Microbiologie

MICROBIOLOGIE
Microbiologie
Etude des micro-organismes ou «microbes»
• Invisibles à l’œil nu
• Observation au microscope
• Bactéries, virus, parasites, champignons
• Responsables d’infections
I - Principaux
micro-organismes pathogènes
Bactérie
• Unité de structure : cellule (1µm)
• Procaryote : pas de membrane nucléaire
• Présence de systèmes enzymatiques de
biosynthèse => autonome
• Homme, environnement, animaux…
Virus
• 100 fois plus petit qu ’une bactérie
• Procaryote
• Absence de systèmes enzymatiques de
biosynthèse => parasitisme obligatoire
Virus
Exemples de virus responsables de
pathologies connues
-
Herpes Simplex Virus (HSV): herpes
Virus Varicelle Zona (VZV)
Virus de l’immunodéficience humaine (VIH) : SIDA
Virus de la grippe
Virus de la rougeole
Rotavirus : agents des gastro-entérites
Champignon
•
•
•
•
Eucaryote : membrane nucléaire
Responsable de mycoses
Levures (candida)
Filamenteux (aspergillus)
Parasite
•
•
•
•
Vit au dépens d’un autre organisme
Eucaryote
Protozoaires (paludisme)
Helminthes (taenia)
II – Modes de reproduction
des différents micro-organismes
1 - Virus
parasitisme intracellulaire obligatoire
Nécessite la machinerie enzymatique
des cellules pour se reproduire
Multiplication, in vitro, sur culture
cellulaire
Structure des virus
- 1 élément constant : la nucléo-capside
• Acide nucléique (ARN ou ADN) : génome
• Capside : protection du génome
- 1 élément présent chez certains virus
seulement : les virus enveloppés
• L’enveloppe virale
Virus sans enveloppe : virus nu
Multiplication virale
1 - attachement
• liaison d’une protéine virale à un
récepteur cellulaire
2 – pénétration
• entrée du virus dans la cellule
3 – décapsidation
• libération de l‘acide nucléique virale
dans le cytoplasme de la cellule
Multiplication virale (suite)
4 - réplication
• migration de l’acide nucléique viral
dans le noyau
• « copies en plusieurs exemplaires »
du génome viral
Multiplication virale (fin)
5 – assemblage
• formation de nouvelles nucléocapsides dans le cytoplasme de la cellule
6 – libération
• virus nu : lyse cellulaire
• virus enveloppés : bourgeonnement
à travers la membrane cellulaire
2 - Parasites
Nécessite un ou plusieurs hôte pour
effectuer son cycle de reproduction
• Protozoaires
• Helminthes
Parasite
Protozoaires
• plasmodium : agent du paludisme
• toxoplasme : agent de la toxoplasmose
Cycle de reproduction du
plasmodium
1 – chez l’homme
• foie : cycle asexué
• sang : cycle sexué (gamétocytes)
2 – chez le moustique
• Tube digestif : cycle sexué
migration de la forme infestante pour
l’homme dans les glandes salivaires
Parasite
Helminthes
• Taenia : agent du « ver solitaire »
Cycle de reproduction du taenia
1 – chez l’animal (vache, porc)
• mange de l’herbe contaminée par des fecès
d’homme contenant des œufs de taenia
 embryon dans intestin  larve
 migration vers les muscles
2 – chez l’homme
• mange viande mal cuite
 migration de la larve dans l’intestin
 attachement et croissance du vers
 libération des anneaux et des oeufs
Bactérie, Levures
Champignons filamenteux
• Se multiplient de façon autonome dans la nature
• Faciles à cultiver sur des milieux de culture
1 - Bactéries, Levures
• multiplication par scissiparité (simple division)
pour les bactéries
• multiplication par bourgeonnement pour les
levures
Champignons filamenteux
• reproduction par fabrication de spores pour les
champignons filamenteux
III - Anatomie fonctionnelle
des bactéries
1- Morphologie
– Forme sphérique : coque ou cocci
• Groupés par deux : Méningocoques
• Chaînette : Streptocoques
• Amas ou grappe de raisin : Staphylocoques
– Forme bâtonnet : bacilles
Escherichia coli
– Forme spirale : spirochètes
Tréponèmes : Treponema pallidum (syphilis)
2 – Structure bactérienne
Eléments obligatoires
• Paroi bactérienne
• Membrane cytoplasmique
• Cytoplasme et ribosomes
• Appareil nucléaire
3 – Paroi bactérienne
• Enveloppe rigide
• Principal constituant : le peptidoglycane
• Deux types de paroi bactérienne
– Bactéries à Gram positif
– Bactéries à Gram négatif
3 – Paroi bactérienne
Coloration de Gram
• Permet l’identification des bactéries
• Coloration différentielle basée sur la
différence de structure de la paroi
– Bactéries à Gram positif : violet
– Bactéries à Gram négatif : rose
3 – Paroi bactérienne
Bactéries à Gram positif
• Couche épaisse de peptidoglycane (30-50 nm)
• Bactéries à Gram positif
– Cocci : Staphylococcus, Streptococcus
– Bacilles : Listeria, Corynebacterium
3 – Paroi bactérienne
Bactéries à Gram négatif
• Membrane externe
– Double couche de phospholipides
– Porines : passages de petites molécules
– Lipopolysaccharide ou LPS : toxicité
• Mince couche de peptidoglycane (3-5nm)
Bactéries à Gram négatif (2)
• Bactéries à Gram négatif :
– Cocci : Neisseria meningitidis
– Bacilles :
• Entérobactéries : Escherichia coli
• Bacille pyocyanique ou Pseudomonas aeruginosa
Cas particuliers
• Paroi des mycobactéries
– Structure différente
(très riche en lipides)
– Coloration de Ziehl-Nielsen
– Ex : Mycobacterium tuberculosis
Paroi bactérienne et antibiotiques
• Cible de nombreux antibiotiques
– Bêta-lactamines : Pénicillines
– Glycopeptides : vancomycine
4 – Facteurs inconstants de virulence
• Capsule
– Protection contre les cellules immunitaires
qui doivent détruire la bactérie
• Pili
– Adhérence
• Plasmides
– Gènes de résistance et/ou de virulence
IV - Physiologie
et croissance bactérienne
4 – Nutrition bactérienne
• Besoins élémentaires
• Eau
• Sels minéraux
• Oligo-éléments (fer, calcium, zinc ...)
• Carbone, azote …
• Nutriments (glucose)
• Besoins spécifiques :
• facteurs de croissance
2 – Conditions physico-chimiques
de la croissance
• Température
– Bactéries pathogènes 37°C
– Listeria monocytogenes 4°C
• pH
– neutre (pH=7) ou légèrement alcalin (pH=7,5)
– Lactobacillus (pH=6,3-6,5)
2 – Conditions physico-chimiques
de la croissance
• Pression partielle en oxygène
– Aérobies stricts : ne peuvent vivre sans air (O2)
• Pseudomonas
– Anaérobies stricts : sont tuées en présence d ’air
• Clostridium
– Aérobies - anaérobies : peuvent pousser en présence
ou en absence d ’air
• Entérobactéries, staphylocoque
3 – Milieux de culture
– Gélose nutritive ordinaire
• bactéries non exigeantes
• Staphylocoques, Entérobactéries
• Bactéries de l’environnement
– Gélose enrichie
• bactéries exigeantes
• Streptocoques, méningocoques ..
Classification
• Etude des caractères :
–
–
–
–
Morphologiques (cocci, bacilles...)
Gram (négatif ou positif)
Culturaux (aérobies, anaérobies...)
Biochimiques (catalase, oxydase...)