Introduction à la Microbiologie

Introduction à la Microbiologie
I- Règnes du vivant.
En vivant dans le monde macroscopique et terrestre nous rencontrons les organismes qui,
traditionnellement, sont classés dans deux règnes : Animaux et Végétaux.
Ce système à deux règnes s’appuie sur une longue tradition de la taxinomie classique crée
au XVIII siècles par un naturaliste suédois Carl VON LINNÉ. Le système à deux
règnes a persisté, même après la découverte de l’univers microbien.
Cette dichotomie traditionnelle : Animal/Végétal est également à la base du
développement des domaines scientifiques.
En 1969, un scientifique de l’Université Cornell, Robert H. WHITTAKER a pu faire
accepter un système taxinomique à cinq règnes :
-Les Monères.
-Les Protistes.
-Les Mycètes ou champignons ou Fungi.
-Les Animaux ou Métazoaires.
-Les Végétaux ou Métaphytes.
Fig.1 : Système taxinomique des règnes du vivant
(D’après WHITTAKER, 1969)
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Ce système distingue les deux types fondamentaux des cellules-Les Procaryotes (Pro=
primitifs, caryote =cellule) et les Eucaryotes (Eu= vraie, caryote= cellule) (partie
hachurée).
Tous les procaryotes sont groupés dans le règne des Monères qui comporte les Bactéries
et les Cyanobactéries (auparavant les algues bleue-vertes).
Les règnes des Végétaux, des Mycètes et des Animaux comprennent les Eucaryotes
pluricellulaires. Les végétaux sont autotrophes, c-à-d qu’ils fabriquent leur nourriture par
la photosynthèse. Les mycètes sont hétérotrophes et leur nutrition se fait par absorption.
Ils sont les décompositeurs qui vivent enfouis dans leur source de nourriture, sécrétant
des enzymes digestives et absorbant les petites molécules produites par la digestion. Les
animaux sont hétérotrophes qui s’alimentent principalement en ingérant la nourriture et
en la digérant dans des cavités spécialisées. Le règne des protistes est un règne fourretout auquel appartient tous les Eucaryotes qui ne répondent pas à la définition de végétal,
de mycète ou d’animal. La majorité des protistes sont des organismes monocellulaires
mais, ils englobent aussi les organismes pluricellulaires relativement simples qu’on
considère comme les descendants directs des protistes unicellulaires comme par exemple
les Algues.
II- Systématique
La Systématique ou la Classification est l’étude de la diversité biologique qui cherche à
mettre en évidence les relations évolutives entre les différents organismes et elle
englobe la Taxinomie ou la Taxonomie (taxi=arrangement, nomie=nomination ou
nomenclature), la science qui a pour l’objet de nommer et de classifier les espèces.
L’espèce est le taxon ou unité taxonomique. La classification est basée sur la mode de
nutrition, de reproduction, physiologie, morphologie, structure de la paroi cellulaire…
Chaque espèce est déterminée par un binôme (nomenclature binaire), une appellation
formée de deux mots latins (écriture en italique, on souligne l’espèce dans les textes)
dont le premier indique le genre auquel l’espèce appartient, et le second désigne l’espèce
en tant que t’elle.
Le cadre taxonomique renferme les catégories suivantes :
-Règne.
-Phylum ou Embranchement ou Clade.
-Classe.
-Ordre.
-Famille.
-Genre.
-Espèce.
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Le tableau ci-dessous renferme des exemples :
Végétaux
Règne
supérieurs ou
Métaphytes
Embranchement Spermaphytes
Dicotylédones
Classe
Rosales
Ordre
Rosaceae
Famille
Rosa
Genre
Rosa canina
Espèce
Animaux ou
Métazoaires
Vertébrés
Mammifères
Périssodactyles
Equidés
Equus
Equus caballus
Animaux ou
Métazoaires
Vertébrés
Mammifères
Primates
Hominidés
Homo
Homo sapiens
La terminaison –eae- sera lue comme –ée.
Il y a toujours des sous catégories (sous- famille, super-ordre, sous-règne…).
On rencontre toujours des suffixes ou bien des préfixes. On donne comme exemple :
-Proto= primitif, premier, avant, involué, ancien, inférieur. (Protozoaire, protiste)
-Méta : après, évolué, supérieur. (Métaphyte, métazoaire, métathériens)
-Archéa : ancien. (Archéabactéries)
-Eu : vrai. (Eubactéries)
-Méso ou Méro : intermédiaire, moyenne. (Mésoderme)
-Epi : superficiel. (Epineurien)
-Hypo : cavitaire ou inférieur. (Hypoderme)
-Ecto : externe. (Ectoderme)
-Endo : interne. (Endoderme)
-Vore : dévorer, nature du régime alimentaire. (Granivore)
-Phage : manger. (Entomophage)
-Phile : avide de quelque chose. (Hydrophile : qui aime l’eau)
-Phobe : horreur de quelque chose. (Hydrophobe : qui n’aime pas l’eau).
-Pode : pied. (Arthropodes).
-zoaire : animal. (Métazoaire)
-Ptère : ailé. (Diptère)
III- Microbiologie : Définition, disciplines et filières, terminologie, sciences
apparentées
La microbiologie (micro=petit, bio=vie, logos=science) est la science qui s’occupe de
l’étude des microorganismes.
La microbiologie étudie principalement les représentants des 3 premiers règnes
(bactéries, mycètes, protistes), en plus les virus, viroïdes et prions.
Les virus n’ont pas de noyau, n’ont pas la capacité d’une biosynthèse car il n’est pas une
cellule, il est Acaryote. Le prion, ce n’est plus l’ADN et l’ARN porteur du bagage
génétique. La vache folle est un prion ou corps capable d’induire dans une cellule vivante
une synthèse anormale.
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Comme chaque spécialité, la microbiologie a son propre « Terminologie » ou bien les
termes scientifiques qui la correspondent.
Elle comporte plusieurs disciplines ou spécialités ou options :
1-La bactériologie : qui traite les bactéries.
2-La virologie : discipline qui étudie les virus, viroïdes, virus-like et les prions (les
Acaryotes).
3-La mycologie : qui s’intéresse aux mycètes (moisissures, levures).
4-La protistologie : ou science des algues, des protozoaires et des protistes fongiformes.
La Parasitologie est une science apparentée à la microbiologie et comprend les
protozoaires parasites (Protozoologie), les vers parasites (Helminthologie) et les
ectoparasites causant la nuisance (Ectoparasitologie et/ou Entomologie et Acarologie
médicale).
Actuellement la Mycologie et la Parasitologie forment une discipline à part de la
microbiologie.
La science qui étudie les parasites des plantes se nomme : la phytopathologie.
La microbiologie comporte plusieurs filières ou secteurs ou modules ou axes : clinique et
médicale, agro-alimentaire, industrielle, environnementale et moléculaire. Ces formes
touchent les différentes disciplines qu’elle comporte, c-à-d, par exemple, on parle de la
bactériologie clinique, alimentaire…
La microbiologie clinique et médicale : cherche à détecter les germes pathogènes causant
des maladies ou pathologies infectieuses (Infectiologie), diagnostic, symptomatologie
(séméiologie) et la thérapeutique.
La microbiologie environnementale : traitant les cycles géochimiques, l’interaction
microorganismes-nature, écologie microbienne.
La microbiologie moléculaire : étude de la génétique bactérienne, bactériophages…
La microbiologie agro-alimentaire et industrielle : production des aliments, des additifs
alimentaires, des médicaments, le contrôle de la qualité, l’hygiène et la désinfection…
La microbiologie est toujours en relation avec de nombreuses disciplines : La biochimie,
la biologie moléculaire, la génétique, la physiologie cellulaire, la chimie, la cytologie et
l’histologie, l’épidémiologie et la bio statistique, la santé publique…
Rq. : La botanique s’intéresse aux végétaux inférieurs (protophytes) et supérieurs
(métaphytes) avec quelques types de champignons, la zoologie aux animaux, et la
protistologie aux 3 sous règnes : protozoaires, algues et protistes fongiformes.
Les protophytes sont des organismes végétaux pouvant être des algues, champignons…
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IV- Importance de la microbiologie
-La microbiologie est à la base de la Biotechnologie. Les microorganismes apportent de
nombreux avantages. Ils sont nécessaires à la production du pain, vin, boissons
alcooliques ; aussi ils permettent la production des antibiotiques, d’hormones et d’acides
organiques.
-Le pain, le vin, le cidre (fermentation des fruits) sont fabriqués grâce aux levures du G.
Saccharomyces.
-Le premier vin a été découvert et non inventé, le raisin dans un milieu clos en absence
d’oxygène a donné un liquide agréable.
-La science qui traite cette forme est l’œnologie (Ampélologie de même).
-Le pain est essentiellement produit par : S .cereviciae et S. exiguus.
-Le vin par : S. ellipsoïdeus.
-La bière (industrie brassicole) par : S .cereviciae
-Acetobacter et Gluconobacter sont deux genres responsables de l’oxydation du vin en
vinaigre.
-Les bactéries du G. Streptomyces (bactéries filamenteuses) sont à la base de la
production de : l’érythromycine, antibiotique pour les infections cutanées. La rifampine,
antibiotique pour traiter les problèmes respiratoires, la tuberculose.
-Le G. penicillium donne la pénicilline et le G. Cephalosporium la céphalosporine.
-L’insuline sera produite par des microorganismes transformés.
-Actuellement, une cyanobactérie (bactéries photosynthétiques dont le pigment (qui capte
de l’énergie de la lumière solaire) est la phytocyanine. Elles peuvent vivre agglutinées en
filaments, les trichomes. Les chloroplastes, organites présents dans les cellules végétales
et où s’accomplit la photosynthèse, sont d’anciennes cyanobactéries vivant en symbiose)
du G. Spirulina est une source de protéines vendues sous forme de poudre ou autre dans
les magasins BIO et diététiques. De même le G. Bifidobacterium connu sous le groupe
des probiotiques utilisé souvent dans les produits laitiers (yaourt) pour rendre l’équilibre
de la microflore intestinale.
-Sans les microorganismes pas de libération de substances comme le soufre et l’azote.
Ces deux sont indispensables à la production des acides aminés.
-Les microorganismes sont à la base de toutes les chaînes alimentaires, indispensables
dans tous les écosystèmes et permettent aux cycles du carbone, de l’azote et du soufre
d’avoir lieu.
-Les microorganismes sont aussi très néfastes. Ils sont à la base des détériorations,
putréfactions et sont les principaux responsables de la maladie. Plusieurs épidémies sont
connues dans le monde entier (choléra causé par Vibrio, tuberculose causée par
Mycobacterium tuberculosis, la grippe causée par le virus d’Influenza…).
En quelque sorte, ils permettent la régulation des populations.
-Ils ont permis l’ouverture et l’épanouissement de plusieurs disciplines comme la
biotechnologie, la biologie moléculaire, le génie génétique, la pharmacologie,
l’endocrinologie ou hormonologie.
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V- Différence entre Procaryotes et Eucaryotes
Eucaryotes
Procaryotes
Les chromosomes sont inclus dans la
membrane nucléaire
Les chromosomes sont au contact direct du
cytoplasme
La structure chromosomique est assez
complexe : ADN associé à des protéines dites
Histones
La structure chromosomique est assez simple
La cellule se divise par mitose et méiose
La division n’implique pas la mitose et la
méiose
Présence des mitochondries et des
chloroplastes
Pas de mitochondries et des chloroplastes sauf
exception
Structure flagellaire est complexe
Structure flagellaire est simple
Ribosomes cytoplasmiques sont grands, petits
ribosomes mitochondriales et chloroplastiques.
Ribosomes de même taille
Les composés de la structure de la paroi s’il
existe est formé de chitine et cellulose jamais
des peptidoglycanes.
La paroi bactérienne est formée
essentiellement de peptidoglycanes, ni
cellulose ou chitine.
Les procaryotes sont divisés en Archéa et Eubactéries.
On trouve les espèces des Archéa qui vivent généralement dans des habitats « extrêmes ».
Elles colonisent les zones de hautes pressions (barophiles), de haute salinité (halophile),
de haute température (thermophiles).
Les Eubactéries sont les « vraies bactéries » qui nous intéressent et représentent 80% des
bactéries.
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Fig.2 : Présentation du règne animal
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VI- Reproduction dans le monde animal
Il y a deux modes de reproduction : asexuée ou agamogonie et sexuée ou gamogonie.
Elle assure la pérennité des espèces (prolifération ou pullulation ou multiplication).
1. On a deux types de reproduction sexuée : il y a deux gamètes mâles ♂ et femelles ♀.
On parle du Gonochorisme lorsque les sexes sont séparés alors qu’on parle
d’Hermaphrodisme lorsque les gamètes proviennent du même individu.
La Conjugaison est une forme de reproduction sexuée présente chez certains bactéries ou
protozoaires où il y aura un échange des ADN. La bactérie ♂ est donneuse, la bactérie
receveuse sera qualifiée comme ♀.
La Sporogonie qui existe chez les levures, champignons et sporozoaires. Il y a la
formation des spores.
La Parthénogenèse qui existe chez quelques espèces femelles nécessite un développement
des ovules sans l’intervention des gamètes mâles.
La Néoténie est la capacité qu’a un individu sous forme larvaire de produire des
générations.
2. Il y a divers types de reproduction asexuée :
-Le bourgeonnement ou gemmiparité.
-La Scissiparité ou division binaire. Celle peut être transversale ou longitudinale.
-La Schizogonie ou schizogamie ou fission multiple. Le noyau d’une même cellule se
multiplie plusieurs fois dans le cytoplasme. On a la formation du plasmode ou schizonte
(au terme de la croissance) renfermant des Schizozoïtes. L’ensemble forme une énergide.
Chez les Vertébrés, la multiplication des cellules corporelles ou somatiques (soma) se fait
par mitose et des cellules sexuelles (germen ou sexupare) par méiose. Chez beaucoup
d’espèces on a des stades larvaires avant d’atteindre les stades juvéniles et adultes
(Invertébrés et vertébrés).
La reproduction sexuée est caractérisée par la fusion de 2 cellules
sexuelles .complémentaires ou gamètes Haploïdes.
Cette fécondation engendre un œuf ou zygote ou copula Diploïde.
La méiose réalise le passage de la phase diploïde ou diplophase ou diplobiontique à la
phase haploïde ou haplophase ou haplobiontique.
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Chap. 1
La Classification, la nomenclature et la morphologie des bactéries
1). Les critères de la classification et de la nomenclature
Les critères indispensables à la classification bactérienne sont dans l’ordre, se
différencient par :
-Forme
-Taille
-Structure
-Activité chimique
-Eléments nutritifs qui les sont nécessaires
-La forme de l’énergie qu’elles utilisent.
-Les conditions physico-chimiques nécessaires à leur croissance
-Leur réaction aux colorants et aux substances dites « hostiles ».
2). La classification
Le règne des procaryotes ou Monères comprend l’embranchement des Schizomycètes
qui se divise en 4 sous-embranchements (selon Prévost):
a- Eubacteria ou vraies bactéries qui n’ont aucune ressemblance avec d’autres
représentants.
b- Mycobacteria ressemblant aux mycètes.
c- Algobacteria ressemblant aux algues.
d- Protozoabacteria ressemblant aux protozoaires. (pl.1)
3). La morphologie
Chaque bactérie présente une forme et une dimension caractéristique. Cependant les
techniques courantes de fixation et de coloration peuvent modifier la forme, la dimension
et le groupement ce qui rend les critères morphologiques peu fiables.
A. La dimension des bactéries
La plupart des bactéries pathogènes ont un diamètre allant de 0,5 à 1 µ et une longueur de
quelques microns lorsqu’elles ont la forme de bâtonnet. Les bactéries aquatiques et les
bactéries du sol (telluriques) peuvent atteindre 100 µ de long et 500µ de long pour
certaines spirochètes.
B. La forme des Eubactéries
La plupart des bactéries pathogènes appartiennent au sous-embranchement des
Eubactéries. On retrouve deux formes principales :
-forme sphérique ou la forme en « coccus ».
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-forme en « en bâtonnet ». (pl.1)
B).1-Groupement des formes sphériques.
La forme sphérique ou coccus est arrondi en général mais il peut prendre parfois des
formes caractéristiques, pouvant être ovalaire, réniforme et parfois en flamme. Les
cocci peuvent soit restés isolés, soit se groupés en diplocoque (en 2), en chaîne ou en
tas (communément appelé grappe). Ces groupements se fait suite à la division de la
bactérie-mère. Les groupements caractéristiques peuvent conduire à l’identification
de l’espèce.
-cocci isolé = microcoque.
-2 cocci = diplocoque.
Ce diplocoque peut être en flamme comme Streptococcus pneumoniae
(pneumocoque).
Ce diplocoque peut être en grain de café ou réniforme comme Neisseria
meningitidis (méningocoque agent de la méningite), aussi Neisseria gonorrhea
(gonocoque agent de la gonorrhée).
-en chaîne qui caractérise le groupe des streptocoques. Cette chaîne peut être formée
de cocci homogène ou hétérogène.
Cocci hétérogène caractéristique de l’espèce Streptococcus faecalis (entérocoque) est
dit « en besace ».
A l’intérieur de la chaîne les cocci peuvent être groupés en 2 = diplostreptocoques.
Dans ce cas les cocci sont homogènes et se mettent 2 à 2.
Les groupements en amas ou en grappe, caractérisent essentiellement le grand groupe
des staphylocoques.
Cet amas peut être formé de 4 cocci =tétrade, de 8=sarcina ou en cube (Pediococcus)
et de plusieurs cocci= vraie grappe. (Staphylococcus, Micrococcus).
N.B. chez les staphylocoques on peut trouver des chaînes courtes mais pas de grappe
ni amas chez les streptocoques.
B).2-Groupement des formes en bâtonnets.
-
Pour un bâtonnet droit on dit un bacille.
Pour un bâtonnet incurvé on dit vibrion.
Pour un bâtonnet en spirale ou ondulé on dit spirille.
 Les bacilles : le diamètre des bacilles ne dépasse pas 0,5µ mais leur longueur est
variable. Les bacilles se caractérisent par leurs dimensions, l’aspect de leurs
extrémités, leurs modes de groupement et leur pouvoir de se sporuler.
-
l’aspect des extrémités peut être arrondie comme E.coli ou colibacille et
Salmonella typhi ou le bacille typhique. Les extrémités peuvent être droites
comme Bacillus anthracis (Antrax) ou la bacille charbonneuse ou la bactérie du
charbon. Ainsi elles peuvent être renflées soit en massue ou en haltère comme
Corynebacterium diphteriae ou la bacille diphtèrique ou la bacille d’hoffmann. La
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forme peut être fusiforme ou effilée comme Fusobacterium fusoformis ou bacille
fusiforme ou bacille de Vincent, anaérobique et en relation avec les dents.
-
Le groupement : plusieurs bacilles peuvent être isolés (colibacille), d’autres
peuvent être en 2 ou diplobacille
comme Klebsiella pneumoniae ou
pneumobacille. Ils peuvent être en chaîne appelées streptobacilles comme B.
anthracis. Ils peuvent former des tas en paquet d’épingle ou en palissade comme
chez la bacille diphtérique et Listeria sp.
Il existe une forme intermédiaire entre le coccus et le bacille dit coccobacille
Se dit lorsque le bacille est court comme chez Pasteurella.
 Les vibrions : ce sont des bâtonnets incurvés retrouvés essentiellement dans les
eaux, les sols, chez l’homme l’espèce Vibrio cholerae ou le vibrion cholérique est
l’agent du choléra. Les vibrions peuvent se sporuler.
 Les spirilles : ce sont des bâtonnets ondulés pouvant atteindre plusieurs centaines
de microns comme le genre Spirillum.
Les bacilles et les vibrions ont la faculté de sporulation. Chez les vibrions, on rencontre
des spores chez le genre Sporvibrio. Chez les bacilles, les spores se rencontrent pour
Closrtidim et Plectridium qui sont anaérobiques et le genre Bacillus qui est aérobiques.
Les spores peuvent être déformantes (anaérobies) ou non déformantes chez Bacillus et
peuvent rendre différentes places : terminale, subterminale et centrale dans le deux cas.
(pl.2, 3)
4). Le sous-embranchement des Mycobacteria
Il se divise en 3 classes : Actinomycétales, Myxobactériales et Azotobactériales.
Dans les Actinomycétales, la forme mycélienne en hyphe est dominante. Dans la classe
des Myxobactériales, polymorphes, des formes en hyphes dominent mais on retrouve
parfois chez la même espèce et selon les cycles de ces bactéries des formes levuriennes et
des formes enkystées (en kyste). Ce sont des bactéries muqueuses ou synbactéries (G.
Cytophaga). La classe des Azotobactériales, présente des cycles complexes, leur forme
dominante est levurienne (G. Nitrosomonas, G. Nitrobacter)..
La classe des Actinomycétales comprend 2 ordres :
-Mycobactériales : présentant des formes filamenteuses peu ramifiés. On trouve des
bactéries hautement pathogènes : la bacille de Koch ou Mycobacterium tuberculosis
(agent des la tuberculose) et la bacille de Hensen ou Mycobacterium leprae (agent de la
lèpre).
-Actinobactériales : qui sont des formes effilées, ramifiées présentant parfois au niveau
des ramifications, des renflements jouant le rôle des spores. Cet ordre comprend des
bactéries du sol jouant un rôle crucial dans la production des antibiotiques comme le
genre Streptomyces. L’autre genre étudié est le G. Actinomyces.
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5). Le sous-embranchement des Algobacteria
Ce sont des bactéries qui ressemblent aux algues, on les rencontre dans les eaux et les
sols. On retrouve les sidérobactéries (fixant le fer) et les thiobactéries (fixant le soufre) en
d’autre terme les bactéries ferrugineuses et les bactéries sulfureuses. Ces bactéries jouent
un rôle très important dans les cycles biologiques. Certaines d’entre eux peuvent former
un :
-Trichome : une rangée d’algobactérie attachée les une aux autres avec un cytoplasme
communiquant présentant des septas.
-Cœnocyte : un organisme en forme d’hyphes tubulaires possédant plusieurs nucléoïdes
dans leur cytoplasme, G. Thiothrix.
6). Le sous-embranchement des Protozoabacteria
Il présente une seule classe, celle des « spirochètale ». Cette classe présente plusieurs
bactéries pathogènes pour l’homme. Ce sont des bactéries spiralées de faible diamètre et
de longueur variable ressemblant aux flagellés. Citons comme exemples : les genres
spirocheta et le genre leptospira (agent de la leptospirose) où les spires ont des extrémités
recourbés.
De même les espèces : Treponema pallidum agent de la syphillis et Borrelia burgderfori
agent de la maladie de Lyme ou la borréliose. (pl.2, 3, 5)
12
Chap.2
La structure bactérienne
Un coccus ou un bacille appartenant au sous-embranchement des Eubacteria âgée
de quelques heures comporte des éléments constantes qui sont : la paroi bactérienne (sauf
rares exceptions), la membrane plasmique, le cytoplasme et ses inclusions, le nucléoïde et
des éléments inconstants qui sont : Le capsule, les couches mucoïdes, les pili, les
flagelles, les spores…
1). La paroi bactérienne
C’est l’enveloppe externe qui recouvre la membrane cytoplasmique. « Christian GRAM »
en 1833 a mis au point un procédé de coloration différentielle qui va permettre de diviser
les bactéries en 2 groupes : Gram + et Gram-.
A- Paroi des Gram+ :
C’est une paroi relativement épaisse de 20 à 80 µm ; formée de peptidoglycanes ou
muréïne et des acides téichoïques et lipotéichoïques. (pl.6, 8)
B- Paroi des Gram- :
Cette paroi est plus complexe que celle des Gram+.Elle est formée d’une couche mince
de peptidoglycanes qui ne dépasse pas les 8µm, d’une membrane externe constituée de
lipopolysaccharides (L.P.S), de lipoprotéines de Braun et de Porines. Les
lipoprotéines de Braun sont attachées par des liaisons covalentes à la couche de
peptidoglycanes. Une espace périplasmique sépare premièrement la membrane externe de
peptidoglycanes et deuxièmement les peptidoglycanes de la membrane cytoplasmique.
Les LPS caractéristiques des Gram- sont formées de 3 parties : le lipide A toxique
(endotoxine), le polysaccharide central et la chaîne latérale O essentiellement formée
de sucres. La forme stéréochimique de ces sucres est caractéristique de l’espèce et même
des souches car ils vont être responsables des caractères antigéniques des Gram-. (pl.6,
7,8).
C- Mécanisme de la coloration de Gram :
La différence entre les 2 catégories est due à la paroi. Le peptidoglycanes n’est pas coloré,
il agit avec les acides téichoïques et lipotéichoïques chez les Gram+ comme une barrière
empêchant la perte du cristal violet (colorant basique). Au cours de la coloration :
-Les bactéries sont d’abord colorées avec le cristal violet puis traitées avec de l’iode qui
fixe le colorant, ensuite, les bactéries sont traitées avec de l’éthanol en vue de les
décolorer. C’est la décoloration car l’éthanol va coaguler les protéines et dissoudre les
lipides ce qui contribue à l’augmentation de la porosité. Les Gram+ ayant très peu de
pores fins et peu de lipides vont rester moins poreux et ne vont pas se décolorer
facilement alors que les Gram- vont devenir plus poreux et perdre leur coloration.
-Pour les visualiser il faut les recolorer d’où la troisième étape celle de la contre
coloration qui doit se faire avec un colorant basique autre que le cristal violet pour
distinguer les Gram+ des Gram-. Dans la contre coloration on propose l’utilisation soit de
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la safranine soit de la fuschine. Les Gram+ vont se colorer en violet, les Gram- en rouge
/orange ou rose.
D- Structure des peptidoglycanes :
C’est une glycoprotéine, en vérité c’est un polymère qui contient 2 dérivés de sucre :
La N-acétyl glucosamine et l’acide N-acétyl muraminique et plusieurs acides aminés
difficiles à ioniser qui sont : la D-alanine, l’acide D-glutamique et la
mésodiaminopimélique. Ces acides aminés sont présents seulement chez les bactéries.
2). Rôle de la paroi bactérienne
La paroi a 3 rôles :
-Physiologique (protection et échanges)
-Immunologique
-Pathogène.
A- Rôle physiologique :
La plupart des bactéries ont la paroi qui lui donne la forme et les protège. La paroi assure
grâce à ses perforations et à ces charges le transport de certaines substances jusqu’à la
membrane cytoplasmique et induit la synthèse de ces propres constituants lors de la
division et de la restoration. A noter que l’acide téichoïque donne la charge négative au
Gram+, les protéines et spécialement ceux du LPS en générale donnent la charge négative
au Gram-.
B- Rôle immunologique :
Les glycoprotéines, les protéines et les grosses molécules glucidiques confèrent les
caractères antigéniques aux bactéries. Les oses de la paroi sont responsables grâce à leur
configuration stéréochimique de la spécifité sérologique. Des sucres, des radicaux de
l’acide téichoïque sont responsables de la spécifité sérologique chez la plupart des
souches de Gram+ et les LPS chez les Gram-. On donne comme exemple la classification
sérologique établit par Miss Lancefield des streptocoques par séroprécipitation. Pour cela
on note les streptocoques de groupe A, D, E…La paroi porte aussi les récepteurs
spécifiques de l’hôte et les récepteurs des bactériophages.
C- Rôle pathogène :
Le lipide A des Gram- forme l’endotoxine de ces bactéries (la bactérie ne la libère pas).
Cette endotoxine est responsable de l’état de choc chez l’hôte caractérisé par le
vomissement et la fièvre.
Il faut noter que la paroi est le site d’action de plusieurs antibiotiques comme la
céphalosporine et la pénicilline (groupe ß-lactames).
3). La membrane cytoplasmique
Son épaisseur ne dépasse pas 50 Å et formé de lipides et d’une faible quantité de
glucides qui sont souvent attachées à surface des protéines. Les principaux lipides sont
les phospholopides et les hopanoïdes (ponts de consolidation de la membrane avec les
protéines intrinsèques) en petites quantités. Les lipides sont amphipatiques. Les protéines
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sont divisées en 2 catégories : périphériques ou extrinsèques liées à la bicouche lipidique
et forment 20 à 30 %. Les protéines intrinsèques ou intégrales à 80 % sont incluses et
difficile à extraire et amphiphiles dont la partie hydrophobe est enfouie dans la portion
lipidique alors que celle qui est hydrophile forme une protubérance. Cette membrane a
plusieurs rôles dans la physiologie bactérienne :
-Garde le métabolisme bactérien, la perméabilité sélective et l’équilibre osmotique.
-Des multiples systèmes enzymatiques sont localisés à son niveau : enzymes
respiratoires (cytochromes, oxydases, déshydrogénases, le cycle de Krebs et les
ATPases) les perméases intervenant dans la régulation de l’entrance des substrats chez
les bactéries. Comme exemple la ß-galactoside chez E.coli assure la pénétration rapide
dans la bactérie du lactose dont le métabolisme sera ensuite assuré par un galactosidase
cytoplasmique.
N.B. : les systèmes perméases sont étroitement spécifiques, ils interviennent dans
l’utilisation de substrats et dans la régulation des enzymes cytoplasmiques.
Il induit la synthèse des exoenzymes (protéinases, peptidases, polyosidases, lipases,
nucléases). Il induit les gènes responsables de synthèse de ces constituants.
Tous ces systèmes enzymatiques ne sont pas présents chez les bactéries.
Certains antibiotiques comme la polymyxines se fixent sur les phospholipides
membranaires en modifiant les propriétés osmotiques de la membrane en l’empêchant
d’exercer ses fonctions. (pl.7)
4). Les systèmes membranaires internes (mésosomes ou chondroïdes)
Ces systèmes sont des extensions de la membrane cytoplasmique remplissant diverses
fonctions :
-permettent les échanges entre le milieu et l’intérieur de la bactérie.
-induisent l’élaboration des enzymes respiratoires.
-interviennent dans la réplication du chromosome bactérien.
-joue un rôle dans la formation des spores.
-joue un rôle d’induction dans la formation de la membrane transversale lors de la
division bactérienne. (pl.1)
5). Le cytoplasme
C’est un hydrogel colloïdal contenant des sels minéraux, des lipoprotéines, des
nucléoprotéines, et des lipides. Sont pH entre 7 et 7,2.
6). Les ribosomes
Ce sont des particules sphériques homogènes d’ARN, contenant toute une variété
d’enzymes d’oxydation. C’est à leur niveau que parvient l’information génétique du
noyau sous forme d’ARNr et à leur niveau s’effectue la synthèse des chaînes peptidiques
15
qui forment les protéines. Les ribosomes des procaryotes sont plus petits que les
ribosomes des Eucaryotes. Ce sont des ribosomes de 70S formés de deux sous unités 50S
et 30S.
7). Les inclusions cytoplasmiques
Les principales inclusions sont : les granules de réserve, les vacuoles gazeuses, les
carboxysomes et les thylakoïdes.
A- Les granules de réserve :
On a 2 types :
-Les PHB qui sont des granules de poly-ß-hydroxybutyrate. Ces granules s’accumulent
lorsque la diminution des éléments autres que le carbone limitent la vitesse de croissance.
Chez Azotobacter vinelandii le PHB s’accumule quand l’oxygène se fait rare dans des
cystes (enkystement).
-Les Polyphosphates servent de réservoir de phosphates et interviennent dans le
métabolisme énergétique.
B- Les vacuoles gazeuses :
Se retrouvent chez les bactéries aquatiques surtout photosynthétique, elles permettent la
flottabilité.
C- Les carboxysomes :
Se retrouvent chez les bactéries autotrophes et ce sont des sacs membranaires contenant
les enzymes impliqués dans la fixation du gaz carbonique atmosphérique.
D- Les thylakoïdes :
Surtout chez les cyanobactéries et ce sont des sacs membranaires contenant de la
chlorophylle, il sont les sites de l’activité photosynthétique et respiratoire. (pl.10)
8). Le nucléoïde et les plasmides
Le nucléoïde ou le corps nucléaire ou le corps de chromatine ou la région nucléaire, c’est
le chromosome bactérien plus la région cytoplasmique qui l’entoure. Le nucléoïde est
composé d’ADN et d’ARN ainsi que des protéines. L’ADN est bicaténaire et le
chromosome est super enroulé sous l’action de l’ADN gyrase. Son rôle primordial est de
transmettre l’information génétique qu’il contient et de déclencher le processus de la
division. Il est aussi le support des mutations.
De nombreuses bactéries contiennent des plasmides. Ce sont des molécules circulaires
qui peuvent exister et se répliquer indépendamment du chromosome bactérien soit
s’intègrent au chromosome pour se transmettre à la descendance. Les plasmides peuvent
porter des gènes qui donnent à la bactérie des avantages : résistance aux médicaments,
augmentation de la pathogénicité, possibilités métaboliques. (pl.10)
16
9). Les composants externes
A- La capsule :
Chez certaines bactéries, la surface externe de la paroi cellulaire est couverte d’une
couche de matériel qu’on appelle une capsule. Les capsules sont principalement
composées d’eau ; la partie organique est habituellement un homopolysaccharide
(cellulose, dextran) ou un hétéropolysaccharide (alginate, acide hyaluronique). Chez
certaines souches de B. anthracis, la capsule est formée d’un homopolymère d’acide DGlutamique.
La capsule a diverses fonctions :
- Contribue à empêcher la dessication.
- Agit comme une barrière contre les ions métalliques toxiques.
- Empêche l’infection par des phages.
- Constitue une réserve nutritive.
- Promouvoir l’adhésion ce qui est important chez les bactéries formant la plaque
dentaire par exemple.
- Aide la cellule à éviter la phagocytose. Ex : Streptococcus pneumoniae et
Klebsiella pneumoniae.
- Contribue à la pathogénicité c-à-d la faculté de causer une maladie.
- Permet la différenciation sérologique à l’intérieur d’une même espèce et donne
parfois un élément d’identification de l’espèce en question.
Certains polysaccharides sécrétés ont trouvé une utilisation industrielle. Par exemple,
l’hétéropolysaccharide appelé « gomme de Xanthane » (produit par Xanthomonas
campestris) est employé par l’industrie alimentaire comme agent gélifiant, stabilisateur
de gel, épaississant et inhibiteur de cristallisation.
Les capsules sont visibles au M.O grâce à la coloration négative de Burri à l’encre de
chine ou la nigrosine.
B- Les couches mucoïdes S :
Couche de nature protéique ou glycoprotéique contribuant à la virulence et la protection.
Elle est présente chez certaines souches de Bacillus et elle constitue chez les Archéa la
paroi directement après la membrane cytoplasmique. Elle est la couche qui surmonte la
capsule.
C- Les protéines M, les couches T et A :
Forme une mince couche sur la paroi cellulaire de l’espèce pathogène Streptococcus
pyogenes. Cette espèce faisant partie des streptocoques du groupe A et elle contribue à la
virulence. Une autre couche apparentée, la couche T, présente chez la même espèce
surmonte le polyoside C (capsule). La couche A est présente chez Staphylococcus aureus
et exprime sa pathogénicité.
D- Les pili:
17
Beaucoup de bactéries Gram- possèdent des courts appendices plus minces que les
flagelles appelés pili visible sous M.E. Ce sont des minces tubes composés d’unités
protéiques arrangés en hélice. On distingue 2 catégories :
-Les pili d’adhérence ou pili communs ou Fimbriae, minces, contribuent à la virulence,
pouvant être très nombreuses.
-Les pili sexuels moins nombreux de 1à 10 nécessaires pour l’appariement des bactéries
lors des conjugaisons. Les plus connus sont les pili F, véritables organes sexuels de
bactéries mâles Hfr. (pl.8)
E- Flagelle :
Certaines bactéries disposent de flagelles responsables de la mobilité. Peuvent être visible
sous microscope à contraste de phases ou à fond noir. Elles sont formées d’une protéine
fibreuse élastique de la classe de la kératine nommée « la flagelline ». Elles sont insérées
sur des anneaux formant ce qu’on appelle les granules basaux au niveau de la membrane
plasmique. Leurs dispositions et leurs nombres sont un facteur de classification qui
permet de distinguer des bactéries : monotriches (flagelle polaire comme le vibrion
cholérique), amphitriches ou céphalotriche (ayant 2 flagelles comme Bacillus
megatherium), lophotriches (ayant des flagelles soit au niveau d’une pôle ou les 2 comme
Pseudomonas) péritriches (plusieurs flagelles sur tout le corps bactérien comme Proteus
vulgaris) et paraspolaires (un ou quelques cils non situés aux extrémités). (pl.4, 8 9)
10). Formes de résistance
Des formes de résistance et de quiescence :
A- Endospores :
Lorsque les conditions deviennent défavorables certaines espèces acquièrent une
structure résistante et dormante appelée endospore. On les trouve essentiellement chez les
genres Clostridium et Bacillus. Une endospore se forme à l’intérieur d’une cellule en
réponse à une carence en carbone, azote, phosphore… ou en présence d’une substance
hostile. Les endospores sont résistantes à la chaleur (chauffage prolongé à 100ºc), au
froid (congélation et lyophilisation) à l’UV, aux RX, aux désinfectants, aux antibiotiques
et à la dessiccation. C’est un moyen de survie sous les conditions sévères. Elles peuvent
persister estime-t-on plus de 100 ans. Les espèces sporulées sont pathogènes. (pl.4)
Bacillus anthracis
Clostridium perfringens
Clostridium tetani
Clostridium botulinum
Chaleur humide
5 min à 120ºc
5 min à 120ºc
10min à 120ºc
20min à 120ºc
Chaleur sèche
2h à 120ºc ou 10min à 180ºc
50min à 120ºc ou 5min à 180ºc
30min à 120ºc ou 1min à 180ºc
2h à 120ºc ou 10min à 100ºc
Conditions de chauffage nécessaires pour détruire les spores de quelques espèces productrices
B- Akinètes :
Ce sont des cellules différenciées que beaucoup d’espèces produisent lorsqu’elles sont
mises dans des conditions de carence. Ils possèdent une paroi épaissie et un cytoplasme
riche en réserve et sont habituellement plus grandes que les bactéries végétatives. Leur
18
niveau de métabolisme est diminué et sont résistantes au froid et à la dessiccation. Ils
peuvent fonctionner comme une « unité d’hibernation » et de « dissémination ». (pl.10)
C- Hormogonies :
Une hormogonie est un court trichome, sans akinète, ni hétérocyste, formé à partir d’un
trichome végétatif. Ses cellules peuvent être plus petites que celles du trichome parental.
Ils sont doués de mobilité par glissement. Chez Nostoc muscorum, seules les
hormogonies contiennent des vacuoles gazeuses renforçant l’idée que cette sorte de
trichome joue un rôle de dissémination.
D- Hétérocystes :
Se forment quand les substances azotées utilisables manquent. Certaines cellules de
trichome se différencient pour former les hétérocystes, compartiment dans lequel l’azote
atmosphérique est fixé pour y être assimilé en un composé azoté utilisable. Les processus
de différentiation exige : le réarrangement des thylacoïdal, la fabrication dune épaisse
enveloppe, l’arrêt de la production de la photosynthèse, de l’oxygène et la synthèse de la
nitrogénase, enzyme pour la fixation de l’azote. L’enveloppe semble protéger la
nitrogénase de l’action de l’oxygène. Il y a communication entre l’hétérocyste et la
cellule végétative adjacente, via les microplasmodesmes qui traversent les membranes
cytoplasmiques contiguës. L’azote fixé est transféré vers la cellule végétative, laquelle
transfère, à son tour, le carbone et autres matières vers l’hétérocyste. E. Anabœna flosaquae.
E- Exospores :
Beaucoup d’actinomycètes, qui forment des hyphes, produisent des exospores par
septation et fragmentation des hyphes. Ces spores sont dépourvues de structures
spécialisées, mais résistantes à chaleur sèche, dessiccation, et de certains produits
chimiques. Les hyphes de Streptomyces sont métaboliquement moins actifs que les
hyphes végétatifs bien qu’elles ne soient pas complètement en dormance.
11). La chimiotaxie
Les bactéries possèdent des « protéines détectrices » spéciales de l’environnement
cellulaire qui répondent au gradient de concentration en contrôlant des molécules
effectrices dans le cytoplasme. Ces molécules effectrices peuvent favoriser la rotation
flagellaire dans un sens ou dans l’autre. Les substances attractives (nutritives) et les
substances répulsives affectent les protéines détectrices de façon opposée.
19
Chap.3
La nutrition microbienne
Les facteurs de croissance des microorganismes dans les aliments
Les microorganismes ont besoin de nutriments pour la production d’énergie et de
la biosynthèse, processus indispensable pour la croissance microbienne.
1). Les macroéléments
Carbone, oxygène, hydrogène, azote, soufre, phosphore, potassium, calcium, magnésium
et fer (parfois le sodium) forment les 95% du poids sec d’une cellule de
microorganismes. Ces éléments ou macronutriments sont les constituants des glucides,
lipides, protéines et acides nucléiques.
Les cations jouent plusieurs rôles :
-Le potassium : est nécessaire à l’activité des enzymes qui interviennent dans la synthèse
des protéines.
-Le calcium : contribue à la thermorésistance plus particulièrement des endospores.
-Le magnésium : cofacteur de nombreux enzymes, il forme un complexe avec l’ATP,
stabilise les ribosomes et la membrane plasmique.
-Les ions ferreux et ferriques : nécessaires pour la synthèse des cytochromes. Le fer est
un cofacteur des enzymes et des protéines transporteurs d’électrons.
Dans la fabrication du milieu de culture, le carbone , l’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le
soufre et le phosphore sont requis à des concentrations exprimées en g/l. Ces
macronutriments sont qualifiés d’éléments majeurs. Les cations sont requis en mg/l et ils
sont qualifiés d’éléments mineurs.
2). Les microéléments ou oligoéléments
Tous les microorganismes ont besoins de quelques oligoéléments qui sont : le zinc, le
cobalt, le manganèse, le nickel, le molybdène et le cuivre. Ces oligoéléments sont aussi
qualifiés selon leurs besoins nutritifs d’éléments mineurs et ils sont requis en µg/l. Ils se
trouvent sous forme d’impuretés dans l’eau et comme ils sont en quantité tellement faible,
les impuretés de l’eau sont généralement suffisantes. Il est donc très difficile de
démontrer les besoins nutritifs en oligoéléments des microorganismes. Ces éléments font
parties des cofacteurs, ils aident à la catalyse des réactions et au maintien des structures
des protéines :
-Le zinc : se trouve dans le site actif de certains enzymes.
-Le manganèse : aide beaucoup d’enzymes qui catalysent le transfert des groupes
phosphates.
-Le molybdène : est requis pour la fixation de l’azote.
-Le cobalt : est un composant de la vitamine B12 ou cobalamine.
20
3). Les catégories ou types nutritionnels chez les microorganismes
On peut classer les microorganismes en 4 catégories nutritionnels ; selon leurs sources
primaires en hydrogène et /ou électrons et en carbone.
A- Les autotrophes photolithotrophes (photoautotrophes) :
Utilisent l’énergie lumineuse, le dioxyde de carbone et tirent les électrons de l’eau ou de
substances inorganiques. Les cyanobactéries répondent à cette catégorie, se servent de
l’eau comme donneurs des électrons et libèrent l’oxygène. Certaines bactéries sulfureuses
vertes et pourpres tirent les électrons du sulfure d’hydrogène.
B- Les hétérotrophes chimiorganotrophes (chimiohétérotrophes) :
Utilisent des composés organiques comme sources d’énergie, d’électrons et de carbone
pour leur biosynthèse. Tous les microorganismes pathogènes répondent à ce cas.
C- Les hétérotrophes photoorganotrophes :
Tirent leur énergie de la lumière, quelques bactéries pourpre et verte sont aussi
photosynthétiques et utilisent aussi la matière organique comme source d’électrons et de
carbone. Cette catégorie a une importance écologique et contribuent à la minéralisation et
à l’oxygénation du sol et des eaux.
D- Les autotrophes chimiolithotrophes :
Tirent leur énergie de sources chimiques inorganiques. Ils oxydent des composés réduits
comme le fer, l’azote, le soufre pour produire de l’énergie et des électrons. L’anhydride
carbonique atmosphérique ou dissous dans l’eau est leur source de carbone. Ils
détoxifient le milieu. (Ex. Nitrobacter, Nitrosomonas, Thiobacillus)
On qualifie un microorganisme par étant Myxotrophe quand il peut combiner des
réactions métaboliques de différents types : hétérotrophes, autotrophes… plusieurs
microorganismes ont une flexibilité métabolique et peuvent modifier leurs voies
métaboliques en réponse aux changements de l’environnement.
On qualifie Prototrophes un microorganisme qui a besoin des mêmes nutriments que les
autres membres de son espèce.
On qualifie par Auxotrophe, un microorganisme qui a des besoins différents des
représentants de son espèce et cela suite à une mutation génétique.
4). Les facteurs de croissance
Les microorganismes en particulier la plupart des autotrophes photolithotrophes se
développent en présence de minéraux, de sources d’énergie de carbone, d’azote et de
soufre. Ces microorganismes ont les enzymes et les voies métaboliques nécessaires à la
synthèse de tous les composants cellulaires. D’un autre côté, de nombreux
microorganismes sont dépourvus d’une ou de plusieurs enzymes essentiels et par
21
conséquent ne peuvent pas fabriquer tous les constituants cellulaires indispensables et
doivent les obtenir de leur environnement.
Ces constituants cellulaires où leur précurseur qui ne peut pas être synthétisé par
l’organisme est appelé des facteurs de croissance. Il y a 3 classes principales de ces
facteurs :
-Les acides aminés : nécessaires à la synthèse protéique.
-Les purines et les pyrimidines : nécessaires à la synthèse des acides nucléiques.
-Les vitamines : font parties des cofacteurs, nécessaires en très faible quantité pour la
croissance des microorganismes. Certains ont besoin de nombreux vitamines, par
exemple : Streptococcus faecalis exige plusieurs vitamines pour sa croissance.
Il y a d’autres facteurs de croissance comme l’hème de l’hémoglobine ou du cytochrome
est nécessaire pour la croissance de certaines bactéries comme Haemophilus influenzae,
le cholestérol est nécessaire pour les mycoplasmes.
5). Modalités de passage des substances à l’intérieur des microorganismes
Les substances nécessaires sont absorbées par les microorganismes sous forme soluble.
Les plus importants mécanismes d’absorption sont : la diffusion, le transport actif et la
translocation de groupes.
A- La diffusion passive:
Quelques substances comme le glycérol traversent la membrane plasmique par diffusion
passive. Les molécules se déplacent donc sans aide d’une région de concentration élevée
vers une région de concentration faible.
B- La diffusion facilitée :
Dans cette diffusion, des protéines de la membrane appelées « perméases » véhiculent les
molécules vers les concentrations les plus faibles et aucune énergie selon le gradient n’est
requise.
C- Le transport actif :
Ce transport est réalisé par des perméases du membrane qui possèdent également un
facteur enzymatique assurant l’hydrolyse de l’ATP. Ce mode de transport se trouve chez
E.coli.
D- La translocation de groupes :
Aussi appelé le système de la phototransférase des sucres. Ce système caractérise les
procaryotes. Les bactéries transfèrent plusieurs sucres à l’intérieur de leurs cellules en les
phosphorylant au préalable.
6). La détoxification et la capture du fer
Presque tous les organismes ont besoin de fer pour leurs cytochromes et pour de
nombreuses enzymes. Les ions Fe3+ sont très insolubles, les bactéries et les mycètes ont
surmontés cette difficulté en sécrétant des sidérophores qui sont des molécules
22
protéiques qui complexent les molécules ferriques et les fournissent à la cellule. Les
sidérophores du colibacille sont appelés Entérobactines. Cette bactérie les sécrète en cas
de carence en fer.
7). Les milieux de culture
La microbiologie dépend en grandes parties de la croissance et du maintien des
microorganismes au laboratoire, donc elle dépend des milieux de culture. Il faut des
milieux spéciaux pour l’isolement, l’identification et pour la mesure de la sensibilité des
microorganismes aux antibiotiques. Il faut aussi des milieux pour les analyses de l’eau et
de la nourriture, par exemple en microbiologie alimentaire et industrielle. Donc on a
besoin de différents milieux. On va distinguer 2 catégories :
A- Type de milieu selon la composition :
-synthétiques : c’est un milieu ou les composants sont connus, Ex : citrate de simmon.
-complexes : contient des composants indéfinis comme des peptones, des extraits de
viande, des hydrolysats de protéines, des extraits de levure. Ex : Mannitol Salt agar
(Chapman), bouillon sélénite agar
-semi-synthètique : ingrédients connus avec des peptones ou d’autres substances
complexes. Ex : Bouillon au soja, gélose Mac conkey.
B- Type selon l’utilisation :
-Les milieux à utilisation générale (empiriques) : comme le bouillon nutritif ou la gélose
nutritive, permettent la croissance de la plupart des microorganismes. Ils peuvent devenir
des milieux enrichis en ajoutant des substances comme les vitamines, du sang, du
sérum…Ils sont riches en peptones, extrait de viande et de levures.
-Les milieux enrichis et différentiels : comme la gélose au sang. Il est enrichi car le sang
par son plasma est hautement nutritif et il permet une multiplication importante des
germes présents dans l’échantillon à analyser. Il est de même différentiel car il permet de
distinguer les bactéries hémolytiques qui sécrètent une hémolysine des bactéries non
hémolytiques.
-Les milieux sélectifs et différentiels : ce sont des milieux contenant des substances qui
inhibent certains germes non recherchés.
Ex. : La gélose Mac conkey
Elle est sélective grâce à ses sels biliaires et ses colorants basiques (cristal violet et
fuschine) qui inhibent les Gram+ et n’affectent pas les Gram-.
Elle est différentielle car elle contient du lactose et un indicateur coloré le rouge neutre.
Les colonies Gram- qui fermentent rapidement le lactose car leurs bactéries possèdent la
ß-galactoside perméase et la galactosidase cytoplasmique apparaissent rose ou rouge et
se distinguent des colonies Gram- qui ne fermentent pas le lactose, et qui forme des
colonies blanches ou transparentes.
23
Ex. : la gélose Mannitol Salt Agar ou milieu Chapman
Sélective pour les staphylocoques car la forte proportion du sel (7,5%) inhibe la majorité
des bactéries (sauf listeria, vibrio et quelques streptocoques du groupe D).
Différentielle grâce au mannitol et à l’indicateur coloré qui est le rouge de phénol.
Les colonies de Staphylococcus aureus après 24 à 48h d’incubation fermentent le
mannitol et apparaissent entourées d’un halo jaune tandis qu’une minorité des souches de
Staphylococcus epidermidis (5%) sont capable de fermenter le mannitol.
A noter que ce milieu ne permet pas le diagnostic définitif de l’espèce pour cela on a
recours à d’autres tests pour confirmer tel que « le test de la coagulase » par exemple.
-Les milieux d’enrichissements : milieux sélectifs liquides à ne pas confondre avec les
milieux enrichis. Ils contiennent des substances capables d’inhiber la croissance de
certaines bactéries comme le bouillon sélénite acide qui inhibe la majorité des
entérobactéries et les Gram+ se trouvant dans les selles et permet ainsi la croissance de
Salmonella et Shigella sonnei.
-Les milieu d’identification ou de diagnostic : ces milieux seront inoculés à partir de la
culture pure peuvent être des milieux synthétiques ou semi-synthétiques. Ces milieux
permettent l’étude d’une ou de plusieurs fonctions métaboliques chez le germe inoculé.
Ces fonctions métaboliques permettent l’identification de l’espèce. Ex. : TSI pour les
entérobactéries.
-Les milieux des bactéries anaérobies : pour cultiver les anaérobies stricts, il faut
supprimer l’action toxique de l’oxygène. On doit additionner des substances réductrices
au milieu comme le glucose, la cystéine... On les cultive généralement dans une jarre
appelée jarre de Gaspak. Parfois on ajoute des anaérocults comme éléments nutritifs.
(pl.11, 12)
C- Les VNC :
Suite à un stress (oligotrophie, choc chaud…) certaines bactéries qui notamment se
cultivent très bien, n’arrivent plus à croître sur les milieux de laboratoire, mais conservent
les caractéristiques de cellules vivantes- activité métabolique -entretien de la structure.
Ces cellules sont dites viables non cultivables. Certaines restaient virulentes comme V.
cholerae. La viabilité est considérée comme une sorte de réponse au stress des bactéries
non sporulant qui adoptent cette forme de dormance.
Certaines pensent que l’incapacité de les cultiver provient des conditions de croissance et
de nourriture inappropriées. Par exemple, des cellules privées de nourriture, transférées
dans un milieu nutritif riche et aérobie, peuvent produire des radicaux libres toxiques ou
létaux comme l’anion superoxyde. Ces radicaux mettent les cellules en état de disette,
non adaptée, ces cellules peuvent donc être détériorées ou même tuées, par des lésions
oxydatives qu’elles s’auto-infligent.
Avec les techniques de biologie moléculaire (PCR) se problème s’estompe.
24
Chap.4
La croissance et la reproduction bactérienne
La croissance est une augmentation coordonnée de la masse des constituants d’une
bactérie. Elle conduit à la division de la bactérie. Les conditions de croissance sont :
-Les facteurs nutritionnels
-L’énergie
-Les conditions physico-chimiques de l’environnement.
1). Les conditions physico-chimiques de l’environnement
A- L’eau et les ions :
Elle contribue pour 80% ou plus à la masse d’une bactérie. Elle est indispensable car les
substances nutritives et les déchets sous forme de solutions pénètrent et quitte les cellules
bactériennes. Par conséquent, les bactéries ne peuvent croître que dans ou sur des
matières suffisamment d’eau. Les bactéries xérophiles peuvent se multiplier en l'absence
d'eau dans leur environnement (bactéries désertiques comme quelques espèces du G.
Actinomyces). Les bactéries sont assez tolérantes aux variations des concentrations
ioniques. Certaines espèces sont osmotolérantes (staphylocoques, Vibrio cholerae).
B- La température :
Chaque type de bactéries a une température optimale de croissance. La vitesse de
croissance se réduit lorsque la température s’écarte de cet optimum qui comprend une
température maximale et une température minimale. L’optimum donc correspond donc à
un intervalle.
-Les bactéries thermophiles sont celles dont la température de croissance optimale est
supérieure à 45ºc. Ex. : les bactéries des compostes et les bactéries des sources chaudes et
dans cette catégorie citons le genre Thermomicrobium qui a un optimum entre 70 et 75ºc ;
Thermus aquaticus entre 45 et 70ºc. Les bactéries hyperthermophiles (Ex. : Archaea) ont
des températures de croissance supérieures à 80°C.
-Les bactéries mésophiles ont une croissance optimale entre 15 et 45ºc. Les mésophiles
colonisent une grande variété d’habitats. Les bactéries pathogènes de l’homme et des
animaux en font partie. Ex. : E.coli qui croît à 37ºc.
-Les bactéries psychrophiles ou cryophiles croissent de façon optimale à ou au-dessous
de 15ºc. Ex. : Listeria monocytogenes.
-Les bactéries psychrotrophes se développent le mieux au-dessus de 15ºc (en
chevauchement avec les mésophiles) et peuvent croître entre o et 25ºc (c’est la partie
froide du mésophile). Ex. : Pseudomonas aeruginosa.
-Les bactéries qui sont thermo résistantes peuvent résister à la pasteurisation. Ex. :
Bacillus.
T minimale
-15ºc
Psychrophiles
Psychrotrophes 0 à 5ºc
10 à 20ºc
Mésophiles
25 à 45ºc
Thermophiles
T optimale
15 à 20ºc
25 à 35ºc
37ºc
50 à 55ºc
25
T maximale
25ºc
37ºc
45ºc
65 à 90ºc
C- Le pH :
Le pH optimal pour la croissance de la majorité des bactéries et des microorganismes se
situe environ à 7 (neutrophiles entre 5,5 et 8,5 avec un optimum de 7). Toutefois, on
rencontre des espèces acidophiles comme les bactéries lactiques : Lactobacillus,
Lactococcus, Leuconostoc et Pediococcus et les levures telle que Candida. Les genres
Vibrio et Pseudomonas supportent un pH égal à 9, un milieu alcalophile.
D- L’oxygène :
Certaines bactéries ont besoin d’oxygène pour croître, d’autres ne se développent qu’en
son absence. D’autres peuvent croître dans sa présence ou non.
-Les bactéries aérobies strictes ou obligatoires ont une dépendance absolue vis-à-vis de
l’oxygène (oxydation et respiration).
-Les bactéries anaérobies strictes ou obligatoires ne croîteront que si l’oxygène est absent
(fermentation). Ex. : Clostridium.
-Les bactéries micro-aérophiles ont une croissance optimale à des concentrations plus
basses que celles de l’air. Leur métabolisme est mixte : fermentation et oxydation.
Ex. : Helicobacter pylori et Campylobacter.
-Les bactéries aérobies facultatives ou aéro-anaérobies facultatives croissent en présence
de l’oxygène mais peuvent se développer en anaérobiose. Ex. : E .coli.
- Les bactéries anaérobies facultatives croissent sans l’oxygène mais peuvent le tolérer.
Ex. : les Enterobacteriaceae, les Streptococcaceae.
E- La salinité et les sucres :
Certaines bactéries halophiles poussent en présence d’une forte concentration en Na Cl.
Elle varie de 1-6% pour les faiblement halophiles jusqu’à 15-30% pour les bactéries
halophiles extrêmes comme Halobacterium.
Les bactéries halotolérantes sont capables de pousser à une concentration à peu près
2,5mol de Na Cl ; c’est le cas des staphylocoques, Listeria, de certains streptocoques du
groupe D et du Vibrio.
Les bactéries osmophiles nécessitent des sucres pour leur croissance.
Celles osmotolérantes acceptent des concentrations modérées de sucres mais non
obligatoires pour leur croissance.
F- La pression :
Comme la plupart des bactéries vivent sur la terre ou à la surface de l’eau elles sont
toujours soumises à la pression atmosphérique normale. Cependant, on trouve des
bactéries barotolérantes qui arrivent à survivre dans les grandes profondeurs océaniques
et des bactéries barophiles qui croissent aux pressions élevées (bactéries de la
bioluminescence et des fonds abyssaux ainsi que celles du tube digestif). Ex. : Moritella
marinus.
G- Les radiations :
Les radiations de haute énergie ou de longueurs d’ondes trop courtes endommagent les
microorganismes de plusieurs manières. Les radiations ionisantes telles que RX, Rγ,
ionisent les molécules, acides aminés en premier et détruisent l’ADN. La lumière UV
26
induit la formation de dimère de thymine qui inhibe la réplication de l’ADN. Cette
lumière est utilisée en industrie pour tuer les germes indésirables (filtre à UV).
Même la lumière visible fournit de l’énergie qui produit de l’oxygène singulé qui est un
radical libre capable de déstabiliser toutes les membranes. Ex. : Deinococcus radiodurans
H- AW :
Le taux d’eau libre ou water activity dans les aliments. L’eau constitutive d’un aliment se
trouve sous 2 formes : une partie fixée de façon électrostatique ou ionique à des sels
minéraux et fonctions acides /basiques de molécules organiques. Cette fraction n’est pas
disponible pour les microbes. La seconde partie est libre et utilisable par les
microorganismes. Toutefois, pour permettre leur multiplication elle doit être en quantité
suffisante et la quantité requise varie avec l’espèce bactérienne.
L’eau pure a un AW=1.Elle ne peut pas assurer la nutrition des microbes. Il faut un
aliment pour leur développement ce qui fait baisser la valeur AW. Ex. : la viande fraîche
a un AW=0,98.
2). La division des bactéries et temps de dédoublement
Les bactéries se divisent généralement par fission binaire. Certaines peuvent se diviser
par fission multiple ou par bourgeonnement. Le temps de dédoublement est le temps que
dure un cycle cellulaire complet (croissance et division). Pour avoir un temps de
dédoublement minimal, il faut que les conditions de croissance soient optimales. Le
model « Helmstetter et Cooper » situent la réplication du chromosome dans le cycle
cellulaire. Ce modèle envisage deux vitesses de croissance. Une croissance lente et une
croissance rapide. Lors d’une croissance lente le dédoublement complet du chromosome
coïncide avec la division de la cellule bactérienne. Ainsi, chaque nouvelle bactérie ne
reçoit qu’un chromosome. Lors d’une croissance rapide, un nouveau cycle de réplication
chromosomique démarre avant que le cycle précédent ne soit achevé. Chaque bactériefille aura alors plus qu’un chromosome. Ceci aide à comprendre pourquoi chez les
bactéries, le nombre de chromosome varie en fonction de la vitesse de la croissance.
3). La croissance sur milieu solide et en milieu liquide
Une cellule bactérienne est capable de donner rapidement (en dedans des 24 à 48 H) une
grande population de cellules si les conditions sont favorables. En bactériologie, tout
solide ou liquide spécialement préparé pour la croissance microbienne s’appelle
un milieu.
A- Croissance sur milieu solide :
Sur une gélose nutritive ou milieu gélosé sélectif coulé en boîte, une ou quelques cellules
bactériennes déposées à la surface vont croître et se diviser. Leur descendance atteindra
après un certain temps un nombre tellement grand formant un amas visible à l’œil nu. Cet
amas de cellules s’appelle une colonie. Chaque espèce développe une colonie de taille, de
forme, de couleur et de consistance caractéristique
La taille d’une colonie peut être limitée par l’épuisement local des substances nutritives.
Les colonies très rapprochées sont plus petites que les colonies bien espacées.
27
Quand un très grand nombre de cellules bactériennes se trouve à la surface d’une gélose,
la descendance de toutes ces cellules formera une couche continue, donc il n’y a pas de
colonies. Une telle croissance est appelée croissance confluente.
Il peut aussi y avoir une croissance confluente lorsque quelques cellules bactériennes
douées de grande mobilité sont déposées sur le milieu. La descendance de ces bactéries
peut nager dans le film d’humidité superficiel et couvrir la surface du milieu.
Les bactéries qui produisent des pigments forment des colonies colorées (en rouge, jaune,
violet par exemple) sur des géloses non pigmentées ou nues, tandis que, les bactéries non
pigmentées ont un aspect blanchâtre et crémeuse.
La consistance d’une colonie peut être mucoïde par exemple.
La surface de la colonie peut être lisse (smooth) ou rugueuse, brillante ou mate…
L’aspect des colonies est en aspect plus ou moins important dans la classification.
B- Croissance en milieu liquide :
Les bactéries se déplacent librement dans un milieu liquide. Au fur et à mesure que les
cellules bactériennes se divisent, leur descendance disperse dans le milieu, ce qui le rend
de plus en plus trouble. Certaines bactéries aérobies strictes tendent à former une
pellicule à la surface du milieu et les aérotolérantes vont plus bas. On donne comme
exemple la culture en lot ou « en Batch ».
On introduit des cellules bactériennes d’une culture pure dans un milieu liquide
convenable (pour l’espèce) qu’on ne renouvelle pas et qui est maintenue à la température
optimale de croissance de l’espèce à intervalle régulier.
On prélève un petit volume du milieu et on compte les bactéries qu’il contient. On peut
ainsi suivre le développement de la population de l’espèce en portant le Log 10 du nombre
de bactéries en fonction du temps, on obtient en courbe de croissance qui pour une espèce
donnée prend une forme caractéristique qui comprend les phases suivantes :
- La phase de latence : ou la phase adaptative. Pendant cette phase les bactéries s’adaptent
au milieu. Elles fabriquent les enzymes pour utiliser la nourriture nouvellement
disponible. Cette phase sera longue si la bactérie était soumise à des conditions
défavorables. Elle sera courte et même absente si la bactérie provient d’un milieu
similaire au nouveau milieu incubé à la même température. Au cours de la phase de
latence des molécules enzymatiques essentiellement sont synthétisées entraînant une
légère augmentation de la masse totale. Mais, cette augmentation ne s’accompagne pas
d’un dédoublement. On dit que les bactéries au cours de cette phase sont en croissance
non équilibrée.
-La phase logarithmique : ou phase de croissance équilibrée. Une fois adaptées au
nouveau milieu, les bactéries commencent à grandir et à se diviser à la vitesse maximale
(phase d’accélération) pour l’espèce dans les conditions offertes. C’est la phase de
croissance logarithmique ou exponentielle. Pendant cette phase, les bactéries doublent en
nombre et en masse à vitesse constante. Ceci est la marque d’une croissance équilibrée.
-La phase stationnaire : à mesure qu’elles grandissent et se multiplient, les bactéries
consomment les matières nutritives et produisent des déchets. Par conséquent, la
croissance commence par ralentir (phase de ralentissement) pour s’arrêter à cause du
28
manque de nutriments et à l’accumulation de déchets. Lorsque le nombre n’augmente
plus, on dit que la culture est en phase stationnaire.
-La phase de létalité : phase de déclin. Suite à la phase stationnaire, le nombre des
bactéries vivantes commence à décroître progressivement, on arrive alors à la phase de
létalité. (pl.13, 14)
4). La culture continue
Dans une telle culture, l’espèce bactérienne est mise à croître en milieu liquide dans un
appareil appelé « chimiostat ». Il y a au cours de la croissance un renouvellement du
milieu grâce à une entrée continue de milieu frais stérilisé et sortie simultanée à la même
vitesse d’une quantité égale de culture.
Une agitation parfaite et constante est maintenue dans le chimiostat. Dans ces conditions,
les bactéries sont maintenues en croissance logarithmique une très longue période de
temps. Cette procédure sert pour l’étude du métabolisme de l’espèce.
5). La diauxie ou la croissance diauxique
Si une bactérie reçoit un mélange de deux substances nutritives elle peut utiliser une de
préférence à l’autre et ne commence à consommer la seconde que si la première soit
utilisée. Le passage d’une substance nutritive à l’autre s’accompagne généralement d’un
ralentissement parfois d’un arrêt de croissance.
6). La synergie
La prise simultanée d’une substance hostile ou non par la bactérie s’appelle la synergie.
Ex. : Un antibiotique.
7). Le quorum sensing
C’est la communication bactérienne. C’est une façon dont les bactéries (Vibrio) se
communiquent entre elles par émission et réception des signaux. C’est la physiologie
comportementale chez les bactéries. Ce processus se passe généralement dans les
microflores pour que les bactéries sachent quand elles veulent se diviser ou arrêter la
division. On désigne par « sensor » une protéine membranaire recevant un signal du
milieu extérieur (de l’homosérine lactone) et induit une transduction d’un signal.
8). Les biofilms
Les bactéries peuvent s'attacher aux surfaces, s'associer entre elles et s'entourer d'un
polymère organique pour constituer un biofilm. Leur organisation et leur métabolisme
dépendent de la nature de la surface et de l'environnement physico-chimique. Ex. : S.
aureus. A savoir que S. aureus a la capacité de former « le Slime », sécrétion mucotique
couvrant les bactéries sur des surfaces inertes comme les dispositifs biomédicales
(cathéter par exemple).
29
Chap. 5
La génétique bactérienne
Une mutation est un changement stable héréditaire dans la séquence de nucléotides de
l’ADN. La transcription d’un ADN modifié produit un ARN m modifié qui peut coder à
un polypeptide différent doté d’une activité biologique différente ; des mutations peuvent
se produire sans cause externe évidente. Ainsi, au cours de la réplication, on croît que
toutes les 108 à 1010 bases environ, un nucléotide erroné est incorporé dans le nouveau
brin.
L’apparition de mutations est stimulée par les mutagènes qui peuvent être des agents
physico-chimiques. Une bactérie qui à subit une mutation s’appelle mutant.
Les mutations peuvent être létales ou bénéfiques. Les mutations létales peuvent affectées
une séquence de nucléotides qui codent pour une fonction vitale. Les mutations
bénéfiques inclus la résistance des bactéries aux antibiotiques.
1). La transformation :
Dans la transformation, une bactérie absorbe un morceau d’ADN présent dans son
environnement. Cet ADN transformant ou donneur peut être un ADN chromosomique ou
un plasmide provenant d’une bactérie lysée. La transformation de la bactérie réceptrice se
produit lorsque l’ADN transformant s’intègre dans son chromosome ou se développe
indépendamment à l’intérieur d’une bactérie. La transformation était observée pour la
première fois par Griffith : une souche non virulente de Streptococcus pneumoniae
mélangée avec une souche virulente, le devient suite à une transformation.
2). La conjugaison ou la cystogamie :
Des plasmides sexuels confèrent à leurs bactéries la capacité de transférer l’ADN à
d’autres bactéries par conjugaison. Une bactérie donneuse, qualifiée « ♂ » transfert de
l’ADN à une bactérie réceptrice « ♀ » au cours d’un contact. Une bactérie réceptrice de
l’ADN s’appelle : Transconjuguante.
La conjugaison chez les Gram +, chez Bacillus et Streptococcus provoque chez la cellule
réceptrice la sécrétion d’une substance adhésive.
La conjugaison chez les Gram-, les cellules donneuses donnent les plasmides F qui
codent pour les pili sexuels.
3). La transduction :
C’est le transfert d’un ADN chromosomique ou plasmidique d’une bactérie à une autre
via un phage.
Les plasmides R procurent une résistance à divers antibiotiques. Ces plasmides posent un
problème grave d’ordre médical.
La résistance n’est pas uniquement un caractère plasmidique mais aussi un caractère
chromosomique.
La transduction peut être localisée ou restreinte (est le fait des phages tempérées intégrés
dans l’ADN bactérien), généralisée (est le fait de phages virulents qui lysent l’ADN de la
30
bactérie hôte) et plasmidique (l’ADN des plasmides contenu dans une bactérie donatrice
peut être transféré dans une réceptrice par un bactériophage).
4). L a transposition et les transposons :
C’est un phénomène de transfert de gènes entre deux molécules d’ADN n’utilisant pas les
mécanismes de recombinaison habituels. Les transposons portent des gènes responsables
de leur excision et de leur intégration au génome de l’hôte. Ils peuvent coder pour des
protéines diverses telles que des gènes de résistance aux antibiotiques ou des gènes de
virulence.
5). Les Bactériophages ou Phages :
Les bactéries peuvent être infectées par des virus spécialisés, ce sont les bactériophages
ou communément appelés les phages.
Un virus est un organisme qui n’a pas de structure de type cellulaire et qui ne peut pas par
lui-même ni métaboliser, ni reproduire. Cependant, lorsqu’il est à l’intérieur de la cellule
vivante adéquate, le génome du virus peut rendre le contrôle total ou partiel de la
machinerie biosynthétique de la cellule hôte et lui imposer la fabrication de ses propres
copies. Les virus nouvellement formés sont alors libérés et peuvent infecter d ‘autres
cellules. Les phages comme tous les virus, répondent à ces critères. Ils sont formés d’un
acide nucléique ADN ou ARN enfermé dans une capsule protéique parfois nue ou
enveloppée. Une phage peut infecté une seule espèce ou une famille précisée, exemple, la
phage λ et E.coli.
L’effet de l’infection nous laisse distinguer 3 types de phages :
-Les phages virulents : se multiplient dans la bactérie hôte et la lyse pour libérer leur
progéniture. C’est la lysotypie.
-Les phages tempérés : peuvent établir une relation stable non lytique appelée lysogénie,
avec la cellule hôte et se transmettre à travers la descendance de la bactérie. Le phage se
multiplie en même temps de la bactérie. Le génome du phage peut soit s’intégrer au
chromosome bactérien soit être comme un plasmide. Dans les deux cas, il sera appelé un
prophage. Une bactérie lysogène est immunisée contre d’autres phages du même type.
Les bactéries infectées par un phage tempéré peuvent présenter certaines caractéristiques
absentes chez des bactéries non infectées. Cette conversion est causée soit par
l’expression des gènes du phage par la bactérie infectée, soit par l’inactivation de certains
gènes de la bactérie lors de l’intégration du prophage.
Ex. : Corynebacterium diphteriae est parfois lysogéinisé par un phage qui code
pour
une toxine puissante. Les souches non infectées ne peuvent pas fabriquer cette toxine et
ne causent pas la diphtérie.
31
-Les androphages : n’infectent que certaines bactéries qui contiennent un plasmide
conjugatif. Par exemple, f1 et fd sont des phages filamenteux, à ADN simple brin, qui
s’adsorbent spécifiquement au bout de certains types de pili. Leur pénétration dans la
cellule hôte peut passer par la rétraction du pilus. La progéniture des phages f1 et fd est
libérée à travers l’enveloppe cellulaire. Les cellules hôtes restent viables, mais elles
croissent plus lentement que les cellules non infectées.
Un autre point à signaler c’est l’effet des phages sur la culture microbiologique. On
aperçoit parfois les plages de lyse causées par l’infection des colonies bactériennes par
des phages sur un milieu de culture. Ce sont des zones d’éclaircissement circulaire. De
même pour une culture trouble sur un bouillon devient claire. (pl.15, 16)
6). Transcription et Réplication chez les Procaryotes :
A- Transcription :
-On appelle Gène de structure (G) un segment défini de la molécule d’ADN qui sert de
matrice pour la synthèse d’une molécule d’ARNm.
-Il doit être lié avec une région codante adjacente, le Promoteur (P). Le promoteur est un
site de reconnaissance et de liaison d’un complexe protéique enzymatique, la
Transcriptase.
-(G) et (P) forme l’unité de transcription (G) se termine par une région de 500 à 200pb
souvent portant des bases AAT ou AAA. C’est un site de terminaison et de libération.
-Un peu plus loin, on trouve un site, L’opérateur (O) à lequel se lie les protéines de
régulation (répresseurs, régulateurs, stimulateurs) de l’association promoteurtranscriptase.
-L’ensemble (G) + (P) + (O) forme L’opéron.
-La transcriptase est un complexe protéique, essentiellement c’est l’ARN polymérase σ
chez les procaryotes qui associent les ribonucléotides. Il est formé de 4 chaînes (2 α, 1 ß
qui sert pour la polymérisation des nucléotides et 1 ß’ qui sert à l’attachement de l’ARN
polymérase σ à l’ADN). Le facteur σ guide à la recherche du site d’initiation.
-Le démarrage de la transcription débute lorsque l’ARN polymérase σ se lie au (P)
effectivement sur une séquence consensus ou boîte ou TATA box.
-La terminaison a lieu sur une séquence palindromique riche en bases G/C. L’ARN m se
ferme en peigne, ou bien le facteur ρ dissocie l’hybridation ARNm/ADN. Cette
dissociation requiert de l’énergie sous forme d’ATP.
B- Réplication :
-Chez les procaryotes, le chromosome est une molécule d’ADN circulaire, bicaténaire,
courte (3 millions, 2 milles Pb chez E. coli).
-Le système chondroïde ou le mésosome est en contact direct avec le chromosome
bactérien et contient un complexe enzymatique, le Réplisome renfermant les enzymes
suivantes : Hélicases, SSB (Single Strand DNA Binding), Primases, ADN Polymérases,
ATPases).
-La réplication débute eu niveau d’une séquence de 300 Pb associée au réplisome.
32
-La molécule d’ADN étant longue, sa réplication débute simultanément en de nombreux
points d’initiation ou origine de réplication.
-L’hélicase sépare les 2 brins d’ADN en 2, les SSB se lient aux brins et les maintiennent
écartés. Il se forme l’unité de réplication ou œil de réplication ou réplicon comprenant 2
fourches.
-Ensuite deux primases (ARN polymérases) se fixent, une sur chaque brin (brin matrice) ;
elles avancent en élaborant des courtes chaînes d’ARN ou amorces en polymérisant des
ribonucléotides complémentaires et anti-parallèles aux désoxyribonucléotides.du birn
matrice.
-Ces ARN polymérases progressent dans le sens 3’→5’ alors que la polymérisation du
brin néosynthétisé se fait dans le sens 5’→3’.
-Les ARN polymérases sont ensuite éliminées et remplacées par des ADN polymérases
qui accrochent les premiers désoxyribonucléotides triphosphates (dATP, dTTP, dCTP,
dGTP) aux extrémités 3’OH des amorces d’ARN.
- L’hélicase poursuit son activité et les ADN polymérases III progressent chacune dans
un sens sur les brins matrice en allongeant le brin d’ADN néosynthétisé. La réplication
est bidirectionnelle et anti-parallèle.
-Le brin avancé se forme de façon continue dans le sens de migration de la fourche de
réplication.
-Le brin retardé est synthétisé d’une façon discontinue, morceau par morceau, ce qu’on
appelle les fragments d’OKAZAKI.
-La progression de l’ADN polymérase III cesse lorsqu’elle rencontre l’amorce d’ARN
formé sur le brin synthétisé en continu au moment de l’ouverture de la fourche de
réplication.
-Une autre ADN polymérase I remplace ensuite sur les amorces des deux brins
néosynthétisés chaque ribonuclétide par un désoxyribonucléotide en respectant toujours
la complémentarité avec le brin d’ADN parental.
L’ADN polymérase I a une activité exonucléosique en hydrolysant les amorces d’ARN.
-Une enzyme, l’ADN ligase assure la liaison phospho–diester entre les fragments
d’OKAZAKI.
-Ainsi sont formées deux molécules identiques d’ADN bicaténaires, chacune renfermant
un brin parental et un brin néosynthétisé, la réplication est dite en conséquence semiconservative.
33
Chap.6
Les bactéries dans le monde vivant
1). La microflore
Une microflore étant défini comme étant une communauté mixte stable. Les bactéries (et
les autres microorganismes) vivent normalement au sein de communautés qui peuvent
comprendre des champignons, des algues et des protozoaires. De telles communautés se
trouvent dans l’eau, le sol, à la surface des plantes, sur et dans le corps humain
(microflore commensale) et d’autres animaux. Ces communautés constituent ce qu’on
appelle la microflore de l’habitat en question (microflore aquatique, tellurique,
intestinale, buccal…).
Les microorganismes de la microflore s’affectent mutuellement jusqu’à obtenir un certain
équilibre. Les microorganismes qui ne peuvent pas faire cette compétition sont appelés à
disparaître de la microflore. (pl.17, 18, 19, 20)
2). Importance de l’état d’équilibre de la microflore
Si l’habitat n’est pas perturbé il s’ y développera une communauté d’organismes stables
c-à-d une microflore stable dans laquelle les divers interactions bénéfiques ou
antagonistes auront atteint un délicat équilibre.
Un microorganisme étranger éprouvera souvent de la difficulté à s’établir dans une
microflore stable. A moins qu’un changement physique ou chimique de l’environnement
ne vienne bouleverser l’équilibre de la microflore, par exemple, dans l’intestin de
l’homme, la microflore naturelle peut souvent déranger l’installation d’un organisme
pathogène et cela pour les raisons suivantes :
34
-La manque de la place : la microflore occupe l’espace et empêche l’accès des autres
organismes interférents
-La microflore est un lieu adapté : à l’intestin et pour cette raison, se développe mieux
que l’organisme qui est pathogène.
Toutefois, une perturbation de la microflore par exemple un traitement à l’antibiotique
peut permettre à la bactérie pathogène de s’installer et de provoquer une maladie.
3). Les communautés transitives
A l’opposé des communautés stables ou microflores, on trouve de nombreux habitats, des
communautés transitives dans laquelle une ou quelques espèces prédominent
transitivement.
A- En cas de maladie :
La prédominance du microorganisme pathogène tel est le cas d’un patient atteint du
choléra, son intestin devient pour la bactérie causale V. cholerae un véritable incubateur
vivant et aura une communauté transitive formée presque exclusivement de cette bactérie.
Ces communautés transitives sont rencontrées au pic de la maladie.
B- Les fleurs d’eau cyanobactérienne :
Dans les lacs, les réservoirs et autres pièces d’eau (eau non renouvelée), un excès
d’éléments nutritifs comme l’azote et une stratification thermique de l’eau stimule une
croissance prolifique de cyanobactéries principales formatrices de fleurs d’eau. Ces
cyanobactéries prédominent sur les autres microorganismes et forment une couche à la
surface. Quand les organismes des fleurs d’eau meurent, leur décomposition entraîne une
diminution de l’oxygène dissous ayant pour résultat l’asphyxie de toutes les formes
vivantes du milieu. Ce sont des alcaloïdes neurotoxiques (amines secondaires).
Anabaena : une cyanobactérie des fleurs d’eau produit une substance, la géosmine, qui
donne un goût de terre ou de moisie à l’eau. Les 2 genres : Nodularia et Microcystis
produisent des toxines mortelles pour les animaux aquatiques et très néfastes pour
l’homme. Elles libèrent l’anatoxine α, l’homoanatoxine, la microcystine et la nodularine.
On peut prévenir les fleurs d’eau en faisant circuler l’eau à la pompe afin d’éviter la
stratification thermique ou en utilisant des produits contre leur proliférations. (pl.21)
4). Les bactéries saprophytes, symbiotes, parasites et prédatrices
A- Les bactéries saprophytes (Neutralisme) :
Ils tirent leur nourriture de la matière organique morte. Ce sont les principaux
minéralisateurs du milieu.
-Les méthylotrophes (utilisatrices du méthane) comme Methylococcus.
-Les carboxybactéries (convertisseurs du carbone organique en CO2) comme beaucoup
d’espèces de Bacillus et Pseudomonas.
35
-Les responsables du cycle de l’azote : Nitrococcus, Nitrobacter, Certains Clostridium et
Bacillus et la majorité des cyanobactéries.
-Les bactéries survoltés: produisent un faible courant électrique en consommant par
fermentation la matière organique. Par un processus d’oxydoréduction, capte des
électrons dans les sédiments, puis en relâchent un certain nombre dans l’eau après avoir
oxydé leurs aliments. En plus, elles dégradent les molécules polluantes comme le
benzène et se nourrissent des oxydes de fer et de magnésium. Comme exemple on an
Geobacteracea metallireducens. (pl.21, 22)
B-les bactéries symbiotes (Mutualisme) :
Le symbiotisme est une relation qui procure un profit réciproque. Les relations mutuelles
bénéfiques entre bactéries et autres organismes sont très courantes.
-Les ruminants ne produisent pas l’enzyme nécessaire à la digestion de la cellulose. Des
bactéries du G. Ruminococcus convertissent la cellulose en sucres assimilables et en
retour elles bénéficient d’un environnement stable et d’une nourriture abondante.
-Les légumineuses, ayant des racines renfermant des nodules contenant des bactéries du
G. Rhizobium fixatrices de l’azote atmosphérique. Dans cette symbiose, les bactéries
procurent l’azote à la plante, celle-ci fournit la nourriture à la bactérie.
-Ce phénomène se trouve aussi chez les champignons surtout au niveau des racines. On
parle des Mycorhizes. On distingue les ecto- et les endomycorhizes. (pl.21, 22)
C- Les bactéries prédatrices:
Les bactéries de l’ordre des Myxobactériales sont des bâtonnets Gram- qui vivent dans le
sol, sur le fumier et la pourriture végétale. La plupart de ces espèces se nourrissent
d’autres microorganismes en libérant des enzymes qui lysent l’autre bactérie ou
champignons et aspirent leurs contenus solubilisés.
Le G. Bdellovibrio qui est un Gram- prédateur des bactéries comme E.coli et
Pseudomonas et se rencontre dans les égouts. (pl.22)
C- Les parasites :
Un parasite vit sur ou dans un autre organisme appelé hôte et à ses dépens. Dans tous les
cas, un parasite tire sa nourriture de son hôte qui peut en souffrir à des degrés variables.
Le parasitisme constitue le mode de vie de plusieurs bactéries. Un parasite qui provoque
un sérieux problème pour l’hôte est dit pathogène. La liaison entre maladie est
généralement spécifique.
5). L’opportunisme microbien
Les infections bactériennes, virales et fongiques sont provoquées habituellement par des
germes non pathogènes, mais qui profitent d’un hôte dont les défenses sont
momentanément compromises. La malnutrition (carences en vitamines, sels minéraux),
l’alcoolisme, le tabagisme, les maladies métaboliques comme le diabète, les maladies
immunodépressives comme le sida (l’immunodéprimé devient fragile et sujet des
maladies atypiques), les maladies infectieuses et chroniques comme le cancer, le
traumatisme (Bacteroïdes fragilis causant la péritonite et la septicémie après une
36
chirurgie du tractus intestinal; infection par Pseudomonas aeruginosa suite à une
trachéotomie, les infections à l’urgence des hôpitaux dues à Acinetobacter ), la prise des
médicaments (stéroïdes, anti-greffages), les dérèglements hormonales, une microflore
altérée, le stress émotif ou physique (Staphylococcus epidermidis causant des furoncles et
Helicobacter pylori agent d’une ulcère gastro-duodénale chronique et récidivante) des
prédispositions génétiques, prothèses, hémodialyse, drogués… sont des causes fréquentes
de l’affaiblissement des défenses de l’hôte.
Le microorganisme est soit fait partie de la microflore normale soit il parvient du milieu.
Ce microorganisme devient pathogène lorsque (par exemple) :
- Les conditions physico-chimiques (pH, température…) de la microflore ou du milieu
deviennent perturbées. Ex. : Haemophilus influenzae, bacille Gram- de la flore
oropharyngée est responsable d’un épisode grippal s’il existe des fluctuations dans la
température. De même, pour Candida albicans, une levure qui fait partie normalement de
la microflore buccale ou vaginale. Elle peut causée des candidoses buccales ou des aphtes
suite à un pH buccal acide ou des vaginites surtout chez les femmes diabétiques.
Ces maladies ou infections opportunistes se caractérisent par leur gravité et leurs
difficultés à être soignées.
Les plus célèbres d’infections opportunistes sont les groupes : KES (Klebsiella,
Enterobacter, Serratia), PPE (Proteus, Providencia, E.coli), ASE (Acinetobacter,
Staphylococcus, Enterococcus).
6). Les voies d’infections
Les piqûres d’insectes, les blessures, les interventions chirurgicales peuvent laisser passer
une variété de pathogène capable de causer une affection localisée et parfois une maladie
systémique. Les muqueuses sont plus vulnérables que la peau et c’est habituellement à
leur niveau que les infections se déclarent.
L’adhésion aide une bactérie pathogène dans sa compétition avec la microflore.
L’adhésion apparaît clairement car les sites habituels de l’infection, c-à-d les muqueuses
sont continuellement lavées par leurs propres sécrétions et peuvent être animées de
mouvements péristaltiques.
Ex. : les souches pathogènes d’E.coli entérotoxinogène possède de pili d’adhésions
causées par des plasmides à l’opposé des autres souches non pathogènes.
7). Le mécanisme du développement de la maladie ou pathogenèse
Le mécanisme varie d’un agent à un autre. Certains produisent des toxines qui
interrompent des processus physiologiques spécifiques. D’autres envahissent les tissus et
les cellules et peuvent aussi fabriquer des toxines.
A- Pathogenèse liée à une toxine :
-Le tétanos : contraction incontrôlable des muscles squelettiques conduisant à la mort par
asphyxie. La maladie se développe lorsque des blessures profondes anaérobiques sont
contaminées par l’agent : Clostridium tetani. Ce germe libère une toxine dite la
tétanospasmine qui agit sur les interneurones en les empêchant de libérer la glycine.
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-Le botulisme : paralysie musculaire causée par Clostridium botulinum qui libère une
toxine qui se fixe au niveau de la jonction neuro-musculaire inhibant la libération de
l’acétylcholine. Dans notre cas, il suffit d’ingérer ou inhaler la toxine sans la présence de
la bactérie pour développer les symptômes de la maladie.
B- Pathogenèse liée aux agressines (Hyaluronidases) :
Les agressines sont les enzymes secrétés par certaines bactéries et qui clivent les tissus.
La plupart des staphylocoques dits « coagulases positifs » produisent une agressine qui
scinde l’acide hyaluronique principal composant du ciment extracellulaire. L’agressine
permette l’invasion alors des tissus.
C- Pathogenèse liée aux substances mucoïdes :
La bactérie résistante aux antibiotiques Pseudomonas aeruginosa est responsable de la
congestion bronchiale et urinaire en sécrétant une substance mucoïde
nommée « alginate ».
D- Pathogenèse liée à la destruction cellulaire :
Salmonella typhi, une bactérie invasive capable de quitter le tissu d’infection pour aller
envahir les tissus dont le sang. Elle possède des enzymes protéolytiques et donne lieu à
des hémorragies et des nécroses tissulaires. Lorsqu ‘elle atteint le sang, elle sera
responsable d’un choc septique. Ainsi, la souche entéroinvasive de E.coli qui possède
des enzymes protéolytiques et libérant des toxines. On distingue classiquement 3
étapes : la phase d’incubation (multiplication et sécrétion des toxines), la période
d’invasion (signes cliniques) et la période d’état (signes cliniques évocateurs et
permettent le diagnostic). (pl.22)
8). Les facteurs de virulence
Ces facteurs permettent à l’agent pathogène d’échapper aux défenses de l’hôte.
A- Camouflage capsulaire :
Certaines bactéries possèdent une capsule antiphagocytaire faite d’acide hyaluronique,
composant non antigénique des tissus. C’est une petite molécule non détectée par le
système immunitaire. Ex. : Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae, Bacillus
anthracis.
B- Leucocidine :
Certaines streptocoques et staphylocoques sécrètent des substances capables de tuer les
phagocytes.
C- Variations antigéniques :
Certaines bactéries peuvent grâce à des recombinaisons plasmidiques échanger la
composition de leur paroi et par conséquent leurs antigènes, ceci peut les aider
temporairement à éviter les effets des anticorps spécifiques.
9). La transmission de la maladie
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-Indirecte : certains agents pathogènes ne se transmettent pas d’un individu à un autre par
exemple : C. tetani. La bactérie est tellurique et transmise lors d’une profonde blessure.
-Directe et indirecte : peu de maladies bactériennes dont la transmission a besoin d’un
contact direct. Ces maladies sont généralement dues à des agents qui ne peuvent survivre
en dehors de l’organisme. Ex. : Treponema pallidum agent de la syphilis (contact
cutanéo-muqueux intime). La plupart des maladies bactériennes se posent soient
directement soient indirectement. Par exemple : les agents pathogènes qui infectent
l’intestin sont transmises indirectement par une nourriture ou par de l’eau contaminé par
la matière fécale. Ainsi la contamination directe toujours par l’intermédiaire de la matière
fécale entre individus est possible. Ex. : Bacillus cereus, Campylobacter jejuni.
L’agent pathogène peut aussi provenir d’une personne sain mais qui abrite cet agent et
constitue ainsi un réservoir, un tel individu s’appelle porteur sain.
Les bactéries pathogènes qui infectent le système respiratoire sont souvent transmises
parce qu’on appelle aérosol. Quand une personne tousse ou éternue ou simplement via
des minuscules gouttelettes salivaires expulsées par la bouche, ces gouttelettes peuvent
être chargées des bactéries de la surface respiratoire et constitue des véhicules de
transmission. Ex. : Corynebacterium diphteriae agent de la diphtérie, Bordetella pertussis
agent de la coqueluche, Mycobacterium tuberculosis agent de la tuberculose.
La transmission par un organisme appelé vecteur : la peste bubonique due à Yersinia
pestis est transmises par la puce, le typhus par Rickettsia.
Une maladie qui infecte les animaux et les êtres humains en même temps est
appelée : zoonose.
10). Endotoxine et Exotoxine
ENDOTOXINE
EXOTOXINE
Existe chez les Gram- uniquement.
Existe chez les Gram- et les Gram+.
Libérée par la lyse cellulaire.
Libérée au cours de la croissance cellulaire.
Fait partie des LPS de la paroi Gram- et
spécialement du lipide A. Cette partie est de
nature lipidique.
Secrétée par les bactéries au moment de
l’infection, la toxine ne fait pas partie de la paroi
bactérienne.
La toxine est de nature protéique.
39
La structure du lipide A est la suivante : 2
glucosamines phosphorylées liées à des chaînes
d’acides gras. Les LPS se lient à des protéines
sériques (LPS binding protein) et ces complexes
LPS- Protéines sériques agissent sur des
récepteurs des macrophages et des monocytes
La structure est complexe : protéine hydrophile,
ayant 2 domaines A avec une activité
enzymatique et B qui permet la liaison de la
toxine à un récepteur spécifique présent à la
surface de la cellule cible. Les 2 domaines A et B
doivent être associés pour obtenir la toxicité.
Les LPS doivent être en grande quantité pour
exercer des effets néfastes. En faible quantité,
effets bénéfiques.
Agissent en petite quantité (faible dose) pour être
toxique.
La chaleur ne modifie pas la structure.
Dénaturés par la chaleur à 60 ºc pendant 30
minutes.
Responsable de l’état de choc chez l’hôte
caractérisé par le vomissement, la fièvre, la
nausée, la diarrhée. Ex. : Entérobactéries.
Plusieurs effets : neurotoxique comme la toxine
botulique et la toxine tétanique
(tétanospasmine), entérotoxique comme
Salmonella, Shigella, E.coli, S.aureus, V.
cholerae, Cl. Perfringens ; Hémolysines qui
attaquent les membranes comme chez les
streptocoques.
11). Notion d’Epidémiologie
L’épidémiologie est l’étude de la distribution des maladies et de leurs déterminants dans
la population humaine. Elle permet de connaître l’ampleur et la distribution des
phénomènes morbides, de dégager des facteurs étiologiques et de mesurer l’efficacité des
actions.
Le tableau suivant indique ses différents domaines d’activité :
Recherche
étiologique
Recherche
pragmatique
Evaluation des
actions
Vérifier des hypothèses par la recherche clinique et biologique
Identifier des groupes à risque dans une optique de prévision, de
prévention ou de mise en place des soins
Mesurer l’utilité : avantage pour l’individu de mesures thérapeutiques ou
préventives
Mesurer l’efficacité : mesure de l’atteinte d’un objectif
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Différents types
d’enquêtes (Biostatistiques)
Mesurer le rendement économique : mesure d’un coût et de l’impact des
actions.
Enquêtes prospectives : suivis de groupes pour la recherche étiologique,
pour l’évaluation de mesures.
Enquêtes rétrospectives : études de groupes pour un phénomène déjà
passé.
Enquêtes transversales : investigations de courte durée pour connaître la
prévalence à un moment donné d’une pathologie.
Expérimentations : essais contrôlés ou randomisés. L’intervention est
répartie au hasard au sein de la population étudiée.
On parle d’une épidémie (outbreak) lorsqu’une maladie infectieuse qui atteint en même
temps un grand nombre d’individus et se propage par contagion. Elle est limitée dans le
temps et dans l’espace. Ex : peste, choléra.
Une endémie est une maladie infectieuse persistante dans une collectivité ou une région
déterminée. Ex. : le paludisme.
Une pandémie est une épidémie mondiale sur un continent ou plusieurs. Ex. : la grippe.
Une anadémie est une maladie épidémique non contagieuse qui atteint simultanément
plusieurs membres d’une collectivité qui s’infecte à la même source. Ex. : légionellose.
12). Infection nosocomiale et Infection sporadique
Une infection nosocomiale ou hospitalière est une infection accidentelle contractée par
les malades au cours de l’hospitalisation. Ces infections sont dues à de très nombreux
microorganismes incluant bactéries (Acinetobacter- Pseudomonas- Klebsiella…)
champignons (Candida- Aspergillus) parasites (Pneumocystis) virus (Herpès, Hépatite BVirus respiratoires).
Les principaux germes en cause sont souvent résistants aux antibiotiques.
La fréquence est commune pour tous les malades mais les immunodéprimés sont les plus
exposés.
Une infection sporadique est une infection qui va et vient, restreinte et non répandue.
13). Le concept de la maladie ou pathologie
Divers types de maladies :
1. Métabolique : dérèglement hormonal quelconque. E. : Diabète.
2. Génétique : au niveau du génome, des chromosomes. Ex. : Trisomie 21
3. Inflammatoire : due à un allergène, cassure. Ex. : conjonctivite, rhinite.
4. Troubles nutritionnels : marasme, kawashiorkor, xérophtalmie, taches de bitot,
rachitisme, béri-béri, pellagre, scorbut, crétinisme, goitre, glossite, stomatite
angulaire, ostéo-kératomalacie.
5. Infectieuse : due à un agent pathogène, bactérie (bactériose), virus (virose),
mycète (mycose), parasite (parasitose).
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Le médecin dresse un tableau clinique pour détecter les symptômes de la maladie dans
une visée thérapeutique. L’étude de la symptomatologie s’appelle la séméiologie.
On distingue les prodromes ou symptômes primaires (nausée, céphalée, cachexie,
dyspnée, spasmes, vomissement, diarrhée, malaise…) des symptômes secondaires.
La maladie passe par 3 étapes :
-la phase catarrhale : inflammation des muqueuses comme réaction à l’agent pathogène
ou les toxines.
-la phase paroxysmale : où toutes les symptômes se révèlent. C’est la phase aiguë.
-la phase de convalescence ou de guérison : les symptômes se dénouent.
L’étiologie est l’étude des causes de la maladie. La physiopathologie est l’étude des
effets de la maladie sur l’organisme et les mécanismes qui produisent ces effets. Chaque
maladie peut ou non laisser des traces. Ce sont les séquelles. Les séquelles sont
réversibles lorsqu’il y aura une guérison complète.
La séquelle est irréversible lorsque les traces cicatricielles persistent ou bien sont
indélébiles.
Généralement le médecin avance un pronostic, une prévision de la maladie, son devenir
qui peut être bon ou mauvais.
Pour éviter l’infestation, il y a toujours des règles drastiques à prendre souvent
hygiénique et nutritionnel (propreté, précautions, bonne alimentation…). On parle de la
lutte ou la prévention, en d’autre terme de la prophylaxie.
14). La Bactériémie
Anciennement « septicémie », une bactériémie se définit comme le passage répété des
bactéries dans le sang, à partir d’un foyer tissulaire de multiplication microbienne. Les
bactéries régulièrement véhiculées par le sang peuvent aller ensemencer d’autres tissus,
créant alors des foyers secondaires ou métastases infectieuses qui peuvent à leur tour,
ensemencer le sang circulant. La symptomatologie clinique des septicémies est dominée
par :
-La fièvre fréquemment accompagnée de frissons et sueurs ;
-Le risque de choc septique (sepsis sévère, hypotension persistante malgré les solutions
de remplissage vasculaire, et dysfonctionnement d’au moins un organe), accident
redoutable dû aux toxines bactériennes et pouvant être responsable de la mort en
quelques heures.
42
Le diagnostic étiologique d’une bactériémie est assuré par l’hémoculture. Elle demande
toujours de la surveillance.
Le sepsis est la réponse inflammatoire systémique à une infection.
Les virus également peuvent envahir le tissu sanguin : c’est une virémie.
Chap.7
Détection, Identification des bactéries
Pathogènes
On cultive l’agent pathogène à partir d’un échantillon de crachat (ou expectoration,
liquide broncho-alveéolaire LBA), de pus (suppurations, abcès, pyoculture), d’urine
(uroculture) ou d’excréments (selles ou fécès, coproculture). L’urine peut être centrifugée
et le sédiment obtenu utilisé comme inoculum. L’échantillon fécal est généralement
dispersé dans une solution physiologique. Le choix du milieu et les conditions
d’incubation dépendront de la nature de l’agent pathogène suspecté. Le crachat est utilisé
tel qu’il est puisqu’il est chargé. On cultive des échantillons de sang (hémoculture) pour
43
détecter les septicémies. Les sécrétions vaginales, le sperme, le LCR (liquide céphalorachidien) et d’autres peuvent être cultivés aussi.
La pratique de l’identification est facilitée si le bactériologiste connaît :
1- Les types d’organismes qui peuvent se trouver dans un environnement donné.
2- Les principales caractéristiques qui distinguent les familles, les genres et les
espèces communes. Par ex. : si la bactérie provient de la matière fécale et s’avère
être un bacille Gram- mobile, à fermentation facultative, le bactériologiste pensera
à la famille des Enterobacteriaceae.
Les critères retenus pour établir un diagnostic peuvent se diviser en 5 groupes :
1- Les observations préliminaires.
2- Les caractères de résistance.
3- Les caractères biochimiques.
4- Les microméthodes ou protocoles miniaturisés (galeries API).
5- Autres tests : Les caractères antigéniques, moléculaires, toxines…
1. Les observations préliminaires
A- La réaction aux colorants :
Le frottis de culture pure est soumis à la coloration de Gram, de la capsule si s’avère un
caractère distinctif, coloration de ziehl-neelsen pour les bactéries alcoolo acidorésistantes, d’autres types de coloration comme celle de Giemsa, lugol, stamp,
Immunofluorescence (sous UV)...
B- La morphologie :
On la détermine en observant le frottis coloré sous l’objectif d’immersion.
C- La mobilité :
Les espèces mobiles ont tendance à se répandre à partir du point d’inoculation, car elles
nagent dans le mince film d’humidité qu’il recouvre la surface de la gélose. Même sans
coloration, on peut voir si possible si les bactéries sont mobiles ou non.
D- La formation d’endospores :
Les spores peuvent être colorées, la forme et son positon sont des caractères
d’identification. Plusieurs bactéries peuvent former des endospores : Bacillus,
Clostridium, Coxiella, …On peut aussi les détecter par une coloration spéciale ou en les
chauffant pour 10 minutes à 80ºc.
E- L’hémolyse :
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Certaines bactéries comme les Streptocoques et les Staphylocoques, développent sur la
gélose au sang autour de leurs colonies, un halo dû à la décoloration du sang causé par la
lyse des érythrocytes sous l’action de l’hémolysine libérée par ces bactéries.
Il y a une hémolyse ß, ou hémolyse complète en 48 h et une hémolyse α ou incomplète où
les colonies seront entourées de zones brunes ou verdâtres. La technique s’effectue sur la
gélose au sang
2. Les caractères de résistance
Les différences de comportement des bactéries vis-à-vis des agents physico-chimiques
sont aussi utilisées comme tests d’identification.
A- Résistance aux températures :
Listeria monocytogenes peut pousser à 4ºc, E.coli à 44ºc et les streptocoques D, un séjour
de 30 minutes à 60ºc.
B- Tolérance aux conditions hostiles de croissance :
Lorsque le milieu a un pH loin de la neutralité, la présence des substances inhibitrices, les
colorants…Ex. Le milieu Mannitol Salt Agar ou Chapman (renferme du sel).
C- Sensibilité à diverses substances :
-
-
Aux antibiotiques : La bacitracine par exemple permet généralement de
différencier les streptocoques ß-hémolytiques du groupe A sensibles des autres
streptocoques. La polymyxine B différencie Vibrio cholerae du Vibrio cholerae
EL TOR.
A l’optochine : inhibe Streptococcus pnemoniae alors que les autres sont
résistantes.
A la bile (phénomène de Neufield) : la bile peut lyser les souches encapsulées
comme la pneumocoque.
3. Les caractères biochimiques
L’identification biochimique d’une bactérie implique l’étude de son métabolisme, de sa
respiration et de son utilisation de différents substrats (glucidiques, lipidiques, protéiques,
etc.). L’étude des caractères biochimiques se fait par ensemencement d’une « galerie
biochimique », c’est-à-dire une série de tubes ou de boîtes traduisant le métabolisme de la
bactérie. On parle de la respiration, pour les bactéries aérobies qui utilisent l’oxygène.
On parle de la fermentation, pour les bactéries anaérobies qui utilisent des substrats autres
que l’oxygène.
Exemples des bactéries fermentatives : Enterobactéries (double métabolisme), vibrions,
Streptocoques…
Exemples des bactéries oxydatives : Pseudomonas, Neisseria, Staphylocoques… (pl.23)
45
A- Recherche des enzymes respiratoires :
-Catalase : enzyme contenant du fer, catalyse la décomposition du peroxyde
d’hydrogène en eau et en oxygène. Le test consiste à ajouter du H2O2 aux cellules
bactériennes, la présence de cet enzyme se marque par la formation des bulles de gaz
(oxygène). Il est très important pour les levures, les staphylocoques qui sont catalase (+)
des streptocoques qui sont catalase (-).
Certaines souches de Lactobacillus et de Streptococcus faecalis produisent un
pseudocatalase, enzyme dépourvu de fer qui se comporte comme une catalase.
Ne pas rechercher cet enzyme à partir des colonies provenant de gélose au sang car les
globules rouges renferment une catalase ce qui donne un faux positif.
-Cytochrome oxydase : Caractéristique de la respiration aérobie est présente chez
Neisseria et certaines bactéries Gram (–) comme Pseudomonas, Vibrio… Les
entérobactéries et les bactéries anaérobies en sont dépourvues. La mise en évidence de la
cytochrome oxydase se fait grâce au réactif de Kovacs, qui quand il est oxydé, il prend
une couleur violette, ou bien directement par imprégnation des disques d’oxydases sur les
boîtes de gélose.
B- Etude des accepteurs minéraux et de la phosphatase :
Les bactéries anaérobies et aérotolérantes peuvent utiliser comme accepteur final des
composés minéraux riches en oxygène dans la fermentation. On étudie la réduction des
nitrates par le nitrate réductase que possèdent ces bactéries. Elle se met en évidence en
décelant les nitrites formés après la réduction. Ce nitrites donnent une coloration rose
dans un milieu acide : réaction de Greiss ou la méthode des disques. Parfois les bactéries
on une enzyme réductase puissante NR++ qui transforme les nitrites en nitrures, elle sera
mise en évidence par la récation de Zo-Bell (ajout du poudre de zinc, virage au rouge).
La recherche de la phosphatase après une culture de 18 à 24H chez quelques bactéries
comme les staphylocoques, se fait sur un milieu contenant du phosphate disodique de
phénophtaléine, puis passage sous l’ammoniac gazeux. Le milieu vire au rouge alors ph
(+) ou reste incolore si ph (-).
C- Etude du métabolisme glucidique :
La plupart des bactéries attaquent un certain nombre de glucides soit par oxydation, soit
par fermentation en provoquant une acidification révélée par un indicateur de pH contenu
dans le milieu. Les principaux glucides utilisés sont : glucose, arabinose, rhamnose,
xylose, fructose, lactose, saccharose, maltose, mannitol, esculine…
-Le milieu Hugh-Leifson sert à l’étude du métabolisme bactérien, fermentatif ou oxydatif.
-La fermentation du mannitol est étudiée sur le milieu « mannitol nitrate mobilité »
(mobilité, réduction des nitrates et fermentation du mannitol) et la gélose chapman.
46
-L’attaque de l’esculine caractérise Listeria monocytogenes et les streptocoques D qui en
utilisant l’esculine en présence de citrate ferrique donne un noircissement du milieu.
-L’amidon sur la gélose d’amidon à 1%. Le milieu renferme le tournesol. L’amidon est
dégradé par l’action des amylases. La partie non dégradée est identifiée par de l’eau iodée.
-Le glucose peut être métabolisé par voie oxydative ou fermentative. Le métabolisme
fermentatif engendre de nombreux produits acides (lactique, acétique, succinique,
formique). Le métabolisme oxydatif produit essentiellement le CO2 volatil. L’étude se
fait dans de l’eau peptonée glucosée avec indicateur du pH ou sur le milieu Clarks et
Lubs. Différentes milieux gélosés coulée en boîtes servent aussi pour cette étude
► Etude particulière de la dégradation du lactose : recherche de la ß- galactosidase
C’est l’enzyme qui hydrolyse le lactose en glucose et galactose chez les bactéries
fermentatives. Cette hydrolyse ne peut avoir lieu que si le lactose a pénétré dans la cellule
bactérienne à travers la ß- galactoside perméase. On utilise comme réactif
révélateur l’O.N.P.G qui donne une coloration jaune indiquant son hydrolyse par
l’enzyme.
► Etude particulière des 2 types de fermentation chez les Entérobactéries (dérivés du
pyruvate) :
- Fermentation butanediolique mise en évidence par le test V.P (voges-proskauer qui
est composé de l’α-naphtol et de la soude caustique) qui donne une coloration rouge avec
laquelle l’acétoïne (acétyl-méthyl-carbinol) réagit avec la peptone. Cette fermentation
conduit à la formation à partir de l’acide pyruvique de l’acétoïne qui sera réduit en
butanediol, éthanol et peu d’acides acétiques, lactique, succinique et formique.
E. coli est VP- alors que Serratia, Klebsiella et Enterobacter sont VP+.
-Fermentation acides mixtes mise en évidence par le test RM (rouge méthyle) avec une
teinte rouge qui apparaît indiquant que les bactéries sont RM+. Ces bactéries
transforment l’acide pyruvique en éthanol, acides acétique, lactique, succinique et
formique. Cette fermentation conduit à un milieu très acide.
E.coli et Salmonella sont RM+.
*La présence de formate hydrogène lyase conduit à la dégradation de l’acide formique en
H2 et CO2 chez E. coli et Salmonella. Il se traduit par la formation du gaz observable
dans les géloses coulées en tubes.
► Utilisation du citrate comme source de carbone :
Certaines bactéries utilisent le citrate comme seule source de carbone. Cette utilisation est
étudiée sur le milieu « citrate de simmons » où le citrate de sodium est la seule source de
carbone et le bleu de bromothymol est l’indicateur coloré. Les bactéries citrate+ cultivent
en provoquant un virage au bleu du milieu. Si non le milieu reste vert.
47
* Chez les Enterobactéries, on réalise un ensemble de tests appelé IMViC, c-à-d les
réactions VP, RM, recherche de l’indole, utilisation du citrate qui contribue à
l’identification de cette famille.
D- Etude du métabolisme protidique :
L’hydrolyse des protéines est due aux protéases qui sont des exoenzymes peu spécifiques.
Certaines bactéries sont capables d’hydrolyser la gélatine en le liquéfiant et la caséine.
► Hydrolyse de l’urée :
L’uréase en hydrolysant l’urée provoque l’accumulation de carbonate d’ammonium et
une alcalinisation du milieu. Différents milieux renfermant le rouge de phénol comme
indicateur coloré sont utilisés pour la recherche de l’uréase. Ex : milieu urée-indole ou
urée de Christensen. Dans le cas de bactérie uréase + le milieu vire au rouge violacé.
Helicobacter, Proteus et Klebsiella sont uréase +, E.coli est uréase -.
► Recherche des désaminases, des décarboxylases et des produits formés par
désamination :
Certaines bactéries possèdent des enzymes capables de catalyser la désamination
oxydatives des L-amino-acides en leur acide α-cétonique correspondant. C’est ainsi que
le tryptophane désaminase (TDA) transforme le tryptophane en acide indole pyruvique.
-Recherche de l’indole : la production de l’indole peut se rechercher à partir d’une culture
pure en milieu urée-indole. On ajoute à une culture de 24h quelques gouttes de réactif de
kovacs. Si la bactérie est indole+, le réactif combiné à l’indole, prend une teinte rouge.
E.coli est indole +. Le réactif de kovacs est le paradiméthylaminobenzaldéhyde.
-Recherche de la TDA : Les acides cétoniques produits suite à la désamination, en
présence de perchlorure ferrique officinal dilué à 1/3, donne une coloration rouge-brun
(réaction avec les acides cétoniques). Proteus est TDA+.
*Généralement les bactéries TDA+ sont indole+, cependant l’inverse n’est pas toujours
vrai. L’indole étant un métabolite de dégradation du tryptophane, certaines bactéries
TDA- produit de l’indole par amputation du tryptophane de sa chaîne latérale sans
désamination.
-Recherche du H2S : certaines bactéries libèrent de l’hydrogène sulfuré par
décarboxylation et désamination des acides aminés soufrés (cystéine, méthionine). On
peut mettre en évidence le H2S sur les milieux Kligler et TSI. Ex. Salmonella et Proteus.
-Recherche de la gélatinase : sur un milieu gélatinisé (protéine complexe), ou qui contient
de la collagène, la bactérie est gélatinase (+), alors la bactérie est dangereuse et sera
qualifiée comme invasives. Le milieu sera liquéfié. Ex. Salmonella, Staphylococus
aureus.
48
-Hydrolyse de la caséine du lait : ce pouvoir protéolytique (caséinates) est recherché sur
gélose au lait. Une zone de clarification apparaît autour des colonies des bactéries
hydrolysant la caséine.
-Recherche des décarboxylases et désaminases des autres acides aminés : guident à
l’identification typique des espèces pathogènes. La scission des acides aminés est sous
l’action des décarboxylases. Les acides aminés les plus étudiés sont l’arginine, la lysine
et l’ornithine Ils se dégradent respectivement en agmatine, cadavérine et putrescine. Les
décarboxylases forment en milieu acide des substances alcalines faisant virer l’indicateur
de pH souvent le pourpre de bromocrésol et le rouge de crésol. On isole les tubes avec le
paraffine liquide pendant 4 jours à 37ºc. Les bouillons de choix sont : le bouillon de
décarboxylation de MΦller et le milieu de Falkov. Si elle est positive, le milieu vire vers
le pourpre violacé, si non, elle reste jaune. Les milieux renferment par leur composition :
extrait de levure, dextrose, l’acide aminé en question, le chlorure de sodium, une solution
alcoolique, l’indicateur coloré et la peptone. Les enzymes sont notées : ADH, LDC et
ODC. Cette étude s’applique sur des multiples groupes bactériens.
La phénylalanine, après sa désamination par la phénylalanine désaminase donne l’acide
phénylpyruvique (APP). On l’étudie sur la gélose. Proteus est APP (+).
► Recherche des coagulases et des DNase :
Chez les Staphylocoques on a 2 types : coagulase libre et coagulase liée.
-La coagulase libre ou staphylocoagulase est produite par les staphylocoques puis
relâchée dans le milieu. Elle se détecte par sa capacité de coaguler du plasma oxalaté
contenant un anticoagulant. L’anticoagulant est nécessaire parce que sans lui le plasma
coagulerait spontanément.
-La coagulase liée (clumping-factor) est un composant protéique de la surface cellulaire
bactérienne. Elle se fixe au fibrinogène et provoque l’agglutination des bactéries
entre elles (paracoagulation). On la détecte par un test sur lame. Certaines souches de
Yersinia pestis produisent des coagulases.
-Les staphylocoques réduisent l’ADN par une DNAse thermostable et utilisent les bases
azotées. On la recherche sur un milieu gélosé contenant de L’ADN et de l’ortho-toluidine,
coulé en boîte, ensemencé d’HCl 1 N qui forme un précipité blanc opaque avec le milieu.
La présence de la DNAse se manifeste par des zones transparentes autour de la culture
alors que le reste est opaque.
-Les souches « coagulases (-) » ne sont pas dangereuses
E- Etude du métabolisme lipidique :
Les bactéries lécithines positives sont capables de dégrader la lécithine. Sur une gélose
renfermant 10 % de jaune d’œuf. Ces bactéries développent autour de leurs colonies des
zones opaques mettant en évidence la dégradation de la lécithine. Ex. : Salmonella.
4- Les microméthodes ou protocoles miniaturisés :
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Ce sont des protocoles que l’on utilise pour effectuer simultanément toute une série de
tests biochimiques d’identification de routine :
-Le système API qui se présentent comme un tube divisé en une suite de compartiments
contenant chacun un milieu différent à base de gélose (API 50CH, API BL, API E, API
Staph…). Autres : le système Patho Tec, streptoslide, Entérotube II, Rapidec staph,
Staph-Ident…
5- Autres tests :
-Les caractères antigéniques : par des tests sérologiques on identifie plusieurs souches
d’une espèce donnée. C’est la sérotypie. Ils se font sur des lames en ajoutant des réactifs
d’agglutination.
On tire le sérum d’un malade par exemple contenant les bactéries recherchées. On
recherche les antigènes O de la paroi ou l’antigène H flagellaire. Ex. Brucella,
rotavirus…
-La boîte Elek : détection de la toxine diffusible sur un milieu gélosé par une bandelette
imbibée de l’antitoxine. Ex. Corynebacterium diphteriae.
-Le typage par phage : permet de distinguer des souches bactériennes apparentées. Les
phages sont lytiques pour une souche donnée.
-Le catalogage des ARNr : comme l’ARNr 16 S qui est coupée enzymatiquement et par
électrophorèse, on arrive à distinguer plusieurs types de bactéries ayant une empreinte
caractéristique pour chaque espèce.
-La PCR : Polymerase Chain Reaction qui permet d’amplifier le gène d’intérêt, étudier
sur le gel d’électrophorèse ses caractéristiques (empreinte), identifier les espèces, sousespèces, souches…l’amplification des gènes se réalise dans un thermocycleur, l’étape se
passe en plusieurs phases permettant d’obtenir multiples copies.
-La classification et les relations évolutives entre les bactéries : on recherche les
différences taxonomiques utiles entre les bactéries dans leurs acides nucléiques. On
étudie les proportions GC % qui varient entre les genres et les espèces ou les profils de
restriction de l’ADN (fingerprints).
50
Chap8.
Les Antimicrobiens- Les Antiseptiques et les Désinfectants
A- Les Antimicrobiens: Antibiotiques- Antifongiques- Antiviraux
Les substances antimicrobiennes doivent inhiber ou tuer l’organisme pathogène en
nuisant le moins possible à l’hôte. Leur efficacité dépend de nombreux facteurs:
-La nature de l’organisme pathogène, sa sensibilité ou sa résistance à l’antimicrobien.
-L’importance et le lieu de l’infection.
-La voie d’administration de l’antimicrobien, sa concentration dans le corps et sa durée
d’élimination.
-L’existence d’allergie de la part du malade à l’antimicrobien.
1. Origine naturelle ou synthétique des antibiotiques
Ils peuvent être synthétisés par des microorganismes ou par des méthodes chimiques.
Les antibiotiques naturels sont consignés dans le tableau ci-dessous :
Microorganisme
Antibiotique
Amphotéricine B
Chloramphénicol
Erythromycine
Kanamycine
Streptomyces sp.
Néomycine
Nystatine
Bactéries
Rifampine
Streptomycine
Tétracycline
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Bacitracine
Bacillus sp.
Polymyxines
Micromonospora sp.
Gentamicine
Penicillium sp.
Griséofulvine
Pénicilline
Céphalosporine
Mycètes
Cephalosporium sp
Plusieurs antibiotiques importants sont totalement synthétiques, par exemple : Dapsone,
Isoniazide, Ciprofloxacine.
De plus, en plus d’antibiotiques sont semi-sythétiques. Ce sont des antibiotiques naturels
ayant subi une modification par l’addition de groupements chimiques dans le but de les
rendre sensibles à l’inactivation par les organismes pathogènes, ex : Ampicilline,
Méthicilline, Carbanécilline… (pl.26)
2. Les caractéristiques des antimicrobiens
A- Toxicité sélective
Pour être efficace, un agent chimiothérapeutique doit avoir une toxicité sélective, c-à-d, il
doit tuer ou inhiber le germe pathogène en portant le moins possible préjudice à l’hôte.
L’indice thérapeutique (IT) est le rapport de la dose toxique sur la dose thérapeutique.
-La dose thérapeutique (DTh) est la concentration du produit requise pour le traitement
clinique d’une infection.
-La dose toxique (DT) est la concentration à laquelle le produit devient toxique pour
l’hôte.
L’indice thérapeutique exprime le niveau de la toxicité sélective. Plus l’indice
thérapeutique est élevé, meilleur sera l’antimicrobien.
Un antimicrobien peut avoir un indice thérapeutique faible parce qu’il inhibe le même
processus dans les cellules de l’hôte. Un tel antimicrobien est administré avec prudence.
Un antibiotique interrompant une fonction microbienne absente dans les cellules
eucaryotes a souvent une toxicité sélective et un indice thérapeutique élevés. Par exemple,
la pénicilline inhibe la synthèse du peptidoglycane de la bactérie mais a peu d’effet sur
les cellules de l’hôte car elle n’ont pas de peptidoglycanes. De ce fait, l’indice
thérapeutique de la pénicilline est élevé.
B- Spectre d’action
Les substances antibactériennes varient considérablement en ce qui concerne leur champ
d’efficacité. On distingue les antimicrobiens à spectre étroit qui ont une efficacité
limitée à une variété restreinte de microorganismes et ceux à large spectre qui attaquent
de nouveaux types d’agents pathogènes.
52
C- Notion de bactériostase et de bactéricide
Cette notion intéresse plus spécialement les antibiotiques. Un antibiotique
bactériostatique ne détruit pas l’organisme pathogène mais inhibe sa croissance,
l’élimination de l’infection dépend des mécanismes de résistance de l’hôte. Un
bactériostatique n’est pas efficace si la résistance de l’hôte est faible.
Un bactéricide tue les germes pathogènes.
Un antibiotique varie selon l’agent pathogène cible. Il peut être bactéricide pour un agent
et bactériostatique pour un autre.
La sensibilité d’une bactérie est mise en évidence selon la méthode des disques (KirbyBauër).
-Un agent sporicide : agent capable de détruire les spores bactérien.
D- Les mécanismes d’action des antibiotiques.
Les antibiotiques peuvent nuire aux bactéries pathogènes de différentes façons :
-Les antibiotiques qui interfèrent avec la synthèse de la paroi bactérienne, ont un indice
thérapeutique très élevé parce que la paroi bactérienne possède une structure inexistante
dans les cellules eucaryotes. Ex. : Pénicilline, céphalosporine (ce dernier peut être
administré dans le cas où le patient développe une allergie aux pénicillines)…La
pénicilline est un antibiotique à noyau de ß-lactame détruisant les peptidoglycanes, qui
remplacent la D-alanine, l’osmose devient difficile et la bactérie ne peut pas supporter.
-Les antibiotiques agissant comme des antimétabolites. Ces antibiotiques bloquent le
fonctionnement des voies métaboliques en inhibant par compétition l’utilisation de
métabolites par des enzymes-clés. Ex. : Les sulfamides inhibant le métabolisme de
l’acide folique. Les sulfamides ont un indice thérapeutique élevé parce que l’homme ne
peut pas synthétiser l’acide folique et doit le trouver dans la nourriture, tandis que les
bactéries pathogènes synthétisent leur propre acide folique et sont de ce fait sensibles aux
inhibiteurs de son métabolisme.
-Les antibiotiques qui inhibent la synthèse protéique par fixation sur les ribosomes
bactériens. Comme ces antibiotiques distinguent les ribosomes procaryotes des ribosomes
eucaryotes, leur indice thérapeutique est relativement élevé mais moins favorable que
celui des inhibiteurs de la synthèse de la paroi bactérienne. Ex. : Streptomycine,
gentamicine, acide fusidique, érythromycine, tétracyclines…
-Les antibiotiques inhibiteurs de la synthèse des acides nucléiques ou détériorant la
membrane cytoplasmique. Ces antibiotiques ont un faible indice thérapeutique car les
procaryotes et les eucaryotes ne se différencient pas beaucoup au niveau des mécanismes
synthétiques des acides nucléiques ou des structures de la membrane cellulaire. Ex. : les
quinolones, les polymyxines.
53
Les quinolones inhibent essentiellement l’ADN gyrase. Les polymyxines agissent comme
des tensio-actifs et endommagent la membrane cytoplasmique bactérienne en dissolvant
les stéroïdes.
E- Facteurs influençant l’efficacité des antibiotiques
-En premier lieu, l’antibiotique doit atteindre le siège de l’infection. Le mode
d’administration joue un rôle important. Il y a les antibiotiques qui doivent être injectés
par voie intraveineuse ou intramusculaire, d’autres par voie orale, des groupes doivent
être appliquées directement sur les lésions. Même s’il est bien administré, l’antibiotique
peut être exclu du site infectieux. Par exemple, les caillots sanguins, les abcès et les tissus
nécrotiques peuvent protéger les bactéries contre l’antibiotique, car le liquide corporel
contenant l’antibiotique ne peut atteindre aisément les bactéries pathogènes.
-Les bactéries doivent être en phase de développement et de division. Aussi, elle doit être
sensible à l’antibiotique. Par exemple, la pénicilline n’est pas efficace contre les
mycoplasmes parce que ces dernières sont dépourvues d’une paroi. En plus, les bactéries
dans les abcès, sont en phase de latence et de ce fait résistantes à la chimiothérapie.
- S’il doit être efficace, l’antibiotique doit accéder à une certaine concentration .Elle
dépend de la quantité d’antibiotique administrée, de la voie d’administration, de la vitesse
à laquelle l’antibiotique est éliminé du corps.
En général, les antibiotiques passent par diffusion.
L’administration par voie orale est dite « Per Os », voie parentéral c-a-d intramusculaire,
intraveineux ou par suppositoire. Une administration topique ou cutanée est souvent dite :
pommade
La posologie est la dose du médicament.
F- La résistance aux antibiothérapies :
Cette résistance a plusieurs causes, citons :
-La propagation des plasmides ayant des gènes de résistance aux antibiotiques.
-Reprogrammation des chaînes formant la muréine.
-Capacité de rejeter l’antibiotique ou « Drug efflux ». L’efflux du médicament est fait par
une protéine particulière « MDR » (Multi Drug Resistance) qui existe chez les
procaryotes et les eucaryotes. Ces microorganismes sont des MDRO.
-La modification enzymatique de l’antibiotique comme l’addition des radicaux : Nacétylation, O-phosphorylation, O-adénylation.
-La mutation touchant la gyrase.
-La méthylation de l’ARNr.
-La présence des enzymes d’hydrolyse des antibiotiques comme les ß-lactamases,
carbapenemases....
54
Pour contrecarrer les effets des résistances, les recherches s’intensifient afin de trouver de
nouvelles molécules antimicrobienne surtout la recherche des peptides antimicrobiennes
comme : la cercopine A, la mellitine, les défensisnes du sang, ainsi que les différentes
molécules tirées des plantes. L’association de divers antibiotiques durant l’antibiothérapie
(synergie) semble être aussi efficace pour le traitement.
Ex. à la résistance : Staphylococcus aureus résitant à la méthicilline (métiR).
Enterococus faecalis résistant à la vancomycine.
G- Classification des antibiotiques :
-ß-lactamines : pénicilline, céphalosporines.
-Aminoglycosides : streptomycine, néomycine, kanamycine.
-Fluoroquinolones et les quinolones : acide naladixique.
-Cyclines : tétracycline.
-Lincosamides : lincomycine.
-Phénicolés : chloramphénicol.
-Sulfamides: sulfadiazine.
-Nitro-imidazoles: nitrofurantoïne.
-Ansamycines: rifampicine.
-Antibiotiques peptidiques: vancomycine, polymyxines.
-Macrolides : érythromycine.
-Acide fusidique ou fuscidine.
H- Les générations des antibiotiques :
Cette nomenclature est utilisée surtout pour les céphalosporine, la première génération
est la plus vieille, efficace contre les Gram+ seulement, la deuxième génération est plus
effective contre les Gram-, la troisième est effective contre Gram+ et Gram- (peut
pénétrer au cerveau), maintenant il y a la 4 génération, leur spectre avec moins de
résistance. Pour chaque génération, on ajoute des noyaux synthétiques (C1G, C2G, C3G,
C4G). (Pl. 24 à 47)
3. Les substances antifongiques
Le traitement des mycoses est généralement moins efficace que celui des infections
bactériennes, parce que les cellules eucaryotes des mycètes sont semblables aux cellules
humaines. De nombreuses substances inhibant ou tuant les mycètes sont de ce fait assez
toxiques. Aussi, la plupart des mycètes ont un système de désintoxification qui modifie
de nombreux antifongiques par hydroxylation. Les antifongiques sont fongistatiques. Les
antifongiques agissent sur :
-Les stéroles membranaires perturbant la perméabilité,
-la chitine synthétase empêchant la synthèse de la chitine,
-la mtiose en perturbant ou en inhibant le fuseau mitotique et cela empêche la division,
55
-l’ARN en perturbant son fonctionnement.
Les principaux antifongiques utilisés pour le traitement des mycoses superficielles et
systémiques :
-Les dérivés de l’imidazole (comme le kétoconazole ou Nizoral) : agents à large spectre
agissant contre les dermatomycoses comme le pied d’athlète et les candidoses vaginales
et orales.
-La nystatine pour les candidoses vaginales et digestives.
-La griséofulvine ; pour les dermatomycoses chroniques. Cet antibiotique perturbe le
fuseau mitotique et empêche la division, ainsi, il inhibe les acides nucléiques et les
protéines. Il occasionne des effets secondaires comme des céphalées, des réactions
allergiques…
-Le tolnaftate : pour les infections cutanées.
-L’amphotéricine B : produite par Streptomyces se fixe aux stérols membranaires. Elle est
toxique et utilisée dans les cas des infections graves mettant la vie en danger.
Généralement les antifongiques les infections systémiques sont très difficiles à contrôler
et peuvent être fatales
4. Les antiviraux
La perspective de traiter des infections virales avec des médicaments semblait peu
probable car les virus pénètrent les cellules de l’hôte et utilisent les enzymes et les
constituants de ces cellules. Depuis, on a découvert des inhibiteurs spécifiques d’enzymes
et de processus du cycle des virus :
-L’acyclovir dans le traitement des infection herpétiques. Il inhibe l’ADN polymérase.
-L’amantadine qui inhibe la pénétration et la décapsidation du virus de l’influenza.
-Les interférons, ce sont les agents antiviraux les plus connus. Ces petites protéines
produites par l’hôte inhibent la réplication virale et peuvent être utiles en clinique dans le
traitement de l’influenza, de l’hépatite, de l’herpès et du rhume.
B- Les antiseptiques et les désinfectants
Les antiseptiques et les désinfectants sont des substances chimiques capables de détruire
les agents infectueux. Leur action peu spécifique entraîne aussi une toxicité importante
pour les tissus vivants. Ils ne peuvent donc pas être employés comme médicaments d’une
infection générale.
L’action des antiseptiques et des désinfectants est brutale, rapide et non spécifique.
Ces produits doivent agir à température ambiante et ne sont pas administrables par voie
générale.
Il faut distinguer les antiseptiques qui sont appliqués sur des tissus vivants, des
désinfectants qui sont appliqués sur des objets inertes.
56
Un antiseptique est réservé aux molécules dont la toxicité modérée permet un usage local
sur la peau, les muqueuses et les plaies. Les désinfectants, plus toxiques sont utilisés pour
les matériels et le milieu extérieur.
Ils doivent répondre aux caractéristiques suivantes :
-Avoir une action létale sur les bactéries (bactéricides), virus (virucide), champignons
(fongicide), spores (sporicide) et algues (algicide).
-Action sur les différentes structures cellulaires telles que les acides nucléiques. Protéines,
membranes…
Pour ces produits on doit toujours chercher la sécurité dermatologique, toxicologique,
écologique et microbiologique.
Les différentes familles des antiseptiques :
-
Les colorants : comme l’éosine utilisée surtout pour assécher les érythèmes.
L’alcool éthylique ou alcool à 70 º. Inflammable et à ne pas utilisé en cas des
plaies.
Les dérivés iodés : la Bétadine utilisée surtout pour les grandes chirurgies.
Les dérivés chlorés : pouvant être irritants, comme l’hypochlorite de sodium.
Les ammoniums quaternaires : pour les plaies superficielles.
Les carbanilides : comme le Septivon.
Les organomercuriels : Mercryl lauryl, très toxique.
Les oxydants : comme l’acide peracétique utilisé pour les plaies et pour
désinfecter les matériaux des laboratoires.
57
Chap.9
Cocci Gram (+) - Cocci Gram (-)
A- Cocci Gram (+)
Les Cocci Gram+ sont très largement représentés dans les microflores de la peau et des
muqueuses, ils seront donc fréquemment rencontrés dans de nombreux prélèvements
bactériologiques. Elles appartiennent à l’une des 2 familles suivantes :
-Les Micrococcaceae. Ex : Staphylococcus.
-Les Streptococcaceae. Ex : Streptococcus.
Deux caractères permettent de s’orienter dans cette première étape.
Famille
Micrococcaceae
Streptococcaceae
Morphologie
Cocci en amas
Diplocoques ou longues
chaînettes
Catalase
+
-
1. Le genre Staphylococcus
Les staphylocoques sont des commensaux habituels de l’homme et des animaux. Ils sont
responsables d’infections cutanées : folliculites, impétigo, furoncles, pyomyosite et des
abcès (rénale, osseuse, pulmonaire, génitale). Ils ont également impliqués dans de
nombreuses complications opératoires. Ils sont aérobies facultatives.
3 espèces nous intéressent le plus : S. aureus, S. epidermidis et S. saprophyticus.
S. saprophyticus est impliquée dans les infections urinaires.
►Caractères morphologiques
Cocci gram positif, de taille variable, groupés en amas généralement. Les espèces de S.
aureus coagulases (+) sont les plus recherchés. (pl 48, 49, 50)
58
►Caractères culturaux
Sur gélose au sang, ils sont hémolytiques surtout S. aureus qui est β- hémolytique.
Le milieu Chapman ou Mannitol Salt Agar permet la pousse de S. aureus en 24 à 48h.
Les colonies sont jaunes entourés d’une auréole jaune car cette bactérie fermente le
mannitol. Les autres espèces donnent de petites colonies et ne fermentent pas le mannitol
(5% des S. epidermidis fermentent le mannitol).
Le milieu Baird Parker est employé en bactériologie alimentaire. Sur ce milieu, les
colonies de S. aureus apparaissent en 24 h avec un centre noir (réduisent la tellurite en
tellure) et un halo d’éclaircissement en périphérie de la colonie. Les autres espèces
poussent mal sur le milieu. Il est sélectif pour les souches coagulases (+). Le mélange
« jaune d’œuf- tellurite » est ajouté au milieu après l’autoclavage. D’autres espèces
peuvent contaminés le milieu : Proteus vulgaris, Bacillus cereus et des moisissures. On
ajoute des substances inhibitrices comme le sulfamezathine. S. aureus est responsable de
plusieurs infections digestives (toxi-infection alimentaire). Ils poussent entre 35 et 37ºc.
►Caractères biochimiques
Espèces
Coagulase
Phosphatase
DNAse
Novobiocine 5µg
S .aureus
+
+
+
S
S. epidermidis
+
S
S. saprophyticus
R
2. Les Streptococcaceae
Les streptocoques sont présents partout, dans l’environnement et au niveau des téguments
et des muqueuses de l’homme et des animaux. Ils sont responsables de nombreuses
infections dont la nature et la gravité sont variables selon les espèces et les groupes
antigéniques.
Faute d’une asepsie, un prélèvement d’urines, une hémoculture peuvent être facilement
contaminés par un streptocoque ou un entérocoque.
Les entérocoques sont des commensaux habituels des voies digestives.
Les streptocoques du groupe A, B, C, G et Streptococcus pneumoniae sont fréquement
rencontrés au niveau du rhinopharynx de porteurs sains.
Les streptocoques sont anaérobies facultatives ou aérotolérants.
►Caractères morphologiques
Les streptocoques sont des Cocci Gram (+), ronds ou ovoïdes disposés en chaînettes plus
ou moins longues ou en diplocoques. Certaines espèces sont encapsulées comme S.
pneumoniae et les streptocoques appartenant aux groupes A et C.
59
►Caractères culturaux
La pousse de nombreuses espèces exige des milieux nutritifs enrichis de sang ou de
sérum par exemple : gélose nutritive ordinaire additionnée de 5% de sang, gélose
Mueller- Hinton additionnée de 5%de sang ou gélose Columbia additionnée de 5% de
sang. La température optimale de croissance est de 35 à 37ºc. Aérotolérants, leur culture
est fortement améliorée par une atmosphère contenant 5 à 10% de CO2. En vue de leur
isolement des prélèvements contaminés (selles, crachats) on utilise des milieux sélectifs
et des milieux d’enrichissement. Par exemple :
-Le milieu Biostreptosel de BioMerieux pour les streptocoques du groupe A.
-Le milieu de Rothe Slanetz Bartley pour les streptocoques fécaux.
-Le milieu BEA ou Bile Esculine Azide pour les streptocoques du groupe D.
-La gélose Columbia au sang additionnée d’antibiotiques (acide nalidixique 15 µg/ml,
colistine 10µg/ml, gentamicine 5µg/ml) pour Steptococcus pneumoniae.
• L’hémolyse :
Certains streptocoques sont α-hémolytiques d’autres sont β-hémolytiques.
L’hémolyse observée sur gélose au sang permet de reconnaître :
-Une hémolyse α se manifestant par une zone brunâtre ou verdâtre autour des
colonies dite « viridans ».
-Une hémolyse β apparaissant comme une zone claire d’hémolyse totale autour des
colonies.
- Certaines streptocoques ne donnent aucune hémolyse.
Groupe
A
Espèce
S. pyogenes
Hémolyse
Hôte
Habitat
Maladies
β
Homme
Rhinopharyx,
peau
Infections
cutanées,
érysipèle,
Angine,
scarlatine,
infections
respiratoires,
septicémies
Rhinopharynx,
voies génitales,
intestin
Infections
néonatales
surtout et des
endocardites
B
S.agalactiae
β
Bétail,
Homme
C
S.equisimilis
β
Cheval,
Homme
Rhinopharynx,
intestin
Pneumopathies
D
Entérocoque
β
Homme,
animaux,
voies génitales,
intestin
Infections
urinaires,
60
produits
laitiers
S.faecalis
S.faecium
S.durans
génitales,
biliaires…
Non entérocoque
S.bovis
S.equinus
α
F
S.anginosus
β
Homme
Rhinopharynx,
intestin
Endocardite,
méningites,
angines
Pas de
groupe
S.pneumoniae
α
Homme
Rhinopharynx
Pneumopathies,
méningites
• Critères d’identification de S. pneumoniae :
Diplocoque en flamme, encapsulée, Hémolyse α, sensibilité à l’optochine, lyse par la bile
(Neufield).
• Critères d’identification de S. agalactiae :
Responsable des infections néonatales, le CAMP-test permet de mettre en évidence le
caractère hémolytique des streptocoques du groupe B. Les streptocoques du groupe B
élaborent un produit particulier, le CAMP factor, qui augmente l’action hémolytique de S.
aureus. Ce test se réalise aussi pour Listeria monocytogenes. (pl.51)
 Particularités des Streptocoques du groupe A (SGA)
Ces germes sont responsables du RAA ou bien le rhumatisme articulaire aigue suite à des
multiples angines streptococciques mal traitées (érythémato-pultacé). Elles libèrent dans
le sang des toxines diversifiées dont les plus connus sont les streptolysines O. Au fil de
temps, elles affaiblirent le cœur en causant des endocardites en se liant aux valvules
cardiaques (surtout mitrale et aortique). Le test pour la détection, qui se fait d’une façon
continuelle est le ASLO. La douleur des articulations (arthrite) est un signal de la
présence du RAA.
3. Le genre Leuconostoc
Ce genre appartient à la famille des Streptococcaceae. Ce sont des cocci gram (+)
pouvant être allongés ou elliptiques, en diplocoques ou en chaînes. Les Leuconostoc sont
catalase (-). Ils fermentent le glucose en lactate et éthanol. Ils peuvent être isolés des
plantes. Ils ne sont pas pathogènes pour l’homme. Les Leuconostoc sont utilisés dans la
production du vin, dans la fermentation des légumes et dans la fabrication du beurre et du
fromage.
61
L. mesenteroïdes synthétise des dextranes à partir du saccharose, il a donc son importance
dans la production industrielle des dextranes. Des espèces de Leuconostoc sont
impliquées dans la détérioration des aliments, elles tolèrent des concentrations élevées de
sucre, elles peuvent donc vivre dans les sirops et constituent un problème important pour
les raffineries de sucre.
Les bactéries qui produisent de l’acide lactique sont appelées collectivement bactéries
lactiques. Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Lactococcus, Pediococcus,
Tetragonococcus, Vagococcus et Lactobacillus appartiennent à ce groupe. Les bactéries
lactiques sont anaérobies facultatives ou aérotolérants. Elles dépendent de la fermentation
du sucre pour leur énergie.
B- Cocci Gram (-)
Les cocci gram (-) appartiennent à 2 genres : Neisseria et Branhamella. Il s’agit de cocci
réniformes (en grain de café) aérobies, oxydase et catalase positives.
Chez l’homme, seules Neisseria meningitidis et N. gonorrhoeae ont un pouvoir
pathogène. Ces méningocoques et ces gonocoques sont très exigeants et très fragiles.
►Caractères morphologiques
L’aspect microscopique des cultures ne montre pas toujours la morphologie typique en
grain de café mais souvent des formes polymorphes.
►Caractères culturaux
Les Neisseria se développent lentement et craignent la concurrence microbienne. Ainsi,
pour les produits contaminés on ajoute au milieu de culture : gélose au chocolat avec
supplément polyvitaminique, un mélange inhibiteur d’antibiotiques : Vancomycine,
colistine et nystatine (VCN).
L’incubation se fera à 36ºc pendant un minimum de 48h et l’atmosphère humide doit
contenir 5 à 10% du CO2. Les colonies sont grisâtres.
►Caractères biochimiques
Espèces
Croissance sur
VCN
GLU
N.gonorrhoeae
N.meningitidis
B.catarrhalis
+
+
-
+
+
-
62
MAL
ONPG
DNAse
-
+
-
+
N. meningitidis est responsable de la méningite.
N. gonorrhoeae est responsable de la gonorrhée, une maladie sexuellement transmissible.
B. catarrhalis provoque la bronchite congestionnelle dont les séquelles sont irréversibles.
(pl.52)
Chap.10
Les Bacilles Gram négatifs
A- Enterobacteriaceae
Bacilles Gram (-), le plus souvent courts, droits, immobiles ou mobiles, de culture aisée,
aéro-anaérobies facultatives, à double métabolisme (O - F).
Ils sont tous oxydases négatives, la majorité catalase et nitrate réductase positive.
Ce sont pour la plupart des hôtes du tractus digestif mais certaines, telles les Serratia sont
rencontrés dans le milieu extérieur. Les Enterobacteriaceae sont responsables de deux
grands types de manifestations pathologiques: spécifiques telle que la typhoïde causée
par Salmonella typhi et nosocomiales. Ces bactéries poussent très aisément sur la gélose
nutritive ordinaire. La température de croissance est de 30 à 37ºc en 24h.
Grâce à la mobilité des genres, on distingue 2 grands groupes:
a. Mobiles: Escherichia, Salmonella, Citrobacter, Serratia, Proteus, Enterobacter,
Providencia, Erwinia, Levinea, Edwardsiella, Hafnia, Morganella…
b. Immobiles: Shigella, Yersinia, Klebsiella.
Les principaux caractères biochimiques distinguant cette famille sont:
a. Fermentent tous sans ou avec gaz le glucose.
b. Tous oxydases négatives.
c. Nitrate réductases et catalases positives.
63
L’identification des genres se fait grâce aux tests suivants: mobilité, ONPG, citrate, VP,
uréase…
Plusieurs milieux de culture autres que les microméthodes (galeries API) sont utilisées
dans la pratique:
Milieu mannitol nitrate mobilité, Milieu citrate de Simmons, Milieu Urée- Indole, Milieu
TSI, Milieu S-S (pour salmonella et shigella), gélose Hektoen (pour salmonella), Brillant
Bile Agar, Gélose Mc Conkey…
Le tableau de la page suivante reflète les principales caractéristiques des différents
représentants des Enterobacteriaceae.
Escherichia
Salmonella
Shigella
Yersinia
Klebsiella
O.N.P.G
+
-
V
+
+
VP
-
-
-
-
+
Lactose
TDA
+
-
V
-
-
-
+
-
Indole
+
-
V
-
-
Uréase
-
-
-
+
+
H2S
Toxiinfections
alimentaires
opportunistes
+
-
-
-
Typhoïde,
Gastro-entérites
Dysenterie
Peste
Entérocolite
Colite
Pulmonaires
Urinaires
S. typhi
S.paratyphi
S.typhymurium
S.enterica
S. sonnei
S. dysenteriae
Y. pestis
Y. enterocolitica
Y.
pseudotuberculosis
K. pneumoniae
K. oxytoca
K. rhinoscleromatis
Infections
Principaux
espèces
E. coli
Principaux caractères des Enterobacteriaceae:
1- Citrobacter se distingue par des cultures donnant une odeur nauséabonde
et peut être responsable des infections urinaires et néonatales.
2- Enterobacter cause des infections opportunistes.
3- Serratia se comporte comme un pathogène opportuniste pour les systèmes
respiratoires et urinaires. Elle produit un pigment rouge indicatif sur le
64
milieu de culture. Capacité de produire de l’essaimage.
4- Les salmonelles mineures sont responsables de la fièvre typhoïde et les
salmonelles majeures mineures des gastro-entérites.
5- Proteus est abondamment flagellés et donne sur la gélose nutritive un
envahissement du milieu.
Quand les cellules de P. mirabilis ou P. vulgaris sont mises à incuber sur un
milieu solide adéquat, elles donnent une descendance initiale faite de
bacilles courts (2 à 4 µ), porteurs de flagelles clairsemés. Ces cellules
forment une colonie de façon habituelle. Après plusieurs heures de
croissance, certaines des cellules bordant la colonie grandissent (20 à 80
µ) et développent de nombreux flagelles supplémentaires. Ce sont les
cellules migratrices. Ces cellules s’échappent pour y aller s’établir à
quelques mm à bord de la colonie. La, chacune d’elle se divise en
plusieurs bacilles courts- semblables à ceux de la colonie originelle. Ces
cellules croissent et se divisent normalement pendant plusieurs générations
et il se développe ainsi un épais anneau de croissance qui entoure la
colonie de départ. Plus tard, une autre génération de cellules migratrices
apparaît au bord externe de l’anneau et le cycle se répète. De cette façon la
surface entière du milieu se couvre d’anneaux de croissance concentriques.
On appelle se phénomène l’essaimage. Il n’est pas essentiel et se forme
sur les milieux humides.
6- Les coliformes sont le groupe des entérobactéries : E. coli, Citrobacter,
Klebsiella, Enterobacter et autres qui peuvent coloniser les denrées
alimentaires et causent des toxi-infections alimentaires. En bactériologie
alimentaire, les coliformes repousse une idée sur l’hygiène et sont toujours
recherchés. Les coliformes poussent à 37ºc mais les coliformes
thermotolérants ou coliformes fécaux poussent à 44ºc comme E.coli et
Klebsiella. Klebsiella est l’une des bactéries qui est résistante aux
antibiotiques surtout aux carbapenems.
7- E. coli a 5 souches toxiques qui sont : E. coli entéro-invasifs,
entérotoxique,
entéropathogéne,
entérohémorragique
et
entéroagglomératifs.
8- Le milieu S-S permet l’identification des salmonelles et des shigelles.
9-Erwinia amylovora, attaque les plantes et cause le feu bactérien sur les
Rosaceae (aubépine, poire, pomme, roses…). (Pl. 53 à 59)
B- Vibrionaceae
Cette famille apparentée aux Enterobacteriaceae regroupe essentiellement 4
genres: Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, Photobacter. Le genre qui nous intéresse le
plus est le genre Vibrio.
Vibrio
Bacille Gram négatif incurvé, ciliature polaire, mobile, non capsulée, non sporulée, aéro-
65
anaérobie facultatif, croissance stimulée en présence du sodium.
Vibrio est oxydase (+), fermente le glucose, température de croissance entre 18 et 40ºC,
croissance sous un pH de 6 à 9.
Vibrio cholerae cholerae et Vibrio cholerae EL TOR sont les 2 biotypes responsables du
choléra.
Vibrio parahaemolyticus est aussi pathogène et cause des toxi-infections alimentaires
retrouvées surtout dans les fruits de mer.
Vibrio alginoliticus libère des alginates.
Vibrio est souvent isolé des selles à l’état frais du malade.
Vibrio NAGs (non-agglutinants) sont des Vibrio non cholérique.
Le milieu sélectif d’isolement du V. cholerae des selles est le milieu T.C.B.S car les
fortes concentrations en bile et la forte alcalinité inhibent largement les entérobactéries.
Les colonies se colorent en jaune.
Seules quelques souches de Proteus peuvent pousser sur ce milieu, la distinction se fait
par le test de l’oxydase.
Les Entérobactéries étant saccharose (-) et oxydase (-) alors que Vibrio est saccharose (+)
et oxydase (+).
V. cholerae cholerae V.cholerae EL TOR
Non agglutinable
agglutinable
Anti-sérum 01
Non hémolytique
Hémolyse variable
Hémolyse
Sensible
Résistant
polymyxine
(pl.60)
C- Les bacilles Gram (-) non fermentaires
Les bacilles Gram- non fermentaires sont des aérobies stricts donc pas de fermentation.
Ces bactéries poussent sur la gélose nutritive en 48 à 72 h donc un délai plus long que
pour les bactéries fermentaires. Leur température de croissance est aux alentour de 30 ºC.
Les espèces sont les plus remarquables: Pseudomonas aeruginosa ou bacille pyocyanique
et Acinetobacter calcoacaticus et Acineatobacter baumannii.
A ces groupes s'ajoutent les espèces Pseudomonas mallei et Pseudomonas pseudomallei,
très virulentes, responsables de deux maladies graves la morve et la méloïdose,
actuellement rarement rencontrés. Les Acinetobacter sont des bactéries opportunistes de
premier ordre.
On ajoute a ces groupes Flavobacterium meningosepticum qui cause des infections
opportunistes (méningites sévères néonatales et septicémies), présentes dans
l'environnement hospitalier et donnant une coloration jaune-orange des colonies;
Alcaligenes, présent aussi dans le milieu hospitalier et responsable des infections
66
nosocomiales et finalement; Alteromonas putrefasciens saprophyte et répandue autant
qu'il dégage du sulfure d'hydrogène en abondance.
Certaines de ces bactéries élaborent des pigments bleu-vert ou pyocyanine, jaune-vert ou
pyoverdine, rouge sombre ou pyorubine et noir ou pyomélanine.
Les principaux milieux de culture de ces bactéries sont: Milieu King pour Pseudomonas,
Gélose au sang pour Pseudomonas et Acinetobacter, Gélose Muller-Hinton pour étudier
leur sensibilité aux antibiotiques principalement à la Colistine et aux Macrolides.
La mise en évidence des pigments se fait sur le milieu King et la recherche des réserves
intracellulaires de PHB par la coloration au noir de Soudan ou par la coloration à la
fuschine avec fixation à l'alcool.
Pseudomonas
Bacille Gram (-) à extrémités effilés, aérobies stricts, oxydase (+), non fermentaire, non
capsulée, non sporulée, mobile.
P. aeruginosa est la bactérie opportuniste par excellence. Présente dans l'environnement
hospitalier, elle atteint essentiellement les sujets immunodéprimés. On l'isole des
suppurations superficielles et profondes. Elle attaque le système urinaire et respiratoire.
Elle présente une grande résistance à la majorité des antibiotiques. Elle pousse en 48 à 72
h à 30 ºC en développant une odeur aromatique de seringa. Sa culture à 41ºc constitue
son caractère distinctif des autres Pseudomonas du groupe fluorescent. Une espèce
proche dite Chryseomonas (Pseudomonas) luteola est responsable des majeurs cas des
bactériémies et des infections urinaires et respiratoires chez les bébés. Beaucoup d’autres
espèces attaquent les plantes.
Acinetobacter
Diplococcobacilles Gram (-), aérobie stricts, immobile, oxydase (-), non hémolytique,
ONPG et Indole (-).
Elle se distingue du Neisseria par l'oxydase. Neisseria étant oxydase (+).
Cette bactérie est le plus souvent isolée du milieu hospitalier.
D- Les bacilles Gram (-) de culture ou de diagnostic difficile
Ce sont des bactéries ayant des exigences particulières pour leur isolement, c-à-d
nécessitant des techniques spéciales.
Les principales genres et espèces
appartenant à ce groupe sont: Brucella,
Campylobacter, Haemophilus, Gardnerella vaginalis, Bordetella pertussis, Legionella
pneumophila, Helicobacter pylori, Calymmatobacterium granulomatis, Bartonella
baciliformis, Francisella tularensis , Pasteurella multicoda, Spirillum minus et
Streptobacillus moniliformis. A ce groupe s'ajoute une catégorie apparentée.
67
Brucella
Bactéries parasites des animaux, elles peuvent infecter l'homme par contamination directe
au contact des animaux infectés ou par contamination indirecte alimentaire (lait,
fromage).
Ce germe est responsable de la brucellose ou la fièvre de Malte caractérisée par une
fièvre ondulante le plus souvent crépusculaire, asthénie physique et psychique. Des
foyers secondaires ostéo-articulaires peuvent se rencontrer à tout moment de l'évolution
de la maladie.
C'est un coccobacille Gram (-) de petite taille, immobile, aérobie, caractérisé par
la coloration de Stamp, elle prend entre 48h à 10 jours pour la bonne culture.Le
diagnostic sérologique par agglutination est la plus utilisée.
Brucella est : oxydae, uréase, catalase, nitrate positifs, mais, VP et Indole négatifs.
Les principaux espèces rencontrées chez les humains: B. melitensis et B.abortus.
Campylobacter et Helicobacter
Les Campylobacter sont retrouvés au niveau des microflores buccales, intestinales et
génitales de l'homme et des animaux. Ces germes peuvent comporter comme des
pathogènes opportunistes:
C. coli et C. jejuni sont les agents d'entérites suite à une contamination alimentaire.
Helicobacter pylori a été observé dans des biopsies de muqueuses gastro-intestinales
prélevées chez les sujets atteints d'ulcères chroniques et récidivantes.
Ce sont des bacilles incurvés, petits, étroits, très mobiles grâce à un flagelle polaire, non
sporulée, non capsulée. Ces germes sont strictement microaérophiles.
On peut les cultiver sur la gélose Columbia additionné du sang et des antibiotiques.
Les tests sérologiques sont les plus recommandés.
Haemophilus
Ce sont des germes commensaux des muqueuses des voies aériennes supérieures et des
voies génitales. Les 2 espèces les plus rencontrées sont: H.influenzae et H. ducreyi. H.
influenzae est responsable des épisodes grippaux et des méningites purulentes chez
l'enfant à moins de 3 ans. H. ducreyi est l'agent du chancre mou, maladie vénérienne
donnant des ulcérations génitales multiples, douloureuses, entourées d'un bourrelet
d'œdème.
Les Haemophilus sont des bacilles ou coccobacilles gram (-) de petite taille, isolés, de
formes filamenteuses, aérobiques, immobiles et capsulés. Elles sont mals colorées par la
coloration de Gram, on les colore souvent par le bleu de méthylène ou le Giemsa.
H. influenzae demande pour sa croissance des exigences spéciales: l'hème de
l'hémoglobine, les facteurs V et X de la coagulation, atmosphère enrichie en CO2, gélose
au chocolat avec supplément polyvitaminique. Les colonies sont grises ou jaunes.
68
Les prélèvements pour H. ducreyi sont réalisés par grattage du bord du chancre.
L'isolement se fait sur gélose au chocolat additionné d'isovatex ou gélose Columbia au
sang additionnée d'antibiotiques VCN. Les colonies apparaissent entre 48h à 5 jours.
Bordetella pertussis
C'est l'agent de la coqueluche, le prélèvement se fait par écouvillonnage au niveau du
rhinopharynx.
Ce sont des coccobacilles Gram (-), immobiles, de petite taille, en grand nombre.Uréaseet oxydase +.
C'est une bactérie exigeante qui nécessite pour sa culture des conditions nutritionnelles
tout à fait particulières. Le milieu d'isolement est le milieu de Bordet-Gengou additionné
de la pénicilline G et de la céphalexine. La culture à 37ºc en aérobiose. Les colonies sont
petites, très brillantes comme un semis de gouttelettes de mercures, elles peuvent grossir
et s'entourer d'une zone d'hémolyse sombre.
Gardnerella vaginalis
Coccobacilles à Gram-, anaérobie facultative, immobiles, oxydase-, catalase-. Cause des
vaginite et sont dites:"clue cells". Elle pousse sur la gélose au sang cuit avec supplément
polyvitaminique.
Legionella pneumophila
Ce germe est très répandu dans l'environnement. La contamination est provoquée par des
aérosols provenant des systèmes de climatisation contaminés. Elle cause une pneumonie
après incubation de 2-10 jours.
Elle ne croit pas sur les milieux de culture usuels mais sur des milieux spéciaux comme
CYE (cysteine-yeast extract). Le diagnostic sérologique est le plus utilisée.
C'est un parasite intracellulaire qui se multiplie à l'intérieur des macrophages, mobiles.
Bartonella bacilliformis
Bacillle gram- strictement humaine, capable de parasiter les globules rouges et
l'endothélium vasculaire.
Elle cause deux maladies : la fièvre d'Oroya et la Verruga peruana. Le germe est transmis
par les phlébotomes.
Le diagnostic bactériologique est très difficile.
Calymmatobacterium granulomatis
Bacille gram (-), capsulée, responsable de la donovanose, maladie sexuellement
transmissible, fréquentes dans les régions tropicales.
Fransicella tularensis
69
Coccobacilles à gram -, immobiles, aérobies stricts, qui exigent de la cystéine pour leur
croissance. Agent de la tularémie, transmis à l'homme après un contact avec un
mammifère infecté. Isolée sur le milieu des Francis, coloration aisée par le Giemsa.
Pasteurella multicoda
Agent de la pasteurellose, consécutive à une morsure ou une griffade animale sauvage ou
domestique. Elle produit de l'indole. Elle donne des colonies brillantes d'aspect laiteux.
Spirillum minus et Streptobacillus moniliformis
Ce sont 2 espèces bactériennes très différentes responsables d'infections fébriles
survenant à la suite d'une morsure de rat ou d'un contact direct avec ces animaux ou
d'autres petits rongeurs sauvages. Les germes à l'origine de ces fièvres par morsure de rat,
appelées au Japon sodoku, sont des bactéries commensales de la flore oropharyngée de
ces animaux.
S.minus est un bacille gram -, torsadé, en hélice, très mobile, avec une touffe de cils à
chaque pôle.
S. moniliformis est un bacille à gram -, immobile, cultive en aérobiose ou en anaérobiose.
Agrobacterium tumefasciens
Agent de la galle du collet, causant une nécrose entre la racine et la tige d’une plante.
Bactérie responsable de la maladie des griffes du chat
Bactéries appartenant au G. Rothia, causant la lymphoréticulose bénigne. Atteint dans la
majorité des cas les enfants. Le pronostic est favorable.
Tropheryma
Tropheryma whipplei, bactérie intracellulaire récemment identifiée entre les
Actinomycètes et les Cellulomonadaceae, est responsable de la maladie de Whipple
(lipodystrophie intestinale). Il existe encore peu de certitudes, cette bactérie est
probablement présente dans l'environnement compte tenu de la fréquence plus élevée de
cette maladie chez les ruraux. La question d'une zoonose reste posée. La maladie de
Whipple a longtemps été une maladie digestive chronique, caractérisée par un syndrome
de malabsorption chronique s’accompagnant de diarrhée, de stéatorrhée (70-85%), de
douleurs abdominales (50-90%) et associée à une perte de poids (80-90%). Le délai
moyen de diagnostic est de 4-5 ans. La porte d'entrée est probablement digestive. La
bactérie se multiplie activement dans le duodénum et le jéjunum. L’examen anatomopathologique montre clairement une infiltration de la lamina propria par des
macrophages révélés par la coloration PAS (Periodic Acid Schiff) ou d'autres techniques
montrant des bacilles intacts ou non, riches en polysaccharides. La dissémination par voie
hématogène à d’autres organes est ensuite possible. Le diagnostic se fait par la sérologie
et les différentes techniques de PCR. L'immuno-histochimie à l'aide d’anticorps
polyclonaux peut être mise en œuvre. Le traitement est d’au moins un et présente une
70
phase d’attaque de 10-14 jours incluant
Streptomycine, Pénicilline G ou ceftriaxone.
une
association
d’antibiotiques :
E-les baciles Gram (-) fermentaires exigeants
Ces petits bacilles fermentent le glucose, se développent difficilement sur des milieux
enrichis en particulier sur la gélose au sang. Certains sont voisins à Haemophilus comme:
Eikenella corrodans, Actinobacillus actinomycetecomitans, Cardiobacterium hominis,
d'autres comme Pasteurella telle que Capnocytophaga ou d'autres voisins de Neisseria
comme Kingella.
Elles sont sensibles aux antibiotiques et le traitement dure plusieurs semaines.
On les isole des infections divers: endocardites compliquées par des infections dentaires
surtout chez ceux qui portent des prothèses valvaires.
(pl.61)
71
Chap 11.
Les Bacilles Gram positifs
Les bacilles Gram+ qui poussent en aérobiose et qui sont susceptibles d’être pathogène
pour l’homme sont nombreux.
Corynebacterium
Ce sont des bacilles gram+, immobiles, non capsulés, extremité renflée en haltère ou en
massue, souvent associés en N ou V rappelant les letters chinoises. Catalase + et oxydase
(-), pouvoir hémolytique, uréase+.
Les Corynebacterium sont des commensaux habituels des muqueuses conjonctivale,
nasale, buccopharyngée et dermique.
C. diphteriae est l’agent d’infection des voies respiratoires supérieures: la diphtérie.
Les milieux de culture de choix sont: le milieu GHT (Gélose Hémoglobine Tellurite) où
les colonies apparaissent en noir et le milieu TINSDALE.
Bacillus
Bacilles sporulés, mobiles ou immobiles, capsulés ou non.
Les Bacillus sont très répandus dans la nature. 2 espèces sont pathogènes pour l’homme:
B. cereus et B. anthracis.
B. anthracis est responsable de la maladie du charbon dont 3 formes sont connues: la
pustule maligne ou la forme cutané; la forme pulmonaire suite à l’inhalation des spores et
la forme gastro-intestinale qui est rare.
B. cereus est responsable d’une intoxication alimentaire par des entérotoxines formées
dans les aliments surtout le riz.
Le tableau ci–dessous montre les principaux caractères des 2 espèces:
B. anthracis
Mobilité
+
Capsule
Hémolyse
Croissanse sur gélose contenant 10 µg/ml de pénicilline
+
Catalase
+
Croissance en anaérobiose
Pousse à 30 ºc
sur milieux
Milieu de culture et aspect des colonies
ordinaries en
donnant des
72
B. cereus
+
+
+
+
+
idem
grandes
colonies
Lactobacillus
Fait partie du groupe des bactéries lactiques. Il s’agit des bacilles gram positives,
immobiles, non sporulés, très exigeants qui ne cultivent que dans des conditions
particulières: pH acide, milieux complexes. Ce sont des bactéries anaérobies parfois
aérotolérants, catalase et oxydase négatifs.
Les lactobacilles participant à la constitution des flores commensales. Ils sont retrouvés
dans la bouche, le tube digestif et le vagin.
Ils jouent un rôle dans la carie dentaire et peuvent provoquer des endocardites et des
vaginites dans le cas des femmes diabétiques.
Dans la nature, ils sont très répandus et jouent un rôle important dans l’industrie
alimentaire.
Ils cultivent à 30ºc, sous un pH <6, avec un atmosphère enrichie de CO 2 , en anaérobiose
surtout, sur le milieu MRS.
Ils peuvent être homofermentaires ou hétérofermentaires. En industrie alimentaire, on
utilise souvent les galeries API 50 caractères pour leur identification.
Listeria
Ce sont des germes présents dans l’environnement. L’homme et les animaux se
contaminent par voie digestive. Ils provoquent des méningites et chez la femme enceinte,
l’atteinte fœtale varie et peut conduire à des malformations congénitales ou un
avortement. Listeria monocytogenes est le germe en cause.
Ce sont des bacilles en palissade, mobiles grâce à la ciliature péritriche, non sporulés.
Poussent en aérobiose et en anaérobiose, à culture aisée, fortement hémolytique, poussent
en abondance à 4ºc (normalement à 30ºc). Très résistante aux antibiotiques et à la bile et
capable de pousser dans un milieu salé. La gélose au sang additionné à l’acide
nalidixique semble être le milieu sélectif de choix.
Listeria libère le Camp- factor.
Les fromages à pâtes molles et le pain semblent être les plus vulnérables par une
contamination et peuvent provoquer des listérioses.
73
Listeria monocytogenes est VP, RM positives (seule espèce), esculine, catalase positives
et ne fermentent pas le mannitol (ce qui la différencie des staphylocoques dans le milieu
Chapman).
Erysipelothrix rhusiopathiae
Responsable de la maladie rouge du porc (la maladie der Baker-Rosenbach) est une
infection cutanée aiguë. L’antibiothérapie par la pénicilline G est rapidement efficace.
C’est une bactérie immobile, non capsulée, cultive dans un milieu pauvre en oxygène,
Nocardia
Ce sont des bactéries filamenteuses, ramifiées, qui font partie du groupe des
actinomycètes. Très largement distribuées dans notre environnement et se comportent
chez l’homme comme des germes opportunistes. Elles causent chez les immunodéprimés
une infection grave, la nocardiose pulmonaire. En zone tropicale, elles provoquent des
actinomycoses ou mycétomes (pied de Madura). Les Nocardia sont sensibles à toutes les
antibiotiques et les antifongiques. L’espèce la plus fréquente est Nocardia asteroïdes.
(pl.62)
74
Chap.12
Les Anaérobies stricts
Les Spirochètes
Les Mycoplasmes
Les Mycobactéries
Les cytoparasites obligatoires
I. Les Anaérobies stricts
On distingue :
-Bacilles gram+ sporulés : Clostridium.
-Bacilles gram+ non sporulés : Certains Lactobacillus, certains Actinomyces (certains
sont microaérophiles).
-Bacilles gram- : Bacteroïdes, Fusobacterium.
-Cocci gram+ : Peptostreptococcus.
-Cocci gram- : Veillonella.
On se limite à l’étude des genres Clostridium, Bacteroïdes et Fusobacterium.
En règle générale les bactéries anaérobies sont détruites sous l’action de l’oxygène.
Les milieux les plus spécifiquement employés pour la culture des anaérobies contiennent
des substances réductrices favorisant l’absorption de l’oxygène comme la cystéine,
parfois des vitamines et des facteurs de croissance (vitamine K et hémine pour
Bacteroïdes). En dehors des Clostridiums, les autres groupes demandent de 2 à 3 jours
d’incubation.
Clostridium
Multiples sont les espèces pathogènes appartenant à ce genre.
Clostridium tetani, agent du tétanos (Opisthotonos au cours du tétanos néonatal).
Clostridium botulinum, agent du botulisme.
Clostridium perfringens, agent des intoxications alimentaires et de la gangrène gazeuse.
Clostridium difficile, agent des colites pseudomembraneuses post-antibiotiques (Connue
surtout après la prise des antibiotiques efficaces contre les infections dentaires).
Ils libèrent des toxines mortelles parfois, ce sont surtout des neurotoxines. Tous sont
anaérobies stricts sauf Cl. perfringens qui est aérotolérant, on l’élimine avec le test du
vert brillant. Ils poussent en 24 à 48 h sur des milieux comme : Rosenow-cystéine
(cervelle lyophilisée) recouvert par la paraffine et incubé à 37ºC. Le milieu T.S.N…
75
Le sérodiagnostic est recommandé dans le cas des Clostridiums. (pl.63)
Bacteroïdes
Ce sont des bacilles à gram+, anaérobies stricts non sporulés, présents en grand nombre
dans les cavités naturelles (bouche, intestin, vagin) de l’homme. Ils représentent l’un des
groupes bactériens les plus importants de la flore dite de Veillon, flore endogène humaine
qui regroupe des bactéries anaérobies strictes, non sporulées, à Gram( +) ou ( -).
B. fragilis est l’espèce le plus isolée des pathologies humaines opportunistes au niveau de
l’abdomen, essentiellement dans le côlon et de ce fait une intervention chirurgicale
appendiculaire ou colo-rectale se complique fréquemment de suppurations intra
abdominales à Bacteroïdes.
Fusobacterium
Bactéries fusiformes dont l’espèce la plus fréquente est Fusobacterium fusiformis.
Ils vivent en commensale dans la cavité buccale de l’homme.
Toutefois, ils sont responsables d’une amygdalite particulière, l’angine de Vincent,
caractérisée par une ulcération nécrotique et hémorragique des amygdales. Souvent dans
ce trouble, ils sont associés à des spirochètes : Treponema vincenti.
II. Les Spirochètes
Ce sont des bactéries spiralées, très mobiles même dans un milieu visqueux, gram-, fines,
hélicoïdales. 3 genres sont pathogènes : Leptospira, Borrelia, Treponema.
Classiquement Gram- mais ils se colorent mal avec cette coloration. La coloration de
Giemsa ou l’imprégnation argentique sont les plus utilisées. Extrêmement mobiles et
flexueuses même en présence de la glycérine. Le nombre de spires est très important pour
leur identification morphologique.
Le diagnostic se fait par la sérologie, jamais par la culture in vitro.
Treponema
Treponema pallidum, agent de la syphilis, maladie sexuellement transmissible
comportant plusieurs phases dont la dernière est nerveuse, cause le « corona veneris » ou
syphilis nerveux et pouvant être fatale à ce niveau.
Treponema vincenti agent de l’ulcère nécrotique de vincent liée à une mauvaise hygiène
buccale. Le « Cancrum oris » ou « Noma » est une gangrène de la face due à la présence
concomitante de T. vincenti et de bactéries à Gram (-) peut faire suite à n’importe quelle
maladie systémique comme la rougeole chez les enfants en état de malnutrition en zone
tropicale. On estime un demi million le nombre de nouveaux cas chaque année. L’ulcère
76
phagédénique est une autre forme en association avec Bacillus fusiformis touchant la
peau et le tissus sous-cutané.
Les tréponématoses endémiques non vénériennes sont dues aux tréponèmes comme :
Treponema pertenue, cause la lésion secondaire framboisée du pian, le « Gangosa » des
lésions destructrices touchant les maxillaires et le palais, et l’hyperkératose plantaire.
Treponema carateum, cause les lésions dépigmentées de la pinta et des ostéites pianiques.
Non traités, des lésions gommeuses de béjel peuvent survenir attaquant les os et les
cartilages surtout du visage.
Leptospira
Leptospira grippotyphosa donne des infections grippales surtout une méningite à liquide
claire (confondue à une méningite virale).
Les leptospires sont surtout recherchés chez les animaux domestiques (chats en
particulier) et pouvant causés des graves infections.
Borrelia
Borrelia recurrentis est l’agent de la fièvre récurrente de l’homme transmise par le pou
(hôte intermédiaire et vecteur), Pediculus hominis, chez lesquels elles se multiplient.
Elles existent au sud du Liban.
Borrelia burgderfori est l’agent de la maladie de Lyme, transmise par les tiques,
répandue en Amérique et peut être la cause des graves troubles nerveux.
III. Les Mycoplasmes
Autrefois sous la dénomination « Pleuro-Pneumoniae-Like Organism » ou PPLO, les
mycoplasmes se caractérisent par l’absence de paroi et de ce fait, ils résistent aux
antibiotiques du groupe des β-lactames (pénicilline…).
Les espèces ont une grande affinité pour les membranes cellulaires, il est impératif lors
du prélèvement d’obtenir un maximum de cellules infectées.
Leur identification nécessite des tests d’inhibition de croissance en présence
d’antibiotiques ou d’anti-sérums spécifiques.
Les mycoplasmes sont pathogènes pour l’homme et on distingue 2 espèces dont les
caractères sont consignés dans le tableau suivant :
pH
Hydrolyse
l’urée
de
Mode de culture
Mycoplasma pneumoniae
5,8 à 6
Ureaplasma urealyticum
8
-
+
Observation 2 fois par mois,
culture lente
4 à 6 jours
77
Urinaire
Type d’infection Pulmonaire : pneumonie
-Les
colonies
sont -Sur gélose d’urée sont entourées
minuscules, ont un aspect en d’un halo noir provoqué par la
œuf sur le plat.
réaction de l’ammoniaque libérée
par l’hydrolyse de l’urée avec le
-Incubation en anaérobiose et sulfate de manganèse.
en milieu humide enrichie
Colonies
et
du CO2 dans de l’azote et de -Même critères d’incubation.
caractéristiques
l’hydrogène.
de culture
-Les milieux doivent être
additionnés
du
sérum,
stérols, d’extrait de levures et
de la pénicilline pour limiter
la concurrence microbienne. -Idem.
Les molécules qui agissent sur la paroi bactérienne (B-lactamines, lysozyme, glycine…)
détruisent habituellement les germes sensibles à leur action. Certaines de ces bactéries
peuvent survivre. Elles s’appellent les bactéries de forme L (Large bodies). Ces formes
présentent certaines similitudes avec les mycoplasmes mais elles sont différents et
possèdent en réalité toutes les autres caractéristiques des bactéries dont elles sont issues.
IV. Les Mycobactéries
Il s’agit des bacilles acido-alcoloo-résistants (colorés par la fuschine, ils gardent ce
colorant malgré l’action d’un acide fort et d’un alcool (culture pour BAAR): c’est la
coloration de Ziehl-Neelsen), aérobies ou micro-aérophiles, immobiles, non sporulés, à
paroi riche en lipides, légèrement incurvés.
Plusieurs espèces possèdent un pouvoir agressif certain et régulier : Mycobacterium
tuberculosis ou « le bacille de Kock », agent de la tuberculose et Mycobacterium leprae,
ou « bacille de Hensen », agent de la lèpre.
A côté de ces espèces connues, il y a les Mycobactéries « atypiques » (Mycobacterium
avium/Intracellulare) retrouvés chez les immunodéprimés surtout. Les Mycobactéries
causent dans la plupart des cas l’invalidité des patients.
Mycobacterium tuberculosis
La tuberculose atteint souvent l’appareil pulmonaire mais la dissémination du bacille est
possible dans de nombreux organes.
Les bacilles présents chez un malade sont éliminés par les crachats et la toux, inhalés par
un individu sain, ils vont gagner les alvéoles et sont rapidement phagocytés par les
macrophages dont lesquels ils se multiplient.
78
Le milieu Lowënstein-Jensen est utilisé pour l’agent de la tuberculose. Il est hautement
enrichi. Les colonies se développent en 2 à 3 semaines donnant un aspect du « choufleur » et une coloration verte grâce au vert malachite.
La température de croissance est de 37ºc, Uréase+, croissance lente, n’hydrolyse pas le
Tween 80 (un puissant détergent ionique comme l’acétone).
Le sérodiagnostic est usuel pour le décèlement rapide de la tuberculose et le test de
l’hypersensibilité qui se fait dans les laboratoires (Intra Dermic Reaction ou PPD) à la
recherche de la tuberculine.
Le milieu Colestos sert pour la culture des Mycobactéries atypiques comme M. bovis.
(pl.64)
Mycobacterium leprae
Cette bactérie n’est pas cultivable sur les milieux usuels. Elle est courante en 2
formes : la lèpre lépromateuse avec multiples complications (gynécomastie, « faciès
léonin », cécité) et la lèpre tuberculoïde aussi avec des complications (névrite
hypertrophique, atrophie des orteils, macules cutanées précoces, lèpre borderline, lésions
bilatérales multiples). Puisque la culture est difficile, on propose des biopsies (qui montre
toujours des destructions au niveau des fibres nerveuses), des études histopathologiques,
coloration par la méthode TRIFF couplée avec une PCR pour détecter l’ADN de la
bactérie. On a recours à l’intradermoréaction de Mistuda (test à la lépromine) qui atteint
son intensité maximum en 4 à 5 semaines, indique la sensibilité du patient au mélange
d’antigènes, préparés à partir de bacille lépreux, qui a été injecté. La réaction est lue 21
jours après l’injection. Chez les patients atteints de lèpre lépromateuse la réaction est
négative. Chez ceux avec lèpre tuberculoïde, la positivité est variable.
Mycobacterium ulcerans/Mycobacterium marinum
M. ulcerans cause l’ulcère de Buruli, gros ulcère cutané qui existe de façon localisé en
zone tropicale, sur tous les continents. Cette nécrose acellulaire touche les couches
dermiques et le tissu gras sous-cutané (hypoderme). M marinum cause le granulome des
aquariophiles, une lésion purpurique.
V. Les cytoparasites obligatoires : Chlamydia- Rickettsia- Coxiella-Ehrlichia
Chlamydia
Chlamydia trachomatis est l’agent de plusieurs maladies dont l’utérite et la
lymphogranulomatose vénérienne (maladie de Nicolas Favre). Les frottis doivent donner
79
des cellules parfaitement étalées et colorées par : le lugol, Giemsa ou directement par
immunofluorescence. Divers complications peuvent survenir si la maladie n’est pas
traitée. Signalons l’entropion (la cicatrisation du cartilage tarsal peut être totale au rebord
de la paupière). Les cils pointent vers l’arrière et frottent contre la cornée ou trichiasis.
L’évolution finale du trachome est souvent la cécité due à la cicatrisation de la cornée ou
taie cornéenne.
Chlamydia psittaci est l’agent de l’ornithose.
Chlmydia pneumoniae ou souche TWAR (Taiwan Acute Respiratory) est responsable de
la pneumonie atypique à Taiwan et en Iran.
Richettsia et Coxiella
Ces bactéries, longtemps classées parmi les virus, sont des vraies bactéries, ont une paroi
semblable aux Eubactéries et sont sensibles aux tétracyclines surtout.
Ce sont des cellules intracellulaires obligatoires.
Ils ont un hôte intermédiaire arthropode chez qui ils peuvent de multiplier (zoonoses).
Coxiella brunetti, agent de la fièvre Q, peut former des endospores.
Les Rickettsies peuvent être transmises par les tiques, rongeurs, les puces, les poux et les
larves d’insectes.
Rickettsia prowazekii agent du typhus exanthématique a comme vecteur un pou.
Rickettsia typhi agent du typhus murin est transmis par des puces.
Rickettsia rickettsi agent de la fièvre pourprée des montagnes rocheuses est transmis par
des tiques.
(pl.65)
Ehrlichia
Les Ehrlichia sont des bactéries intracellulaires obligatoires, responsables des
ehrlichioses, majoritairement animales. La contamination humaine a lieu à partir d’un
réservoir animal, par l’intermédiaire d’un vecteur (le plus souvent une tique).
Genre
Ehrlichia
Anaplasma
Espèce
E. chaffeensis
E. canis
E. ewingii
A.
Maladie
ehrlichiose monocytaire humaine
ehrlichiose canine monocytaire
ehrlichiose canine granulocytaire
ehrlichiose granulocytaire
80
phagocytophilum humaine
Neorickettsia N. senettsu
ehrlichiose du Japon
Les Ehrlichia sont des bacilles possédant une structure de paroi proche de celle des
bactéries à Gram négatif, mais mal ou non colorées par cette technique. Leur
multiplication est intracellulaire obligatoire, avec une cellule cible variable en fonction
de l’espèce considérée: N. senettsu, E. chaffeensis, et E. canis infectent les monocytes et
macrophages. A. phagocytophilum et E. ewingii infectent les polynucléaires neutrophiles
ou granulocytes.
Les ehrlichioses humaines (monocytaires et granulocytaires) se manifestent initialement
de façon peu spécifique, le plus souvent par un syndrome pseudo-grippal. L’incubation
est en moyenne de 5 à 10 jours après piqûre de tique. Il est probable que de nombreux
patients infectés demeurent asymptomatiques ou présentent une symptomatologie très
modérée spontanément résolutive. Une éruption cutanée est rarement rapportée chez
l’adulte, mais semble plus fréquente chez l’enfant. Une leucopénie, une thrombopénie,
ou une élévation des enzymes hépatiques peuvent être observées. Des formes sévères
existent correspondant à une fièvre prolongée, une insuffisance rénale, un syndrome de
coagulation intravasculaire disséminée, une méningo-encéphalite, un syndrome de
détresse respiratoire aigu, des convulsions, un coma. Le taux de mortalité est d’environ
2 à 3 % des patients infectés.
L’infection est plus grave chez le patient immunodéprimé ou splénectomisé.
L’ehrlichiose japonaise se manifeste après une incubation d’environ 2 semaines, par un
syndrome pseudo-grippal, une polyadénopathie et un syndrome mononucléosique
biologique.
La méthode diagnostique directe simple consiste à rechercher ces bactéries à l’intérieur
des cellules leucocytaires sur un frottis sanguin coloré par la technique de MGG. Le
premier cas d’ehrlichiose humaine a été caractérisé par cette méthode. L’aspect des
cellules infectées est suffisamment spécifique pour pouvoir évoquer le diagnostic
d’ehrlichiose. Cependant, ce test n’est positif que chez une partie des patients infectés. La
sérologie est la méthode diagnostique de confirmation habituelle, mais pose le problème
d’un manque de standardisation. La méthode d’immunofluorescence indirecte (IFI) est
habituellement utilisée. Les anticorps de type IgM puis IgG apparaissent à partir de la
deuxième semaine suivant l’infection. Il est habituel d’utiliser un antigène spécifique de
genre pour dépister les différents groupes d’ehrlichioses. Toutefois, du fait de la présence
de réactions croisées entre les différentes espèces d’Ehrlichia, la sérologie ne permet pas
d’établir avec certitude l’espèce en cause chez un patient donné. L’isolement en cultures
cellulaires est la méthode de référence pour confirmer le diagnostic d’ehrlichiose. Il faut
en moyenne 1 à 2 semaines d’incubation des cultures cellulaires pour obtenir l’isolement
d’une souche bactérienne.
Les antibiotiques actifs, car ayant une bonne activité intracellulaire sont les
tétracyclines, et plus accessoirement, la rifampicine. Aucune résistance acquise à ces
antibiotiques n’a été caractérisée à ce jour. Il n’existe pas de vaccin contre les
81
ehrlichioses. La prophylaxie la plus efficace en zone d’endémie repose sur la lutte et la
protection vis-à-vis des arthropodes vecteurs. La protection vis-à-vis des morsures de
tiques, indolores le plus souvent, est essentielle, notamment par un habillage qui couvre
la majeure partie de la surface cutanée lors d’un passage en zone infestée de tiques.
Chap.13
Virus-Viroïdes-Prions
1. Généralités
-
Les virus sont des parasites intracellulaires stricts qui utilisent le système
producteur d’énergie, les ARNt et les ribosomes de la cellule hôte pour la
fabrication de leurs molécules. Ce détournement des voies normales de la cellule
est à l’origine d’une diminution ou d’une inhibition des synthèses cellulaires
normales.
82
-
Certains virus établissent des infections aiguës, d’autres des infections chroniques
ainsi que des infections latentes et capables d’être réactivés.
-
Le cancer peut être dû à de nombreux facteurs parmi lesquels les virus qui
peuvent introduire dans la cellule hôte des oncogènes ou de promoteurs
d’oncogènes, transformant ainsi les cellules normales en cellules tumorales.
-
Les insectes sont les principaux agents de transmission des virus attaquant les
plantes. Ces virus ont un ARN.
-
Il existe des agents infectieux plus simples que les virus : les viroïdes et les prions.
Les viroïdes sont responsables de plusieurs maladies des plantes. Les prions sont
associés à certaines maladies neurologiques dégénératives chez les humains et le
bétail.
2. Structure et classification des virus
A- Structure :
La structure des virus se résume à un génome entouré d’une coque protéique ou capside ;
cet ensemble appelé nucléocapside.
-Le génome viral est constitué d’un seul acide nucléique ADN ou ARN qui peut être à
simple brin ou à double brin, segmenté ou non, linéaire ou circulaire. L’information
génétique se limite à quelques gènes ce qui explique le mode de parasitisme.
-La capside virale est formée d’unités protéiques : les capsomères. Les capsides peuvent
être icosaédriques (polyèdre régulier constitué de 20 faces triangulaires) ou tubulaire.
Certains virus n’ont pas cette géométrie : ce sont les virus nus.
-Le peplos est une membrane dérivée des membranes cytoplasmiques ou nucléaires.
C’est une structure inconstante. C’est l’enveloppe virale.
On a 2 types de structure : enveloppe membranaire ou peplos et les enveloppes les plus
complexes (Poxviridae, Hépatite B). Le peplos dérive des membranes cytoplasmiques ou
nucléaires. Il comprend une double couche de lipides et présente des spicules protéiques,
les peplomères.
Le mode de transmission dépend ou non de peplos (épidémiologie).
Les virus à peplos, ADN ou ARN, se caractérisent par une grande fragilité, elle tient au
peplos lui-même qui hérite la fragilité des membranes cellulaires dont il dérive. Le peplos
est thermolabile et de détruit dans le TD et les selles, ce qui fait qu’il n’est pas résistant
et pas de transmission à distance. La transmission exige des contacts rapprochés entre
sujets infectés.
Ex.1 : grippe se transmet à travers le pflüge ou les gouttelettes salivaires (surtout à froid
car les peplos sont thermosensibles.
Ex.2 : herpès nécessite des contacts plus étroits muqueux ou cutanéo-muqueux.
83
Ex.3 : arbovirus (Arthropode Borne Virus) plus fragiles, inoculés par des vecteurs,
piqûres ou morsures (rage).
Les virus sans peplos résistent dans le TD et l’environnement, Ex. le poliovirus (virus à
ARN), entérovirus, s’éliminent dans les selles, se retrouvent dans les eaux et la
transmission est digestive (parviennent durant l’été, mauvaise hygiène).
Les virus nus, à ADN, très résistants, donnent des véritables épidémies, transmises par les
eaux.
B- Classification :
Plusieurs critères sont à prendre en considération :
-La présence ou l’absence du peplos.
-La géométrie de la capside.
-La nature génomique : ADN ou ARN.
La grande classification est montrée sur la planche.
3. Les grandes étapes de la multiplication virale
Le cycle complet d’une infection virale peut être divisé arbitrairement en plusieurs étapes.
A- Attachement ou adsorption :
Virus et cellule entre en contact grâce aux liaisons électrostatiques et les récepteurs de
nature protéique.
B- Pénétration du génome viral dans la cellule :
C’est la nucléocapside dans sa totalité qui franchit la membrane cytoplasmique de la
cellule eucaryote. Les virus nus pénètrent par pinocytose, les virus à peplos : le peplos
entre en fusion avec la membrane de la cellule et introduit la nucléocapside dans le
cytoplasme. Dans le cas des bactériophages c’est seul l’acide nucléique qui pénètre.
C- Désagrégation de la capside ou décapsidation :
Elle peut se faire en même temps que la pénétration ou plus tardivement.
D- Réplication des composants viraux :
La réplication du génome viral est suivie par la transcription. La transcription d’ARNm
viraux sera traduite en protéines par les ribosomes cellulaires. Chez les virus à ADN, le
processus se fait normalement, alors que, chez les virus à ARN, le processus diffère selon
la nature de l’ARN : s’il a une structure d’un ARNm, il est immédiatement traduit en
protéines. Dans le cas contraire, il ne peut être lu directement par les ribosomes et doit
être transcrit au préalable en un ARN complémentaire qui sera le messager.
Les protéines non structurelles se synthétisent au début suivi par la synthèse des protéines
dites non structurelles.
E- Assemblage des virus :
84
C’est une auto assemblage à partir des composants fabriqués séparément. L’assemblage
est suivi des phénomènes complexes de maturation.
F- Libération des virus :
Celle des virus nus se fait par éclatement de la cellule.
Celle des virus à peplos se fait par bourgeonnement à travers la membrane cytoplasmique
si le peplos dérive de cette membrane.
Dans le cas du peplos qui dérive de la membrane nucléaire (comme les Herpesviridae), le
virus sort du noyau par bourgeonnement puis gagne le milieu extérieur en empruntant les
canicules du réticulum endoplasmique.
Les virus libérés ou virions peuvent infecter d’autres cellules et initier de nouveaux
cycles de multiplication.
4. Principaux mécanismes par lesquels la cellule hôte peut être endommagée
A- Inhibition des synthèses de la cellule hôte :
Beaucoup de virus sont capables d’inhiber les synthèses d’ADN, d’ARN et de protéines
de l’hôte. Les virus cytocides comme : polio, rhume, hépatite A, herpès virus et
adénovirus causant des infections respiratoires sont actifs à cet égard.
B- Altération des lysosomes :
Les lysosomes cellulaires peuvent être endommagés, ce qui résulte en la libération
d’enzymes hydrolytiques et la destruction cellulaire.
C- Altération de la membrane cellulaire :
Une infection virale peut altérer les membranes plasmiques par insertion des protéines
virales et de ce fait, elles seront détruites par le système immunitaire.
D- Fusionnement des membranes des cellules infectées :
Lorsqu’elles sont infectés par des virus tels les Herpes virus et le virus de la rougeole, 50
à 100 cellules sont susceptibles de fusionner en une cellule anormale géante
multinucléée: polycaryocyte.
E- Affaiblissement de la membrane :
Le virus du SIDA paraît détruire les lymphocytes T4 auxiliaires par des effets au niveau
de la membrane plasmique.
G- Augmentation de la concentration élevée en protéines virales de différents virus :
Comme celui de l’oreillon et de l’influenza qui ont un effet toxique direct sur les cellules.
H- Formation d’inclusions :
Celles-ci résultent de l’agrégation de sous unités ou de virions complets à l’intérieur du
noyau ou du cytoplasme. Ces inclusions arrivent à disloquer la structure cellulaire.
I- Cassures chromosomiques :
Résultent d’infections par les virus herpétiques et d’autres virus.
85
J- Transformation de la cellule infectée en cellule maligne :
La cellule hôte peut ne pas être détruite directement mais être transformée en une cellule
maligne.
5. Infections virales
-Infection aiguë : comme l’influenza c'est-à-dire qu’elle se déclare rapidement et durent
un temps relativement court.
-Infection chronique ou persistante : qui durent de nombreuses années. Les virus sont
capables de se multiplier à vitesse réduite sans entraîner des symptômes de maladies ; des
anticorps dirigés contre le virus seront détectés dans le sang. Le virus de l’hépatite B
sérique, le virus de la rougeole et le virus d’Epstein-Barr fournissent des exemples de ce
phénomène.
-Infection latente : Le virus ne se multiplie et reste latent pendant un certain temps avant
de devenir actif. Au cours de latence, on ne détecte ni anticorps ni symptômes. Ainsi le
virus de l’herpès simplex reste dans les ganglions nerveux plusieurs années, il peut être
réactivé et causer des boutons de fièvre. Le virus de la varicelle est responsable de la
varicelle chez les enfants puis après des années d’inactivité, il cause une maladie de la
peau : le zona.
-Infection lente : avec laquelle les symptômes peuvent mettre des années à apparaître. Ex.
la rougeole, puis 5 à 12 ans il peut se développer une maladie dégénérative du cerveau
appelée la panencéphalite sclérosante.
6. Le cancer
Le cancer est un des problèmes médicaux les plus graves, il fait l’objet d’un intérêt et
d’une recherche énormes.
Une tumeur est une masse de tissus résultant d’un néoplasie, un développement et une
multiplication anormale (hyperplasie) de cellules nouvelles dus à la perte de régulation.
Il y a 2 types majeurs de tumeurs selon leur forme générale et leur mode de croissance. Si
les cellules tumorales restent en place en formant une masse compacte, la tumeur est
dite bénigne. Au contraire, les cellules d’une tumeur maligne peuvent se répandre par un
processus appelé métastase, en entrant dans le courant sanguin ou lymphatique et en
établissant des tumeurs secondaires bien irriguées d’où les TAF (facteurs tumoraux
86
d’angiogénèse) déclenche la formation des vaisseaux sanguins. Les cellules tumorales
perdent leur inhibition de contact ce qui induit l’atrophie de la mort du tissu normal.
De point de vue histologique on distingue : le carcinome touchant les cellules épithéliales
(mélanome, carcinome bronchique), et le sarcome touchant les cellules conjonctives et
musculaires (leucémie, sarcome ostéogène, lymphome)
Le cancer paraît avoir des causes multiples dont certains sont directement reliés aux virus.
Actuellement, les virus ont été impliqués dans la genèse d’au moins 5 types de cancer :
-Le virus de l’hépatite B paraît être associée à une forme d’un hépatocarcinome.
-Les virus papillomes sont souvent associés au cancer du col utérin et du pénis.
-Au moins 2 rétrovirus HTLV1 et HTLV2 paraissent capables d’induire des leucémies.
-Le virus d’Epstein-Barr, est un Herpes virus responsable de la mononucléose infectieuse
ou kissing disease peut causer le lymphome de Burkitt (carcinome du nasopharynx et de
la mâchoire). Aussi la maladie de Hodgkin qui attrape les lymphatiques.
-Le HIV qui induit le sarcome de Kaposi, tumeur de l’endothélium chez les sidéens.
Les virus peuvent être responsables d’un cancer de différentes manières :
-Ils sont capables d’introduire des oncogènes dans une cellule et de les intégrer dans le
génome. Les oncogènes sont des gènes de croissance et de différenciation cellulaire. la
protéine P53, codé par le gène suppresseur des tumeurs (anti-oncogènes) règle aussi la
division et la croissance cellulaire dans le cas normale, si non il induit l’apoptose. La
division est réglée aussi par le système Cdk2-cycline.
-Certains virus portent un ou plusieurs promoteurs. Si ces virus s’intègrent à proximité
d’un oncogène, le promoteur stimulera la transcription de cet oncogène, initiant ainsi un
cancer.
Remarques :
1. Certains rétrovirus portent le gène src codant pour une tyrosine kinase, une
enzyme qui phosphoryle les résidus tyrosine d’un grand nombre de protéines
cellulaires. On pense que cette activité altère la croissance cellulaire. Plusieurs
oncogènes codent pour des protéines kinases, il est possible que beaucoup de
cancers proviennent au moins en partie d’une altération de la régulation cellulaire
suite à des modifications d’activité d’une kinase.
2. Les oncogènes sont nécessaires à la croissance cellulaire normale (ils codent pour
des protéines de régulation) et ne causent le cancer que lorsqu’ils fonctionnent
trop rapidement.
3. La cancérogenèse est un processus complexe à étapes multiples. Ce processus
peut être initié par un agent chimique, mutagène, mais un cancer ne paraît pas se
87
développer avant qu’au moins un autre événement ne se produise (l’exposition à
une autre substance, à un virus, dérèglement hormonal, stress, infections
chroniques, rayons ionisantes, prédisposition génétique, mauvaises habitudes
alimentaires, radicaux libres…).
Les chances de développer un cancer augmentent avec l’âge car une personne
plus âgée aura été exposée aux facteurs cancérogènes pour un temps plus long.
Aussi, la surveillance du système immunitaire devient moins efficace chez les
personnes âgées.
Actuellement, on pense que 30 à 60 % des cancers sont liés au régime alimentaire.
Aussi, un grand nombre de substances chimiques dans notre environnement sont
des agents cancérigènes.
Les cellules cancéreuses ont la GP-P (glycoprotéine P), aboutissant à la résistance multidrogue (chimiothérapie), affaissement des vaisseaux sanguins ce qui donne une élévation
de la pression et empêche l’entrée des agents chimiothérapiques. La douleur provient
essentiellement de la pression sur les nerfs provenant des sécrétions, du blocage, du SI
lui-même, de la perte de fonctionnalité
Il y a certaines preuves d’un rôle des virus dans les maladies suivantes : le diabète
juvénile, le diabète de la maturité, l’athérosclérose et l’arthrose.
7. Vaccins antiviraux
Vaccins vivants
atténués
Vaccins à sousunités virales
Vaccins inactivés
88
Vaccins à ADN
Efficace pour stimuler
toutes les réponses
immunitaires
Moins efficace mais
apportent une
protection significative
contre les virus
Expérimentaux et
contenant des souunités virales
Expérimentaux
Produites par
manipulation génétique
(délétion d’un gène) ou
culture tissulaire des
types sauvages
Produites par
inactivation chimique
des virus virulents
sauvages
Utilisées lorsque les
autres sont
inefficaces
Consiste à injecter dans un hôte un
plasmide contenant de l’ADN qui
code pour des protéines antigéniques
du virus
Ex. : Rougeole, oreillons
Ex. : Influenza, hépatite
A
Ex. : Hépatite B
Ex. : Influenza
Prions
Outre les bactéries, virus, parasites ou champignons, il existe d’autres agents de maladies
transmissibles. Ils sont regroupés sous l’appellation : agents transmissibles non
conventionnels (ATNC).Un agent infectieux est responsable des maladies du bétail et de
l’homme. Cet agent a été appelé PRION (pour particule infectieuse protéique). Les prions
sont des protéines dont la séquence en acides aminés est identique à celle d’une protéine
constitutive des neurones du SNC et sans doute des ganglions, la PRP ou protéine du
89
prion. Ils diffèrent de cette protéine par leur conformation spatiale. Dans sa forme
cellulaire normale, le prion est synthétisé par les neurones, il aurait pour rôle de capter un
signal à la surface des dendrites et de le transmettre vers le noyau du neurone. Sa
structure spatiale comprend principalement des plis alpha. Les prions infectieux retrouvés
dans les différentes encéphalopathies spongiformes transmissibles possèdent une
structure spatiale comprenant le pli bêta (progression exponentielle), ce qui leur permet
de résister à la destruction par le catabolisme et d’autocatalyser leur production ainsi qu’à
la forte résistance aux techniques de stérilisation. Il s’accumulent donc dans le SN et
provoquent, de ce fait, la mort des neurones. Les prions alors sont responsables des
encéphalopathies spongiformes, maladies qui se caractérisent par la dégénérescence des
neurones, rendant la masse cérébrale semblable à une éponge (lésions dites spongioses,
dépôts anormales des protéines ou amyloïdoses).
Certains pensent que quand la PrP anormale pénètre dans un cerveau sain, elle pourrait se
fixer à la PrP normale et modifier sa forme (PrPsc). D’autres ont mis une hypothèse qu’il
est possible que l’agent soit un VIRINO, un minuscule acide nucléique entouré par le PrP.
Le mieux étudié de ces prions cause un désordre dégénératif du SNC chez les moutons et
les chèvres : le scrapie ou la tremblante des moutons. Les animaux malades perdent la
coordination de leurs mouvements.
Un certain nombre de maladies lentes seraient dues à des prions ou à des virinos, en
particulier, des maladies neurologiques humaines et animales, citons :
L’encéphalopathie spongiforme bovine ou « maladie de la vache folle » (ESB) dont la
variante humaine et la maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ), le kuru (cannibalisme rituel
chez les tribus de la nouvelle Guinée), l’insomnie familiale fatale, l’Alzheimer ( ?), le
Parkinson ( ?), la sclérose en plaques (?), l’amyloïdose pancréatique (diabète type II), le
syndrome de Gerstmann-Straïssler-Scheirker (GSS).
La transmission à l’homme a été admise en 1996, date de la découverte d’une nouvelle
variante de la maladie de MCJ. La contamination humaine est d’origine alimentaire ; sont
incriminés les organes et tissus bovins porteurs de l’agent de l’ESB, des produits
contenant de la cervelle ou de la moelle épinière. L’infectiosité du lait semble totalement
exclue. Les cas observés : 85 en Royaume –Uni, 2 en France et 3 en Irlande. Les
symptômes sont : démence, comportement inhabituel, perte de mémoire).
Les prions ont été à l’origine de l’hérédité structurale. Pas de barrières entre les espèces.
En fait, la clusterine et le B-sheet breaker solubilisent les agrégats protéiques et
s’opposent à la formation des feuillets Bêta.
Virus des végétaux
Les virus végétaux sont de taille, de forme et de composition biochimique différentes, et
sont présents dans beaucoup de familles virales. Responsables de 70 billions de $ dans le
monde (une maladie, la tristenza, a rendu non productifs plus de 50 millions citronnier).
Ils provoquent de nécroses, des formations mosaïques en train de faner et d’autres
dommages, ce qui réduit les récoltes et la valeur des cultures. Les virus végétaux sont
principalement transmis par des animaux invertébrés (aphides, pucerons, cicadelles,
90
mouches blanches, mites, nématodes du sol), par des graines infectées ou manuellement
par des outils infectées. Les virus entrent par des cuticules des cellules végétales et ont
besoin de se disséminer de façon systémique afin de provoquer une maladie. Les plantes
infectées sont théoriquement impossibles à guérir.
Viroïdes (Virus-Like)
Ce sont des agents infectieux moins compliqués que les virus. Les viroïdes sont
responsables de plus de 10 maladies de plantes comme la maladie des tubercules en
fuseau de la pomme de terre. Ces viroïdes sont formés d’ARN simple brin circulaire
(pl.66 à 86)
Chap.14
Les Mycètes ou Champignons
1. Généralités sur les Mycètes
Les mycètes sont largement répandus, on les trouve partout où il y a de l’humidité. Ils ont
une grande importance, tant bénéfique que nuisible pour les hommes.
91
-Les mycètes se présentent principalement sous forme d’hyphes filamenteux. Un
ensemble d’hyphes est appelé mycélium.
-On trouve 2 structures de reproduction chez les mycètes : les sporanges ou
conidiospores qui forment les spores ou conidies (reproduction asexuée) et les
gamétanges qui forment les gamètes (reproduction sexuée). (pl.2, 3)
-Comme certaines bactéries, les mycètes digèrent des matières organiques insolubles en
sécrétant des exoenzymes et en absorbant ensuite les nutriments solubilisés (saprophytes).
-Le nombre de variétés de champignons est considérable (100 000espèces…).
-La paroi des champignons contient :
* de la chitine ressemblant à la cellulose.
* de la cellulose.
* des stérols comme l’ergostérol.
* parfois de la mélanine (cas des champignons noirs).
-Les mycètes sont divisés en 4 embranchements :
*Les
Phycomycota
ou
Phycomycètes
ou
champignons
inférieurs :
champignons .primitifs, Ils se divisent en zygomycètes produisant des zygospores et les
Oomycètes (anciennement protistes fongiformes) aqueuses, parasites des animaux et des
plantes ou bien saprophytes, proches des dinoflagellés, capables de provoquer des
maladies dévastatrices chez les plantes et les poissons, produisent des oospores au cours
de la reproduction sexuée et de zoospores en reproduction asexuée. L’ordre des
Mucorales est particulièrement important en pathologie comme contaminant ou
responsable de mycoses (G. Mucor, Rhizopus, Absidia…)
*Les Ascomycota ou ascomycètes, fait parti des champignons supérieurs. Le mycélium
est bien développé et les spores sont dans des organes en forme des sacs, les asques. Le
type le plus classique est la Morille. Saccharomyces est groupable dans ce phylum.
*Les Basidiomycota ou basidiomycètes ou « champignons à chapeau », aussi fait parti
des champignons supérieurs. Le mycélium est bien développé et les spores sont dans des
organes appelés basides.
*Les Deuteromycota ou deutéromycètes ou « champignons imparfaits=Fungi
imperfecti » parce qu’on a pas pu mettre en évidence leur mode de reproduction (G.
penicillium, Aspergillus, Neurospora, Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Sporotrichum,
Cephalosporium, Trichothecium, Scopulariopsis…). (Voir pl.1/87, 88, 89)
-Les termes de moisissures et de levures sont très utilisés. On peut tenter de les définir de
la façon suivante :
* Les moisissures : champignons très filamenteux ne donnant pas de fructification bien
développée comme les champignons comestibles. Les dermatophytes peuvent être
considérés comme des moisissures. Ex. : Penicillium, Mucor, Aspergillus…
*Les levures : champignons généralement unicellulaires. Ce sont toujours des
champignons supérieurs. Certains champignons filamenteux présentent une phase levure
lors de leur développement. Elles peuvent avoir une reproduction sexuée et se rattachant
92
alors aux trois classes de champignons supérieurs. (Ex. : Candida, Rhodotorula,
Trichosporon, Torulopsis, Cryptococcus…)
2. Importance
-Avec les bactéries et quelques autres groupes d’organismes hétérotrophes, les mycètes
jouent un rôle énorme comme agent de décomposition. Ils dégradent des matières
organiques complexes de l’environnement en substances organiques simples et en
molécules inorganiques. De cette façon, le carbone, l’azote, le phosphore et d’autres
constituants essentiels des organismes se retrouvent libérés et disponibles pour d’autres
organismes.
-Les mycètes sont la cause principale des maladies des végétaux. Plus de 5000 espèces
s’attaquent à des cultures économiquement importantes, à des plantes de jardin, comme à
des plantes sauvages et des fruits en conserves. Ex. : Fusarium, Oïdium,
Helminthosporim, Penicillium, Alternaria…
Beaucoup de maladies humaines et animales sont aussi dues à des mycètes (les mycoses).
-Les mycètes, en particulier les levures, sont essentiels à beaucoup de procédés
industriels impliquant une fermentation comme la fabrication du pain, vin, bière…
Les mycètes jouent un rôle important dans la préparation de certains fromages, de la
sauce au soja, dans la production commerciale de beaucoup d’acides organiques (acide
citrique, acide gallique) et de certains médicaments (ergométrine, cortisone) ; dans la
fabrication de nombre d’antibiotiques (pénicilline, griséofulvine) et de la cyclosporine,
une substance immunosuppressive.
-En outre, les mycètes sont des outils de recherche importants dans l’étude de processus
biologiques fondamentaux. Ils sont souvent utilisés dans les travaux des cytologistes, des
biochimistes, des biophysiciens et des microbiologistes.
-Les mycètes s’ils se développent dans les aliments, particulièrement les grains de
céréales, peuvent produire des substances chimiques pathogènes importantes parmi
lesquelles les aflatoxines (cancérogène) et les alcaloïdes de l’ergot (générateurs de
troubles nerveux et psychiques) :
*L’ascomycète Claviceps purpura qui infecte les grains de céréales provoque une
intoxication, l’ergotisme. Des alcaloïdes hallucinogènes sont produits par ce mycète.
*Aspergillus flavus infecte la farine et produit les aflatoxines qui sont des composés
cycliques planes qui s’intercalent dans les acides nucléiques cellulaires et agissent
comme des substances mutagènes cancérogènes (cancer du foie surtout).
*Penicillium roqueforti contribue au goût du roquefort.
*Penicillium camemberti contribue au goût du camembert.
*Saccharomyces cerevisiae et S. ellipsoïdeus sont responsables de la production du vin.
*Saccharomyces carlsbergensis et S.cerevisiae fermentent les céréales comme l’orge, le
blé et le riz et permettent la production de la bière.
*S. cerevisiae et S. exiguus participent à la production du pain.
ETC. (pl.4, 5)
93
3. Les maladies dues aux Mycètes ou Mycoses
Parmi les centaines de milliers d’espèces fongiques trouvées dans l’environnement,
environ cinquante seulement provoquent une maladie chez les humaines. Ces maladies
fongiques sont divisées en 4 groupes d’après le tissu infecté de l’hôte : mycoses
superficielles, cutanées et sous-cutanées, systémiques et opportunistes.
A- Mycoses superficielles :
Les mycètes responsables sont présents uniquement à la surface externe des cheveux et
de la peau, d’où leur nom de mycoses superficielles. Les infections sont collectivement
appelées piedras (pierre en espagnol) car les nodules mycéliens autour du poil ont
l’aspect et la croissance d’une petite pierre.
Les mycoses superficielles sont également appelées teignes (larve en latin).
La piedra noire ou teigne noire est causée par Piedraia hortae et forme des nodules
noirs durcis sur les cheveux.
La piedra blanche ou teigne blanche est causée par la levure Trichosporon beigelii et
forme des nodules de couleur pâle sur la barbe et la moustache. Trichosporon
schoenleinii cause le Favus des cheveux.
Le pityriasis versicolor est causé par la levure Malassezia furfur et forme des nodules
finement squameux de couleurs variants du jaune au brun sur le tronc, le cou, la face et
les bras.
Le traitement comprend l’élimination des squames cutanées à l’aide d’un agent nettoyant
et l’élimination des cheveux infectés. Une bonne hygiène personnelle prévient ces
infections.
B- Mycoses cutanées et sous-cutanées :
Les mycoses cutanées, également appelées dermatophytoses ou teignes inflammatoires
représentent les maladies fongiques humaines les plus courantes (répandues au Liban).
Le diagnostic est établi par examen microscopique des biopsies de la peau ainsi que par
culture sur milieu de Sabouraud.
Le traitement est à base d’onguents topiques tels que le tolnaftate pendant 2 à 4 semaines.
La griséofulvine est le seul médicament antifongique oral.
La teigne de la barbe est une infection des poils de la barbe ou le Kérion due
essentiellement à Trichophyton mentagrophytes. Elle atteint principalement des hommes,
vivant dans les zones rurales.
La teigne tondante est une infection du cuir chevelu. Elle est caractérisée par une
alopécie, une inflammation et une desquamation. Elle est principalement une maladie de
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l’enfance causée par des espèces de Trichophyton ou de Microsporum. Elle peut être
transmise par les animaux. Elle est fréquente dans les zones surpeuplées.
L’herpès circiné, est une dermatophytose caractérisée par des lésions prurigineuses et
vésiculeuses couvertes de squames. Elle est causée surtout par Trichophyton rubrum
surtout ou Microsporum canis. Les humains seront infectés par l’usage commun
d’essuie-mains ou de linge.
L’eczéma marginé de Hebra est une dermatophytose de l’aine. Le germe essentiel en
cause est Epidermophyton floccosum. Les facteurs de prédisposition sont l’humidité et
des plaies de peau. Des maillots de bain humides, des slips d’athlète, des pantalons ou des
bas collants et l’obésité sont souvent des facteurs favorisant l maladie.
Le pied d’athlète et l’intertrigo des espaces interdigitaux sont respectivement des
dermatophytoses des pieds et des mains. Le prurit est fréquent. La chaleur, l’humidité, les
plaies et l’occlusion augmentent la susceptibilité à l’infection. Ces infections sont causées
par Epidermophyton floccosum, Trichophyton rubrum et Trichophyton
mentagrophytes. Ce sont des infections cosmopolites et augmentent avec l’âge.
L’onychomycose à dermatophyte ou onyxis est une dermatophytose du pli unguéal.
Dans cette maladie, l’ongle se décolore et s’épaissit. La lame unguéale se soulève et se
détache du lit de l’ongle. Trichophyton rubrum et Trichophyton mentagrophytes sont
les germes incriminés. Le périonyxis est souvent dû à Candida.
Le Tokelau est causé par Trichophyton concentricum, provoque des lésions
superficielles caractéristiques en écailles formées de lignes parallèles et de cercles
concentriques. Bien que ce champignon soit commun dans le pacifique sud et dans
certaines zones d’Extrême-Orient, il ne se rencontre qu’occasionnellement dans les
régions chaudes et humides.
L’otomycose est une infection fongique causée par des genres divers.
Les dermatophytes causant des mycoses sous-cutanées sont des saprophytes normaux du
sol et des végétaux en décomposition. Ils sont capables par eux-mêmes de traverser la
peau et doivent être introduits dans le tissu sous-cutané par des plaies contaminées avec
la terre contenant des mycètes. La maladie se développe lentement souvent en plusieurs
années. La sporotrichose est causée par Sporothrix schenckii est mondialement
répandue.
Les mycoses cutanées et superficielles attaquent la Kératine.
C- Mycoses systémiques :
Sauf pour Cryptococcus neoformans qui n’existe que sous la forme de levure, les mycètes
causant les mycoses profondes ou systémiques sont dimorphes : ils ont une phase
parasitaire de type levure et une phase saprophyte mycélienne de type moisissure. Ils
s’acquièrent par inhalation des spores venant du sol. Quand une personne respire
suffisamment de spores, l’infection débute par une lésion pulmonaire, puis devient
chronique et se répand par la circulation sanguine vers d’autres organes.
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La blastomycose (maladie de gilchrist) est causée par Blastomyces dermatidis. Il n’y a
pas de mesures de prévention ou de contrôle. Les médicaments de choix pour le
traitement sont : les dérivés d’imidazole et l’amphotéricine B.
La coccidioïdomycose (maladie de posadas et wernicke) aussi appelée « Valley
fever », est due à Coccidioides immitis. La plupart des cas sont asymptomatiques ou ne
peuvent être distingués d’infections ordinaires du système respiratoire supérieur. La
plupart des cas guérissent spontanément en quelques semaines et une immunité durable
en résulte.
La cryptococcose est causée par Cryptococcocus neoformans. Elle est observée chez
10 % des patients atteints du SIDA. Elle cause une infection pulmonaire mineure qui est
habituellement transitoire ou bien une méningite chronique essentiellement chez les
sidéens.
L’histoplasmose est due à Histoplasma capsulatum. Chez l’homme, la forme levure se
développe au sein des cellules phagocytaires. Elle existe sous 2 formes : grande ou
histoplasmose Africaine et petite ou maladie de Darling
Le Chromomychose, causée par Phialophora spp. ou Cladosporium carrionii , elle a
deux formes, précoces où les lésions ont une coloration violette. L’ulcère primaire grandit
lentement et des lésions verruqueuses lui font suite. Cette pathologie se rencontre dans de
nombreuses régions tropicales. La deuxième forme, dite avancée, se caractérise par une
dermatite verruqueuse où les lésions deviennent chroniques indolores mais irritantes. Le
stade lymphatique fait suite au lymphœdème.
La paracoccidioïmycose (maladie de lutz-splendore-almeida) est causée
par Paracoccidioides brasiliensis cause des lésions cutanéo-muqueuses, chez l’adulte
l’infiltration importante des surfaces cutanées et muqueuses peut aller jusqu’au pharynx
et au larynx. Le diagnostic se fait suite à des biopsies ou bien par la sérologie.
L’infiltration de ce germe vers les poumons, peut provoquer une fibrose et
éventuellement le décès par insuffisance respiratoire. Chez les enfants, l’infection par ce
germe, est une maladie disséminée touchant les macrophages et provoquant une
lymphadénopathie généralisée et une hépato-splénomégalie suite à un déficit immunitaire.
Plusieurs autres infections fongiques systémiques peuvent être fulminantes chez les
sidéens comme la zygomycose, la rhinosporidiose (Rhinosporidium seeberi)…
D- Mycoses opportunistes :
Un organisme opportuniste est généralement inoffensif dans son environnement normal,
mais devient pathogène chez un hôte compromis. Les mycoses opportunistes les plus
importantes comprennent des aspergilloses et des candidoses systémiques.
Les Aspergillus sont les plus répandues. Il est omniprésent dans la nature puisqu’on le
trouve partout où il y a des débris organiques. Aspergillus fumigatus est la cause
habituelle de l’aspergillose. A. flavus est la seconde espèce en importance surtout dans
les maladies invasives de patients immunodéprimés. Les voies respiratoires sont la porte
d’entrée majeure d’Aspergillus. Une manifestation fréquente d’aspergillose pulmonaire
est la formation de colonies dans les poumons appelées « aspergillomes » prenant à
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l’examen radiologique, la forme d’opacités arrondies en « grelots ». Les Aspergillus sont
très résistantes aux antifongiques.
La candidose est la mycose causée par le mycète dimorphe : Candida albicans.
Contrairement aux mycètes pathogènes, C. albicans est un membre de la flore normale
du tractus digestif, de l’appareil respiratoire, du vagin et de la bouche. Si l’équilibre de la
flore normale est troublé, Candida peut se multiplier rapidement et produire une
candidose. Ce sont des agents pathogènes nosocomiaux importants. Elle est aérobie
stricte :
-Le muguet est une maladie fréquente chez les nouveau-nés. Elle est révélée par de
nombreuses petites plaques blanches couvrant la langue et la bouche.
-La paronychie et l’onychomycose sont des infections des tissus sous-cutanés des doigts
et des ongles respectivement. Ces infections résultent le plus souvent de l’immersion
prolongée des membres dans l’eau.
-L’intertrigo se développe au niveau des replis cutanés chauds et humides. L’intertrigo
périanal est typiquement observé chez les enfants dont les langes ne sont pas changés
assez fréquemment.
-La vulvo-vaginite peut survenir comme complication de diabète, de thérapies
antibiotiques, de l’emploi de contraceptif oraux, de grossesse out de tout autre facteur
compromettant l’hôte. Normalement les Lactobacillus (bacilles de Döderlein)
omniprésents contrôlent le développement de Candida dans cette région, en maintenant le
pH bas. Cependant, elles peuvent proliférer et provoquer un écoulement du vagin ayant
un aspect de lait caillé jaunâtre. Elles sont transmissibles aux hommes au cours de
rapports sexuels et entraînant une balanite. Elle est fréquente surtout chez les hommes
non circoncisés. La maladie débute par des vésicules sur le pénis qui se développent en
placards érythémateux et sont accompagnés de prurit important et de sensations de
brûlures.
E- Les Mycétomes :
Ce sont des tumeurs inflammatoires, chroniques, et polyfistulisées, d’origine mycosique
ou actinomycosique. Elles sévissent dans les régions tropicales et tempérées chaudes. La
contamination humaine est liée aux piqûres et traumatismes par épines (cactées),
fragments des végétaux, poissons, insectes, blessures par outils agricoles, morsures…Les
conditions favorables liées à leur développement sont : le climat, l’hôte (hormones,
immunité, âge…). Les mycétomes sont connus surtout en Inde et en Afrique. L’atteinte
osseuse est probable (tarse et métatarse détectés par la radiographie). Divers Fungi
imperfecti causent aussi les mycétomes. Madurella mycetomae et Streptomyces
somaliensis ou Streptomyces pelletieri causent les maduromycoses chroniques, causant
de nombreuses fistules et des ostéites qui provoquent des déformations.
F- L’allergie fongique :
Les spores des champignons constamment présentes dans l’atmosphère et souvent dans
l’alimentation, sont une cause possible d’allergie fongique, en particulier respiratoire.
L’allergie est dépendante des IgE. Les spores sont présentes partout (sol, eaux,
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atmosphère…). Les principaux genres : Penicillium, Alternaria,
Cladosporium, Aspergillus, Drechslera (Helminthosporium), Botrytis…
Rhodotorula,
G- Maladies cryptogamiques :
Du fait qu’ils n’ont pas de chlorophylle, les champignons sont obligés de se procurer le
carbone dont ils ont besoin dans des substances organiques mortes (saprophyte) ou
vivantes (parasite). Les maladies cryptogamiques sont visibles à l’œil nu
On cite quelques exemples :
-Oïdium : recouvre la plante de son mycélium blanc (farine blanche).
-Botrytis : donnent des tavelures ou taches brun noires.
-Penicillium : cloques ou balais de sorcière.
-Aspergillus : pourritures.
-Periconia : sur les gousses.
-Alternaria.
-Helminthosporium.
-Sclerotium.
-Fusarium.
Ces champignons attaquent la tomate, les gousses des légumineuses, l’oignon, le citron,
le fromage…
H- La pneumocystose :
C’est une affection respiratoire, opportuniste, touchant surtout les patients souffrant de
déficit immunitaire profond, les sidéens, les prématurés, les personnes touchées par les
maladies auto-immunes, transplantations d’organes, hémopathies malignes. Elle est due à
un microorganisme appelé Pneumocystis carinii (P. jirovecii) dont la taxonomie actuelle
le place parmi les champignons, proches de Saccharomyces. Le réservoir est strictement
humain, la forme infectante demeure inconnue. Il s’attachent aux pneumocytes I puis
entrent en division. La radio est impressionnante, elle est quasi opaque de façon
homogène, en « verre dépoli » ou « poumons blancs ». Le pronostic est très sombre.
Le LBA ou l’expectoration induite sont les examens de choix pour les formes
pulmonaires. La sérologie est peu efficace.
La durée de traitement est d’environ 3 semaines par le pentatomide à multiples effets
secondaires (rash cutané, cytolyse hépatique…).
Compte tenu du risque nosocomial il faut, dans les unités de soins spécialisées dans la
prise en charge des patients sidéens, éviter tous contacts entre patients atteints de PPC et
sujets réceptifs afin de prévenir les risques de contamination interhumaine. (Voir pl.2)
I- Maladie de Lôbo ou lobomycose :
Nommée aussi blastomycose chéloïdienne, est une infection fongique due à un
champignon levuroïde Lôboa lôboi, provoque des lésions pseudo-chéloïdes systémiques.
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Chap.15
Règne des Protistes
A. Sous règne des Algues
-Comprend principalement des organismes photosynthétiques, mais certains des
embranchements regroupent des organismes hétérotrophes ou mixotrophes (Euglenoïdes).
-Certaines biologistes considèrent que les embranchements tels que les Phéophytes,
Chlorophytes et Rhodophytes doivent être dans le règne des végétaux.
-Les algues constituent un facteur très important dans l’équilibre écologique, car à
l’échelle globale, la moitié des substances organiques produites par la photosynthèse
proviennent des algues qui forment le phytoplancton, et sont à la base des chaînes
alimentaires aquatiques en nourrissant d’innombrables consommateurs primaires
microscopiques ou non.
-Toutes les algues possèdent les chloroplastes volumineux avec de la chlorophylle a, le
pigment essentiel de la photosynthèse, trouvé aussi chez les végétaux et les
cyanobactéries (Le centre réactionnel contient deux systèmes : PSI et PSII pour la
photosynthèse). Cependant les algues différent nettement par leurs pigments accessoires
qui, en association avec la chlorophylle a, b et c assurent leur coloration caractéristique et
jouant un rôle important dans l’absorption de certaines longueurs d’onde de la lumière
dans l’eau (phycobiline, caroténoïdes, xanthophylles…). (pl.4)
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-Anatomiquement, leur corps est un thalle mono ou pluricellulaires, il est formé d’une
cellule ou de plusieurs cellules associées en amas uniforme ou peu différencié. Les thalles
pluricellulaires peuvent se présenter sous formes de cénobes ou colonies et de cladomes
(différenciés en tige et feuilles). Leur taille varie de quelques µ à 60 m (Laminaria). (pl.3)
Thalle
Organisation
Unicellulaire
Cellules libres
Cénobe
Cladome
Plusieurs cellules associées en cellules
caractéristiques mais peu différenciées
Cœnocytes filamenteuses ou tubulaires
Pluricellulaire, ressemble aux végétaux,
le cladome comporte le crampon
(comme la racine), le stipe (comme la
tige) et les frondes (comme les feuilles)
Exemples
Ceratium, Cosmarium,
Euglena (pl.1)
Pandorine, Volvox (pl.1)
Pelvetia, Ulva, Plumaria,
Fucus, Delesseria
-Ils ont un cycle de développement complexe qui comprend des stades de reproduction
sexuée et asexuée. Sur le plan morphologique, les gamètes sont différenciés
(anisogamètes) ou non (isogamètes). Ils ont aussi l’oogamie et la conjugaison. Ils peuvent
être diplontes (Diatomée), haplontes ou diplohaplontes (Ulva). (pl.2)
Systématique :
-Les chlorophytes ou algues vertes, vivent en eau douce, parfois marines.
-Les Phéophytes ou algues brunes ont les chloroplastes contenant des nombreuses
xanthophylles et caroténoïdes qui assurent la coloration. L’apparence de thalle diffère
(hétéromorphe). (pl.2)
-Les Rhodophytes ou algues rouges, pour la plupart océaniques, les plus évolués, leur
chloroplaste contient la phycoérythrine, capables de capter la lumière en profondeur et
certaines vivent à 260m. (pl.2)
-Les Chrysophytes ou algues bruns jaunes
-Les Pyrrophytes ou dinoflagellés.
-Les Euglenophytes ou euglénoïdes, unicellulaires et mobiles.
Effets bénéfiques:
*Phytoplancton, nourriture pour les zooplanctons et les animaux marins. Les algues
associées aux bactéries saprophytes et de la matière organique dissoute forment la base
de la chaîne alimentaire aquatique. La productivité primaire liée aux algues dans les
océans est essentiellement à 50.109 tonnes par an. Le carbone peut être sécrété de l’algue
sous forme de matière organique dissoute (80-90%) ou de particules (10-20%)
*Symbiose avec les mycètes pour former les Lichens.
*Engrais (goémon) pour l’alimentation marine.
*Consommable.
*Epaississant/gélifiant dans les industries alimentaires, pharmacologiques et
microbiologiques : Agar-agar (Gelidium) et alginates (Macrocystis pyrifera).
100
*Bioluminescence en relais avec le système luciférine luciférase.
*La terre de diatomées ou diatomites est formée de dépôts de diatomées mortes contenant
de la silice, qui constitue un intérêt commercial qui tire avantage de son inertie chimique
et de sa propriété physique abrasive.
Effets délétères :
*Eutrophisation : enrichissement de l’eau en carbone et en éléments nutritifs. La
consommation de l’oxygène par un grand nombre d’algues et des bactéries qui vivent
dans des milieux eutrophiques est responsable d’une déplétion en oxygène et d’un état
anaérobie.
*Protothécose : quelques algues peuvent infecter l’homme et les animaux. Prototheca est
un algue incolore, saprophyte, assez commune dans le sol qui peut provoquer des lésions
cutanées voire plus profondes lorsqu’elle traverse une plaie.
*Fleurs toxiques : la croissance accrue des algues toxiques, induit à l’accumulation de
leurs toxines dans les poissons et les coquillages. La saxitoxine (paralysie des lèvres,
bouche et face mais réversible), la ciguatoxine (Gambierdiscus toxivus cause de
l’insuffisance respiratoire, troubles gastriques, lésions du SNC) en sont des exemples.
Certaines espèces de diatomées peuvent produire de l’acide domoïque, qui s’accumule
dans les moules et qui provoque de l’amnésie mais parfois la mort.
La marée rouge du à la densité en Chrysophycées causent des empoisonnements.
(Pl.1 à 7)
B. Sous règne des Protistes fongoïdes
-Les moisissures aquatiques et visqueuses apparentées aux champignons.
-Issues d’une évolution convergente, unicellulaires pendant une grande partie de leur
développement, se nourrit par phagocytose.
-Les hypochtridiomycètes ressemblent beaucoup aux dinoflagellés qu’aux mycètes.
-Les Plasmodiomycètes : parasites intracellulaires, détruisent les plantes en provoquant
une hyperplasie et des grandes racines (Ex. Crucifères). Le parasite forme des
protoplastes multinuclées sans paroi à l’intérieur des cellules hypertrophiques de l’hôte
qui se nourrissent par absorption. Le mildiou est le terme qui regroupe les maladies
causées par : Phytophtora infestans, Plasmophora viticola (vignes), Oïdium (farine sur
les feuilles), Pythium (fente de semis). La pythiose, affection rare chez l’homme,
beaucoup plus fréquente chez les animaux, surtout rencontrée dans les zones chaudes et
humides des régions tropicales et sub-tropicales. Elle est à l’origine de vascularites
oblitérantes des membres inférieurs et d’atteintes cornéennes. Le germe le plus incriminé
est Pythium insidiosum.
-Les Myxomycètes : moisissures visqueuses unicellulaires, restent sous forme haploïde
pendant leur phase végétative mais fusionnent par paires pour former des cellules
diploïdes qui subissent des divisions nucléaires mitotiques successives sans se diviser (en
2 cellules) pour former un plasmode.
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-Les Dictyosteliomycètes et les Acrasimycètes : moisissures visqueuses unicellulaires,
telluriques, forment un plasmode ou sluge lors de la sporulation. Leur cycle de
développement comporte de nombreuses zoospores mobiles et le zygote résistant
s’appelle oospore ou zygospore.
_______________________________________________________________________
-Le Lichen est le résultat d’une association étroite et harmonieuse entre un champignon et
une algue ou une cyanobactérie. Dans cette association, l’interrelation physique et
fonctionnelle entre les deux partenaires est complète. Il existe environ 20 000 espèces de
lichens. Les partenaires fongiques sont surtout des Ascomycètes. Ils sont cosmopolites et
colonisent des milieux les plus extrêmes. Ce sont les véritables pionniers de la végétation,
constituant dans certains biotopes inhospitaliers comme les sommets montagneux, la
seule source alimentaire pour les animaux. De même ils affectionnent les milieux les plus
hostiles comme les rochers battus par les vents et les embruns salés des côtes maritimes.
S’ils résistent à des conditions climatiques rigoureuses, ils sont en revanche très sensibles
aux agents polluants, en particulier à l’ozone et à l’oxyde de soufre, ainsi qu’à des
métaux et des substances radioactives. Les lichens concentrent ces substances toxiques,
qui, à terme, les font disparaître. Cette sensibilité particulière permet de les considérer
comme d’excellents bios indicateurs naturels de la pollution atmosphérique.
Ils forment avec les bryophytes ce qu’on appelle « le Toundra » ou la végétation des
zones boréales (nordique ou septentrionale) où domine une végétation naine connue sous
le non de « la strate muscinale » (mousses et lichens).
(Pl.1, 2))
-La Kleptoplastie :
On parle de kleptoplastie quand un organisme prédateur d'un organisme photosynthétique
ne digère pas ses chloroplastes mais les récupère. Ils peuvent continuer à faire la
photosynthèse jusqu'à 9 mois, au profit du prédateur. Ensuite, ce dernier doit se
réapprovisionner en consommant de nouvelles proies photosynthétiques. Pourquoi ?
Parce que le chloroplaste ne possède qu'un génome très incomplet : la plus grande partie
de ses gènes (dont ceux qui contrôlent sa division) se trouvaient dans le noyau de
l'organisme photosynthétique, qui a été digéré.
La kleptoplastie a joué un rôle très important dans l'évolution. En effet, elle a sans doute
constitué le mécanisme de l'acquisition de la photosynthèse par de nombreux taxons, très
éloignés dans l'arbre du vivant : le premier pas a été la kleptoplastie. Le second a été la
"récupération" des gènes chloroplastiens situés dans le noyau de la proie, aboutissant à
une endosymbiose secondaire (ou tertiaire), donnant naissance à des taxons pleinement
photosynthétiques, tels que les Chlorarachnobiontes, Haptobiontes, Cryptobiontes,
Dinobiontes, Chromobiontes et Euglénoïdes.
Exemples dans le monde actuel : des Foraminifères (Cercobiontes), Dinobiontes, Ciliés
(Alvéolés) et Mollusques (Métazoaires, Opistochontes). Par exemple la limace de mer
Elysia viridis qui récupère les chloroplastes de Codium (Viridobionte, Plantae).
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