Des ondes calcium aux origines de la digestion
Le mouvement ondulatoire de l'intestin - le réflexe péristaltique - permet le transport du bol alimentaire. Il naît de fluctuations spontanées de la concentration en ions calcium à l'intérieur des cellules de l’intestin. Un chercheur du laboratoire Matière et systèmes complexes, a pu décrire ce mécanisme qu'il a observé dès les premiers mouvements digestifs de l'embryon aviaire. Ces travaux, qui ouvrent la voie à une meilleure compréhension de certains troubles digestifs, sont publiés dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society B.
Le réflexe péristaltique est un mouvement ondulatoire de l'intestin qui joue un rôle essentiel dans la digestion : en comprimant l'intestin en amont, et en le dilatant en aval, il permet le mouvement du bol alimentaire. Ce phénomène est connu de longue date, mais il a été montré récemment que ces ondes sont engendrées par des fluctuations spontanées de la concentration en ions calcium à l'intérieur des cellules de muscle lisse de l’intestin. En effet, ces oscillations électrochimiques se propagent de cellule en cellule - on parle d'onde calcium (ou calcique), et le calcium provoquant la contraction du muscle, l’onde calcique entraîne une onde de contraction mécanique : le mouvement péristaltique.
Pour mieux comprendre ce mécanisme, un chercheur du laboratoire Matière et systèmes complexes (MSC, CNRS/université Paris-Diderot), a voulu étudier comment il se mettait en place au cours du développement embryonnaire. Il a réussi pour la première fois à filmer, en vidéomicroscopie, les ondes calciques et les premiers mouvements digestifs de l’embryon aviaire, sur des organes maintenus vivants et actifs in vitro. Les ondes calciques sont visualisées grâce à des marqueurs fluorescents.
Le chercheur a ainsi pu observer la formation spontanée et la propagation des ondes péristaltiques dans l'intestin embryonnaire. Mieux : il a montré qu'il suffisait d'une très légère pression sur les cellules intestinales, exercée à l'aide d'une pipette, pour engendrer une paire d’ondes calciques contra-propagatives qui s’échappent de manière symétrique du point de compression. Ce qui explique comment la pression du bol alimentaire suffit pour déclencher le phénomène. Sauf que, chez l'adulte, une seule onde se propage, assurant le mouvement du bol alimentaire vers l'aval de l'intestin. L'hypothèse la plus probable est que ce sont les neurones de l'intestin qui, plus tard dans le développement de l'embryon, contrôlent les ondes calciques pour créer un mouvement asymétrique. C'est ce que le chercheur et son équipe veulent maintenant vérifier, en étudiant le mécanisme péristaltique à des stades plus avancés du développement de l'embryon.
La digestion vue de l’intérieur: la contraction d’un anneau de muscle oblitère la « lumière » (l’espace intérieur de l’intestin), ce qui permet de transporter le bol alimentaire)
Références :
The first digestive movements in the embryo are mediated by mechanosensitive smooth muscle calcium waves,
N. R. Chevalier
Philosophical Transactions of the Royal Society B (septembre 2018)
DOI: 10.1098/rstb.2017.0322