillaires.
Les artères sont les vaisseaux sanguins qui transportent le sang oxygéné du coeur vers les organes et les tissus. Elles se ramifient en plus petits vaisseaux, les artérioles, qui se jettent dans les capillaires.
Après avoir apporté l’oxygène et les nutriments aux tissus et aux organes, le sang retourne au coeur par les veines. Il quitte les capillaires pour se jeter dans des veines de petit calibre (les veinules) et gagner les veines.
Les capillaires – les plus petits vaisseaux sanguins – permettent au sang artériel de rejoindre les veines. Ils sont extrêmement fins – à peine plus larges qu’un globule rouge – et leurs parois semi-perméables laissent passer l’oxygène et les nutriments du sang vers les cellules et entrer le gaz carbonique et les autres déchets qui sortent de ces mêmes cellules. Des amas de capillaires disséminés un peu partout forment ce qu’on appelle des lits capillaires, lieux des échanges entre le sang et les cellules.
Circulation
Le sang circule partout dans le corps en passant par deux grands réseaux : la circulation générale et la circulation pulmonaire. Deux autres réseaux, appelés système porte hépatique et système porte hypothalamo-hypophysaire, jouent également des rôles importants.
La circulation générale désigne le trajet du sang oxygéné, qui sort du côté gauche du coeur (coeur gauche) pour passer par l’aorte, les artères de plus petit calibre, les artérioles et les capillaires, et atteindre les tissus et organes (à l’exception des poumons). Après avoir distribué l’oxygène qu’il contenait, le sang veineux revient au coeur par deux veines de gros calibre (les veines caves supérieure et inférieure).
La circulation pulmonaire désigne le trajet du sang désoxygéné, qui sort du coeur droit, passe dans l’artère pulmonaire et gagne les poumons où il est oxygéné avant de retourner au coeur gauche par les veines pulmonaires. Le sang reprend ensuite son trajet dans la circulation générale.
Dans le système porte hépatique, le sang pauvre en oxygène, mais chargé des nutriments absorbés à son passage dans les diverses structures du tube digestif (intestins, pancréas, estomac et rate, notamment) atteint le foie par la veine porte hépatique. Après avoir traversé le foie, qui le débarrasse des toxines absorbées dans les intestins, le sang retourne au coeur par la veine cave inférieure. L’autre système porte, le système hypothalamo-hypophysaire, est constitué des vaisseaux sanguins qui mettent l’hypothalamus en relation avec l’antéhypophyse. Ce réseau circulatoire permet aux hormones de passer rapidement de l’une à l’autre de ces structures.
Hypertension artérielle
La tension artérielle correspond à la pression sous laquelle le sang pompé par le coeur circule dans les artères, et elle est égale à la résistance (tension) opposée par les artères au sang qui les traverse. Elle s’élève quand le coeur se contracte (systole), parce que le sang est alors propulsé avec force dans les artères, et diminue quand le coeur se repose (diastole).
La tension artérielle s’exprime par deux chiffres : le plus élevé des chiffres tensionnels est la tension artérielle systolique (TAS; pression maximale mesurée durant la systole), et le plus bas est la tension artérielle diastolique (TAD; pression minimale mesurée durant la diastole). L’unité de mesure de la tension artérielle est le millimètre de mercure (mmHg); la mesure de la tension artérielle s’effectue au moyen du sphygmomanomètre. Si la TAS d‘une personne est de 120 mmHg, et sa TAD, de 80 mmHg, on exprimera la tension artérielle par le rapport entre ces deux chiffres (120/80 mmHg) et on dira que la tension artérielle est de « 120 sur 80 ». En général, la tension artérielle est trop élevée (hypertension) quand elle demeure supérieure à 140/90 mmHg de manière soutenue. Plus la tension artérielle est élevée, plus le risque d’accident vasculaire cérébral (AVC), de maladie cardiaque ou d’insuffisance rénale est grand.
QUATRIÈME PARTIE – Appareil rénal
Structure et rôle
Également appelé appareil urinaire, l’appareil rénal comprend les reins, les uretères, la vessie et l’urètre (le canal par lequel l’urine sort de la vessie et du corps durant la miction).
Les principaux rôles du rein sont la filtration du sang et la formation de l’urine. Ces deux rôles sont essentiels à l’équilibre homéostatique. L’homéostasie désigne la tendance de l’organisme à maintenir la stabilité de ses paramètres internes. Les reins contribuent à l’équilibre homéostatique en contrôlant la quantité d’eau et d’électrolytes dans le sang.
Homéostasie
Tendance de l’organisme à préserver la stabilité du milieu interne dans des conditions externes variables. La température corporelle, la glycémie et le volume sanguin sont des paramètres du milieu interne.Saviez-vous que…?
La présence de glucose dans les urines permet de dépister le diabète.
Anatomie du rein
Le corps du rein comprend trois parties. La partie périphérique, ou corticale, est remplie de pelotons de capillaires (appelés glomérules) enveloppés dans les capsules de Bowman. La partie mitoyenne, ou médullaire, contient des capillaires et les tubes où l’urine est formée. Enfin, le bassinet du rein est situé dans la partie profonde, où l’urine s’accumule avant de s’écouler par l’uretère (Figure 2-15).
Saviez-vous que…?
Chez l’adulte, le rein pèse environ 175 g et a la taille d’un poing.
Néphron
Le néphron est l’unité anatomique et fonctionnelle du rein (Figure 2-16). Il assure l’élimination des déchets de l’organisme et la régulation de la concentration du sang en eau et en substances solubles, en filtrant le sang, en réabsorbant l’eau et les électrolytes dont l’organisme a besoin et en excrétant le reste sous forme d’urine. Chaque rein contient plus d’un million de néphrons.
Fonctionnement du rein
Le sang arrive au rein par l’artère rénale, passe dans les artérioles et atteint le néphron par l’artériole afférente. Le néphron filtre le sang pour en extraire les déchets, réabsorbe certaines substances et concentre l’urine. Le sang purifié finit par se jeter dans la veine rénale, tandis que l’urine s’accumule dans les canaux collecteurs des néphrons, est transportée jusqu’au bassinet du rein et quitte le rein en se déversant dans l’uretère (une description plus détaillée de la filtration du sang par les néphrons est fournie sous la Figure 2-16).
Homéostasie des reins et du glucose
Les reins jouent un rôle important dans l’homéostasie du glucose par filtration de plasma et par la résorption. Normalement, tout le glucose filtré par les glomérules du rein est circulé à nouveau dans les tubules proximaux par deux types de canaux spéciaux, le cotransporteur sodium-glucose 2 (SGLT2) et le SGLT1. Lorsque le rein fonctionne correctement, le SGLT2 régule la réabsorption de 90% du glucose filtré et le SGLT1 régule la réabsorption des 10% restants.
Saviez-vous que…?
Les reins filtrent environ le quart de la masse sanguine totale de l’organisme en une minute.Saviez-vous que…?
En l’espace de 24 heures, les reins filtrent de 150 à 180 litres de sang, mais ils produisent moins de 2 litres d’urine.Co-transporteur sodium-glucose de type 2 (SGLT2)
Transporteur de glucose retrouvé dans les tubules proximaux des néphrons; contribue à 90% de la réabsorption rénale du glucose.
Système rénine-angiotensine-aldostérone
Le système rénine-angiotensine-aldostérone (RAA) est un mécanisme de rétrocontrôle négatif qui contribue à préserver l’homéostasie (stabilité) de la tension artérielle (ce mécanisme est décrit à la Figure 2-17).
Système rénine-angiotensine-aldostérone (RAA)
Ensemble d’hormones contrôlé par les sécrétions du rein, qui assure l’équilibre sodique et liquidien ainsi que le contrôle de la tension artérielle. Le système RAA fait augmenter la tension artérielle quand celle-ci descend trop.
Rétrocontrôle négatif
Système de régulation qui freine ou stabilise un processus donné en réduisant son activité quand les effets de ce processus sont trop marqués.
POST-TEST
Félicitations! Vous venez de terminer le chapitre deux, Anatomie et physiologie. Vérifiez votre connaissance de la matière présentée dans ce chapitre en répondant au post-test. Cette évaluation vous permettra de reconnaître la matière que vous possédez bien et de repérer les notions que vous saisissez moins. Vous pourrez ensuite relire les sections du chapitre que vous aurez moins retenues pour renforcer votre apprentissage.
Cette évaluation devrait vous prendre environ 10 minutes. Après avoir répondu aux questions, comparez vos réponses à celles du corrigé qui suit le post-test.
Veuillez encercler une seule réponse par question.
1. Lequel des termes suivants désigne la synthèse du glucose dans le foie?
a. La gluconéogenèse
b. La glucogenèse
c. La glucogénolyse
d. La glucolyse
2. Où s’effectue la synthèse du glucagon?
a. Dans les cellules alpha des îlots de Langerhans
b. Dans les cellules alpha de l’intestin grêle
c. Dans les cellules bêta des îlots de Langerhans
d. Dans les cellules bêta de l’intestin grêle
3. Quel est le principal siège de stockage du glucose sous forme de glycogène?
a. Les muscles et le foie
b. Les muscles et les reins
c. Le pancréas et le coeur
d. Les reins et le cerveau
4. Lequel des énoncés suivants au sujet des lipides est exact?
a. Les gras de source animale sont généralement insaturés, alors que les gras de source végétale sont généralement saturés.
b. Les lipides forment un vaste groupe de composés gras insolubles dans le sang.
c. Les lipides sont les molécules de matières grasses les plus petites.
d. Les lipides se déplacent sous forme libre dans le sang et sont dégradés dans le foie.
5. Lequel des énoncés suivants au sujet des effets de l’insuline sur le métabolisme est exact?
a. L’insuline favorise la dégradation du glycogène.
b. L’insuline favorise la dégradation des triglycérides.
c. L’insuline favorise le stockage du glucagon.
d. L’insuline favorise le stockage des nutriments.
6. Les incrétines ont ceci de particulier qu’elles peuvent stimuler la sécrétion d’insuline par le pancréas :
a. suivant la quantité de glucose présente.
b. peu importe la quantité de glucose présente.
c. en inhibant l’activité du glucose.
d. en causant une résistance au glucose.
7. Quelles fonctions le sang circulant assure-t-il?
a. Transport des nutriments et de l’oxygène, élimination des déchets, distribution de la chaleur, lutte contre les infections et coagulation
b. Transport des nutriments et de l’oxygène, élimination des déchets, régulation de la température corporelle, lutte contre les infections et coagulation
c. Transport des nutriments, élimination des déchets, distribution de la chaleur et coagulation
d. Transport des nutriments, élimination des déchets, régulation de la température corporelle, lutte contre les infections et coagulation
8. Lequel des énoncés suivants au sujet de la circulation générale est exact?
a. Le sang de la circulation générale passe dans toutes les cellules, tous les tissus et organes sauf le foie.
b. Le sang de la circulation générale passe dans toutes les cellules, tous les tissus et organes sauf les poumons.
c. Le sang de la circulation générale passe dans les poumons, pour drainer les tissus adipeux sous-cutanés.
d. Le sang de la circulation générale passe dans les poumons, pour drainer les tissus viscéraux en retournant au foie.
9. Lequel des énoncés suivants décrit la circulation porte?
a. Le sang de la circulation porte passe des capillaires qui irriguent un organe aux capillaires d’un autre organe avant de retourner au coeur.
b. Le sang de la circulation porte irrigue les membres.
c. Le sang de la circulation porte passe dans le foie avant de retourner aux reins.
d. Le sang de la circulation porte passe par les veines pulmonaires avant de retourner au coeur.
10. La tension artérielle est contrôlée par :
a. les hormones et le système cardiovasculaire.
b. les hormones, le foie et le système cardiovasculaire.
c. les hormones, le foie et le système nerveux.
d. les hormones, l’appareil rénal et le système nerveux.
11. Pourquoi dit-on de l’hypophyse qu’elle est la glande maîtresse?
a. Elle contrôle l’activité des glandes tant endocrines qu’exocrines.
b. Elle contrôle l’activité du système nerveux par l’intermédiaire de l’hypothalamus.
c. Elle influe sur l’activité de nombreuses autres glandes du système endocrinien.
d. En fin de compte, elle contrôle toutes les autres glandes.
12. Lequel des termes suivants NE correspond PAS à un des rôles des reins?
a. La filtration du sang
b. L’oxygénation du sang
c. Le contrôle de la tension artérielle
d. La régulation de l’équilibre électrolytique
13. Lequel des énoncés suivants au sujet du système RAA est INEXACT?
a. L’angiotensine I est convertie en angiotensine II sous l’action de l’enzyme de conversion de l’angiotensine.
b. L’angiotensine II se comporte comme un vasodilatateur et stimule la production d’aldostérone par le foie.
c. Le système RAA participe au contrôle de la tension artérielle
d. La rénine est produite par des cellules spécialisées du rein.
14. Qu’est-ce que l’homéostasie?
a. La régulation de la glycémie par le pancréas
b. L’arrêt de la production d’insuline qui se produit après un repas.
c. La tendance de l’organisme à maintenir la stabilité du milieu interne dans des conditions externes stables.
d. La tendance de l’organisme à maintenir la stabilité du milieu interne dans des conditions externes variables.
15. Lequel des énoncés suivants au sujet des glandes surrénales est exact?
a. Elles coiffent les reins et participent à l’équilibre liquidien et au contrôle de la tension artérielle.
b. Elles coiffent les reins et influent sur la production d’insuline.
c. Elles sont coiffées par les reins et sécrètent les catécholamines (hormones de lutte ou de fuite)
d. Elles sont coiffées par les reins et sécrètent des hormones de régulation de la concentration du sodium et du potassium.
CORRIGÉ DU POST-TEST
Les bonnes réponses sont en caractère gras.
1. Lequel des termes suivants désigne la synthèse du glucose dans le foie?
a. La gluconéogenèse
b. La glucogenèse
c. La glucogénolyse
d. La glucolyse
2. Où s’effectue la synthèse du glucagon?
a. Dans les cellules alpha des îlots de Langerhans
b. Dans les cellules alpha de l’intestin grêle
c. Dans les cellules bêta des îlots de Langerhans
d. Dans les cellules bêta de l’intestin grêle
3. Quel est le principal siège de stockage du glucose sous forme de glycogène?
a. Les muscles et le foie
b. Les muscles et les reins
c. Le pancréas et le coeur
d. Les reins et le cerveau
4. Lequel des énoncés suivants au sujet des lipides est exact?
a. Les gras de source animale sont généralement insaturés, alors que les gras de source végétale sont généralement saturés.
b. Les lipides forment un vaste groupe de composés gras insolubles dans le sang.
c. Les lipides sont les molécules de matières grasses les plus petites.
d. Les lipides se déplacent sous forme libre dans le sang et sont dégradés dans le foie.
5. Lequel des énoncés suivants au sujet des effets de l’insuline sur le métabolisme est exact?
a. L’insuline favorise la dégradation du glycogène.
b. L’insuline favorise la dégradation des triglycérides.
c. L’insuline favorise le stockage du glucagon.
d. L’insuline favorise le stockage des nutriments.
6. Les incrétines ont ceci de particulier qu’elles peuvent stimuler la sécrétion d’insuline par le pancréas :
a. suivant la quantité de glucose présente.
b. peu importe la quantité de glucose présente.
c. en inhibant l’activité du glucose.
d. en causant une résistance au glucose.
7. Quelles fonctions le sang circulant assure-t-il?
a. Transport des nutriments et de l’oxygène, élimination des déchets, distribution de la chaleur, lutte contre les infections et coagulation
b. Transport des nutriments et de l’oxygène, élimination des déchets, régulation de la température corporelle, lutte contre les infections et coagulation
c. Transport des nutriments, élimination des déchets, distribution de la chaleur et coagulation
d. Transport des nutriments, élimination des déchets, régulation de la température corporelle, lutte contre les infections et coagulation
8. Lequel des énoncés suivants au sujet de la circulation générale est exact?
a. Le sang de la circulation générale passe dans toutes les cellules, tous les tissus et organes sauf le foie.
b. Le sang de la circulation générale passe dans toutes les cellules, tous les tissus et organes sauf les poumons.
c. Le sang de la circulation générale passe dans les poumons, pour drainer les tissus adipeux sous-cutanés.
d. Le sang de la circulation générale passe dans les poumons, pour drainer les tissus viscéraux en retournant au foie.
9. Lequel des énoncés suivants décrit la circulation porte?
a. Le sang de la circulation porte passe des capillaires qui irriguent un organe aux capillaires d’un autre organe avant de retourner au coeur.
b. Le sang de la circulation porte irrigue les membres.
c. Le sang de la circulation porte passe dans le foie avant de retourner aux reins.
d. Le sang de la circulation porte passe par les veines pulmonaires avant de retourner au coeur.
10. La tension artérielle est contrôlée par :
a. les hormones et le système cardiovasculaire.
b. les hormones, le foie et le système cardiovasculaire.
c. les hormones, le foie et le système nerveux.
d. les hormones, l’appareil rénal et le système nerveux.
11. Pourquoi dit-on de l’hypophyse qu’elle est la glande maîtresse?
a. Elle contrôle l’activité des glandes tant endocrines qu’exocrines.
b. Elle contrôle l’activité du système nerveux par l’intermédiaire de l’hypothalamus.
c. Elle influe sur l’activité de nombreuses autres glandes du système endocrinien.
d. En fin de compte, elle contrôle toutes les autres glandes.
12. Lequel des termes suivants NE correspond PAS à un des rôles des reins?
a. La filtration du sang
b. L’oxygénation du sang
c. Le contrôle de la tension artérielle
d. La régulation de l’équilibre électrolytique
13. Lequel des énoncés suivants au sujet du système RAA est INEXACT?
a. L’angiotensine I est convertie en angiotensine II sous l’action de l’enzyme de conversion de l’angiotensine.
b. L’angiotensine II se comporte comme un vasodilatateur et stimule la production d’aldostérone par le foie.
c. Le système RAA participe au contrôle de la tension artérielle
d. La rénine est produite par des cellules spécialisées du rein.
14. Qu’est-ce que l’homéostasie?
a. La régulation de la glycémie par le pancréas
b. L’arrêt de la production d’insuline qui se produit après un repas.
c. La tendance de l’organisme à maintenir la stabilité du milieu interne dans des conditions externes stables.
d. La tendance de l’organisme à maintenir la stabilité du milieu interne dans des conditions externes variables.
15. Lequel des énoncés suivants au sujet des glandes surrénales est exact?
a. Elles coiffent les reins et participent à l’équilibre liquidien et au contrôle de la tension artérielle.
b. Elles coiffent les reins et influent sur la production d’insuline.
c. Elles sont coiffées par les reins et sécrètent les catécholamines (hormones de lutte ou de fuite)
d. Elles sont coiffées par les reins et sécrètent des hormones de régulation de la concentration du sodium et du potassium.
Lectures proposées
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Glossaire