Béchamp Antoine - La théorie du microzyma et le système microbien
Le monde microbien CHRU de Lille - IFSI - 1ère année 2010 Dr N. Loukili Unité de Lutte contre les...
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Le monde microbien
CHRU de Lille - IFSI - 1ère année2010
Dr N. Loukili
Unité de Lutte contre les Infections Nosocomiales
Plan (1)
Introduction : Les microbes
I- Généralités - La cellule vivante - Les acides nucléiques - 4 catégories de microbes - Nomenclature - Diversité
Plan (2)
II- Bactéries A- La cellule bactérienne
1- Formes 2- Paroi 3- Matériel génétique 4- Cytoplasme 5- Capsule 6- Flagelles 7- Pili
Plan (3)
B- Les spores bactériennes
C- La croissance bactérienne
1- Reproduction par division
2- Conditions de croissance
D- Identification au laboratoire
Plan (4)
III- Champignons
IV- Protozoaires
V- Virus
Les microbes
1 micron (µm) = 1/1000ème de mm XVIème : microscope optique par Z Jansen (Pays-Bas)
1674 : description des premières « animalcules » par Van Leuwenhoek 1837 et 1838 : « la levure est un organisme vivant qui se reproduit par
bourgeonnement » Charles Cagniard-Latour, Theodor Schwann et Friedrich Kützing
1878 : le terme "Microbe" par C-E Sédillot "Micro-organisme"
Classification : scientifique médicale, pragmatique
La cellule vivante
Unité de structure des êtres vivants
2 types de cellule :
Eucaryote : Noyau contenant plusieurs chromosomes
Procaryote : Pas de noyau, un chromosome libre dans le cytoplasme
Organismes Pluricellulaires Unicellulaires = protistes
Les acides nucléiques
Acide désoxyribonucléique = ADN constituant de base des chromosomes,
formé de 2 chaînes complémentairessupport des gènes
Acide ribonucléique = ARNcopie de l’ADN (1 chaîne)
ADN
ARN
Protéine
Transcription
Traduction
Réplication
ADN
Réplication de l’ADN
Transcription de l’ADN
Traduction de l’ARNm
4 catégories de microbes
Taille Cellule
Protozoaires 100 µ Eucaryote
Champignons 10-50 µ Eucaryote
Bactéries 1 µ Procaryote
Virus 0,1 µ Pas de cellule1 acide nucléique
Nomenclature
Genre + espèceHomo sapiensToxoplasma gondii (Toxoplasme)
Penicillium camembertii
Staphylococcus aureus (Staphylocoque doré)
Staphylococcus sp.
Diversité
Espèces différentes +++
Quantités :
1 kg de terre =
- mille milliards de bactéries- cent cinquante milliards de champignons
- dix millions de protozoaires
La cellule bactérienne
Paroi Membrane
CytoplasmeChromosome (ADN)
Ribosome
La cellule bactérienne
A: PiliB: ribosomesC: CapsuleD: ParoiE : FlagelleF : CytoplasmeG : Vacuoles de réserveH : Plasmides (ADN)I : ADNJ : mb plasmique
Formes
Coccus, pl. cocci : rond
Bacille : allongé
Autres : spiralé
Cocci
Staphylococcus epidermidis
sepidermidis.jpg
Streptococcus pyogenes
Bacilles
E coli
Spiralés
Treponeme pallidumspirochètes à la surface de microvillosités de cellules intestinales de tique.
Paroi des bactéries
• Forme de la bactérie squelette externe de la bactérie
• Rôle déterminant dans la spécificité antigénique des bactéries
• Siège de l'action de certains enzymes exogènes (lysozyme) ou endogènes (autolysines) et de certains antibiotiques, notamment les bêtalactamines (pénicillines)
• Le lipopolysaccharide (LPS) et le peptidoglycane rôle important dans la défense immunitaire non spécifique contre l'infection
• Coloration de Gram
Paroi des bactéries
à Gram + à Gram -
Membrane externe
Peptidoglycane
Membrane cytoplasmique
autres :mycobactéries = bacilles acido-alcoolo résistants (baar)
Matériel génétique
Chromosome(ADN chromosomique)
Plasmides éventuels(ADN extrachromosomique)
Capsule
La capsule est un enduit excrété par certaines bactéries. Elle est habituellement de nature polysaccharidique
• Rôle dans l’aspect des colonies : colonies lisses (S pour « smooth ») ou muqueuses, tandis que les bactéries mutantes non capsulées donnent des colonies rugueuses (R pour « rough »).
• Rôle important dans le pouvoir pathogène de certaines espèces bactériennes (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Klebsiella, E.coli K1) par son rôle protecteur contre la phagocytose.
Capsule
Patient présentant une pneumonie
Pili
Les pili communs
• Structures protéiques filamenteuses, de 2 à 3 µm de long, disposés régulièrement à la surface de la bactérie
• Association de polymère de piline et d’adhésine
• Adhésine peut avoir des interactions avec des récepteurs cellulaire présents à la surface d'une cellule eucaryote
• Les pili, via l’adhésine, permettent la fixation de certaines bactéries sur les muqueuses, ce qui conditionne leur pouvoir pathogène
(ex. fixation de Escherichia coli sur la muqueuse vésicale,
du gonocoque sur la muqueuse de l'urètre,
du vibrion du choléra sur les entérocytes...).
Pili
Les pili sexuels
• plus longs mais en nombre plus restreint (1 à 4) • codés par des plasmides (facteur F). • rôle essentiel dans l'attachement des bactéries entre elles au cours de la conjugaison. • rôle dans l'adhérence bactérienne, comme les pili communs, auxquels on pourrait les assimiler.
Ex. : la protéine A de Staphylococcus aureus la protéine M de Streptococcus pyogenes.
Flagelles
Péritriche(ex. Colibacilles)
Lophotriche(ex. Pseudomonas)
Polaire(ex. Vibrio)
Spores bactériennes
Sporulation :- certaines espèces, dans des conditions défavorables,
spores bactériennes = formes de résistance
- résistance plus grande à la chaleur, UV, dessication, agents chimiques...
Bacillus subtilis-spores
La croissance bactérienne
Reproduction par division : par exemple,
Escherichia coli, dans des conditions définies
1 division toutes les 20 minutes
1 bactérie 100 000 000 (109) en 24h
Courbe de croissance
Nombre de bactéries
Temps
1. Phase de latence2. Phase de croissance exponentielle3. Phase ralentissement4. Phase stationnaire5. Phase de déclin
Croissance bactérienne
Conditions de croissance
Exigences nutritionnelles besoins communs :
eausource d'énergie :
lumière, composés minéraux, composés organiquessource de carbone : CO2, sucre, ...source d'azote, soufre, phosphore, etc...Autres éléments (sodium, potassium, calcium, sélénium…)
besoins spécifiques à certaines bactéries( vitamines, fer…)
Conditions de croissance
Exigences respiratoires
Bactéries Exigence en O2
aérobies strictes présence
anaérobies strictes absence
aéro-anaérobies facultatives présence ou absence
Température
pH
Identification au laboratoire
Morphologie examen au microscope optique :
des prélèvements des colonies sur milieux de cultures
coloration : ex. coloration de Gram bactéries à Gram + : violettes bactéries à Gram - : roses
Cultures : - conditions nécessaires à la croissance et délai
Caractères biochimiques, antigéniques...
Identification au laboratoire : coloration de Gram
Milieu de culture liquide
Identification au laboratoire : milieu solide
Identification au laboratoire
III- Champignons
Catégories : Champignons filamenteux :
Moisissures : Penicillium, Aspergillus Dermatophytes
Levures :Candida albicans
Saccharomyces
Structures :
Moisissures : Spores
Mycélium
Levures
III- Champignons
A flavus A fumigatus
IV- Protozoaires
Cycles évolutifs vie libre vie libre + parasitisme (hôte(s), vecteurs) division cellulaire complexe
Exemples Amibes Toxoplasma gondii Giardia Plasmodium falciparum
V- Virus
Réplication
attachement du virus à une cellule pénétration, perte de la capside détournement de la machinerie cellulaire
pour la synthèse de nouveaux virus mort de la cellule et libération des virus
ou infection chronique de la lignée
Remarque :
Virus =Parasites intra-cellulaires obligatoires
ont besoin de la « machinerie » cellulaire pour se multiplier
ne se multiplient pas dans l’environnement
A retenir
4 grandes catégories de microbes par taille croissante : virus, bactéries, champignons,
protozoaires
Extrême diversité dans la nature : Bactéries = les plus nombreux habitants de la Terre
Seule une petite partie est d’intérêt médical (protectrice ou potentiellement pathogène)
A retenir
Intérêt industriel - Champignons : fermentations, production d’antibiotiques
- Bactéries : production de substances, dépollution
Empêcher la multiplication bactérienne : pas de nutriments : enlever les salissures organiques, pas d'eau : sécher...
A retenir
Le XIXe siècle voit le développement de la médecine de laboratoire, qu’elle soit microbiologique, chimique ou pathologique et notamment :
en 1837 et 1838 : la levure est un organisme vivant qui se reproduit par bourgeonnement Charles Cagniard-Latour, Theodor Schwann et Friedrich Kützing publient séparément leurs observations microscopiques et concluent que. À partir de 1857, Louis Pasteur étudie les fermentations et démontre qu’il s’agit d’un processus non seulement chimique mais biologique en isolant et cultivant les levures responsables du phénomène. Casimir Joseph Davaine (1812-1882) montre qu’une maladie est due à un microbe en isolant l’agent responsable de l’anthrax. Louis Pasteur (1822-1895) s’intéresse à l’étude des microbes pathogènes pour l’homme et les animaux. Robert Koch (1843-1910) perfectionne les techniques bactériologiques (coloration, cultures pures) et décrit le rôle des bactéries dans les maladies infectieuses,
en 1840, Alphonse Laveran découvre le trypanosome de la malaria et décrit son cycle, en 1881, Louis Pasteur montre que l’agent infectieux responsable de la rage est invisible à l’œil nu, ne se
cultive pas et n’est pas retenu par un filtre. Il semble donc différent des bactéries. En 1892, la même observation est réalisée par Dmitri Ivanowski qui travaille sur la mosaïque du tabac. En 1898, Martinus Willem Beijerinck montre que l’agent responsable de la mosaïque du tabac est un agent ultrafiltrable ou contagium virum fluidum. En 1917, Félix-Hubert d'Hérelle décrit l’agent causal de la plage de lyse sur des cultures bactériennes et le nomme bactériophage. Il faudra attendre la découverte du microscope électronique (1931, Ernst Ruska) et la technique de cultures in vitro (1949) pour mettre convenablement en évidence les virus.