Chapitre 4

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Chapitre 4
QUESTIONS À COURT DÉVELOPPEMENT
1.
Comment la cellule bactérienne peut-elle accomplir toutes les fonctions nécessaires à
la vie et avoir un métabolisme très élevé, bien qu’elle soit plus petite et de structure
plus souple que la cellule eucaryote ?
Les cellules procaryotes telles que les bactéries ont une paroi cellulaire rigide qui
leur permet de maintenir un taux très élevé de molécules à l’intérieur du
cytoplasme.
Les bactéries contiennent peu d’organites ; toutefois, ce sont des organites
essentiels qui leur permettent de produire de l’énergie et d’effectuer la synthèse
des protéines ; ex. : les enzymes respiratoires accolées sur la face interne de la
membrane cytoplasmique, les nombreux ribosomes et le chromosome.
La petite taille des bactéries n’est pas un handicap ; toutes les molécules
sont très concentrées, les organites sont facilement accessibles et libres dans le
cytoplasme ; ce dernier n’est donc pas encombré par des organites membranaires
qui prennent beaucoup de place.
Tous ces facteurs favorisent un métabolisme très élevé.
2. Certaines structures bactériennes, essentielles à la viabilité de la cellule, constituent
d’excellentes cibles pour une thérapie par antibiotiques. Quelles sont ces structures, et
pourquoi leur destruction entraîne-t-elle la mort de la bactérie ?
La paroi cellulaire constitue une bonne cible parce qu’elle entraîne une fragilité de
la bactérie à la lyse osmotique ; la bactérie éclate et se vide de son contenu.
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La membrane cytoplasmique est aussi une bonne cible parce que, du fait
de sa perte, les échanges de molécules entre la bactérie et son milieu sont altérés
et que les processus de production d'énergie sont perturbés.
Les ribosomes sont une bonne cible parce que, du fait de leur perte, la
synthèse des protéines est inhibée.
Le chromosome est une bonne cible parce que, du fait de sa perte, le
matériel génétique est altéré.
Le cytoplasme est une bonne cible parce que, du fait de sa perte, les
réactions chimiques ne peuvent plus s’y produire.
3. Expliquez comment la coloration de Gram permet de distinguer entre les deux types
de parois cellulaires, à Gram positif et à Gram négatif.
Le violet de cristal, qui est le colorant primaire, confère une couleur violette aux
deux types de paroi cellulaire parce qu'il pénètre jusqu'au cytoplasme des cellules
à Gram positif et à Gram négatif. Quand l'iode (le mordant) est ajouté, il forme
avec le colorant de gros cristaux (complexe iode-violet).
Chez les bactéries qui deviendront à Gram positif, les gros cristaux ne
peuvent pas traverser l’épaisse couche de peptidoglycane. Le mélange
d’isopropanol-acétone ou d’éthanol à 95 % qu'on ajoute par la suite déshydrate
cette couche épaisse, ce qui rend la paroi des bactéries encore plus imperméable
aux cristaux du complexe iode-violet ; ces bactéries conservent alors la coloration
violette initiale, d'où leur nom de bactéries à Gram positif.
Par contre, chez les bactéries à Gram négatif, l'alcool dissout la membrane
lipidique externe et laisse même de petits trous dans la mince couche de
peptidoglycane, par lesquels les cristaux du complexe iode-violet diffusent et
sortent de la bactérie ; la paroi perd alors la couleur violette, d'où le nom de
bactéries à Gram négatif. Comme les bactéries à Gram négatif sont incolores
après le lavage à l'alcool, on ajoute de la safranine (contre-coloration), ce qui les
fait apparaître en rose ou en rouge.
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4. Expliquez pourquoi la perte de la capsule ou celle des fimbriæ entraîne chez les
bactéries une perte de virulence.
La virulence d’une bactérie est associée à des structures qui lui permettent
d’amorcer une infection, telles que la capsule et les fimbriæ. La perte de la
capsule rend la bactérie vulnérable à la phagocytose et l'empêche d'adhérer aux
cellules humaines ; cela peut l'empêcher d'amorcer une infection, d’où la perte de
la virulence ; la perte des fimbriæ empêche également l'adhérence des bactéries
aux cellules humaines, ce qui réduit la possibilité d'amorcer une infection.
5. Clostridium botulinum est une bactérie anaérobie stricte, c’est-à-dire qu’elle est tuée
par l’oxygène moléculaire (O2) présent dans l’air. Comment cette bactérie survit-elle
sur les plantes cueillies pour la consommation humaine ? Pourquoi les conserves
faites à la maison sont-elles la source la plus fréquente de botulisme ? (Indice : voir le
chapitre 22.)
Les plantes vivent dans un environnement où il y a de l’oxygène, condition sans
laquelle C. botulinum ne peut survivre. C. botulinum peut se protéger contre de
mauvaises conditions environnementales en se transformant en endospore, qui
constitue une forme de conservation, une forme de protection contre la chaleur et
une forme de dormance. C’est ainsi que l’endospore persiste sur les plantes et
peut se retrouver dans des aliments. Si des conserves faites à la maison ne sont
pas stérilisées de façon adéquate, les spores ne sont pas détruites. Dans la boîte de
conserve scellée, les conditions environnementales deviennent anaérobies et
favorisent la germination de la spore. La bactérie peut alors produire une
exotoxine, soit un poison qui est libéré dans l’aliment mis en conserve. Lorsque
cet aliment est consommé, il y a intoxication.
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6. Expliquez l’avantage que donne à une bactérie la présence d’un plasmide dans son
cytoplasme.
Dans certaines conditions, les plasmides peuvent porter des gènes pour certaines
activités telles que la résistance aux antibiotiques, la tolérance aux métaux
toxiques ainsi que la production de toxines et d'enzymes. Ces activités confèrent
un avantage certain aux bactéries qui portent un plasmide ; en effet, ce dernier est
responsable de l’accroissement de la virulence de la bactérie.
7. Le nom donné aux agents pathogènes est complexe. Par exemple, E. coli O157:H7 est
une bactérie responsable d’épidémies de diarrhée. Que signifient les combinaisons de
lettres et de nombres (O157 et H7) dans ce sérotype ?
Les sérotypes représentent des variations au sein d'une même espèce de bactéries.
Par exemple, il y a au moins 50 antigènes H associés aux protéines flagellaires
nommées antigènes H, et il y a plusieurs antigènes O associés à la partie
glucidique nommée polysaccharide O de l'élément lipopolysaccharide (LPS) situé
dans la membrane externe des bactéries à Gram négatif. Ainsi, l'agent pathogène
E. coli O157:H7, qui contamine l'eau et la nourriture, est distingué des autres
sérotypes grâce à certains tests de laboratoire permettant de révéler les antigènes
H et O qui lui sont spécifiques, soit le H7 et le O157.
APPLICATIONS CLINIQUES
N. B. Certaines de ces questions nécessitent que vous cherchiez des réponses dans les
différents chapitres du livre.
1. Une enfant souffrant d’une infection à Neisseria, bactérie à Gram négatif à diffusion
hématogène, a été traitée à la gentamicine. Après le traitement, on a tenté sans succès
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d’obtenir une culture de Neisseria à partir de son sang, ce qui indique que les
bactéries avaient été détruites par l’antibiotique. Néanmoins, les symptômes de fièvre
et de malaises de l’enfant ont persisté et se sont même aggravés avec un état de choc.
Expliquez pourquoi le traitement aux antibiotiques a causé une exacerbation des
symptômes. (Indice : voir le chapitre 15.)
Neisseria est une bactérie à Gram négatif dont la membrane externe possède le
lipide A (ou endotoxine). La mort des bactéries soumises à l’antibiotique a
provoqué la libération de l’endotoxine, qui exerce son action toxique quand elle se
trouve dans la circulation sanguine. L’endotoxine circulante exacerbe les
symptômes de la fièvre et peut causer l'état de choc.
2. Une infirmière en poste au Centre de prévention des infections est chargée
d’enseignement auprès du personnel. Quelles explications donnera-t-elle pour faire
comprendre le grand danger que représentent les endospores dans le milieu
hospitalier, particulièrement les endospores de Clostridium perfringens, l’agent causal
de la gangrène, dans un service où sont hospitalisés des patients atteints de diabète ?
(Indice : voir le chapitre 14.)
Les endospores représentent un danger parce qu’elles sont déshydratées, donc
volatiles ; elles résistent à divers agents physiques (y compris la chaleur, le gel, la
dessiccation et les rayonnements) et sont donc résistantes à de nombreux procédés
de stérilisation ; elles résistent à divers agents chimiques (désinfectants et
antiseptiques) et sont donc résistantes à la désinfection. Les endospores sont donc
facilement véhiculées par l’air.
L’air d’un milieu hospitalier possède certainement des endospores de
Clostridium perfringens. Cette endospore sortira de sa dormance -- germera -- si
elle se retrouve dans des conditions anaérobies.
Le diabète est une maladie chronique qui prédispose le sujet atteint à la
maladie infectieuse. Lorsque le patient n’est pas en état d’homéostasie, des plaies
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se forment facilement sur la peau des extrémités. Ces plaies mal irriguées
s’aggravent en présence de tissu nécrosé, qui offre des conditions de croissance
anaérobies.
Les endospores de Clostridium perfringens trouvent dans ces plaies des
conditions favorables à leur développement, et peuvent donc causer la gangrène
gazeuse.
3. Dans un grand hôpital, cinq patients en hémodialyse se sont mis à souffrir de fièvre et
de frissons au cours d’une période de trois jours. Chez trois de ces patients, on a isolé
Pseudomonas æruginosa et Klebsiella pneumoniæ. On a aussi isolé P. æruginosa, K.
pneumoniæ et Enterobacter agglomerans dans les appareils de dialyse. La coloration
de Gram indique que ces bactéries ont toutes trois des parois à Gram négatif.
Pourquoi ces trois bactéries causent-elles des symptômes semblables ? (Indice : voir
le chapitre 15.)
Comme ces 3 bactéries sont des espèces à Gram négatif, leur parois possèdent
l’endotoxine (ou lipide A) qui est responsable de l’apparition des mêmes
symptômes, soit la fièvre et les frissons.
4. Une infirmière remarque que plusieurs enfants hospitalisés dans une chambre
commune ont contracté une pneumonie causée par une bactérie. Elle fait une
demande de dépistage de l’agent pathogène dans l’environnement. On trouve des
bactéries dans l’humidificateur de la chambre. Comment une bactérie peut-elle se
trouver dans les voies respiratoires humaines et sur les filtres d’un humidificateur ?
Comment la contamination a-t-elle pu se produire ? (Indice : voir le chapitre 15.)
Le polysaccharide extracellulaire (PSE) confère à la bactérie la capacité de se
fixer à diverses surfaces dans son environnement naturel afin d'assurer sa survie.
De cette façon, les bactéries peuvent croître sur diverses surfaces telles que les
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dents humaines, les muqueuses, les implants chirurgicaux, les conduites d'eau et
les filtres, et même sur d'autres bactéries. La bactérie en cause a donc pu se
trouver tant sur les filtres de l'humidificateur que sur les cellules de la muqueuse
respiratoire. La contamination se fait ensuite par l'air.
5. Une jeune maman demande à une infirmière de lui expliquer pourquoi, dans un livre
sur l’alimentation des bébés, une diététicienne québécoise recommande aux mamans
de ne pas donner de miel à manger à leur bébé avant l’âge de 1 an. Quelle serait
l’explication donnée par l’infirmière ?
Des spores de Clostridium botulinum peuvent se trouver dans du miel. Ces spores
ne germent pas dans le miel et il n’y a pas production de toxine. Toutefois,
lorsque le miel est ingéré, les spores sont susceptibles de germer et de croître dans
l’intestin, où elles peuvent avoir une action toxique. Chez l’enfant âgé de plus de
1 an, le système immunitaire est habituellement capable de se défendre contre
cette action toxique. Avant l’âge de 1 an par contre, le système immunitaire n’est
pas assez développé, d’où la mise en garde.
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