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Le foie & le système biliaire

Update 30 sept 2008

P.L. Toutain

ECOLENATIONALEVETERINAIRE

T O U L O U S E

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Le foie & voies biliaires

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Les 4 composants du tractus biliaire

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Le foie comme organe épurateur de premier

passage

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Le foie est placé entre le tube digestif et le reste de l’organisme

et joue le rôle de douane pour “contrôler” lors de leur “premier passage” toutes les molécules

absorbées

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Le système porte du foie

Irrigation du tube digestif

Veine porte

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Effet de premier passage hépatique (First pass effect)

Le foie est capable d’éliminer les substances chimiques issues de l’absorption lors de leur «premier passage» par le foie pour éviter qu’elles ne gagnent la circulation générale

- acides biliaires,- xénobiotiques de l’alimentation

Cela est rendu possible par un système porteC’est-à-dire le drainage de la quasi-totalité du sang quittant le TD par la veine porte du foie

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Anatomie du système biliaire

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Le carrefour duodénal

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Canal hépatique commun

Canal cystique

Canal biliaire commun (cholédoque)

Papille duodénale et sphincter d’Oddi

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Physiologie biliaire

• Système biliaire

– Formation et sécrétion de la bile

• Bile

– Composition et rôle de la bile

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Le lobule hépatique

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Le foie

Un lobule hépatique hexagonal (section transversale)

Veine centrale

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Le lobule hépatique est l’unité fonctionnelle du foie

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La lobulation hépatique

• Le foie est constitué de lames de cellule épithéliales (hépatocytes) orientées de façon radiaire vers la veine hépatique

• A la périphérie des cellules épithéliales, on distingue des formations étoilées nommées espaces portes

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Structure/Fonction du foie

Lobule hépatique

Triade Portale

Canaliculebiliaire

Artère hépatique

Veine porte

Veine centrale Central

vein

Triade portale

BloodBile

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Circulation sanguine lobulaire

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Circulation lobulaire

• Les sinusoïdes reçoivent le sang porte et artériel

• Ce sang est drainé de façon centripète par la veine hépatique centro-lobulaire

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Irrigation sanguine du foie

• Veine porte (75%) riche en nutriments venant de l’intestin

• Artère hépatique (25%) sang oxygéné

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Circulation biliaire

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Circulation biliaire

• La bile progresse de façon centrifuge vers les canaux biliaires

• La bile et le sang circulent en sens opposé

Bile entre les lames

Canaux biliaires

Lame d’ hépatocytes

SinusoïdeCellules endothéliales

Espace de DisseSinusoïde

Cellules de Kupffer

sang

Parenchyme hépatique (tissu épithélial)

canalicule biliaire

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Foie: cellules endothéliales• Limitent les sinusoïdes

• Sont fénestrées (0.2 µm) ce qui permet le passage de grosses molécules vers l’espace de Disse qui pourront entrer dans les hépatocytes (MW 250 000)

• La concentration des analytes dans l’espace de Disse est similaire à celle du plasma

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• Forment la monocouche qui limite le sinusoïdes

• (85 % du volume du foie et 60 % des cellules )•Responsables de la formation de bile•Métabolisme (cytochrome P450)

Hépatocytes

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•De 5-10 % du poids du foie et 35 % des cellules

•Ce sont des macrophages fixes et localisés dans la lumière du sinusoïde

•Enlèvent les particules et organismes qui sont passés par la paroi intestinale

Cellules de Kupffer

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La formation de la bile

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La formation de bile

• La bile est formée par les hépatocytes

• Elle est drainée par des sillons creusés dans les hépatocytes adjacents ce qui forme des canalicules (diamètre 1µm) borgnes

• Ils convergent pour former les ductules biliaires (paroi épithéliale propre)

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Bile canaliculus

Erythrocyte

Endothelial cells

Space ofDisse

Xenobiotic Metabolite

Binding

Parenchymal cell

Formation de la bile

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Hépatocytes adjacents formant un canalicule biliaire

bilehepatocyte

(Mdr1) P-gp

MRP2 (cMOAT)

BSEP

Canalicular membrane

bile acid/drug transportsystems

Mdr2

hepatocyte

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Formation de la bile

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Les mécanismes de formation des fluides primaires formés par le rein et le foie sont

différents et complémentaires

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La bile

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La bile

• sécrétion exocrine du foie

• fluide jaune-verdâtre, basique (pH compris entre 7.6 et 8.6) qui participe à la digestion des graisses.

• produite en continu par le foie à raison de 0.5 à 1 L par jour

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Rôle de la bile dans la digestion

• La bile neutralise le chyme gastrique acide, grâce à des ions bicarbonates.

• La bile permet la formation de micelles (émulsion) nécessaire à la digestion des graisses par la lipase pancréatique

• Elle favorise l’absorption des lipides par l'intestin grêle.

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Bile vésiculaire vs bile hépatique

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Bile de jour (hépatique)Bile de nuit (vésiculaire)

Nuit 2 heures après un repas

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Composition de la bile (%)

Eau 97.5 92

Sels biliaires 1.1 6

Bilirubine 0.04 0.3

Cholestérol 0.1 0.3 - 0.9

Lécithine 0.04 0.3

Bile hépatique

Bile vésiculaire

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Composition de la bile hépatique

• Eau: 97% (87% dans la VB)

• Électrolytes: idem à plasma

• Acides biliaires (et leurs sels): – 1.5% des 3% de la matière sèche de la bile

• Phospholides (lécithine) et Cholestérol (rendu soluble par les sels biliaires et la lécithine),

• Déchets : Produits de dégradation de l’hémoglobine– pigments biliaires donnant à la bile sa couleur

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Bilirubine(Pigments biliaires)

(voir le cours de biochimie)

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Bilirubine(Pigments biliaires)

– Pigment jaune (PM=584)

– La bilirubine provient essentiellement de la dégradation de l’hémoglobine par les macrophages du système réticuloendothélial

– Doit être éliminée car son accumulation conduit aux ictères

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Les acides biliaires

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Acides & sels biliaires primaires

• Ce sont des stéroïdes souvent conjugués dans le foie à des acides aminés (glycine et taurine) pour donner des glycocholates et des taurocholates.

• Les acides biliaires primaires (acides cholique, et chénodéoxycholique) sont les seuls à être synthétisés par le foie (80% des sels biliaires de la bile)

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Acides & sels biliaires

• Acides biliaires primaires

• pKa = 6 (partiellement ionisé)

• Sels biliaires conjugués– Liaison amide avec la

glycine ou la taurine– Bonne propriétés comme

émulsifiant• pKa plus bas que l’acide

correspondant

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Conjugaison des acides biliaires

• Associés à la glycine (glycocolle) et à la taurine ainsi qu'à des ions sodium et potassium, ils donnent les sels biliaires

– Les 2 plus important sont les A. taurocholique et déoxycholique

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Acides biliaires secondaires

• Les acides biliaires sont transformés dans l’intestin (déshydroxylation bactérienne) pour former les acides biliaires secondaires: 

– acide désoxycholique – acide lithocholique .

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Cycle entéro-hépatique des acides biliaires

• Les acides biliaires sont absorbés par le sang puis retournent vers le foie qui peut à nouveau les excréter.

• On parle de cycle entéro-hépatique.

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Recyclage des acides biliaires

• Circulation entero-hepatique– 98% des acides

biliaires

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Acides biliaires sanguins

• Les acides biliaires peuvent passer dans le sang et leur concentration augmente lors de choléstases.

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Rôle des acides biliaires

• Les propriétés détergentes des acides biliaires favorisent l’ émulsification des graisses – Émulsion = dispersion des lipides dans l’eau

• L’émulsification permet l’action de la lipase pancréatique et favorise l’absorption des lipides

• l’absorption des vitamines liposolubles (vitamines A, D, E et K) qui est liée à celle des lipides est favorisée par les acides biliaires

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Les flux biliaires

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Production de bile et son stockage

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Bile hépatique

Le foie sécrète de 800 à 1000 ml de

bile par jour

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Débits de la cholérèse chez différentes espèces

Débitµl / min / kg

ManDogCatPonyMonkeySheepRatMouseRabbitGuinea pig

3.6 5.6 13 19 20 43 65 69 85160

1.0 1.5 3.6 5.3 5.51218192344

Ratio des débits Animal / homme

Cornelius, 1976, Dig. Dis., 21, 5, 426-428

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La vésicule biliaire

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• Pear shaped sac

• 7-10 cm in length - : 3cm, 20-30ml

• Muscularis form a netlike arrangement of smooth muscle bundles separated by connective tissue

• Contraction of muscle fiber generate a vector force directed toward the center of the GB lumen

• Mucosa with numerous folds covered with single columnar epithelium

Anatomie de la vésicule biliaire

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Les fonctions de la vésicules biliaire

FonctionsAbsorption

Na+ , Cl-, and H2O

SecretionH+ ionsMucine

MoteurRelaxationContraction

Résultat

concentration de la bile

acidification de la bileUn gel de mucine protège l’épithélium

stockage de la bilevidange de la bile

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Pourquoi une vésicule biliaire?

• Les sels biliaires sont– De puissant solvants des lipides – Toxiques (détergent) pour les entérocytes– Sujets à déperdition par le transit intestinal– Sujets à dégradation par la microflore

• Les solutions– Stockage dans une vésicule– Pour garder la vésicule petite, mise en place de

mécanismes de concentration de la bile– Protection de la vésicule avec de la mucine– Mécanismes neuro-hormonaux intégrés de

vidange

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Bile vésiculaire

• Pour les espèces ayant une VB (la plupart sauf le rat, cheval, chameau, éléphant, cerf, pigeon..) la bile hépatique sera modifiée dans la VB pour donner la bile vésiculaire.

• La VB concentre (4 à 5 fois) la bile et en modifie la composition

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Vidange et remplissage de la vésicule biliaire

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Vidange de la vésicule biliaire

• A jeun

• Pendant le repas

• En phase post-prandiale

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-Vidanges périodiques en relation avec les Complexes Moteurs Migrants (CMM) de l’intestin

-Vidange partielle (20-30%) pendant chaque phase II d’un CMM au niveau du duodénum

• Durée: 10 - 20 min

Vidange de la vésicule biliaire pendant la période de jeûne

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• Un volume de bile (équivalent à

environ 20% de la réserve biliaire

pour les espèces ayant une

vésicule biliaire (VB) est chassé

de la VB vers le duodénum au

cours d’une phase II du CMM

(juste avant l’arrivée d’une phase

III ) y compris pour les espèces

sans VB

Time 0

Vidange biliaire dans les conditions de jeûne(toutes espèces)

phase III

PhaseII

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Vidange biliaire dans les conditions de jeûne(toutes espèces)

phase IIIileum

portalvein

• Poussée par la phase III du

CMM , la bile atteint en 60-90 min la

zone iléale ou se trouvent

hydrolysés (déconjugués) les

acides biliaires (AB) qui vont

pouvoir être réabsorbés (cycle

entéro-hépatique des AB)

• Une large quantité d’AB se trouve

présentée au foie juste avant

l’arrivée d’une phase III du CMM

au bout de l’iléon

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• Les vidanges partielles de la VB permettent

d’éliminer une bile concentrée pour faire de la

place à une bile plus diluée venant du foie

• Ce mécanisme de remplacement régulier de bile

vésiculaire évite des surconcentrations de

solutés biliaires qui pourraient précipiter et

former des microcalculs durant les périodes de

jeûne (la nuit chez l’homme)

Signification physiologique des vidanges périodiques de bile

Signification physiologique des vidanges périodiques de bile

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Vidange de la vésicule biliaire après un repas

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Vidange de la vésicule biliaire après un repas

Un repas provoque immédiatement une vidange de la VB qui se fera en 50 min

100

80

60

40

20

020 40 60 80 100 120

Time after the meal

% fastedgallbladder volume

t 1/2 = 32 min

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Vidange de la vésicule biliaireavec le repas

• 80 % du contenu de la VB est vidé dans le duodénum

après un repas

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Vidange de la vésicule biliaireavec le repas

• La vidange de la VB se fait en réponse au repas via le système nerveux (phase céphalique avec le nerf vague) et le système endocrinien (phase liée à la vidange gastrique avec la CCK et la motiline)

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• Elle dépend de la vitesse de vidange de l’estomac (composition et volume)

• les graisses favorisent la contraction de la VB

• Les graisses présentent dans le duodénum entraînent la libération de CCK

• La CCK joue un rôle majeur dans la contraction de la VB et l’ouverture du sphincter d’ Oddi

• (le proglumide, un antiulcéreux, est un antagoniste de la CCK et il bloque les contractions post-prandiales de la VB

Vidange de la vésicule biliaire

avec le repas

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Débit de bile en phase post-prandiale

• La bile hépatique ne s’accumule plus dans la VB pendant plusieurs heures après un repas mais gagne directement le duodénum

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Importance relative des biles vésiculaire et hépatique

•La moitié de la bile hépatique produite en 24h n’ entre pas dans la VB

•L’autre moitié de la bile hépatique se trouve stockée et concentrée dans la VB (essentiellement la nuit)

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Remplissage vésiculaire

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Terminal portion (10-15 mm) of thecommon duct that exhibits a well-defined muscularis propia

Mucosa is thrown into numerouslongitudinal folds that interdigitate

The form is a spongelike lattice that keep seal the duct lumen

Due to the mucosa, S.O. has a highresistive forces

Anatomie du sphincter d’Oddi

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Sphincter d’ Oddi

-Contrôle l’accès de bile au duodénum-Ouverture par la CCK-Règle la direction des flux biliaires

-Vers la VB (sujet à jeun)-Vers le duodénum (phase post-

prandiale)

- Prévient les reflux du contenu duodénal