Le monde microbien et la santé

I) Un contact permanent avec les microbes

• Les microorganismes par leur invisibilité à l’oeil nu et par les craintes qu’ils nourrissent restent un domaine du vivant méconnu du grand public.

• Quelles sont les caractéristiques du monde microbien ?

• Quelles relations les microorganismes établissent-ils avec l’être humain ?

Activité : reconnaitre des situations de proportionnalité

Activité 1 : Des micro-organismes bénéfiques. Acquis : Les micro-organismes sont des êtres vivants microscopiques très divers, en évolution et présents partout. Quelles relations les microorganismes établissent-ils avec l’être humain ? Depuis qu’elle a eu cours de SVT avec M Artus, Esméralda sait que les microbes sont ubiquistes (non, ce n’est pas un gros mot). Dès qu’elle touche quelque chose, Esméralda s’empresse d’utiliser son flacon de gel hydro-alcoolique car elle déteste les microbes et ne veut surtout pas être en contact avec eux de peur d’être malade CONSIGNE : Montre, à partir de l’exploitation des documents, que l’être humain est constamment en relation avec les micro-organismes. Critères de réussite : J’ai cité des valeurs montrant l’importance de la relation être humain / micro-organismes. Doc.1 J’ai repéré les zones du corps où la densité des micro-organismes est particulièrement élevée. Doc.1

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J’ai cité des valeurs montrant l’importance de la relation être humain / micro-organismes. Doc.1 L’être humain héberge dix fois plus de bactéries (1 million de milliards) qu’il ne possède de ses propres cellules !!! Les micro-organismes représentent une masse de 1 à 2 kg et peuvent atteindre 1 million/cm². J’ai repéré les zones du corps où la densité des micro-organismes est particulièrement élevée. Doc.1 Les micro-organismes sont particulièrement présents au niveau du tube digestif et à un degré moindre sur notre peau.

Les micro-organismes sont des êtres vivants microscopiques. Il s’agit principalement des bactéries et des levures, Les virus sont classés dans les micro-organismes bien qu’ils ne soient pas constitués de cellule, et donc à priori pas vivants. Dans notre environnement les micro-organismes sont partout y compris sur le corps humain. La plupart des micro-organismes hébergés par l’être humain ne sont pas dangereux et contribuent à le maintenir en bonne santé.

Définitions : Micro-organisme : « microbe » : être vivant invisible à l’œil nu. Bactérie : micro-organisme formé d’une cellule et pouvant vivre de manière autonome dans un milieu. Virus : micro-organisme de très petite taille ne pouvant se développer que dans une cellule vivante. Pathogène : qui peut provoquer une maladie

II) Des micro-organismes bénéfiques

Monsieur et Madame A ont deux jumelles : Emma et Karen.

Quelle est la particularité des jumelles homozygotes ? (pensez aux cours précédents)

Quelle est la particularité des jumelles homozygotes ? (pensez aux cours précédents)

Les jumelles identiques, présentent exactement le même profil d'ADN (hors mutations « épigénétiques« c’est-à-dire des mutations apparaissant au cours de la vie en fonction de facteurs environnementaux (le tabac, l'alcool, l'exercice physique etc.); ne modifiant pas directement la séquence d'ADN et ne se transmettant pas à sa descendance. En fait, elles proviennent d'une modification de mécanisme moléculaire qui active ou inhibe un gène.)

Emma et Karen quelques années plus tard :

http://www.museum.toulouse.fr/-/le-microbiote-intestinal-un-organe-a-part-entiere

Je décris et exploite les résultats des expériences lot 1 et 4 des souris pour montrer

l’influence des micro-organismes du microbiome intestinal sur l’obésité. Doc.2 J’exploite les résultats des expériences lot 2 et 3 de souris pour formuler une hypothèse sur une possibilité de guérir les personnes atteintes de problèmes intestinaux ou d’obésité. Doc.2

Je décris et exploite les résultats des expériences lot 1 et 4 des souris pour montrer l’influence des micro-organismes du microbiome intestinal sur l’obésité. Doc.2 Le transfert du microbiote intestinal d’une jumelle obèse à des souris lot 1 les rendent obèse après quelques semaines. Le transfert du microbiome intestinal de la 2ème jumelle mince à des souris lot 4 les maintiennent mince après quelques semaines. L’obésité de la 1ère jumelle est donc liée à son microbiote. J’exploite les résultats des expériences lot 2 et 3 de souris pour formuler une hypothèse sur une possibilité de guérir les personnes atteintes de problèmes intestinaux ou d’obésité. Doc.2 Les souris lot 2 et 3 ayant reçues respectivement le microbiote de la jumelle obèse et mince, mises dans la même cage, restent minces après quelques semaines. Les souris coprophages se transmettent leur microbiome. Les souris lot 2 ont ainsi reçu le microbiote des souris lot 3 et sont restées minces comparées aux souris lot 1. On peut donc émettre l’hypothèse que l’on peut guérir certaines formes d’obésité ou de maladies intestinales par la prise de microbiote intestinal d’individus sains.

• D’une part, le microbiote de la jumelle mince protège les souris de celui de la jumelle obèse.

• D’autre part, le microbiote de la jumelle mince peut « l’emporter » contre le microbiote de la jumelle obèse, à condition que la souris qui porte ce dernier suive un régime adéquat.

Que signifient ces résultats pour l’homme ? Ils suggèrent que le microbiote des personnes minces les protège de l’obésité. Les microbes interagissent donc avec nous et pas toujours de façon négative. Tous les microbes ne sont pas pathogènes. Le microbiote intestinal comprenant environ 100 000 milliards de bactéries réparties en environ 5000 espèces différentes composées de presque 5 millions de gènes (méta génome) permet de multiples fonctions physiologiques qui assurent l’homéostasie et la santé de l’hôte. Mieux, ces travaux ouvrent la possibilité que, dans le futur, un apport de microbes protecteurs constituera de nouvelles voies thérapeutiques.

A partir des documents ci-dessus, valide ton hypothèse en montrant quel effet le microbiote peut avoir sur des micro-organismes pathogènes.

A partir des documents ci-dessus, valide ton hypothèse en montrant quel effet le microbiote peut avoir sur des micro-organismes pathogènes. L’hypothèse est validée car des personnes infectées par Clostridium difficile souffrant de diarrhées peuvent être guéries par la prise de microbiote intestinal d’individus sains (90% de réussite).

Bilan : Chaque individu héberge de très nombreux micro-organismes (peau, voies digestives, sexuelles, et respiratoires). Ils sont propres à chaque personne. La grande majorité de ces micro-organismes hébergés sont inoffensifs. Certains contribuent même à le maintenir en bonne santé comme le microbiote intestinal.

Définition : Le microbiote est l'ensemble des micro-

organismes - bactéries, virus, parasites, champignons

non pathogènes, dits commensaux - qui vivent dans

un environnement spécifique. Dans l'organisme, il

existe différents microbiotes, au niveau de la peau, de

la bouche, du vagin… Le microbiote intestinal est le

plus important d'entre eux, avec 1012 à 1014 micro-

organismes : 2 à 10 fois plus que le nombre de

cellules qui constituent notre corps, pour un poids de

2 kilos !

Problème : Comment un micro-organisme peut-il entraîner une maladie ?

III) Des micro-organismes pathogènes

1. A partir de la diapositive projetée, indique quelles sont les barrières naturelles du corps humain et propose une définition à la contamination.

1. A partir de la diapositive projetée, indique quelles sont les barrières naturelles du corps humain et propose une définition à la contamination.

Barrières naturelles : Peau et Muqueuses. Contamination : entrée d’un micro-organisme dans le corps.

Grippe Chikungunya Tétanos Sida Listériose

Micro-organisme responsable

Virus Virus Bactérie Virus bactérie

Mode de transmission transmission directe ou indirecte (par un animal ou un objet contaminé)

Directe Indirecte (moustique)

Indirecte (outils souillés)

Directe (rapport sexuel) indirecte (transfusion)

Indirecte (aliments souillés)

Barrière naturelle franchie lors de la contamination

Muqueuses respiratoires

Peau Peau Muqueuse génitale, intestinale, peau

Muqueuse digestive

Modalité de l’infection (comment le micro-organisme provoque l’infection une fois dans le corps.

Multiplication au sein des cellules de l’appareil respiratoire et mort des cellules lors de la sortie du virus

Multiplication au sein des cellules et mort des cellules lors de la sortie du virus

Multiplication dans le sang, production d’une toxine

Multiplication au sein des cellules et mort des cellules lors de la sortie du virus

Multiplication dans le sang, fabrication d’une toxine

Réalisons quelques exercices pour mieux comprendre. -Cite des conditions de transmission de microbes. -Explique la différence entre la transmission et la contamination. -Parmi les phrases suivantes, dis s’il s’agit de transmission ou de contamination : Une personne consomme de la salade contaminée par le parasite donnant la toxoplasmose. La bactérie du tétanos se dépose sur le râteau du jardinier.a Un infirmier se blesse avec une seringue contenant du sang d’un malade du SIDA.a Une personne se fait piquer par un moustique porteur du paludisme. Une personne enrhumée éternue.

Réalisons quelques exercices pour mieux comprendre. -Cite des conditions de transmission de microbes. Transmission directe : d’homme à homme / Transmission indirecte : d’un aliment à un homme -Explique la différence entre la transmission et la contamination. La transmission, c’est le passage d’un micro-organisme, et la contamination est l’entrée du micro-organisme dans le corps. -Parmi les phrases suivantes, dis s’il s’agit de transmission ou de contamination : Une personne consomme de la salade contaminée par le parasite donnant la toxoplasmose. C La bactérie du tétanos se dépose sur le râteau du jardinier.aT Un infirmier se blesse avec une seringue contenant du sang d’un malade du SIDA.aC Une personne se fait piquer par un moustique porteur du paludisme. C Une personne enrhumée éternue. T

• Décris le graphique de l’évolution du nombre de bactéries Clostridium tetani au cours du temps.

• Propose une définition au terme d’infection à partir

des exemples proposés et indique quelle en est la conséquence ?

• Décris le graphique de l’évolution du nombre de bactéries Clostridium tetani au cours du temps.

Au cours de l’infection, le nombre de bactéries augmente fortement de la 2ème à la 8ème heure (de 200 à 1100 millions par mL) puis il reste stable jusqu’au 3ème jour après la contamination (1100 millions par mL). • Propose une définition au terme d’infection à partir

des exemples proposés et indique quelle en est la conséquence ?

Infection : multiplication et dispersion des micro-organismes dans le corps. Conséquences : apparition des symptômes et donc de la maladie.

Bilan : Une infime partie des micro-organismes peut entraîner une maladie : ils sont dits pathogènes. Les microorganismes pathogènes se transmettent de différentes façons : - directement, d’un individu à l’autre (par l’eau, l’air, le sang, les sécrétions sexuelles…) ; - ou indirectement par des objets, des animaux. Pour entrer dans l’organisme ils doivent franchir des barrières naturelles que sont la peau ou les muqueuses : c’est la contamination. Suite à la contamination, les microbes se multiplient (de façon autonome pour les bactéries, en parasitant une cellule pour les virus) et se dispersent dans l’organisme : c’est l’infection.

LEXIQUE : Contamination : entrée d’un micro-organisme dans le corps. Infection : multiplication et dispersion des micro-organismes dans le corps. Muqueuse : tissu cellulaire produisant un mucus recouvrant les cavités internes du corps (les voies nasales, la voie buccale, la voie intestinale, la voie anale, les voies génitales ; on parle ainsi de muqueuse nasale, buccale…).

IV) Limiter les risques d’agression

Vous savez comment les micro-organismes se transmettent d’un individu à un autre. Vous savez comment ils contaminent et infectent le corps. Il faut maintenant que vous preniez connaissance des moyens qui existent pour se protéger et éviter de « tomber » malade.(expression non scientifique) En utilisant les documents 1, 2, 3, 4, et 5 et 6, identifiez et présentez les différents moyens utilisés pour se protéger contre les microorganismes. Dans votre présentation vous distinguerez : la description de la méthode, son but et vous préciserez si cette méthode est un moyen de lutte ou de prévention contre une infection. En vous aidant du document 7, déduisez à partir d’une démarche scientifique présentée sous la forme d’un texte, le rôle des antibiogrammes dans la recherche de l’antibiotique le plus efficace.

Activité : Exploitation de documents sur différents méthodes de prévention ou de lutte contre l’infection des microorganismes.

« Si j’avais l’honneur d’être chirurgien, pénétré comme je le suis des dangers auxquels exposent les germes des microbes répandus à la surface des objets, particulièrement dans les hôpitaux, non seulement je ne me servirais que d’instruments d’une propreté parfaite, mais après avoir nettoyé mes mains avec le plus grands soin…, je n’emploierais que des bandelettes, des éponges préalablement exposées dans un air porté à la température de 130 à 150°c. Je n’emploierais jamais une eau qui aurait subi une température de 11à à 120°C. De cette manière, je n’aurais à craindre que les germes en suspension dans l’air autour du lit du malade. »

Document 1 : Discours de pasteur devant l’académie de médecine (1878) présentant l‘asepsie.

Boîtes de pétri

On prépare deux boîtes stériles contenant un milieu de culture sur lesquels les bactéries peuvent pousser. Une personne pose ses doigts non lavés sur la boîte A, puis ses doigts rincés avec un antiseptique sur la boîte B. Les boîtes sont placées à 37°C pendant plusieurs jours. Puis les boîtes sont récupérer pour observer les résultats suivants: (voir schéma ci-dessous)

Boîte A Boîte B

Colonie de bactéries

Document 3 : Expérience sur le rôle de l’antisepsie : utilisation d’antiseptique.

En 1928, Alexandre Fleming fit, par accident, une étrange découverte.

En effet, ce chercheur réputé pour sa négligence avait cette, année là, oublié des boîtes de cultures bactériennes sur ses étagères. De retour de vacances, il remarque que ces boîtes sont contaminées par un champignon appelé Penicillium notatum. Il constate alors que dans ces boîtes, il y a une zone où les bactéries ne se sont pas développées. De plus, il remarque que ces zones sont systématiquement localisées autour des champignons.

Il émet alors l’hypothèse que le champignon produit une substance qui empêche le développement des bactéries. Il isole la substance à partir d’extrait du champignon, et l’appelle : pénicilline. Elle deviendra le premier antibiotique de l’histoire.

Doc 4

Doc 5 Document 5 : La découverte de

Alexandre Feming

Méthode Présentation de la méthode But de la méthode Type de méthode

Asepsie (Doc. 1)

Méthode qui vise à détruire les microorganismes de l’environnement proche ou d’un objet avant qu’il n’y ait une plaie (par nettoyage des mains avec un produit adapté, par stérilisation d’instruments, etc…)

Eliminer les microorganismes avant qu’il n’y ait une contamination.

Prévention contre une infection

Antisepsie (Doc. 2 et 3)

C’est l’utilisation de produits antiseptiques. Ces produits sont utilisés au niveau d’une plaie existante, et sont capables de détruire les microorganismes qui s’y trouvent.

Limiter les risques de contamination au niveau d’une plaie et prévenir une infection.

Prévention contre une infection

Antibiotiques (Doc. 5 et 6)

Ce sont des substances anti-bactériennes comme, par exemple, la Pénicilline. Les antibiotiques combattent les bactéries dans l’organisme. Ils sont inefficaces contre les virus.

Stopper une infection bactérienne.

Lutte contre une infection

Préservatif (Doc. 4)

C’est le seul moyen de contraception qui protège contre les IST (Infection Sexuellement Transmissible).

Empêcher la contamination par un agent responsable d’une IST

Prévention contre une infection

Question2 : Je vois, sur l’antibiogramme présenté dans le document 7, qu’il existe des zones sans bactéries autour de certaines pastilles d’antibiotiques. Je sais que la présence de zone sans bactérie autour d’une pastille d’antibiotique indique que cet antibiotique détruit la bactérie de la boîte. Je conclus que les antibiotiques qui possèdent une zone sans bactérie sont efficaces contre cette bactérie (conclusion 1) Je vois que les zones sans bactéries autour des pastilles d’antibiotiques sont de tailles variables. Je sais que plus la zone sans bactérie est grande et plus l’antibiotique est efficace contre cette bactérie. J’en conclus que l’antibiotique le plus efficace est celui de la pastille B (puis dans l’ordre décroissant d’efficacité : G > F > C. Les antibiotiques A et D ne sont pas du tout efficaces contre cette bactérie (conclusion 2). Si j’associe les deux conclusions (conclusion 1 et conclusion 2), je peux déduire que le rôle d’un antibiogramme est de trouver l’antibiotique le plus efficace contre la bactérie testée. Vous savez maintenant qu’il existe plusieurs moyens de se protéger contre les micro-organismes : - des moyens de prévention : asepsie, antisepsie, préservatif. - des moyens de lutte : antibiotiques. Vous savez aussi dans quels cas chaque moyen est le plus utile

Les risques de contamination et d’infection sont limités par la pratique de l’asepsie et par l’utilisation de produits antiseptiques qui éliminent les micro-organismes d’une plaie. En cas d’infection bactérienne, l’antibiotique approprié permet d’éliminer les bactéries. Remarque : l’utilisation du préservatif permet d’empêcher la contamination par voie sexuelle (= IST = Infection Sexuellement Transmissible comme par exemple le SIDA). Cependant, on constate qu’une absence de contact avec des micro-organismes pathogènes peut exposer notre corps à l’apparition de maladies auto-immunes. Il semble donc important de trouver un équilibre entre mesures d’hygiène et maintien du microbiote environnant.(doc3 p154)

EXERCICE MAISON

réponses Document 1 1-L’individu est contaminé au niveau du pharynx 2-Après avoir pénétré dans le pharynx, les bactéries passent dans le sang et sont conduits jusqu’au liquide céphalo-rachidien (LCR). 3- Lorsque les bactéries arrivent dans le LCR elles s’y multiplient car elles y trouvent de la nourriture et une température qui leurs conviennent. C’est l’infection 4- L’individu est malade lorsque les bactéries se sont multipliées dans l’organisme. On dit qu’il est infecté. Document 2 1-Le virus de la grippe se multiplie à l’intérieur des cellules de la trachées et des bronches puis les virus sortent de la cellule pour aller infecter d’autres cellules. Ainsi le virus va pouvoir se multiplier au sein de l’organisme. 2-Un virus se multiplie à l’intérieur des cellules et la majorité des bactéries se multiplient dans les liquides de l’organismes (sang, LCR,..) en dehors des cellules.