Etude experimentale de la digestion



La digestion est l'ensemble des transformations subies par les aliments dans le tube digestif .Elle a longtemps été considérée comme un phénoméne purement mécanique :les aliments réduits en petits morceaux grâce à l'action des dents étaient ensuite triturés et transformés en bouillie grâce aux contractions des muscles de l'estomac.
L'existence de transformations chimiques sous l'action des sucs digestifs a été établie pour la premiére fois il y a un peu plus de deux siécles .Comment agissent les sucs digestifs? En quoi consiste exactement la transformation des aliments ?
Voilà ce que nous allons découvrir en réalisant des expériences trés simples.



Un peu d'histoire


Nous allons voir comment les travaux historiques de Réaumur puis ceux de Spallanzani ont permis de faire naître l'idée de la digestion chimique
Réaumur(1683-1757) ,naturaliste et physicien français a réalisé les premiéres expériences sur la digestion.Voici l'une d'elles faite sur un rapace qui rejette par son bec tout ce qui n'est pas digéré par l'estomac.
"Une buse ,à qui j'avais seulement arraché quelques plumes des ailes pour la laisser vivre en liberté dans mon jardin,fut destinée à mes expériences .Je plaçai dans un gros tube de fer blanc ouvert par les deux bouts,un morceau de viande .Le tube ainsi garni fut donné à la buse pour son premier déjeuner.Ce ne fut que le lendemain que je trouvai le tube qu'elle venait de rendre :il avait toute sa rondeur ,on ne découvrait sur sa surface extérieure aucune trace de frottements .Le morceau de viande avait été réduit peut-être au quart de son premier volume ;ce qui en restait était couvert par une espéce de bouillie ,venue probablement de celles de ses parties qui avaient été dissoutes."

Pourquoi Réaumur enferme-t-il la viande dans un tube de fer?
A quoi voit-il qu'il y a digestion chimique ?
L'abbé Spallanzani (1729-1799) fut le premier biologiste à tenter des digestions expérimentales hors de l'organisme(digestion "in-vitro").Il se procure du suc gastrique (secrété par les glandes de paroi de l'estomac)sur des oiseaux à jeun (poules ,oies...).Avec le suc gastrique ainsi recueilli,il réalise une expérience devenue célébre .
Il prend 2 tubes à essais .Il les remplit aux trois quarts de sucs gastriques .Dans le tube A ,il met un fragment de viande .Dans le tube B ,il dépose quelques grains de blés écrasés.Les deux tubes sont ensuite bouchés avec de la cire pour être parfaitement hermétiques .Résultat: 3 jours plus tard , dans le tube A la viande s'est dissoute sans putréfaction .Dans le tube B ,les grains sont réduits à leur écorce avec un peu de farine au fond du tube à essais.

Pour que les tubes à essais soient maintenus à une température constante ,proche de celle du corps ,Spallanzani ,qui n'avait pas d'étuve,les places pendant trois jours sous ses aisselles.






La composition des aliments

La plupart de nos aliments sont des mélanges de plusieurs substances .On dit que ce sont des aliments composés.des expériences permettent d'identifier leurs constituants ( amidon ,gluten...) appelés aliments simples.
A premiére vue ,il n'y a pas une grande ressemblance entre un verre de lait ,un morceau de pain ou des haricots en grains.Pourtant une analyse chimique montre que les aliments simples qui les composent sont à peu prés les mêmes .On distingue en effet ,d'aprés leur composition chimique ,cinq groupes d'aliments simples:
  • Les glucides(amidon ,lactose,glucose...)
  • Les protides (gluten,albumine ,caséine...)
  • Les lipides (matiéres grasses)
  • L'eau
  • Les sels minéraux.

composants organiques; les deux autres qui ne brûlent pas dans l'air sont des composants minéraux.


La digestion des aliments

La ressemblance chimique des aliments apparaît encore plus nettement si on s'interesse à ce qu'ils deviennent au cours de la digestion :
  • Tous les Glucides sont transformés en glucose (ou en sucres voisins)
  • Tous les protides sont transformés en acides aminés.
  • Tous les lipides sont transformés en lipides simples.

A)Le découpage des macromolécules
  • L'amidon (glucide le plus abondant) est une trés grosse molécule constituée par l'enchaînement de trés nombreuses molécules de glucose .Ce nombre varie de 200 à 900 selon qu'il s'agit de l'amidon de la pomme de terre ,du blé ou du maîs.La digestion de l'amidon correspond à un découpage progressif de la macromolécule en molécule de glucose.
    Clique ici pour comprendre la digestion de l'amidon (expérience)
    Clique ici ,pour voir la digestion "in vitro " de l'empoi d'amidon.
  • Les protides à grosses molécules (gluten du pain ,albumine du lait) sont appelés protéines .Ce sont des macromolécules formées de l'enchaînement de plusieurs centaines ,parfois de plusieurs milliers de molécules d'acides aminés.au cours de la digestion ,toutes les protéines sont fragmentées en acides aminés.
  • Les lipides ne sont pas de véritables "polyméres" .Ils sont transformés par digestion en acides gras et glycérol.
  • On appelle nutriments les petites molécules qui résultent de la digestion chimique des aliments .Il en existe en réalité un nombre trés limité : glucose,acides aminés...


Lipide


Sites web à visiter et animations

-La digestion ,quelle histoire ! un petit site sympa.
-Un trés beau site avec shémas et explications ,clique ici
-Voici un tableau récapitulatif sur le processus de la digestion
-Expérience sur la salive et l'amidon ,clique ici.
-Des logiciels gratuits à télécharger expliquant la digestion.C'est ici.
B)L'importance des enzymes

La fragmentation des macromolécules d'amidon ou de protéines se produit spontanément mais à une vitesse extrêmement lente (il faudrait des dizaines d'années pour que le découpage de l'amidon soit terminé).Les enzymes contenues dans les sucs digestifs accélèrent de façon considérable ces réactions chimiques .
Les enzymes sont des catalyseurs qui agissent à trés faible dose et dans des conditions précises de température ,de pH...Ces catalyseurs biologiques ont un rôle trés specifique : une enzyme donnée ne catalyse qu'une réaction précise.
Les enzymes contenues dans les sucs digestifs ne sont pas les seules enzymes du corps .Des milliers de réactions ont lieu dans une cellule ,presque toutes sont catalysées par des enzymes différentes.

Et enfin pour finir la leçon ,voici une bonne page d'exercices interessants.