les aliments, la digestion et l'absorption intestinale

 Chapitre 1 :            Les aliments, la digestion et l’absorption intestinale

 

Situation problème :

Pour satisfaire ses besoins alimentaires, l’homme doit se nourrir chaque jour de plusieurs aliments diversifiés d’origine animale et végétale. Le transit des aliments à travers le tube digestif leur permet de subir la digestion, la transformation en nutriments et l’absorption au niveau de l’intestin.

-          Quels sont les principaux constituants des aliments ?

-          Comment est-ce que la digestion se fait le long du tube digestif ?

-          Quel est le devenir des aliments obtenus par la digestion des aliments

 

I – Quels sont les constituants des aliments et comment les mettre en évidence ?

1-     Analyse des aliments.

Pour déterminer les constituants des aliments, on utilise plusieurs réactifs spécifiques comme le nitrate d’argent, l’oxalate d’ammonium, la liqueur de Fehling, l’eau iodée et l’acide nitrique… On prépare aussi des filtrats des aliments pour mettre en évidence les substances dissoutes dans l’eau (voir schéma 1)

a)      Expériences et leurs résultats. (Voir schéma 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8)

b)      Conclusions :

Expérience 2 : Le lait contient de l’eau.

Expérience 3 : le lait contient des chlorures.

Expérience 4 : le lait contient du calcium.

Expérience 5 : l’albumen de l’œuf contient des protides.

Expérience 6 : le lait contient du glucose.

Expérience 7 : le pain contient de l’amidon.

Expérience 8 : le pain contient des protides.

2-     Constituants des aliments.

Malgré la diversité des aliments consommés par l’Homme, ils sont tous composés (=constitués) d’un mélange à des teneurs variables de mêmes éléments appelés aliments simples.

Les aliments simples sont : les protides (protéines), les lipides, les glucides, les sels minéraux, l’eau et les vitamines.

Les aliments que mange l’homme sont donc des aliments composés. Comme le pain la viande, le fromage, le beurre, les dattes….

Un aliment composé est constitué de plusieurs aliments simples.

Un aliment complet se compose de tous les aliments simples comme le lait.

Remarque :

Les protides, les lipides et les glucides sont des aliments organiques car ils contiennent du carbone.

L’eau et les sels minéraux contiennent des éléments minéraux comme le fer, le calcium, le chlorure, le magnésium le zinc…

II - Comment est-ce que la digestion se fait le long du tube digestif ?

Le transit des aliments le long du tube digestif leur permet de subir plusieurs transformations appelées digestion. On en distingue deux types. La digestion mécanique et la digestion chimique.

La digestion mécanique se fait par des dents et des muscles de la paroi du tube digestif. La mastication et la malaxation permet la formation le bol alimentaire au niveau de la bouche qui sera ensuite dégluti. Le tube digestif est doué du péristaltisme qui fait progresser le bol alimentaire dans le sens oral-aboral et de la segmentation qui assure le brassage des aliments.

1-      Digestion de l’amidon au niveau de la bouche.

a-      Observation.

Si on mastique assez longtemps un morceau du pain, il s’imprègne de la salive et prends progressivement une saveur sucrée.

Pour savoir l’origine de ce gout sucré on réalise cette expérience.

b-      Expérience de la digestion de l’amidon in vitro (voir schéma 9).

c-      Analyse des résultats.

La salive contient une enzyme appelée amylase salivaire.

L’amidon disparait dans le tube B et le maltose et le glucose apparaissent à sa place. Donc l’amidon qui est une macromolécule a été décomposé en un sucre réducteur, le maltose par l’amylase salivaire. Cette transformation s’appelle la digestion chimique et elle se fait comme suit. (voir schéma 10).

L’expérience réalisé dans le tube A s’appelle expérience témoin.

 

Conclusion

La digestion chimique est la simplification moléculaire des macromolécules (grosses molécules) contenus dans les aliments en petites éléments par des enzymes.

Remarque :

Une enzyme est une protéine synthétisée par l’appareil digestif et catalyse les réactions biochimiques.

1-      Transformation des aliments simples en nutriments.

Les aliments simples subissent dans le tube digestif une simplification moléculaire par des enzymes spécifiques.

a)      Digestion au niveau de l’estomac.

La digestion des protides commence au niveau de l’estomac, qui secrète le suc gastrique contenant une enzyme, la pepsine et l’acide chlorhydrique (Hcl). A ce niveau les protides sont transformés en polypeptides.

Protide + eau + Hcl + pepsine …………………….   Polypeptide + pepsine.

b)      Digestion au niveau de l’intestin.

Le pancréas et la vésicule biliaire produisent respectivement le suc pancréatique et la bile et les déversent dans la lumière de l’intestin, puis se mélangent avec le suc intestinal. Les sucs digestifs contiennent des enzymes spécifiques, ainsi s’achève la digestion comme suit.

● Restes des protides et polypeptides :

Protide + eau+ trypsine ………………..  polypeptides  + trypsine.

Polypeptide + eau + peptidase ……………………..  acides aminés + peptidase.

● Restes d’amidon et maltose.

Amidon + eau + amylase ………………………… maltose + amylase.

Maltose + eau + maltase …………………………. glucose + maltase.

● Lipides

Lipides + eau + bile + lipase …………………… acides gras + glycérol + lipase.

 

CONCLUSION

La digestion chimique des aliments se fait grâce aux enzymes spécifique. Les protides sont transformés en acides aminés, les lipides en acides gras et glycérol et l’amidon est digéré en glucose. Les sels minéraux, l’eau et les vitamines ne subissent pas de digestion le long du tube digestif. Il résulte de la digestion des nutriments qui sont : acides aminés, acides gras, glycérol, glycose, sels minéraux, eau et vitamines.

III – Quel est le devenir des nutriments issus de la digestion des aliments ?

Les nutriments issus de la digestion sont absorbés au niveau de l’intestin. Les acides gras et le glycérol passent vers la lymphe avant de rejoindre la circulation sanguine, les autres nutriments passent vers le sang. (voir schéma 18)

La muqueuse intestinale de l’intestin est formée de replis revêtus de millions de villosités recouvertes à leur tour par des millions de microvillosités (voir schémas 14 , 15, 16 et 17). Cette structure interne de l’intestin permet d’augmenter la surface d’absorption (=surface d’échange)

L’absorption intestinale est le passage des nutriments de la lumière de l’intestin (=milieu externe) vers le milieu interne constitué du sang et la lymphe.

IV- Hygiène de l’appareil digestif.

L’appareil digestif est continuellement en contact avec le milieu environnant et exposé à plusieurs troubles et maladies.

1-      Troubles et maladies du tube digestif.

-          La carie dentaire : Elle résulte du cassement des objets solides par des dents, de la variation brusque de la température de la bouche et des infections dentaires causées par des bactéries des restes d’aliments dans la bouche.

-          L’intoxication alimentaire : elle résulte de l’ingestion d’aliments contenant des agents pathogènes (bactéries parasites) comme les conserves périmées, mal conservés mal stérilisés et la viande qui dégage une mauvaise odeur. Ces aliments contiennent des toxines résultant de la multiplication des bactéries et provoquent des troubles digestifs, le vomissement, la diarrhée, la fièvre, l’hallucination, la paralysie ou la mort.

-          Réduction de la consommation de la cellulose contenues dans fibres alimentaires (légumes et fruits) : la cellulose facilite le transit intestinal, et lutte conte la constipation.

-           Boire de l’eau polluée contenant des pathogènes (amibe, ascaris, trichocéphale...) et des bactéries provoque des maladies comme la typhoïde, les démangeaisons anales…

2-      Hygiène de l’appareil digestif.

Certaines mesures préventives sont nécessaires pour préserver le bon fonctionnement du l’appareil digestif :

-          Eviter les troubles cités ci-dessus.

-          Se laver les mains avant chaque repas.

-          Boire une quantité suffisante d’eau potable chaque jour.

-          Se brosser les dents après chaque repas pour éliminer les restes des aliments dans la bouche.

-          Adopter un régime alimentaire riche en fibres alimentaires (cellulose)

-          Laver les légumes et les fruits afin d’éviter le risque d’intoxication alimentaire.

Ressources en eau

                                                 Les ressources en eau  

I - Situation problème :

    L’eau est indispensable à la survie des plantes et des animaux. L’homme en a également besoin non seulement pour la boisson mais aussi pour d’autres usages ménagères et industrielles.

    Quels sont les dangers qui menacent les ressources en eau ? et comment préserver l’eau ?

    Quel sont les différents états physiques de l’eau ?

    l’eau occupe environ 71% de la surface de la terre. Elle existe sous trois état physiques : l’état liquide ,l’état solide et l’état gazeux.

    L’état liquide pour la pluie la rivière, la nappe souterraine, la mer ou l’océan.

    L’état solide pour la neige et la grêle.

    L’état gazeux pour la vapeur d’eau.

    L’eau peut passer d’un état physique à un autre sous l’effet de la variation de la température et la pression.le passage de l'état liquide à l’état gazeux s’appelle vaporisation. le schéma ci-dessous montre les différents états physiques de l’eau

                                                                                                                                                             

  Le cycle de l’eau : dans la nature l’eau ne disparait pas. Elle décrit un cycle en passant d’un état physique à un autre avant de revenir à son état initial c’est le cycle de l’eau.

II- Comment se forment les nappes aquifères (eaux souterraines)

Une partie de l’eau de pluie ou  de ruissellement qui s’infiltre dans le sol pour former ce que l’on appelle les eaux souterraines ou nappe. Elle est contenue dans des couches rocheuses appelées aquifères, qui sont caractérisés par une grande perméabilité et une grande porosité.

 Le niveau piézométrique est le niveau atteint par l’eau de la nappe  après un forage ou creusement  d’un puits.

Une nappe est donc l’ensemble des eaux comprises dans la zone saturée d’un aquifère. Selon la position du niveau piézométrique par rapport à la nappe on en distingue deux types :

Nappe libre : est une nappe surmontée par des terrains perméables. Le niveau piézométrique coïncide avec la surface libre de la nappe.

Nappe captive :est une nappe comprimée par deux formations quasi imperméables le point piézométrique est en haut à l’extérieur de la nappe

Un karst est un massif calcaire où l’eau a creusé de nombreuses cavités par la dissolution des minéraux.

III- quels sont les dangers menaçants les ressources en eau ?

L’eau est indispensable à la vie de l’homme et les êtres vivants .elle est l’une des ressources naturelles les plus menacées aujourd’hui par le gaspillage et la pollution.

1-    Exploitation excessive de l’eau :

L’augmentation rapide de la population mondiale et la consommation excessive de de l’eau dans différentes activités humaines, telles que l’agriculture, l’industrie et aux usages domestiques ont mené à l’augmentation rapide des besoins en eau.

2-    Pollution de l’eau :

L’eau est dites polluée quand elle constitue un danger pour l’environnement ; et devient non utile pour les secteurs qui l’utilisent.

Plusieurs facteurs conduisent à la pollution de l’eau, entre autre :

-         Rejets domestiques : les eaux d’égout (eaux usées) contiennent le phosphore les lessives les produits cosmétiques…

-         Rejets agricoles : les engrais et les pesticides ….

-         Rejets industriels  métaux, produits chimiques…

Plusieurs critères ont été fixés pour définir la potabilité de l’eau :

-         Les critères organoleptiques : (perceptibles avec nos sens) : couleur, odeur, turbidité, saveur

-         Les critères physiques : température  ph

-         Les critères chimiques : substances indésirables ou toxiques présentes dans l’eau comme nitrates, sulfates, chlorures, pesticides, hydrocarbures

-          Critères biologiques : microorganisme présents dans l’eau comme les bactéries coliformes.

Conclusion : il faut préserver l’eau, ne pas la polluer, ne pas la gaspiller.

IV-   Épuration et traitement des eaux.

 1 - Le traitement des eaux usées : épuration.

L’eau usée est l’eau qui a été utilisée et qui doit être traité avant d’être réintroduite vers d’autre source d’eau. Les eaux usées ont plusieurs sources : domestique agricole industrielle.

  

         L'épuration’est le procédé de nettoyage des eaux usées pour en éliminer les contaminants  et de pouvoir ensuite les rejeter dans la nature sans polluer l’environnement. Elle se fait dans des stations d'épuration.

    Les étapes d’épuration :

1 : le prétraitement : commence par le :

 Dégrillage : séparation des déchets solides les plus gros, retenu par un système de tamis ou de grille.

2 : le prétraitement se poursuit par le dessablage –dégraissage : élimination des graisses par flottaison et des matières lourdes par décantation.

3 : le traitement  biologique par boues activées : les micro-organismes transforment la pollution dissoute en boues biologiques par une alternance de phase d’aération et de repos dans des bassins.

     2 - Traitement de l'eau potable

        Une eau est  dite potable lorsque l’Homme peut la consommer c’est-à-dire lorsqu'elle ne contient aucune substance nuisible à la santé comme nous pouvons bien le constater sur cette image. le traitement de l'eau potable se fait dans des des stations spécifiques dites, stations de traitement de l'eau potable.

   Les étapes de traitement d’eau pour la rendre potable :

1 : Dégrillage : les grosses particules sont éliminées

2 :coagulation-flocution-décantation :formation des flocs cohésifs volumineux et lourds donc facile à décanter

3 : filtration : les toutes particules présentes dans l’eau sont arrêtées par le sable

4 : désinfection :une petite quantité de chlore est ajoutée

Dysfonctionnement du système immunitaire – Problèmes de Transfusion sanguine – Hygiène de l’appareil reproducteur.

Chapitre                             Dysfonctionnement du système immunitaire – Problèmes de

                                             Transfusion sanguine – Hygiène de l’appareil reproducteur.

Le système immunitaire neutralise  les antigènes, cependant il est sujet à certains dysfonctionnement, soit en agissant de façon exagérée et excessive contre les antigènes inoffensifs comme le cas des allergies ; soit son fonctionnement est insuffisant, de sorte qu’il y ait une déficience immunitaire, comme le cas du SIDA.  Autres problèmes immunitaires peuvent surgir après la transfusion sanguine.

I – Qu’est-ce que l’allergie ? Et comment est-ce qu’elle se déroule?

Les allergies les plus connues sont celles de l’appareil respiratoire comme l’asthme et celles la peau, l’eczéma.

L’allergie ou réaction allergique est une réponse immunitaire excessive contre un agent non pathogène et inoffensif appelé allergène. Parmi les allergènes on trouve les grains de pollen, les acariens, les poils des animaux, la poussière, les produits chimiques (eau de javel, insecticide, parfum …), certains médicaments et piqures des insectes… L’allergie se traduit notamment par des éternuements, des démangeaisons, ou des rougeurs, des œdèmes, asthme...

La réaction allergique se fait en deux étapes :

-          Phase de sensibilisation :

Durant le premier contact avec l’allergène le système immunitaire par le biais des lymphocytes B, produit des anticorps spécifiques du type immunoglobuline E : IgE. Les IgE se fixent sur des leucocytes appelés mastocytes.

 Cette étape de sensibilisation est sans conséquence et passe inaperçue.

-          Phase d’apparition des symptômes :

Suite au deuxième contact avec l’allergène, ce dernier se fixe sur les IgE déjà fixés sur les mastocytes. Les mastocytes sécrètent alors de l’histamine qui déclenche les symptômes  de l’allergie (déjà cités ci-dessus).

Pour déterminer l’allergène d’une allergie donnée, le praticien spécialiste en la matière réalise des tests cutanés en injectant sous la peau du la personne allergique de faibles doses de divers allergènes. L’apparition d’une inflammation locale indique que la personne est allergique à l’allergène en question.

II- Qu’est-ce que le SIDA ? Comment est-ce qu’il se transmet ? Et comment s’en prévenir ?

Le SIDA est le syndrome d’immunodéficience acquise est une maladie virale, grave et contagieuse. Le virus qui en est responsable est le VIH (virus de l’immunodéficience acquise). Après avoir été contaminée par le VIH, une personne peut transmettre  le virus. Son système immunitaire produit des anticorps spécifiques contre le VIH  dites anti-VIH

Les tests du dépistage permettent de révéler la présence ou l’absence des anticorps anti-VIH dans le sang. Ainsi est séropositive une personne  lorsque son sérum contient des anti-VIH. 

L’infection de VIH évolue en trois phases:

Phase 1 : Primo-infection : Elle dure quelques semaines de 3 à 8 semaines et au cours de laquelle on assiste à une augmentation de la quantité du VIH suivie de l’apparition et la recrudescence  des anti-VIH dans le sang qui provoquent sa diminution sans qu’il (virus) ne soit pas disparu dans l’organisme. La personne infectée peut transmettre le virus.

Phase 2 : Phase asymptomatique : Elle dure 10,11 ou 12 ans et ne présente pas de symptômes cliniques ( la personne n’est pas malade). Le système immunitaire reste actif en produisant des anticorps et des lymphocytes T cytotoxiques. La quantité du VIH dans le sang est stagnante (stable)

Phase 3 : SIDA déclaré : Le virus VIH s’attaque particulièrement aux lymphocytes T4 qui constituent le pivot central des réponses immunitaires spécifiques acquises humorale et cellulaire. La destruction massive des lymphocytes T4 et la diminution de  leur nombre provoquent l’effondrement du système immunitaire ainsi l’organisme devient la cible des maladies opportunistes  comme la diarrhée chronique, le sarcome de kaposi, la méningite et la tuberculose…

Le SIDA est une maladie contagieuse et le VIH se transmet  par :

-          Transfusion du sang contaminé par le virus VIH.

-          Utilisation des instruments contaminés comme les seringues les lames à raser, les outils de coiffure…

-          Rapports sexuels non protégés avec un partenaire séropositif.

-          Voie maternelle : mère séropositive au cours de la grossesse ou de l’allaitement peut contaminer son enfant.

De nombreux traitements contre le sida utilisés actuellement permettent d’améliorer  l’état du santé des patients séropositifs, mais aucun n’arrive à guérir définitivement la maladie. En absence du traitement et du vaccin efficaces contre le VIH, la prévention reste le seul moyen de l’éviter. 

III – La transfusion sanguine et les problèmes qui y sont liés.

La transfusion sanguine est le transfert du sang d’un individu, appelé donneur à un autre appelé receveur. Elle peut entrainer de graves problèmes y compris la mort.

1-   Groupe sanguins.

Les groupes sanguins du système ABO sont caractérisés par la présence ou l’absence des antigènes (=agglutinogènes) A et B sur la membrane des hématies, et par la présence ou l’absence des anticorps (agglutinines) anti A et anti B dans le plasma. Il y a quatre groupes sanguins A, B, AB, et O.

2 – conditions de transfusion sanguine entre les groupes sanguine.

L’agglutination est une réponse immunitaire entre les anticorps du receveur et les agglutinogènes des hématies (globules rouges) du donneur.

La transfusion du sang n’est possible qu’entre deux sangs compatibles . Avant la transfusion sanguine ; il faut s’assurer de la compatibilité entre le groupe sanguin de donneur et celui de receveur pour éviter l’agglutination.

O est donneur universel

AB est receveur universel.

3 – facteur Rhésus : Rh

En plus des quatre groupes sanguins  sanguins il faut tenir en considération le facteur Rhésus lors de la transfusion sanguine. Le rhésus est un antigène qui lorsqu’il  est présent sur les hématies, la personne est dite rhésus +. Dans le cas contraire elle est dite rhésus - .  Le transfert  du sang d’un donneur Rh+ à un receveur Rh- entraine l’agglutination des globules rouges (hématies).

Conclusion :

La transfusion sanguine s’effectue seulement dans le cas où le sang de receveur ne contient pas  d’anticorps qui peuvent agglutiner les globules rouges de donneur.

hérédité chez l'homme

Chapitre : 4                                            L’hérédité chez l’Homme

Chaque individu a des caractères héréditaires issus de ses parents par le biais de la reproduction sexuée  et des caractères non héréditaires.la génétique est la science de l’hérédité, qui étudie la transmission des caractères héréditaires au fil des générations et permet de comprendre l’apparition des maladies héréditaires et les répercussions des mariages consanguins.

I   -    Qu’est-ce qu’un caractère héréditaire ? et comment peut-on le suivre au fil des générations ?

Tous les individus d’une même espèce partagent des caractères communs et propres à l’espèce, ce sont des caractères spécifiques. Exemple  nombre de doigt, posture ….

Un caractère héréditaire est un caractère qui se transmis de génération en génération exemple couleur des cheveux, forme du lobe de l’oreille…

Un caractère non héréditaire : C’est un caractère acquis et  ne se transmis pas d’une génération à l’autre. Exemple développement musculaire d’un sportif,  doigt amputé...

L’arbre généalogique : est une représentation simplifiée des liens de parenté au sein d’une famille et permet de suivre la transmission d’un ou plusieurs caractères héréditaires sur plusieurs générations.

II – Comment est-ce qu’on peut mettre en évidence la localisation du programme responsable génétique ? Et Quelles sont les structures cellulaires porteuses des caractères héréditaires ?

Le programme génétique (génome humain) est l’ensemble des informations nécessaires à l’expression des caractères héréditaires qui sont communs et spécifiques à l’espèce. Il est contenu dans le noyau de la cellule œuf puis dans le noyau de toutes les cellules de l’individu qui en résulte.

Le programme génétique est porté par des chromosomes qui se trouvent dans le noyau de la cellule. 

Le caryotype humain comporte 23 paires de chromosomes (soit 46 chromosomes au total) dont la paire sexuel XX chez la femme et  XY chez l’homme.  Autrement dit :

La femme a 23 paires de chromosomes = 22 paires homologues + XX

L’homme a 23 paires chromosomes = 22 paires homologues + XY

Les paires de chromosomes XX et XY déterminent le sex

Les chromosomes comportent plusieurs portions appelées des gènes. Chaque gène est responsable d’un caractère héréditaire donné, et représenté par plusieurs allèles.

Exemple : le gène responsable de la couleur des yeux est situé  sur la paire 15 (15 ^ème paire des chromosomes)  et représenté par plusieurs allèles responsables de l’apparition de différentes couleurs des yeux.

Remarque:
Le caryotype est une représentation photographique de l’ensemble des chromosomes d’une cellule, classés par paire et selon la taille.

III- Role de gamètes dans la transmission des caractères héréditaires.

Toutes les cellules humaines contiennent 46 chromosomes (23 paires de chromosomes) sauf les gamètes. Chaque gamète renferme dans son noyau 23 chromosomes dont 22 et un chromosome sexuel X ou Y.

1  - Formation des gamètes.

Au cours de la formation des gamètes la cellule mère des spermatozoïdes et celle des ovules subissent la division qui mène à la séparation des chromosomes homologues. Ainsi la femme  produit un seul type de gamètes contenant chacun 22 chromosomes et un chromosome sexuel X. L’homme quant à lui produit deux types de gamètes à proportions égales, les spermatozoïdes ayant 22 chromosomes et un chromosome sexuel X et d’autres avec 22 chromosomes et un chromosome Y. autrement dit : les spermatozoïdes ont soit, 22 chromosomes + X ou 22 chromosomes + Y.

2  - Fécondation

Durant la fécondation chaque gamète apporte 23 chromosomes et on assiste au regroupement des chromosomes homologues. La cellule œuf de 46 chromosomes qui en résulte contient donc l’héritage parental, 23 chromosomes issus de la mère et 23 chromosomes issus du père.

Les chromosomes portant des gènes avec différents allèles, transmettent des caractères héréditaires et des maladies héréditaires au fil des générations. L’allèle dominant l’emporte toujours sur l’allèle récessif et la présence de deux allèles récessifs responsable d’une malade héréditaire provoquent chez l’individu la même maladie. Ainsi une mère saine mais porteuse d’une maladie héréditaire (maladie cachée) et un père sain mais porteur de la même maladie peuvent donner la progéniture (=enfants) atteinte de la même maladie.

 Le mariage consanguin peut augmenter le risque des maladies héréditaires.