| Gastroentérologie, physiologie de la digestion, pharmacologie N. f. * pompe : mot néerlandais , avec le sens de machine permettant daspirer ou de refouler un liquide, dorigine inconnue, peut-être du rad. latin pupp-, sucer, téter ; * proton : mot anglais, du grec prôton, de prôtos, premier ; désigne le noyau de latome dhydrogène, corpuscule chargé positivement ; * ATP : abréviation de adénosine triphosphate. La pompe à protons (syn. pompe H+, K+, ATPase ou pompe ATPasique protons, potassium) est une enzyme magnésium dépendante, c'est-à-dire que le magnésium doit être présent pour son fonctionnement. Cette pompe existe dans le côlon, les reins, mais surtout dans l'estomac. C'est dans les puits gastriques du fundus que se trouvent les cellules dites pariétales ou bordantes qui produisent l'acide chlorhydrique HCl à leur pôle apical, responsable d'un pH variant entre 1 et 6 dans notre estomac. Il est lui-même protégé contre cette acidité et contre les enzymes protéolytiques par une abondante sécrétion de mucus qui tapisse la muqueuse gastrique. Le pompe à protons est située au pôle apical des cellules, c'est-à-dire qu'elle va déverser ses produits de transfert dans la lumière de la glande. La suite est visualisée par le schéma suivant. Pour que ces cellules pariétales fonctionnent, les enzymes pompes doivent être activées par une chaîne de réactions. Tout commence par la prise d'aliments qui va libérer de l'histamine, de la gastrine et de l'acétylcholine. 1. L'histamine, sécrétée par les cellules ECL (enterochromaffin like) agit sur des récepteurs spécifiques nommés récepteurs H2 (la lettre H pour histamine - on en connaît 4 types, H1 à H4 ; les récepteurs H1 se trouvent surtout sur les muscles lisses, les bronches, l'intestin, certaines fibres nerveuses ; les H3 sur les fibres nerveuses centrales et périphériques ; les H4 sur les cellules immuno-inflammatoires). Il en résulte l'activation de l'AMPc ou adénosine monophosphate cyclique qui agit sur les protéines kinases qui vont elles-mêmes activer les pompes H+, K+, ATPase. D'autres récepteurs existent sur les cellules pariétales : récepteurs à gastrine (sécrétée par les cellules G) et récepteurs à acétylcholine. Lorsqu'ils sont activés, ils permettent une libération de calcium Ca++ qui stimule les protéines kinases. 2. Toutes les réactions et déplacements qui se produisent dans la cellule nécessitent de l'énergie. Celle-ci est représentée par l'ATP ou adénosine triphosphate qui et le principal transporteur d'énergie dans nos cellules. Une molécule d'ATP se transforme en une ADP (adénosine diphosphate) + 1 Pi (phosphate inorganique ou (PO4)3- ) + énergie, soit 30,5 kJ. Par la suite, il faut renouveler les ATP, ce qui est fait dans les mitochondries. 3. Dans la membrane de la cellule se trouve une enzyme nommée anhydrase carbonique qui a la propriété de puiser l'eau H2O et le dioxyde de carbone CO2 dans le milieu extracellulaire pour le transformer, dans le cytoplasme, selon la réaction : H2O + CO2 <===> HCO3- + H+. Les protons H+ sont maintenant dans le cytoplasme de la cellule pariétale. A noter que l'ion HCO3- est très rapidement pompé hors de la cellule grâce à l'ATP (transport actif), où il se combine au sodium Na+ extracellulaire pour former NaHCO3. 4. Une autre enzyme transmembranaire, la pompe Na+, K+, ATPase, utilise aussi l'ATP pour faire entrer les ions potassium K+ et faire sortir les ions Na+ (3 ions sodium pour 2 ions potassium). Cette pompe existe dans toutes les cellules et permet de maintenir une DDP (différence de potentiel) nécessaire à son bon fonctionnement. Pour plus de détails sur cette pompe, voir Na+, K+, ATPase. 5. L'ion chlore Cl- entre dans la cellule par des protéines intrinsèques ou canaux ioniques, grâce au gradient de concentration, donc sans consommation d'énergie. 6. Quand la cellule est activée par la jonction histamine - récepteurs H2, l'enzyme pompe à protons, stockée dans des vésicules, migre vers la membrane de la cellule, dans laquelle elle se place en position transmembranaire. Cette pompe permet la sortie d'un H+ qu'elle échange avec un K+. Cet échange est également consommateur d'énergie, donc d'ATP. 7. Dans le milieu extracellulaire, H+ se combine immédiatement avec Cl- pour former une molécule d'acide chlorhydrique HCl. C'est ce qui va provoquer l'acidification du suc gastrique. A noter que si ce transfert de protons est déclenché par l'absorption de nourriture et modulé par la présence d'histamine, de gastrine et d'acétylcholine, il est aussi régulé par d'autres intervenants. 8. Quant au potassium K+, il ne s'accumule pas dans la cellule, car il est immédiatement pompé vers l'extérieur, en même temps que les ions Cl- par des canaux ioniques. Quelques éléments de régulation : cette régulation de la sécrétion gastrique est complexe, faisant intervenir l'encéphale, l'estomac, l'intestin. Sans trop entrer dans le détail, on peut retenir que : * Au niveau de l'encéphale, les mécanismes de stimulation sont déclenchés par la vue de la nourriture, par l'odorat ou simplement par l'idée de nourriture. Ces informations sont dirigées vers l'hypothalamus qui stimule les nerfs vagues du bulbe rachidien qui envoient des influx vers les glandes gastriques. C'est une sorte de réflexe conditionné. * Dans l'estomac, c'est la distension provoquée par la présence des aliments qui stimule des mécanorécepteurs, puis les cellules à acétylcholine. Un autre mécanisme, provoqué par la présence de protéines en cours de digestion, stimulent les cellules G productrices de gastrine. * Dans l'intestin, la distension provoquée par l'arrivée du chyme va inhiber les nerfs vagues, donc les réflexes cités plus haut, activer les fibres sympathiques, provoquant ainsi la fermeture progressive du sphincter pylorique, donc le ralentissement puis l'arrêt de l'arrivée du chyme. © Georges Dolisi |