Physiologie digestive : côlon

Digestion et Absorption dans le Côlon

Le côlon, bien que non indispensable à la vie contrairement à l'intestin grêle, joue un rôle crucial dans la régulation de l'équilibre hydro-électrolytique et est le siège d'une intense activité bactérienne. Ces fonctions essentielles déterminent la consistance finale des selles et impactent la santé générale.

Rôle et Particularités du Côlon

Le côlon se distingue par deux fonctions majeures :

• Régulation hydro-électrolytique : Il réabsorbe une quantité significative d'eau et d'électrolytes. Le débit d'eau passant de l'intestin grêle au côlon est d'environ par 24 heures, mais seulement à sont éliminés via les selles, témoignant d'une réabsorption massive.
• Activité enzymatique bactérienne : La flore bactérienne colique modifie profondément le contenu du bol alimentaire résiduel.

L'absence de côlon, par exemple après une colectomie totale, entraîne initialement des selles très liquides et des problèmes d'hydratation et de continence, soulignant le rôle crucial de cet organe dans la formation de selles de consistance normale.

Contenu Arrivant au Côlon

Les résidus qui atteignent le côlon sont hétérogènes et comprennent :

• Fibres non digestibles : Cellulose, amidon résiduel, autres fibres alimentaires.
• Composés non absorbés : Sucres digestibles (appelés FODMAPs : Fermentable Oligosaccharides, Disaccharides, Monosaccharides and Polyols), fibres musculaires non digérées.
• Lipides : Un peu de graisse et de cholestérol.
• Sels et Pigments biliaires : Bilirubine, sels biliaires résiduels.
• Eau : Environ par jour.

Les FODMAPs sont des sucres difficilement digestibles mais facilement fermentescibles. Leur consommation excessive peut provoquer des symptômes digestifs tels que maux de ventre, douleurs abdominales et gaz, particulièrement chez les patients atteints du syndrome du côlon irritable. Des exemples incluent les choux, les flageolets et les pommes.

Histologie et Types Cellulaires

L'épithélium colique est principalement composé de trois types de cellules :

• Entérocytes : Ce sont les cellules majoritaires. Elles ont un rôle d'absorption et possèdent des microvillosités au pôle apical, formant un plateau strié. Cependant, ces microvillosités sont beaucoup plus courtes et moins nombreuses que celles de l'intestin grêle, donnant à la muqueuse colique un aspect plus plat en endoscopie.
• Cellules à mucus (cellules caliciformes) : Similaires à celles de l'intestin grêle, elles produisent du mucus, essentiel à la protection de la paroi colique contre les agressions mécaniques et chimiques.
• Cellules endocrines : Elles sécrètent des hormones telles que la somatostatine et la cholécystokinine (CCK), qui régulent diverses fonctions digestives.

Réabsorption Hydro-électrolytique

Le côlon joue un rôle central dans la réabsorption de l'eau et des électrolytes, passant d'un flux de à l'entrée du cæcum à à la sortie.

Réabsorption d'eau

La réabsorption d'eau est principalement un phénomène passif, étroitement lié au transport actif des solutés, en particulier du sodium. L'eau suit le gradient osmotique créé par le mouvement des solutés.

Réabsorption de Sodium ()

Le sodium est réabsorbé selon un mécanisme bipolaire :

• Pôle apical (vers la lumière intestinale) : Diffusion simple, guidée par un gradient électrochimique maintenu bas dans la cellule.
• Pôle basal (vers le sang) : Transport actif par la pompe Na+/K+ ATPase. Cette pompe expulse le sodium hors de la cellule et fait entrer le potassium, maintient une faible concentration intracellulaire de sodium, favorisant ainsi sa diffusion apicale.

Il est crucial de noter que dans le côlon, le transport du sodium est indépendant de celui du glucose et des acides aminés, contrairement à l'intestin grêle où ces transports sont couplés.

Réabsorption de Potassium ()

Les mouvements de potassium sont principalement passifs, liés à un gradient électrochimique. Le potassium peut être absorbé ou sécrété en fonction des besoins de l'organisme et de la concentration dans la lumière colique.

Absorption de Chlore ()

L'absorption du chlore se fait principalement par échange avec l'ion bicarbonate (). L'ion bicarbonate est produit grâce au métabolisme des bactéries coliques et des cellules absorbantes à partir de l'hydrolyse du . Ce mécanisme contribue également à la régulation du pH local.

Absorption de Calcium ()

Le calcium peut également être absorbé au niveau du côlon, particulièrement en cas de carences alimentaires. Cette absorption est dépendante de la vitamine D et vient compléter l'absorption intestinale si celle-ci est insuffisante. C'est un mécanisme de "sauvetage" pour optimiser l'apport en calcium.

Métabolisme de l'Ammoniac

Le côlon produit une quantité significative d'ammoniac (environ ), qui a une double origine :

• par l'uréase bactérienne : Les bactéries coliques possèdent des enzymes, dont l'uréase, qui agissent sur l'urée provenant du sang.
• par dégradation des acides aminés : Les acides aminés non absorbés par l'intestin grêle sont métabolisés par les bactéries.

L'ammoniac produit est ensuite absorbé par diffusion passive dans le côlon, puis transporté vers le foie où il est converti en urée, qui est moins toxique.

Digestion Microbienne et Acides Gras à Chaîne Courte (AGCC)

La digestion microbienne des glucides et des lipides par le microbiote colique conduit à la libération de grandes quantités d'acides gras à chaîne courte (AGCC), également appelés acides gras volatils.

Importance des AGCC

Les AGCC sont l'anion principal de la lumière colique, avec des concentrations pouvant atteindre à . Ils ont trois destinations principales :

1. Élimination : Une très faible quantité est éliminée dans les selles.
2. Métabolisme bactérien : Une partie est métabolisée par les bactéries coliques, produisant de l'eau et des gaz (hydrogène, , ).
3. Absorption colique : La majorité est absorbée par les cellules coliques. Ils servent de source d'énergie majeure pour ces cellules, favorisent leur division, et exercent une action trophique, améliorant la perméabilité et la protection de la muqueuse colique.

Les AGCC, notamment le butyrate, sont activement étudiés pour leurs effets protecteurs et bénéfiques. Un déficit en AGCC pourrait être impliqué dans plusieurs pathologies gastro-intestinales. La présence de sels biliaires peut réguler la production d'AGCC en stimulant la sécrétion d'eau et de sodium, pouvant mener à une diarrhée osmotique.

Le Microbiote Intestinal : L'Organe Caché

Le côlon se caractérise par une flore bactérienne (ou microbiote) extrêmement riche et diverse.

Spécificités et Diversité

• Localisation : Contrairement à l'estomac et à l'intestin grêle, qui contiennent peu ou pas de bactéries en raison de l'acidité gastrique et de la bile, le côlon héberge une densité bactérienne très élevée.
• Densité : Au niveau du cæcum, on trouve environ un milliard de colonies par millilitre (), atteignant cent milliards de colonies par millilitre () dans le côlon.
• Origine : La colonisation bactérienne du côlon se produit par voie orale durant les premiers jours de vie. Des études montrent des différences de microbiote entre les enfants nés par voie basse et ceux nés par césarienne, ces derniers présentant potentiellement plus de troubles digestifs.
• Individualité : Chaque individu possède une composition microbienne unique, comme une "signature", qui contient des milliers d'espèces différentes et reste généralement stable tout au long de la vie d'une personne saine. Cette composition est influencée par les habitudes alimentaires des premières années. On estime qu'il y a environ de bactéries coliques dans le corps humain.

Dynamique et Résilience du Microbiote

Le microbiote, bien que relativement stable, n'est pas statique et peut évoluer :

• Facteurs d'évolution : L'âge, les maladies, et surtout la prise d'antibiotiques peuvent modifier sa composition. Les antibiotiques détruisent un grand nombre de bactéries, mais chez un individu sain, le microbiote est résilient et tend à retrouver sa composition initiale après l'arrêt du traitement.
• Dysbiose : Une perturbation persistante de l'équilibre du microbiote est appelée dysbiose. Elle peut être à l'origine de symptômes digestifs (ballonnements, douleurs abdominales) et est impliquée dans des pathologies telles que le syndrome de l'intestin irritable, la maladie de Crohn, mais aussi des maladies non digestives (obésité, diabète, certains cancers, troubles psychiatriques comme l'autisme). Il est souvent difficile de déterminer si la dysbiose est la cause ou la conséquence de ces pathologies.

Traitements et Interventions sur le Microbiote

Pour corriger une dysbiose, plusieurs approches existent :

• Probiotiques : Ce sont des micro-organismes vivants (souvent des bactéries ou des levures) qui, consommés en quantité adéquate, confèrent un bénéfice pour la santé. Les probiotiques commercialisés contiennent des souches classiques, mais leur efficacité peut varier car la dysbiose est spécifique à chaque individu et à chaque type de bactérie déficitaire. Leur effet est souvent "suspensif" (actif tant qu'ils sont pris).
• Transplantation fécale : Cette procédure consiste à introduire des selles d'un donneur sain dans le tube digestif d'un patient. Actuellement, son indication principale est le traitement des colites pseudomembraneuses causées par Clostridioides difficile. Elle peut être réalisée par coloscopie ou par l'ingestion de gélules contenant des selles congelées.

Fonctions du Microbiote

Le microbiote colique exerce de multiples fonctions essentielles :

• Effet trophique : Les bactéries, notamment par la production d'AGCC (comme le butyrate), stimulent la prolifération des cellules de la muqueuse colique, contribuant à son entretien et à sa réparation.
• Dégradation des substances : Elles interagissent avec les produits de sécrétion qui n'ont pas été réabsorbés. Par exemple, les sels biliaires non absorbés par l'iléon sont dégradés par des enzymes bactériennes en sels biliaires secondaires moins absorbables, qui sont ensuite éliminés dans les selles.
• Métabolisme des pigments biliaires : Certains pigments biliaires sont transformés en stercobiline, qui donne sa couleur brune aux selles, et en urobiline, qui colore les urines. En cas d'obstacle biliaire, les selles peuvent devenir blanches (acholiques) et les urines foncées.
• Production de gaz intestinaux :
  • Gaz déglutis : Principalement l'azote (ingéré avec l'air ou les boissons gazeuses).
  • Gaz produits in situ :
    • Hydrogène () : Produit par la fermentation bactérienne des hydrates de carbone non digérés, sa quantité dépend directement de l'apport en glucides fermentescibles.
    • Dioxyde de carbone () : Également un produit de l'activité métabolique de la flore colique.
    • Méthane () : Produit par une souche bactérienne spécifique présente chez environ de la population (méthanoproducteurs). Cette capacité est souvent héréditaire ou peut être associée à une dysbiose ou une constipation sévère.
    • D'autres gaz sont présents à l'état de traces.

Conclusion

Le côlon est un organe dynamique dont les fonctions d'absorption hydrique et électrolytique, ainsi que son interaction intime avec le microbiote intestinal, sont vitales pour la santé digestive et systémique. Comprendre ces mécanismes est fondamental, non seulement pour appréhender la physiologie normale, mais aussi pour diagnostiquer et traiter les nombreuses pathologies liées à des dysfonctionnements coliques ou du microbiote.