Les enzymes des sucs digestifs, exemple de l'amylase salivaire

Comment les sucs digestifs, que l’on retrouve le long du tube digestif (bouche, estomac, intestins) permettent-ils la digestion chimique des aliments ? Voici une étude de l’amylase salivaire pour y répondre.

 

I. Expérience

 

On place 4 tubes dans des bains-marie : tubes 1, 2 et 3 à 37°C et tube 4 à 0°C.

 

 

Tube 1

Tube 2

Tube 3

Tube 3

Contenu

pain + eau

pain + salive

pain + salive bouillie

pain + salive

Amidon à t=0

+

+

+

+

Amidon à t=10

+

+

+

Maltose à t=0

Maltose à t=10

+

+ = présence

– = absence

 

Détection de la présence d’amidon (constituant du pain) à l’aide d’eau iodée jeune-orangée qui devient bleue en présence d’amidon.

À t = 0 minute, il y a présence d’amidon dans tous les tubes.

À t = 10 minutes, l’amidon est toujours présent partout sauf dans le tube 2.

 

Détection de la présence de maltose (sucre plus petit que l’amidon) à l’aide de liqueur de Fehling qui devient rouge en présence de sucre.

À t = 0 minute, il n’y a pas de présence de maltose dans les tubes.

À t = 10 minutes, le maltose est uniquement présent dans le tube 2.

 

II. Interprétation

 

Dans le tube 2, au contraire des trois autres tubes, l’amidon a disparu et s’est transformé en maltose au cours des 10 minutes de l’expérience. Cela est possible seulement lorsque le pain est en présence de salive (non bouillie) et à 37°C.

L’amidon qui est une grosse molécule de glucide a été transformé en une molécule plus petite, le maltose. Cette transformation est due à l’amylase salivaire, une enzyme présente dans la salive.

Ainsi, une enzyme est une substance chimique présente dans certains de nos sucs digestifs qui permet de passer de grosses molécules à des molécules de plus en plus petites qui finiront sous forme de nutriments, utilisables par l’organisme.

Les enzymes

La digestion se fait principalement avec des processus mécaniques (on broie les aliments) et des processus chimiques (avec un découpage petit à petit en petites molécules qui seront ensuite utilisées par nos organes et nos cellules). Dans la partie chimique de la digestion, on fait intervenir les sucs digestifs qui contiennent des substances chimiques produites par notre corps, permettant de découper les aliments. Dans ces substances chimiques, il y a en particulier une famille de grosses molécules : les enzymes.

 

I. Le rôle biocatalyseur des enzymes

 

Les enzymes sont des molécules complexes produites par les êtres vivants uniquement. On ne les trouve pas dans la nature hors des êtres vivants. Ces molécules font partie de la famille des protéines. Ces protéines sont produites notamment par notre corps et nous permettent de digérer. Ces protéines ont un rôle très particulier : les enzymes sont des biocatalyseurs. On dit « bio » car elles sont produites par les êtres vivants, et « catalyseurs » car elles permettent de faciliter et de rendre plus rapides des réactions chimiques à l’intérieur de notre corps.

Sans la présence des enzymes, ces réactions chimiques pourraient éventuellement exister mais seraient très lentes et donc presque impossibles à l’échelle de la vie d’un animal ou d’un végétal ou de tout être vivant. Un biocatalyseur est donc une molécule chimique qui rend possible une réaction biochimique à l’intérieur du corps d’un être vivant. Les enzymes sont des biocatalyseurs, elles rendent possible des réactions chimiques.

 

II. Exemples d’enzymes

 

On peut dire qu’à chaque réaction particulière qui a lieu dans notre corps correspond une enzyme, qui va aider, faciliter, rendre possible la réaction. Par exemple : pour la digestion il y a différentes enzymes qui interviennent comme la pepsine. Il s’agit d’une enzyme qui coupe les protéines. Elle se trouve dans notre estomac et elle permet donc de digérer les protéines de nos aliments.

Autre exemple, l’amylase salivaire. On dit salivaire car elle se trouve dans notre bouche, elle fait partie de la salive. Elle permet de découper l’amidon. Elle commence la digestion de l’amidon.

Ce sont deux exemples d’enzymes digestives mais il existe aussi des enzymes qui interviennent dans tout le fonctionnement de nos cellules. Toutes les réactions chimiques qui se produisent dans notre corps font appel à des enzymes qui les facilitent et qui les rendent possible.

 

II. Des conditions bien spécifiques d’action

 

Ces enzymes présentent une sensibilité aux conditions dans lesquelles elles peuvent agir. C’est-à-dire qu’elles agissent à une température particulière (celle de notre corps autour de 37°C) et elles sont aussi très sensible à l’acidité du milieu dans lequel elles agissent. Par exemple, dans l’estomac l’acidité est très forte car le pH est très faible, très acide.

Si on prend la pepsine, elle fonctionne avec l’acidité de l’estomac mais si on la change d’endroit (intestins, bouche), l’acidité qui y règne ne permet pas l’action de la pepsine. Les enzymes sont des biocatalyseurs, des molécules chimiques très sensibles à l’environnement physico-chimique dans lequel elles se trouvent. 

La production des sucs et autres substances digestives - La digestion chimique

Digérer un aliment signifie réduire de grosses molécules en petites molécules (nutriments), qui seront utilisables par nos cellules et nos organes. Pour cela, les aliments progressent le long du tube digestif et vont subir à la fois un broyage mécanique et une décomposition qu’on appelle la digestion chimique.

 

Quelles zones de notre corps produisent les sucs digestifs ?

 

Les sucs digestifs sont des enzymes digestives, c’est-à-dire des molécules chimiques, qui vont permettre la digestion progressive des aliments. Sur ce schéma, on a représenté les organes traversés ainsi que les zones qui produisent des sucs digestifs (en vert).

 

 

Dans le parcours des aliments, on commence par la bouche. Dans la salive, il y a de l’eau et des molécules appelées premiers sucs digestifs qui permettent de découper les aliments en petites molécules. La salive est produite grâce à trois paires de glandes salivaires qui se trouvent tout autour de la bouche et qui libèrent des substances digestives. Exemple : les glandes parotides qui se trouvent au fond de la bouche.

Après le passage dans la bouche, les aliments sont projetés dans l’estomac grâce à un long tuyau : l’œsophage. Les parois de l’estomac sont productrices de sucs digestifs. Ceux-ci sont produits par les cellules de la paroi de l’estomac et par un certain nombre de glandes gastriques (qui se trouvent aux alentours de l’estomac). Ces deux régions déversent les sucs digestifs produits dans la cavité de l’estomac. Les aliments restent dans la bouche quelques secondes voire quelques minutes. Ceux qui ont commencé à être digérés restent environ six heures dans l’estomac.

Ensuite, ils passent dans un très long tube : l’intestin grêle. Les cellules de la paroi intestinale ainsi que le pancréas et le foie (+ la vésicule biliaire en collaboration avec le foie) sont impliqués dans la production de nouvelles substances digestives. Celles-ci sont déversées dans l’intestin grêle. Les aliments en cours de digestion vont y progresser pendant environ une dizaine d’heures. C’est dans l’intestin grêle que se fait l’absorption intestinale où les nutriments obtenus passent dans le sang.

Toutes ces substances digestives sont donc produites au niveau de la bouche, de l’estomac et de l’intestin grêle. Les déchets qui ne sont pas digérés passent dans le gros intestin et sont ensuite éliminés au cours de la défécation. Il n’y a plus de substances digestives majeures produites au niveau du gros intestin.

 

Le microbiote

Il faut souligner le rôle très important du microbiote dans notre digestion chimique. Qu’est-ce que le microbiote ? C’est l’ensemble des bactéries qui habitent notre tube digestif et qui participent grandement à la production de substances nous permettant de digérer les aliments et de les transformer en nutriments.

 

 

L'action des sucs et autres substances digestives - La digestion chimique

Au cours de leur parcours le long du tube digestif, les aliments sont soumis aux substances produites par la digestion : dans la bouche, dans l’estomac et dans l’intestin grêle.

 

 

Dans la bouche, les glandes salivaires produisent des substances comme l’amylase salivaire. Cette enzyme permet la digestion de l’amidon (grosse molécule de glucide) en maltose (molécule plus petite).

Puis les aliments passent au niveau de l’estomac où les cellules de la paroi et les glandes de l’estomac vont produire différentes enzymes digestives. L’ensemble de ces enzymes et de ces molécules constituent les sucs gastriques. Par exemple, la pepsine. Elle transforme les protéines en des molécules plus petites appelées peptides. Dans la zone de l’estomac, le milieu est très acide. On parle d’un pH très acide et c’est avec cette acidité que peut fonctionner la pepsine.

Au niveau de l’intestin grêle et en collaboration avec le foie et le pancréas, la paroi intestinale produit une enzyme appelée peptidase. Elle continue à découper les peptides en toutes petites molécules, des nutriments appelés acides aminés. Une autre molécule, la lactase, permet la digestion du lactose, qui va donner du glucose et du galactose.

On continue la digestion avec les molécules produites notamment par le pancréas, comme l’amylase pancréatique qui permet de découper le maltose en petites molécules de glucose. En collaboration avec elle, la trypsine, permet de découper les peptides qui restent encore dans ce qu’on a mangé et qui n’ont pas encore été digérés, en acides aminés.

Pour la famille des lipides, ce sont des lipases qui interviennent principalement dans la zone de l’intestin grêle. Ces lipases découpent les lipides en molécules plus petites qui sont les acides gras. Il faut noter qu’au niveau de l’intestin les lipases collaborent avec des molécules produites par la vésicule biliaire. Ces molécules constituent la bile. Ce ne sont pas vraiment des sucs digestifs, ce ne sont pas des enzymes, mais elles participent au traitement chimique des lipides de notre alimentation.

 

Toutes les grandes familles de molécules chimiques sont digérées au cours du parcours le long du tube digestif :

– Les glucides, avec par exemple l’amidon, deviennent des molécules, par exemple le glucose.

– Les protéines sont découpées en peptides puis en acides aminés.

– Les lipides (huiles et graisses) sont transformés petit à petit en petites molécules appelées acides gras et d’autres petites molécules comme le glycérol.

On est parti à chaque fois de gros aliments et on récupère de petits nutriments.

 

Tableau récapitulatif

 

Bouche

Glandes salivaires

Amylase salivaire

Amidon => maltose

Estomac

Cellules et glandes

Sucs gastriques

Pepsine

Protéines => peptides

 

 

 

Intestin grêle

Paroi intestinale

Peptidase

Lactase

peptides => acides aminés

lactose => glucose

Pancréas

Amylase pancréatique

Trypsine

Lipases

+Bile

maltose => glucose

peptides => acides aminés

lipides => acides gras