Les Bactéries

LES BACTÉRIES
UE 2.10
Compétence 3
Infectiologie - Hygiène
I - Généralités
• Etre vivant, unicellulaire, de petite taille (généralement 1 micro de diamètre et
quelques microns de longueur).
• Cellule procaryote (dépourvue d’un véritable noyau) : absence de membrane
nucléaire, chromosome unique en général.
• Paroi rigide faite d’un constituant spécifique : peptidoglycane ou mureine.
• Classification fondée sur les caractères :
• morphologiques,
• tinctoriaux,
• biochimiques,
• antigéniques
• génétiques
1 – classification bactérienne
• En fonction de leurs caractéristiques, les ESPECES de bactéries sont
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
regroupées en GENRE, puis en FAMILLE, en ORDRE et enfin en
CLASSE. En pratique, ce sont les noms d’espèces et de genres qui
sont utilisés pour les désigner.
On différencie aussi les bactéries selon :
1. leur forme :
- arrondie : les cocci
- allongée : les bacilles
- les vibrions
- spiralée
2. les résultats de la coloration GRAM :
- colorée en violet : GRAM +
- colorée en rose : GRAM –
- pas de réaction
cocci
Spiralée (spirochètes)
bacille
vibrion
2 -Structure d’une cellule bactérienne
A – l’enveloppe bactérienne
• a) La membrane cytoplasmique (= membrane interne) :
• De structure proche de celles des eucaryotes, elle sert de barrière
chimique entre l’environnement extérieur et le cytoplasme de la
bactérie.
• Elle est donc le siège d’échange avec cet environnement (ex : entrée
du glucose, sortie des déchets ou des productions bactériennes).
A – l’enveloppe bactérienne
• b) La paroi bactérienne (membrane externe) :
• C’est une barrière rigide présente chez presque toutes les bactéries.
• Elle joue un rôle de protection mécanique vis-à-vis de l’extérieur.
• C’est elle qui donne sa forme à la bactérie.
• c’est aussi sa composition qui est à l’origine des différentes réactions à
la coloration de GRAM (beaucoup moins développées chez GRAM+)
BACTERIE GRAM +
BACTERIE GRAM -
A – l’enveloppe bactérienne
• c) la capsule :
• C’est une structure dense, qui n’est
présente que chez certaines
bactéries (élément inconstant)
• contribue à leur pathogénicité en
rendant plus difficile leur destruction
par le système immunitaire.
• La capsule joue un rôle important
dans la défense des bactéries
• La capsule empêche les bactéries
d'être phagocytées dans l'organisme
B – les structures externes
• a) les flagelles (chez certaines espèces) :
• Ce sont des filaments, qui facilitent le mouvement des bactéries (selon
le même mécanisme que le flagelle des spermatozoïdes
B – les structures externes
• b) les pilis (chez certaines espèces) :
• Ce sont aussi des filaments, beaucoup plus courts que les flagelles.
• Ils permettent aux bactéries de mieux adhérer à certaines surfaces ou
tissus cellulaires.
C – les structures internes
• a) le chromosome
• le chromosome est unique et n’est pas situé dans un noyau délimité par
une membrane.
• Constitué d’ADN (Acide Désoxyribonucléique)
• il est le porteur de tous les gènes nécessaires à la bactérie pour sa
survie et son développement
C – les structures internes
• b) les plasmides (chez certaines
espèces)
• Ce sont des morceaux d’ADN,
beaucoup plus petits que le
chromosome (au moins 100 fois)
porteurs d’un ou plusieurs gènes
codant pour des protéines
supplémentaires,
• Non indispensables à la survie de la
bactérie, mais apportant de
"nouvelles capacités« (résistance
aux antibiotiques, production toxine)
• certaines bactéries sont capables de
s’échanger les plasmides.
C – les structures internes
• c) le cytoplasme
• milieu intérieur de la bactérie.
• Il contient donc le chromosome, les éventuels plasmides, et tout le
nécessaire à son bon fonctionnement.
3 - La composition bactérienne
• Le principal composant est l'eau, elle représente environ
•
•
•
•
•
•
•
•
80% du poids de la bactérie.
L'analyse sur un poids sec donne les résultats suivants :
Carbone 50%
Azote 15%
Hydrogène 10%
Oxygène 20%
Phosphore 3%
Soufre
Mg++, Mn++, Zn++, Cr, Na+, K+... etc.
4 – Particularités de la bactérie
• a) les toxines
• Certaines bactéries sont capables de secréter dans leur environnement
des substances toxiques : ce sont les exotoxines.
• Elles sont fabriquées en quasi permanence,
• constituent un facteur supplémentaire de virulence.
TOXINE TETANIQUE
TOXINE BOTULIQUE
TOXINE DIPHTERIQUE
4 – Particularités de la bactérie
• b) les spores
• Certaines bactéries GRAM + sont capables, lorsque les conditions
extérieures sont très défavorables de prendre une forme dite sporulée.
• Il s’agit d’un état où la bactérie n’a plus aucune activité, mais devient
extrêmement résistante (à la chaleur, aux rayons ultra-violets, aux
• désinfectants…). Cet état peut durer jusqu’à plusieurs années !
• Dès que l’environnement est plus favorable, elle reprend sa forme
initiale et peut se de nouveau se multiplier.
SPORE DU TETANOS
4 – Particularités de la bactérie
• c) bactéries intracellulaires
• Ce sont des bactéries de très petites tailles, très fragiles, ne pouvant se
multiplier qu’à l’intérieur d’une cellule hôte.
• Elles se laissent phagocyter ("manger") par une cellule, puis une fois
• "enfermées" à l’intérieur de la cellule elles commencent à s’y multiplier
pour finir par être si nombreuses que la cellule hôte "explose".
mycoplasme
chlamydiae
brucella
5 – développement des bactéries
• Comme tout être vivant, les bactéries ont besoin d’un environnement
favorable pour se multiplier.
• Cet environnement pourra être différent en fonction de l’espèce
bactérienne car toutes n'ont pas les mêmes capacités et leurs besoins
sont différents.
• Les facteurs importants du milieu extérieur sont :
• La température
• Le Ph
• La teneur en oxygène
• La composition du milieu extérieur
a) La température
• le froid ralentit ou bloque le métabolisme des bactéries
• le chaud (jusqu’à un certain point) l’active.
• En pathologie humaine, la plupart des bactéries sont actives pour des
•
•
•
•
•
températures situées entre 20 et 40°C.
Entre 60 et 100°C, certaines bactéries sporulent pour résister aux
conditions défavorables.
La stérilisation à 120°C pendant 20 minutes ou à 110°C pendant 30
minutes tue les bactéries.
Bactéries psychrophiles se développent jusqu'à une température
inférieure à 20°C.
Bactéries mésophiles se développent dans une gamme de
température comprise entre 10° et 45°C.
Bactéries thermophiles se développent à une température
supérieure à 45°C.
b) Le pH
• La plupart des bactéries se développent lorsque le pH est compris
entre 5.5 et 9.
• Il existe néanmoins des bactéries acidophiles se développant à des
pH très bas, jusqu'à un pH = 1, et des bactéries alcalinophiles.
Lactobacille (acidophile) Pseudomonas (alcalinophile)
c) La teneur en oxygène
• Certaines bactéries ont besoin d’oxygène, d'autres pas.
• On différencie ainsi :
• les bactéries anaérobies strictes (chez lesquelles l’oxygène se
comporte comme un oxydant et aboutit à leur destruction)
• des bactéries aérobies strictes (qui ont absolument besoin
d’oxygène)
• des bactéries aèro-anaérobies (les plus nombreuses) qui
supportent les deux conditions.
Bacille de koch
Aérobie stricte
Anaérobie stricte
Bacillus Anthracis
Bactérie aèro-anaérobie
d) La composition du milieu extérieur
• Pour assurer leur multiplication, les bactéries ont besoin de nutriments
•
•
•
•
•
•
(Carbone, Azote, Souffre...) et d’Energie.
Elles puisent tout cela, dans l’environnement et y rejettent leur déchet.
C'est éléments se trouvent sous forme de molécules plus ou moins
complexes : sucres , amidon, cellulose, protéines, matières grasses,
hydrocarbures... Les bactéries se nourrissent donc de matières
organiques.
Pour utiliser leur nourriture, les bactéries fabriquent des enzymes qui
vont permettre la dégradation des macromolécules et leur transformation
en molécules plus simples.
Il existe deux types d'enzymes :
Celles excrétées en dehors de la cellule (enzymes exo cellulaires) qui
vont permettre de couper les grosses molécules en molécules plus
petites capables de passer à travers la membrane bactérienne.
Les enzymes endocellulaires qui restent à l'intérieur de la cellule, elles
transforment les petites molécules pour les besoins nutritionnels et
énergétiques de la bactérie.
e) Les facteurs chimiques
• De nombreux produits chimiques sont des agents toxiques pour les
bactéries.
• Ils peuvent agir de différentes manières :
• Soit ils arrêtent la croissance des bactéries mais ne les tuent pas, ils
sont appelés bactériostatiques.
• Soit ils détruisent les cellules bactériennes, ce sont des agents
bactéricides.
• Les produits chimiques à base de chlore, de phénols, de métaux
lourds, les détergents sont des agents potentiellement bactéricides ou
bactériostatiques, selon la dose à laquelle ils sont employés.
6 -Pathogénicité
• La pathogénicité ou virulence se définit par la capacité à provoquer
une infection quelque soit le type de micro-organisme.
• Ce pouvoir pathogène varie selon l’espèce animale et le micro-
organisme :
• micro-organismes pathogènes pour toutes les espèces animales
• micro-organismes seulement pour quelques espèces ou une seule
• certains micro-organismes sont toujours pathogènes pour une même
espèce et d’autres ne le sont quasiment jamais
• mais la plupart le sont en fonction des circonstances (nombre de
bactéries, site de l’infection, défense immunitaire de l’hôte…)
6 - Pathogénicité
• Bactéries pathogènes : bactéries capables de provoquer une maladie
chez un sujet dont les mécanismes de défense sont normaux
• Pouvoir pathogène ou pathogénicité d’une bactérie : ensemble des
mécanismes conditionnant le type de maladie dépendant d’une
bactérie
• Virulence : capacité de la bactérie à déclencher une maladie
infectieuse. Elle est définie par la dose infectante (Notion quantitative).
• Bactéries opportunistes : certaines bactéries peuvent devenir
pathogènes lorsque les défenses de l’hôte sont affaiblies mais ne
donnent pas habituellement de maladie chez le sujet sain. Ces
bactéries sont souvent des bactéries commensales
a) les facteurs de virulence
• Ils sont nombreux, comme par
• les capacités de multiplication Si
exemple :
une bactérie peut se diviser
• les pilis qui améliorent la
rapidement, elle va être capable de
capacité d’adhésion des
dépasser les capacités de défense
bactéries sur une muqueuse
de l’organisme.
avant qu’elles ne pénètrent dans
• le type de multiplication. Une
l’organisme.
bactérie dite “intracellulaire” est
• l’existence de toxine (endo ou
capable de se multiplier à l’intérieur
exotoxine).
des cellules hôtes, gênant
• la sécrétion d’enzymes venant
l’intervention du système
perturber le bon fonctionnement
de l'organisme qui heureusement
immunitaire et l’action des
arrive souvent à en compenser
antibiotiques
les effets.
b – les déterminants du pouvoir pathogène
• Être transmis à l’hôte
• Se fixer, coloniser ou envahir l’hôte
• Se multiplier dans l’hôte
• Échapper aux mécanismes de défense de l’hôte
• Nuire à l’hôte
TRANSMISSION DE LA
BACTERIE
RESPONSABLE DE LA
MALADIE DE LYME
1) Modes de transmissions
• Contact direct
• toux, éternuement, contact corps
• Contact indirect
• Dispersion par l’hôte dans
•
•
•
•
•
l’environnement
Survie
Transmission à un nouvel hôte
(oro-fécale)
Véhicule
Par matière (sol, eau,
nourriture…)
Par organisme (insectes,
animaux, plantes…)
2) Voies de transmission
• Pour chaque voie possible de contamination ou porte d’entrée de la
bactérie, l’organisme possède des défenses qui limitent l’implantation
bactérienne et peuvent éventuellement éviter l’infection.
• Voie digestive : ingestion d’eau ou aliments souillés
CHOLERA
TYPHOIDE
2) Voies de transmission
• Voie respiratoire : inhalation d’aérosols contaminés
COQUELUCHE
LEGIONELLOSE
2) Voies de transmission
• Voie cutanée : inoculation par contact (plaie souillée)
TETANOS
SURIFNFECTION DES PLAIES
2) Voies de transmission
• Voie transcutanée : inoculation iatrogène ( injection, cathéter) ou par
piqûre d’insecte vecteur de bactéries
PESTE (puce)
MALADIE DE LYME (tique)
2) Voies de transmission
• Voie sexuelle : maladies sexuellement transmissibles
SYPHILIS
URETHRITE GONOCOCCIQUE
3) Différents modes d’infections
• Toxi-infection simple
• Colonisation suivie d’une toxi-infection
• Colonie suivie d’une invasion bactérienne
7) Types de survie des bactéries
• Saprophytisme : forme de nutrition permettant à un organisme
d’utiliser des matières organiques en décomposition.
• Bactéries saprophytes : une bactérie est saprophyte lorsqu’elle vit
et se nourrit dans l’environnement (sol, eaux, surfaces).
• Commensalisme : type d’association conduisant deux espèces
différentes d’organismes à vivre ensemble, sans que l’une nuise à
l’autre, et où parfois l’une des espèces se procure de la nourriture,
une protection ou d’autres avantages.
• Bactéries commensales : vit au contact du revêtement cutanéomuqueux d’un hôte sans entraîner de désordres.
• Les bactéries commensales proviennent soit de l’environnement
(certaines bactéries saprophytes), soit d’autres hôtes (bactéries
incapables de survivre en dehors de l’hôte).
7) Types de survie des bactéries
• Saprophytisme : forme de nutrition permettant à un organisme
d’utiliser des matières organiques en décomposition.
• Bactéries saprophytes : une bactérie est saprophyte lorsqu’elle vit
et se nourrit dans l’environnement (sol, eaux, surfaces).
• Commensalisme : type d’association conduisant deux espèces
différentes d’organismes à vivre ensemble, sans que l’une nuise à
l’autre, et où parfois l’une des espèces se procure de la nourriture,
une protection ou d’autres avantages.
• Bactéries commensales : vit au contact du revêtement cutanéomuqueux d’un hôte sans entraîner de désordres.
• Les bactéries commensales proviennent soit de l’environnement
(certaines bactéries saprophytes), soit d’autres hôtes (bactéries
incapables de survivre en dehors de l’hôte).
• La flore commensale est la flore normale de l’homme
8) Phénomène de sporulation
• Lorsque les conditions extérieures leur deviennent défavorables,
•
•
•
•
•
•
•
•
certaines espèces bactériennes ont la possibilité de former une
spore.
La spore est une structure de résistance. Il n'y a plus d'échange avec
le milieu extérieur, la bactérie ne se nourrit plus et stoppe toute
activité.
La bactérie peut résister ainsi :
- à une pénurie de nourriture,
- à une élévation importante du pH, de la température,
- à une dessiccation,
- aux désinfectants,
- etc.
Quand le milieu redevient favorable la bactérie reprend sa forme
végétative.
9) La Reproduction des bactéries
• Les bactéries sont des organismes asexués, la reproduction se fait
•
•
•
•
par division cellulaire.
Une cellule (appelée cellule mère) va donner naissance à deux
cellules identiques appelées cellules filles, qui à leur tour deviennent
mères, etc...
On appelle cela un mode de reproduction binaire ou scissiparité.
Durée approximative = 20minutes (conditions favorables)
une seule bactérie va donner naissance en 48 h à plusieurs milliards
de bactéries.
10) Mode de croissance des bactéries
• 1° Phase de latence :
Accoutumance des bactéries à leur
environnement, synthèse des
premières enzymes.
• 2° Phase de croissance :
Les bactéries se reproduisent.
• 3° Phase stationnaire : Arrêt de la
reproduction, les bactéries vivent
sur leurs réserves.
• 4° Phase de déclin : Le nombre de
bactéries diminue, elles se "
mangent " entre-elles.
11) Moyens de défense de l’hôte
• Elles sont situées à 4 niveaux :
• a) défense de la peau
• b) défense des muqueuses
• c) Réaction inflammatoire ou immunité innée
• d) Immunité spécifique
a) Défense de la peau
• Première ligne de défense : barrage continu qui ne peut être franchi
• Rôle primordial des épithéliums
• - barrière physique :
• - Kératinisation ( kératine, protéine difficilement dégradée)
• - desquamation (élimination des germes en surface)
• - barrière chimique :
• - ph acide et sécheresse de la peau inhibent la croissance bactérienne
• - sécrétion de lipides toxiques et lysozymes dégradent la paroi
bactérienne
• - barrière biologique :
• - flore résidente empêche la colonisation par bactéries pathogènes
• Infection possible lorsqu’il existe des lésions ou lors de
l’introduction de matériel étranger
b) Défense des muqueuses
• Barrière physique : Rôle du mucus +++
• Emprisonnement des bactéries à distance de surface des cellules
•
•
•
•
•
épithéliales, puis élimination des bactéries avec mucus par cils vibratiles
(muqueuse respiratoire) ou par péristaltisme intestinal, flux urinaire,
sécrétions lacrymales,…
Barrière chimique :
Le pH acide du milieu inhibe la multiplication bactérienne au niveau de
l’estomac, du vagin et de l’urine.
Sécrétion de produits antibactériens dans le mucus (lysozymes,
lactoferrines, peptides toxiques, )
Barrière biologique :
Flore microbienne commensale, sauf au niveau des voies respiratoires
basses, d’utérus, des voies génitales hautes et du tractus urinaire.
c) Réaction inflammatoire
• Deuxième ligne de défense (après entrée de la bactérie dans organisme)
• Le but est l’élimination rapide d’agent pathogène présent dans un
•
•
•
•
•
•
tissu normalement stérile.
Le processus inflammatoire se décline en plusieurs temps :
Réponse immédiate d’hôte basée sur la reconnaissance
d’antigènes bactériens très conservés.
Réaction inflammatoire rapide au niveau du site infecté
- hyperleucocytose neutrophile, protéines inflammatoires dans le sang
- parfois réponse inflammatoire exagérée => sepsis, voire choc septique
d) Immunité spécifique acquise
• spécifique : ciblée contre une bactérie
• 􀁹
• 􀁹
• 􀁹
acquise
retardée : 8-10j après premier contact
mémoire immunologique ++ (Vaccination)