UE3 Appareil digestifPr Guimiot06/10/2017 à 13h30Ronéotypeuse : Kelly Chevallier et Nour AbbedRonéoficheuse : Nour Abbed et Kelly Chevallier

Cours 12 : Biologie du développement

Fin de l’intestin antérieur et intestin moyen etpostérieur

Le Pr, Guimot a accepté de relire la ronéo : les erratas seront postés le plus rapidement possible. LeLarsen a été évoqué en cours pour plus de détails concernant le cours.

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

Sommaire

I) Le pancréas

(1) Organisation du pancréas(2) Facteurs génétiques du pancréas

II) Le foie

(1) Développement du foie(2) Sur le plan génétique(3) La vascularisation hépatique(4) Histologie

III) L'intestin moyen

(1) La vascularisation(2) Formation de l'intestin moyen(3) Les anomalies de rotation intestinale

IV) L'intestin postérieur

(1) Cloisonnement du cloaque(2) Le canal anorectal

V) Physiologie de l'intestin primitif

(1) Le péristaltisme intestinal(2) Les enzymes digestives

VI) Malformations digestives

(1) Persistance cloacale(2) Extrophie vésicale et syndrome OEIS

VII) Synthèse des dérivés de l'intestin primitif

VIII) Frise bilan du développement du tractus gastro-hépato-intestinal

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

INTRODUCTION

Le foie, la vésicule biliaire et le pancréas sont des glandes digestives qui se développent à partirde l'intestin primitif, et plus précisément, l'intestin antérieur, entre la 3ème et la 6ème semaine dedéveloppement sous la forme de bourgeons cellulaires.

Ces bourgeons vont croitre grâce à la multiplication cellulaire et migrer grace à la coopération entrel'entoblaste de l'intestin primitif et le mésoblaste envirronant :c'est l'interraction epithélio-mésanchymateuse ( le mésanchyme et l'epithélium sécretent dessignaux pour la formaion de l'organe )

Différents bourgeons issus de l'intestin antérieur se forment au cours de la 4ème semaine:

– bourgeon ventral hépatique

– en dessous le bourgeon de la vésicule biliaire, les deux étants reliés par un canal commun,qui formera ultérieurement le canal cholédoque

– bourgeons pancréatiques, un ventral et un dorsal, le dorsal apparaissant en premier

Les bourgeons dorsal et ventral croissent et il se forme des canaux visibles sur des coupeshistologiques.

A la fin de son développement, le pancréas peut être scindé en deux segments, la tête qui va êtreintégrée dans la courbure duodénale, et une queue.

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

I – LE PANCRÉAS

Comme indiqué précédemment, le pancréas se développe à partir de deux bourgeons :

– Le bourgeon dorsal, qui sera en grande partie à l'origine de la queue du pancréas.

– Le bourgeon ventral, qui dans un premier temps, est relié au canal cholédoque.

Les deux bourgeon fusionnent passivement lors de la rotation de l'estomac ( 90° sens horaire). Lebourgeon ventral suit le trajet de la courbure de l'estomac, pour se retrouver en position dorsale, endessous du bourgeon dorsal initial.

On observe au sein de ces bourgeons, de nombreux canaux : les canaux collecteurs.

– au niveau du bourgeon dorsal, on a un canal primitif, le canal de Santorini

– au niveau du bourgeon ventral, est issu le canal de Wirsung, qui constituera le canaldéfinitif du pancréas.

Ces deux canaux vont fusioner, et la partie proximale du canal de santorini qui intialement reliait lebourgeon dorsal au duodénum va dégénerer et ne persitera que son abouchement au niveau ducanal de Wirsung. Le canal collecteur final est le canal de Wirsung, qui se déverse dans le duodénum.

1) L'organisation du pancréas

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Coupe insérée : montre la fusion des 2 canauxC’est une coupe histologique du duodénum (présence de villosités intestinales).

On y voit l’abouchement de ces 2 canaux.1 : canal cholédoque2 : canal de Wirsung3 : duodénum

Le pancréas est souvent comparé à une branche, dans son architecture.Le tissu excréteur, c'est à dire les canaux, correspond à de l'entoblaste, et autour, des cellules mésanchymateuses qui vont interragir avec l'entoblaste pour permettre la différenciation en cellule exocrine ou endocrine.

Page sur 20

– Partie distale : Après la ramification des canaux en une multitude de branches, onobserve à leurs extrémités la différenciation du tissu en ACINI = partie exocrine dupancréas.

– Partie proximale : Formation des ILOTS DE LANGERHANS = partie endocrinedu pancréas.

Représentation schématique d'une coupe histologique de pancréas :

Coupe histologique :

Ronéo 2 UE3 Cours 12

1 : Les acinis forment des rosettes centrées par une petite lumière (normalement non visible, sauf en cas de mauvais écoulement => mucoviscidose)

2 : Le canal collecteur central formé d’un épithélium et de cellules d’abord cubiques puis cylindriques avec le développement et la maturation de l’organe.

3 : Les îlots de Langerhans. Leur structure est nettement différente de celle des acinis, avec des cellules plus arrondies, dont l'état de différenciation dépend de l'avancement de la gestation.

1 : acini : amas de cellule ayant un agencement cellulaire (on ne voit pas la lumière)

2 : ilots de Langerhans : Amas cellulaire arrondi sansarchitecture correcte à l’intérieur

3 : canal collecteur

Le tissu orangé constitue le tissu conjonctif de soutient (ou tissu mésenchymateux) du pancréas.

Page sur 20

2) Facteurs génétiques

Ronéo 2 UE3 Cours 12

De nombreux facteurs génétiques sont impliqués dans la formation du pancréas, dont un en particulier  : Pdx1 ( aussi connu sous le nom de Ttf-1, mais on retiendra le premier). C'est le premier facteur transcriptionnel à être exprimé par les cellules progénitrices

du pancréas.

Ligne A : E10.5  On voit apparaître très tôt une coloration qui révèle les deux bourgeons pancréatiques. E12.5 Il y a eu rotation et fusion des deux bourgeons P0 Jusqu'à la naissance, il y a une forte expression de ce gène. SI il est muté, il n'y a pas de formation du pancréas : NON VIABLE

Ligne B : Coupe histologique On peut observer la formation de différentes structures, comme les canaux (violet) et les acinis (roses).

Ligne C : En luminescence, les noyaux des cellules sont en bleu. Les cellules rouges sont les cellules endocrines issues des îlots de Langerhans alors que les cellules en violet (plus nombreuses) représentent des cellules des acinis (tissu exocrine).

Ligne D : schématisation

Des expériences ont été réalisées sur des souris transgéniques, de manière à ce que toutes les cellules exprimant Pdx1 puissent être colorées. Le mécanisme de coloration se fait grâce à un gène rapporteur, la β-galactosidase, dont on peut révéler l'activité grâce à un colorant bleu.

Page sur 20

II – LE FOIE

1) Le développement du foie

Les cellules issues de l'entoblaste prolifèrent, et migrent pour envahir le mésoblasteenvironnant en s’agençant de telle manière à former des travées hépatocytaires.

En effet, le foie embryonnaire a une architecture différente du foie adulte, car elle estcaractérisée par ces travées hépatocytaires, que l'on peut facilement dénombrer : elles forment desamas de cellules de 6 ou 7 hépatocytes.

On retrouve entre chaque hépatocytes un canal biliaire et entre chaque travée hépatocytaire lesvaisseaux hépatiques, d'origine vitelline.

2) Sur le plan génétique

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Le foie se développe dans la cavité abdominale de l'embryon entre la 3ème 1/2 semaine et la 6ème semaine. Le foie pousse ventralement, dans le mésoblaste ventral, au niveau de ce qu'on appelle le septum transversum.

Le foie et les hépatocytes dérivent d'un bourgeon entoblastique. L'interraction très forte entre le mésoblaste et l’épithélium induit la différenciation des cellules entoblastiques (= transition épithélio-mésanchymateuse). Cependant, seule la vascularisation hépatique n'a pas d'origine entoblastique  : elle provient du remaniement du réseau vitellin, qui formera la vascularisation

hépatique définitive.

Page sur 20

Il existe 3 facteurs principaux dans la formation et la différenciation du tissu hépatique, quisont les BMPs [BMP4 ; BMP2], le facteur GATA-4 et les FGFs [FGF10].

Ces différents facteurs sont exprimés au niveau des 3 tissus embryonnaires :

– FGFs : mésoblaste cardiaque, qui va influencer l'expression de facteurs au niveau del'endoblaste pour former en regard, le bourgeon hépatique.

– BMPs : septum transversum, qui avec FGFs, induit l'action de GATA-4

– GATA-4 : endoblaste ventral, permet la croissance et la différenciation du bourgeonhépatique.

On a donc une action synergique de ces trois facteurs pour initier la formation du bourgeonhépatique.

3) La vascularisation hépatique

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Le réseaux veineux hépatique est issu du réseau vitellin en grande partie, avec une petite contribution des deux veines ombilicales.

On voit sur le schéma, que les veines vitellines forment 3 anastomoses principales : -une distale (= ventrale)-une moyenne (=dorsale) -une proximale, à partir de laquelle se forme tout un réseau d'anastomoses au sein du foie, qui s'abouchent dans le sinus veineux.

Les veines ombilicales droite et gauche s'anastomosent au réseau veineux hépatique issu des veines vitellines.

Dans un second temps on peut observer des régressions de certaines parties des veines vitellines et ombilicales : - regression de la veine ombilicale droite et de la partie proximale de la veine ombilicale gauche.

La partie distale de la veine ombilicale gauche s'anastomose avec les veines vitellines et sa partie intra-hépatique forme ce qu'on appelle le canal d'Arantius. Ce canal forme un shunt physiologique via le système porte hépatique et se jette directement dans la veine cave infèrieure.

Page sur 20

4) Histologie

III- L'INTESTIN MOYEN

L’intestin moyen, ou l'anse intestinale primitive, correspond à tout l’intestin grêle à partirdu jéjunum, de l’iléon, du colon ascendant et puis des deux tiers du colon transverse.

Ronéo 2 UE3 Cours 12

A travers le jeu des persistances et des régressions, seules les anastomoses moyennes et supérieures des veines vitellines persisteront pour former la veine porte.

Au sein du tissu hépatique, on retrouve la triade de l'espace porte, composée de trois types de vaisseaux :

- une branche de la veine porte ( a )- une artère ( b )- un canal biliaire ( c )

On peut remarquer que ces espaces portes sont très infiltrés en cellules hématopoïétiques, car le foie fœtal est le deuxième organe hématopoïétique, après la vésicule vitelline.

a

b

c

Autour de ces espaces portes, on retrouve le tissu hépatique formé de ses travées hépatocytaires. On peut déceler des amas d'hépatocytes séparés par vaisseaux : les sinusoïdes, ainsi que des petits canalicules biliaires (visibles qu'en cas de troubles de l'écoulement)

Page sur 20

1) La vascularisation

Le tronc cœliaque est issu de l'aorte, et vascularise l'estomac, et l'ensemble de l'anseintestinale primitive.

2) Formation de l'intestin moyen

L'anse intestinale primitive se forme par élongation et deux mouvements de rotation.

A partir de la 6eme semaine l'anse intestinale primitive commence à s'allonger, mais cetteélongation ne peut pas se faire dans la cavité abdominale, qui à ce stade de développement, est encoretrop petite. Pour palier à ce manque d'espace, l'embryon développe une hernie physiologique au niveau ducordon ombilical. Cette hernie correspond à la communication entre le ceolome extra-embryonnaire et le ceolome intra-embryonnaire au niveau du cordon.

Elle est donc nécessaire au bon développement de l'embryon qui utilise le cordon commemoyen pour permettre à son anse intestinale de s'allonger.

Une fois que l'anse atteint une taille correcte et que la taille de la cavité abdominale del'embryon est satisfaisante, il y a un cloisonnement définitif de la communication entre les ceolomes,par accolement des différents mésenchymes du cordons ombilicale.

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Premier mouvement de rotation  :La première rotation est de 90°.L'anse est à l'origine verticale, avec une partie dorsale et ventrale, qui lors de la rotation vont « s'échanger » : la partie ventrale passe en position dorsale et inversement

Deuxième mouvement de rotation  :La seconde rotation est de 180° : cette rotation a pour but de faire passer l'intestin grêle en avant par rapport au colon, qui sera positionné dans la partie postérieure de la cavité abdominale.

Page sur 20

Si l'on prend l'exemple du pancréas, au début du développement, il est appendu dans la cavitépéritonéale par une languette de mésoblaste, mais par régression de cette dernière, le pancréas seretrouve en position rétro-péritonéale.

Il en va de même pour certaines parties de l'anse intestinale :

– le colon transverse est intra-péritonéal

– les deux colons ascendants et descendants sont rétro-péritonéaux, après fusion de leursmésoblastes avec la paroi abdominale

– l'intestin grêle reste intra-péritonéal.

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Ainsi, l'intestin après avoir subit deux rotations équivalentes à 270° dans le sens anti-horaire,  « re-rentre » dans la cavité abdominale, ce qui permet de placer les éléments anatomiques comme l’appendice à leurs places, et de bien visualiser le colon ascendant et descendant, ainsi que les anses grêles au milieu.

Les mouvements de rotation des anses grêles provoquent le croisement du mésantère qui est relié aux différentes anses intestinales.

Il se produit donc des fusions du mésoblaste au cours du développement.

Page sur 20

3) Les anomalies de rotations intestinales

Les anomalies de rotations intestinales sont aussi appelés mésentères communs.

Physiologiquement, on peut distinguer l’iléum du jéjunum. En effet, l’iléon forme des replishorizontaux tandis que le jéjunum forme des replis verticaux.

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

L’appendice se situe à droite, dans la partie inférieure de la cavité abdominale. Enfin, on peutdistinguer les différentes parties du colon, qui possèdent la même position anatomique que chezl’adulte, c’est-à-dire en arrière et autour de l’intestin.

S’il y a une anomalie au niveau d’une seule rotation intestinale, on parle de mésentère communincomplet.Dans ce cas, l’appendice sera situé au niveau médian, c’est-à-dire ni à droite ni à gauche. On ne peutplus distinguer les parties du colon.

Si aucune des deux rotations ne s’effectuent, on parle de mésentère commun complet ou hétérotaxie.Sa particularité réside dans le fait que l’appendice se situe à gauche.De plus, l’intestin grêle et le colon forment deux organes complètement séparés dont le situs estinversé alors qu’en temps normal, le colon se situe plutôt à gauche et l’intestin est donc refoulé plusvers la droite.Pour en faire le diagnostic, on peut s’aider de la position de la vésicule biliaire : physiologiquement,elle est dirigée vers le lobe droit du foie or sur l’image, on peut voir qu’elle pointe en direction du lobegauche.

Situs normal Mésentère commun incomplet Mésentère commun complet

Un autre type d’anomalie de l’intestin grêle est la persistance du canal vitellin sous la forme dudiverticule de Meckel. En principe, c’est peu pathologique mais il peut être associé à des syndromes.

IV - L'INTESTIN POSTERIEUR

1) Cloisonnement du cloaqueLe cloaque correspond à la partie commune entre l’intestin postérieur et la partie interne del’allantoïde. L’allantoïde provient d’une invagination de la vésicule vitelline qui apparait au 18ème jour et qui croitdans le cordon ombilical. Il est responsable de la formation du trigone vésical délimité en haut par lesdeux uretères et en bas par l’urètre : c’est donc une origine entoblastique.

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

Initialement, l’allantoïde et l’intestin postérieur s’abouchent au niveau du cloaque, fermé par unemembrane cloacale dès la 5ème semaine de développement pour former le proctodéum : formeprimitive de l’anus.Au fur et à mesure du développement, il va y avoir un cloisonnement entre les voies uro-génitalesdérivées de l’allantoïde et les voies anales dérivées de l’intestin postérieur. Ce cloisonnement se faitgrâce à la poussée du mésoblaste environnant qui va croitre autour de l’intestin postérieur et ainsi leséparer de l’allantoïde en formant un septum urorectal.

Le septum urorectal (= plis de Tourneux) va croitre de la partie crâniale à la partie caudale del’embryon. On a aussi une séparation latérale des voies uro-génito-digestives par les plis de Rathke. Ce sont cesdeux plis qui permettent ainsi le cloisonnement du cloaque.

Ainsi, les voies uro-génitales seront ventrales tandis que les voies anales seront dorsales.

Je vous mets le lien d’un site pour mieux comprendre : http://cna.uc.edu/embryology/

2) Le canal anorectal (5 ème -8 ème semaine de dvlp)

Le canal anorectal se forme dès la 5ème semaine de développement, c’est à dire à la fin ducloisonnement entre les voies uro-génitales et anales.

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

Il possède deux origines embryologiques : entoblastiques ET ectoblastiques. En effet, sa formationdébute par la mise en contact entre ces deux feuillets.L’ectoblaste de surface va s’invaginer dans l’entoblaste des voies anales et former une dépression : lafossette anale. La marge anale ou anus primitif possède donc une origine ectoblastique.Secondairement, la paroi rectale entoblastique va être colonisée par des cellules musculaires issues dessomites sacrés qui vont former des muscles pectinés dans le but de constituer un sphincter anal.

Ce canal est fermé par la membrane anale, situé au fond de la fossette anale et qui disparaitra à la 8ème

SD. A partir de ce moment-là, il y aura une communication entre les voies digestives et le liquideamniotique ; jusqu’à la fin de la formation des muscles pectinés entre la 22ème et la 24ème SA. On pourra donc doser des enzymes digestives dans le liquide amniotique et selon leur taux établir desprofils de fuites ou d’obstacles intestinaux.

V – PHYSIOLOGIE DE L'INTESTIN PRIMITIF

1) Le péristaltisme intestinal

Le péristaltisme correspond à des phases de contractions puis de relâchements physiologiques del’intestin, permettant de faire avancer son contenu pour permettre l’absorption des nutriments.C’est permis par le fait que l’intestin primitif est au cours de son développement colonisé par descellules musculaires.

Selon le stade de la grossesse, on va pouvoir analyser le contenu digestif, c’est-à-dire les sellesprimitives via une coloration au méconium. Ce colorant est d’aspect verdâtre car coloré par la bile eton peut suivre son avancée de la partie proximale de l’intestin (la bouche) jusqu’à sa partie distale(l’anus primitif).

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

Sur les images, on peut voir qu’à la 18ème semaine d’aménorrhée, le tube digestif est peu coloré alorsqu’à la 24ème semaine, le colon et une partie de l’iléon ont une couleur verdâtre liée à la présence duméconium qui s’est coloré. De façon générale, le méconium colore les parties distales de l’intestin : c’est pourquoi le jéjunum estrarement coloré.

Si on analyse histologiquement le contenu digestif coloré au méconium, on va retrouver des cellulesdu liquide amniotique, puisque l’embryon le déglutit. Ces cellules peuvent être celles de la peaupuisque celle-ci se desquame, des cellules pulmonaires car le liquide pulmonaire est régurgité, descellules issues de l’urine fœtale, etc.

2) Les enzymes digestives

Les enzymes digestives sont les suivantes :

GGTP (Gamma-glutamyl-transpeptidase) dans le foie, l’épithélium biliaire et le jéjunum

LAP (Leucine-amino-peptidase) dans le jéjunum et l’iléon

PALi (Phosphatase alcaline intestinale) dans le colon

Lipase dans le pancréas

On peut doser ces enzymes dans le liquide amniotique.

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

A la 8ème SA, la membrane anale s’ouvre donc les enzymes digestives vont commencer à augmenterdans le liquide amniotique avant d’atteindre un pic à la 14ème SA. Ensuite, leur concentration vaprogressivement diminuer à partir de la 18ème SA avec la maturation des muscles sphinctériaux anauxqui vont fermer l’anus à la 22ème SA.L’obstétricien peut prélever du liquide amniotique de manière optimale vers la 17ème SA ou un peuplus tardivement car c’est à ce moment que le rapport entre la taille de l’amnios et celle du fœtus estle mieux pour ne pas le blesser.

Ainsi, si entre la 14ème et la 22ème SA on a une diminution importante de ces enzymes digestives dans leliquide amniotique, on peut suspecter un profil d’OBSTACLE intestinal de type atrésie. Selon le typed’enzymes diminuées, on pourra en déduire le siège de l’atrésie.En revanche, après la 22ème SA, si on a une augmentation significative des enzymes digestives dansl’amnios alors on peut suspecter un profil de FUITE intestinal.

VI - MALFORMATIONS DIGESTIVES

Les deux malformations que l’on va voir peuvent entrer dans le cadre d’une interruption médicale degrossesse selon le stade de gravité de l’anomalie. Ce sont des anomalies de cloisonnement del’intestin postérieur.

1) Persistance cloacale

Il peut arriver que le cloaque ne se cloisonne pas. Dans ce cas, les voies uro-génitales et anales restenten communication ce qui cause des malformations importantes de l’appareil génital, urinal et digestifau niveau du rectum et de l’anus.

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Voici l'exemple d'une petite fille dont le cloaque a persisté. On peut observer une malformation de ses organes génitaux externes aisni qu'une imperforation anale traduisant une absence d'anus

Page sur 20

La reconstruction chirurgicale est possible mais elle est plus simple chez les garçons que chez les fillesdonc si on diagnostique cette pathologie à un fœtus féminin, souvent l’IMG est envisagée.

2) Extrophie vésicale et syndrome OEIS

L’extrophie vésicale se produit dans le cadre d’une coelosomie inférieure, c’est-à-dire l’absence defermeture de la paroi antérieure de l’embryon sous l’ombilic. Puisque cette paroi n’est pas fermée, lavessie va être extériorisée et son développement ne sera pas complet et s’arrêtera au niveau du stadede plaques vésicales (ou cloacales si association à une persistance du cloaque).

Cette pathologie est souvent associée au syndrome OEIS :

Omphalocèle : non fermeture de la paroi abdominale et extériorisation de certains organesabdominaux notamment les intestins.

Extrophie vésicale ou cloacale

Imperforation anale

Spina bifida occulta (couvert) : c’est une ouverture du rachis qui est recouverte d’épiderme etqui peut être à l’origine d’incontinences urinaires ou anales car les racines dorsales issues dela moelle sacrée peuvent être endommagées ou malformées.

Ce syndrome est généralement sporadique et ses bases moléculaires ne sont pas connues à ce jour.

Ronéo 2 UE3 Cours 12

Ici on voit bien que les positions anatomiques ne sont pas les bonnes et que l'utérus, le rectum et la vessie communiquent via: -Des fistules vésico-génitales -Des fistules recto-génitales -Des fistule vésico-rectales Histologiquement, on peut bien différencier les différentes structures et le fait qu'elles communiquent entre elles.

Page sur 20

VII - SYNTHESE DES DERIVES DE L'INTESTIN PRIMITIF

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20

VIII – FRISE BILAN DU DEVELOPPEMENT DU TRACTUS GASTRO HEPATO INTESTINAL

Ronéo 2 UE3 Cours 12 Page sur 20