Explorations biochimiques gastro-intestinales

Explorations Biochimiques en Gastroentérologie : Guide Rapide

La biochimie est essentielle pour comprendre et diagnostiquer les troubles du système digestif, de la digestion des macroéléments à l'assimilation des nutriments.

Système Digestif : Rappels Clés

• Digestion : Transformation des macroéléments en éléments assimilables.

• Bouche, Estomac, Foie et Vésicule Biliaire, Pancréas, Intestin : Principaux organes impliqués.

Objectifs du Cours

À la fin de ce cours, vous devrez être capable de :

• Comprendre les principes des explorations biochimiques pour les pathologies hépato-biliaires, gastriques, pancréatiques et intestinales.

• Identifier les marqueurs biochimiques pertinents pour la prise en charge de ces pathologies.

1. L'Estomac : Anatomie, Sécrétions et Pathologies

1.1. Anatomie de l'Estomac

L'estomac comprend :

• Fundus : Partie supérieure, au-dessus de l'œsophage.

• Corps : Entre le fundus et la partie pylorique.

• Partie pylorique : Comprend l'antre et le canal pylorique.

Cellules de l'estomac :

• Cellules pariétales : Sécrètent l'HCl (dénaturation des protéines, destruction des bactéries) et le facteur intrinsèque (absorption vitamine B12).

• Cellules principales : Sécrètent le pepsinogène (transformé en pepsine active par HCl).

• Cellules D : Sécrètent la somatostatine (paracrine).

• Cellules entérochromaffine-like (ECL) : Sécrètent l'histamine (paracrine).

• Cellules G : Sécrètent la gastrine (stimulée par acides aminés, distension, réflexes nerveux).

1.2. Sécrétions Gastriques

• Acide chlorhydrique (HCl) : 2 litres/jour, pic après repas. Régulé par la gastrine.

• Pepsinogène : Activé en pepsine en milieu acide, inactivé en intestin grêle.

• Facteur intrinsèque : Forme un complexe avec la vitamine B12 pour son absorption.

Protection de la muqueuse gastrique :

1. Sécrétion de pro-enzymes.

2. Irrigation capillaire pour capter les protons superflus.

3. Sécrétion de mucus protecteur par les cellules mucipares.

1.3. Régulation de la Sécrétion Gastrique

• Stimulants :

  • Acétylcholine : neurones parasympathiques.

  • Gastrine : cellules pariétales.

  • Histamine : agit en synergie avec la gastrine (action paracrine).

• Inhibiteurs :

  • Rétrocontrôle négatif par le pH.

  • Inhibiteurs intestinaux : Sécrétine, G.I.P., V.I.P.

  • Inhibiteurs pharmacologiques : Atropine, antihistaminiques H2, inhibiteurs de la pompe Na+K+ATPase, prostaglandines E2 et F2.

1.4. Exploration Fonctionnelle de l'Estomac

Le bilan biochimique seul est souvent insuffisant ; la radiologie et l'endoscopie sont primordiales.

Tubage Gastrique

Recueil du suc gastrique (voie buccale ou nasale) pour l'étude de sa composition :

• Sécrétion basale (90-120 min).

• Sécrétion après stimulation.

Stimulants Utilisés

• Pharmacologiques : Histalog (analogue histamine).

• Physiologiques :

  • Gastrine (puissant mais cher).

  • Pentagastrine (synthétique, moins chère).

  • Insuline (risque d'hypoglycémie).

  • 2-déoxy-D-glucose (stimulation vagale sans hypoglycémie).

Étude de la Sécrétion Acide

• Méthode titrimétrique (Lambling et Bernier) avec indicateurs pH.

  • pH 3,5 : Acide libre (HCl).

  • pH 8,5 : Acidité totale (HCl + acides organiques, protéines).

• Détermination du Débit Acide Horaire (DAH).

  • Homme (30 ans) : 3,3 ± 3 mmol/h.

  • Femme : 2,0 ± 1,8 mmol/h.

• Pic Acide Horaire (PAH) : Moyenne des 2 échantillons consécutifs aux débits maximaux.

  • Homme jeune : 20 à 40 mmol/h.

  • Femme jeune : 15 à 35 mmol/h.

• Volume Acide Primaire (VAP) : Évaluation indirecte de la masse des cellules pariétales.

Étude de la Sécrétion Enzymatique (Pepsine)

• Suc gastrique frais (conservation 24h à +4°C, jamais congelé).

• Dosage des fragments de peptides.

• Unité enzymatique : Quantité de protéase libérant 1 micromole de tyrosine/min.

• Corrélation acide/pepsine :

  • Stimulation vagale : suc riche en HCl et pepsine.

  • Stimulation gastrinique : suc riche en HCl et pauvre en pepsine.

Autres Dosages

• Gastrine 17 : 30 à 200 ng/l.

• Facteur intrinsèque (déficient dans l'anémie de Biermer).

• Pepsinogènes I et II.

• Sérologie de H. pylori.

1.5. Pathologies Gastriques

• Ulcères : Déséquilibre résistance muqueuse/agressivité HCl.

  • Ulcère duodénal : Augmentation de la masse des cellules pariétales, du DAH, du PAH, et du pepsinogène 1.

  • Ulcère gastrique : Exploration biochimique décevante.

• Estomac opéré : Vérification de l'innervation vagale (AL ≥ 20 mM après stimulation par l'insuline).

• Syndrome de Zollinger-Ellison (tumeur endocrine pancréatique) : Augmentation du débit acide libre et de la gastrinémie (2 à 10x).

• Cancer gastrique : Biochimie décevante, augmentation des LDH et β-glucuronidase du suc gastrique.

• Gastrites chroniques : Augmentation de la gastrinémie, absence de sécrétion du facteur intrinsèque.

2. Pancréas Exocrine : Anatomie, Sécrétions et Pathologies

2.1. Anatomie du Pancréas

Le pancréas est composé de :

• Tête, Corps, Queue.

• Acini : Unités formant les lobules du parenchyme.

  • Cellules glandulaires : Renferment les grains de zymogène.

  • Cellules centro-acineuses : Sécrètent H2O, HCO3-, Na+, K+, Cl-.

2.2. Sécrétions Pancréatiques

• Endopeptidases : Trypsine et chymotrypsine (libèrent oligopeptides et AA).

• Enzymes lipolytiques (sécrétées actives) :

  • Lipase : Hydrolyse les triglycérides.

  • Co-lipase : Cofacteur de la lipase.

• Sucrases : Amylase (hydrolyse l'amidon).

• Nucléotidases, Carboxypeptidases.

2.3. Exploration du Pancréas Exocrine

Le pancréas étant un organe profond, les méthodes radiologiques sont très utiles. Les examens biochimiques aident au diagnostic fonctionnel.

Méthodes Directes (analyse de la sécrétion)

• Stimulation chimique (éther, abandonné).

• Test de Lundh : Ingestion d'un repas riche, recueil de sécrétion duodénale, détermination de l'activité trypsique. Test grossier pour insuffisances pancréatiques.

• Tests à la cholécystokinine (CCK) ou caeruléine : Stimulent la sécrétion enzymatique (trypsine, amylase, chymotrypsine).

• Tests à la sécrétine : Mesure la capacité de sécrétion hydro-électrolytique.

  	Sujet sain	Pancréatite chronique
  Sécrétine Débit liquidien Carbonate acide	40 ml/mn 4mmol/10mn	<40 ml/mn< 3mmol/10 mn
  CCK Activité trypsique Activité amylasique	150 U /10 mn 5000 U /10mn	<100 U/10 mn <2000 U/10 mn

Méthodes Indirectes (analyse sur sang, urine, selles, sueur)

• Enzymes d'origine pancréatique :

  • Capacité d'inhibition trypsique du plasma : Diminuée ou augmentée dans les pancréatites chroniques, augmentée dans les cancers de la tête du pancréas.

  • Lipase : Plus spécifique et de plus forte concentration que l'amylase pour les pancréatites aiguës. Lipasurie nulle dans les urines pathologiques.

  • Amylase : Augmentation très précoce (x20) dans les pancréatites aiguës. Amylasurie ou amylase pleurale utile car augmentation plus étalée dans le temps.

  • Macroamylase : Isoamylase + Ig, filtration glomérulaire anormale, sans signification clinique.

  • Trypsine immuno-réactive : Augmentée dans les pancréatites aiguës (1,5 à 37x), diminuée dans les pancréatites chroniques.

  • Augmentation moins nette de l'amylasémie, amylasurie, lipasémie dans les pancréatites chroniques et cancers du pancréas.

  	↑Amylasémie	↑Lipasémie	↑Amylasurie
  -Iléus -Infarctus mésentérique -Parotidite -Parotidite avec pancréatite -Cholécystite aiguë -Insuffisance rénale -Macro-amylasémie	+ + + + + + +	+ + - + - + -	+ + + + - + -

• Test d'absorption orale : Mesure l'excrétion d'une substance après administration orale, dont l'absorption dépend des enzymes pancréatiques.

• Analyse des selles :

  • Examen microscopique : Grains d'amidon (coloration bleue au Lugol), fibres musculaires, lipides (couleur rouge au Soudan III).

  • Activités enzymatiques : Chymotrypsine (stable). < 50 UI/g de matière fécale est normal. Diminuée dans les pancréatites chroniques et fibroses kystiques.

• Test de la sueur (pour mucoviscidose) : Augmentation de Na+ et Cl-. Normal : 10 à 40 mM. Homozygote : 80 à 180 mM. Hétérozygote : 40 à 70 mM.

2.4. Pathologies du Pancréas Exocrine

• Pancréatite aiguë :

  • Inflammation (autodigestion par libération de protéases). Mortalité 2-5%.

  • Étiologies : Lithiase biliaire et alcoolisme.

  • Biologie : Lipasémie 3x la normale (pic 15-24h, normalisation en 14j). Hyepr-amylasémie et hyper-amylasurie moins spécifiques. Glycémie et calcémie.

• Pancréatite chronique :

  • Inflammation continue (destruction, fibrose, calcification).

  • Étiologies : Alcool, obstructions chroniques.

  • Clinique : Douleurs, nausées, vomissements, diarrhée, diabète tardif.

  • Biologie : Signes de cholestase (compression cholédoque). Amylase et lipase élevées lors des poussées aiguës.

• Mucoviscidose (fibrose kystique) :

  • Maladie génétique grave, dysfonctionnement des glandes exocrines.

  • Mutation du gène CFTR (régule le transfert des Cl- et Na+).

  • Diagnostic :

    • Prénatal : Dépistage de la trypsine immunoréactive.

    • Postnatal : Dosage de la trypsine, test à la sueur (Cl- > 60 mmol/l sur 2 examens).

3. Intestin : Anatomie, Sécrétions et Pathologies

3.1. Anatomie de l'Intestin Grêle

L'intestin grêle mesure 4-6 m et est le lieu de l'absorption des nutriments et vitamines. Il est divisé en :

• Duodénum : Fait suite à l'estomac, reçoit cholédoque et canal de Wirsung.

• Jéjunum-iléon : Réparties en 2/5 supérieurs et 3/5 inférieurs.

Surface d'échange augmentée par :

• Valvules conniventes : Replis profonds de la muqueuse.

• Villosités : Pour l'amplification de l'absorption.

• Microvillosités : "Bordure en brosse" à la surface des cellules.

Cellules de l'intestin :

• Entérocytes : Responsables de l'absorption. Possèdent microvillosités et de nombreuses enzymes hydrolytiques (peptidases, disaccharidases, phosphatases alcalines).

• Cellules caliciformes : Sécrètent le mucus et l'entérokinase.

• Cellules neuroendocrines : Sécrètent des hormones comme la cholécystokinine et le GIP.

3.2. Sécrétions Intestinales

Les enzymes digestives intraluminales achèvent la simplification moléculaire :

• Glucidolytiques : Maltase, lactase, saccharase.

• Protéolytiques : Tripeptidases, dipeptidases.

• Lipolytiques : Lipase.

3.3. Pathologies Intestinales et Explorations Biochimiques

Les affections intestinales peuvent être classées selon :

• Modification du contenu luminal (infections).

• Modification de la surface de l'intestin (atrophie villositaire).

• Modification de l'équipement enzymatique.

Affection de la lumière intestinale et de la muqueuse

• Causes externes : Glandes annexes (Syndrome de Zollinger-Ellison, maldigestion pancréatique ou hépatique), médicaments et toxiques.

• Pullulation bactérienne : Action agressive sur la paroi, toxin cholérique (activation adénylate cyclase -> hypersécrétion d'eau et HCO3- -> diarrhée aqueuse, acidose métabolique).

Altération de la surface intestinale

• Facteurs : Agressions médicamenteuses, dénutrition, infections.

• Atrophie villositaire : Diminution de la surface d'absorption.

• Exemple : Maladie cœliaque (intolérance au gluten). Réaction immunologique au gluten chez des sujets prédisposés (HLA-DQ2/DQ8). Formation de complexes gliadine-transglutaminase -> inflammation. Diagnostic par anticorps anti-endomysium.

Altération de l'équipement enzymatique

• Déficits enzymatiques (ex: disaccharidases).

• Atrophie entraînant une diminution des enzymes.

• Problèmes de récepteurs ou de systèmes de transport.

3.4. Diarrhées

Élimination accrue des selles, capacité de réabsorption du côlon dépassée.

• Diarrhées sécrétoires :

  • Aqueuses, modification de la perméabilité.

  • Liquide fécal neutre, Na+ cation majoritaire.

  • Osmolarité = 2(Na+ et K+).

• Diarrhées exsudatives :

  • Fuite de protéines et de sang (lésions muqueuses).

  • Na+ > K+ dans le liquide fécal, présence d'albumine.

• Diarrhées graisseuses :

  • Augmentation de l'élimination des graisses.

  • Problèmes de digestion ou d'absorption.

• Diarrhées osmotiques :

  • Aqueuses, maldigestion et/ou malabsorption.

  • Présence de substances osmotiquement actives (ex: acide lactique).

  • Liquide fécal acide, riche en K+.

  • Osmolarité > 2(Na+ et K+).

3.5. Marqueurs Biochimiques des Troubles Intestinaux

• Albumine et pré-albumine (diminuées dans les processus exsudatifs).

• Fer et folate (indicateurs sensibles des atteintes du grêle).

• Déficit en Vitamine B12 (atteinte du grêle distal), Vitamine A et K (troubles d'absorption des lipides).

• Dosage des vitamines difficile. Utilisation du temps de Quick pour la Vit K.

• Calcémie et magnésémie (liées aux troubles d'absorption).

3.6. Analyse des Selles pour les Diarrhées Hydriques

• Présence isolée de gouttelettes lipidiques : Maldigestion/malabsorption.

• Recherche de sang : Important pour détecter les pertes minimes. Régime sans peroxydases 3 jours avant.

• Mesure des électrolytes et de l'osmolarité :

  • Diarrhées sécrétoires : Osmolarité - 2(Na+ + K+) < 50, ↑Na+, pH neutre.

  • Diarrhées osmotiques : Osmolarité - 2(Na+ + K+) = 100-200 mM, ↑K+, pH acide (~5).

3.7. Tests de Charge Orale (Tests d'Absorption)

• Mesure la vitesse et la quantité d'une substance dans le plasma après surcharge orale.

• Permet la localisation des atteintes intestinales. Courbe aplatie = malabsorption.

• Substances utilisées : D-glucose, D-galactose, D-xylose, Vit B12, Triglycérides, L-Méthionine.

  • Test au D-xylose : Absorption par le grêle proximal.

    • Xylosurie 2h après : Indique l'absorption proximale (Réf: 10-20%).

    • Xylosurie 5h après : Indique l'absorption distale (Réf: 20-35%).

    • Xylosémie 60 et 90 min < 300mg/l : Malabsorption jéjunale.