La siguification du nombre et de la nature des microorganismes

La siguification du nombre et de la nature
des microorganismes telluriques
présents dans l'eau minérale a l'éme1·gence
R. DUCLUZEAU (•)
lnstitur Nationul de lo R ec herche Agronomique, Jo"y~n-]osos, Fran ce.
Le s n omh reuses anal yses microhiologi qu es effectuées depui s le déhut
de ce siècle par les hygié nist es, ont mis en évidence la pr ésence constante de
populations bactérienne s dan s l 'ca u des s our ces les mieux protégées. On a
don c été am ené à cons id é rer qu ' une ea u minéral e possède toujours sa propre
flore composée de microorganismes habituelle ment qu alifiés de banau x. Les
étu des menées depuis le dé but du siècle au suj et de la mi crobiologie des
ea ux minérales ont été tout naturellem e nt orientées, comme dan s le cas
de s autr es produits alime otaires , ver s la rec berch e des bactéri es pathogèn es
ou la mise en évi dence de bactéri es qui pourraieot etrc des indices d'un e
poll
ution fécale de la so ur ce. Par contre no s coonaissances conce rn ant la
nature et l' évo ]ution d ans l' eau minérale de ce s population s mi crobiennes
dit es banal es sont res té es tr ès pau vres. Cepeodant la dét ec tioo de ces bact é·
ries
ban ales en nombr e relativement élevé dans les eaux plates, en parti-
culier Jors qu 'e lles sont emhouteillées eo flacons de résine pla s tiqu e, a po sé
récemment la qu est ion de leur signifi cat ion hygiénique pour le c onsommateur.
NAT URE DE L•\ MICROFLORE uBA~ALE» DE L'EA U MINERALE
Comme l'ont souligné de n ombre ux aut e ur s la flore banale de l' eau
min é ral e est presque exclusi\'eme nt const ituée de bacilles Gram négatifs
non sporulés. Si l'on s'e n tient à la classifìcation améri c ain e du Bergey's
manual, ces ba ctéri es apparti e nn e nt s oit à la famiiJe des Pseudomonadaceae
et aux ge nr es Pseudomonas ou Xan thomonas, so it à l 'ex- famille d es Ac hromo·
ba cte ria ce. ae et aux genres Fla vobacte rium , A.chrornobacter ou Acinetobacter.
D'après nott e propre e xp érience ce so nt Ics genres Pseudomonas, Xanthomonas
et Ac hromoba cre r qui so ot les plu s fré quemm e nt rencontrés.
(•) Maitre de Rt" chercbes à l' l nstitut ational de la Recberche Agyonomique, La bora·
toire d'Ecologie Microbienne - C.N.R.Z. -78350 - Jouy -en -Josas , France.
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OUC LUZEA.U 171
n faut tout de s uit e noter qu e la tax o nomie de ces groupes b acté r ie n s,
longt e mp s ignor és de la b ac té ri ologie médicale c ar c onsid érés com me non
pathog ènes, reste e ncor e très impr écise et s ouv e nt peu c on c ordan te d'un
aut e ur à l'autr e.
La
di s tin c ti on en espèces qui s' av èr e encore plu s délic at e qu e ladi st inc t ti on
en ge nr es , est so uvent basée sur d es crit ères sans gr a nde signHì cati on. C' est
le cas par exempl e du ge nr e P se ud omonas où, à part l 'es pèce P. aerug in {)s a
bi en individu alisée c ar pat hogène, la di stinc ti on en e sp èces se ba se , ent re
a
utr es car act ères, s ur la pr ésence d' une enz ym e pr oté olytiqu e c apa ble d' hy-
droly ser la géla tin e. Or des tra va ux de notr e labor atoire ont montr é que ce
c
ara ctère était tr ès in s tabl e: les s ou ch es- filles issues d' une colo nie gé la ti na:se-
po s iti ve poss èd e nt ou non ce car ac tè re, et inv ers em e nt les sou ches -fill es issues
d'un e colonie gé la tina se- négativ e peu ve nt ou non poss éd er ce car ac tèr e.
Des tra va ux sn ppl émen ta ir es reste nt donc nécessa ir es ponr qu e l'on p ui sse
a
ff ecter à c ha c un e des so uch es bac téri e nn es ban al es de l' ea n minér al e un e
po s iti on taxonomique sftre. Deux c aractèr es ph ysiologiques se mbl e nt to n te fois
e tr e exigés po ur que de tell es ba ctéries pui sse nt s'é tablir dan s l' ea u mi né ral e
an sens écologique de ce te rm e, c'es t- à- dire s'y m uJ t ipli er et y per si ste r en
nomhr e c on sta nt:
l ) e tre p syc hr o phil es, c'est -à- dir e ca pabl es de se multipli er à tem pé-
ratur es re lati ve me nt ba sses, meme si ces te mp é ratur es ne so nt pas op ti mal es
pou r le ur croissance: la te mpératur e moy e nne de s so urces froides qu e nou s
considérons
se uJ es ici est en effet situé e an to ur de 12- 15 °C ;
2) e tr e aut o tr o ph es s tri ctes, c' est -à-dir e capab les de tirer à la fois
le
ur éne rgie et le urs ma té riaux pla s tiqu es de s our ces exclusive ment min éra-
les, meme si
la croi ss an ce de ces ba c téri es est par a ill e urs meille ure en pr é-
se n ce d' un e so ur ce de ma ti ère org aniqu e.
On doit noter qu e ces car ac té ristiqu es s ont an sai celles des b acté ries
« ban ales » d 'une ea u de s urfa ce, au moina dan a n os pa ys, de sor te qu 'il
n 'es t guè re pens able de trouv er dana ces ea ux de s nrfa ce un e espèce b ac té -
ri e nn e suffi.samme nt spécifi.que po ur s ervir d'indice de cont am ination d' un e
n
app e so uterrain e par des e aux de s urf ace.
PH YSIOLOG IE DE LA CROI SSAN CE DES BA CTERIES « BANA L ES »
Dea é tud es ont été e ntr eprises dans no tr e labo ra toire po ur mi eux com-
pr e ndr e les carac téristi que s de la cro iss ao ce de ces b acté ri es. Ces ét udes o nt
été po ursuivi es es senti elle ment avec un e so uche de Pseudomonas sp. apig-
menté e et un e souc he d 'Ac in ewbacter s p. , do nt nou s avo ns é tudi é la croissance
dan s un e ean mi né ral e pl ate sté rilisée au mome nt dn prél ève me nt an gri ffon
par passage s ur filtre millipore. N ou s résumerons ci- dessous les prin cipa ux
résult ats ac qui s.
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BATl'ERIOLOGIA DELLE ACQUE MINEJLLLI NATURALI
Le nombr e maximum de bactérie s est obt e nu à 22 °C en 24 à 36 h
sel
on la souche utili sée. Ce nombr e ma xim um se situe en moye nne à 5 x 10 s.
ba ctéries par ml et ne dépasse jamais 9 X 105• Ce nombre ne d épend pa s en
gé né ral de la taille de l' inoculum in i tial . On p eut se dem ande r qu els so nt l es
prin c ipaux facte urs qui limit ent la croissance ba cté rienn e à ce ni vea u.
L'aération souvent invoquée à propos de ces souches aéro hi es s tri ctes
ne se mh le guère en cause ca r nou s n 'avons pa s observé de différence entr e
des c
ultur es en tub e vissé ou en fì oles agitées: il est probahl e que la quantité
d 'oxygè ne d.i ss oute dan s l'eau suffit lar ge ment à cette croissance ha cté rienne
réduite.
L 'é pui seme nt en aliment a du milieu est un nu tre facteur plausihle. ll
n 'est prohahl eme nt pa s le seul en cause: en effet si l'on di stille 3 foia une eau
minéral e dan a un appar eil de quartz, on con state que l'on oh tient une meil-
leur e crois sance des aouehes é tudi ées da na cette eau trid.istillée que dan s l' ea u
minérale
initi ale (3 à 5 fois plus de bact éries}, bi en que les suhs trat s minéraux .
censés servir
d'aliment aux ba cté ries, soie nt alo rs ahs ents. On doit donc en
conc lur e qu e les faihles quantit és de pr od ui ts minéraux rés idu els de l' eau
d.i stillée, ou les gaz di ssous, tela qu e le C0
2,
l'NH s, l' azot e so nt suffisants à
assurer la croiss anc e ba c téri enne obs ervée, ce qui n'a ri en d' invraisemhlable
si l'on pen se qu e la population de 108 hactérie s par mi fìnalement ohtenue
r ep rése nt e un poid s de matièr e organique inféri eur à un 1-1g. En définitive,
il se mb le don c que ce soit en fait la nature des sels minéraux pré se nt s dan a
l
'eau, l 'é quilihr e suhtil exis tan t e ntr e eux, et fìnale ment les co nditi ons ph y-
sico--c himiqu es qui en résu lten t qui soient pour un e honn e part responaahl es
de la limitation de la croissance de cee microorga nism es.
Enfì n, nou s avon s ég alem ent constaté qu e la croissancc maximal c de ces
hactéries pou vait etre n otah l ement aug men tée par la pr ésence de tr ès faihles
quantit és de matière organique . La natur e de cette matièr e orga niqu e se mhle
de peu d'imp o rtanc e pour des hactéries a rmé es, co mme cela est hi en connu
pour les Pseudomonas, d' une var i été d 'e nzymes le ur perm ett ant d 'a ttaquer
presque n' importe qu el s ub strat. Par con tre l'économie d'é n erg ie qu'elles
r
éa lise nt en re mplaçant leur métaholisme autotrophe par un métaholismc
hét éro troph e semhle responaahle de le ur spcctaculaire augm e ntation dc crois-
sancc. Plu sieurs conséquences important es découle nt de ce tte oh serv ation.
l) Dan s toutes les étu des de lahoratoire sur la croissance de ces so uch es
da na l' e au minérale, il faut se gar der soigneuseme nt d' apporter des tra ces
de milieu de culture organjque avec l'inoculum hactéri en utilisé: ceJui-ci
doit e
tre lav é au moin a 3 fois et dilu é au moins 1000 fois avec l' e au minérale
étudiée. De nomhr eux r és ulta ts de la littérature sont criti quahle s à cet égard .
2)
Une augmentation brutal e du noruhre des hactéric s « banales » dans
un e nappe so uterrain e traduit , prohahl eme nt souvent un apport de matière
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DUCLUZB.\U 1
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organique par des eaux auperficiellea et pourrait donc constituer un indice
de pollution par ces eaux.
3) Une dea hypothèsea pouvant expliquer la croissance s ou ve nt plu s
importante de ces ba ctéries dana dea boutellea de résine pla s tiqu e pourr ait
e tre la migration de certaines sub stances organiques de la bout eille vers
l' e au . Nos e xp é ri en cee ont mo ntré qu e le problème é tait s ans dou te moina
:s imple qu'il n'y parait. Par ex emple, pour certains lot s de bouteilles, on obser-
ve un effet fa v orisant de la cro i:ss an ce bact é ri e nne dane l' e au qui a rincé une
bout eille. Mais si l' on attend quelquea joW'S av ant l'ensemenceme nt , cet
effet dia par a it, ou me me un effet inhibiteur pe ut apparaitre. Pour d'autr es
lots de bo ut eille auc un effet n'appa raìt.
SIGNIFI CA TION HYGIENIQUE DE LA FLOR E « BA NALE »
DE L' EAU MI NERALE
Ces ba cté ri es pr ése nt es da ns l'eau minérale à l 'é mergence ou dan a l' e au
e mh outeillée so nt -e lles cap a hl es d' e ntraìn er, en pr o duisant des mét ah o lit es
to xi qu es, d ea désordrea pa thologiques dan a l'organisme du c on so mmateur ?
Dana
l'h y poth èae où il y a urait produ c ti on de mé taholit ea toxiquea par
lea ge rme s a utotroph es de l'eau, ce ph énomène pourrait a voir lieu à deux
mom e nta différents: au cours de la multiplic ation des ba ctéries dana l'e au
e
mhout eillée, donc avant l' in gestion, ou à la a uit e d' une multipli ca tion des
ba ctéries ingérées, dane le tub e dig ea tif du c on s ommateur .
De trèa
nomhr eua ea expé rimentations chez l'animai et une loogue pério-
de d'obse rva tion chez l' homm e n' ont jamaie coniìrmé la p~emière hypothè se,
c' eat- à- dire la produc tion de sub etances toxiques avant l'ing ea tion. Par
contr e, on ne c onnait prat i qu e ment rien des possihilités de mul tiplication
dea ba ctériea de l' e au miné ral e dan s le tra c tus di ges tif de l' homm e ou d ea
animaux. La démonstra~on e xpérim e ntale de ce ph énomène se heurte d 'a il-
le
urs à d'in a urmontahl ea diftìc ult és chez l' animai« holoxé niqu e » ( con ve ntion-
nel) hé bergeant déjà une micro fJJore tr ès c ompl ex e et très ahondant e. En effet,
il est maint e nant dé montré que la microflore hahituellement pr és ente dana
le
tub e diges tif ex erce un trè s puisa ant effet antagoniste è l 'é gard de la plu-
part dea bactéri ea provenant de l 'e nvironne ment. Ce pendant , cet effet de
barrièr e peut parfoia disparaitre te mp o rair e ment pour des raisona encore
in co nnu es et pe rmettre alora la multiplication d' un e souche ba cté ri e nn e cap a-
ble de jou er un rale noc if . Cbez l'animai a xé nique, dépourvu de tou te micro·
flore, c et effet de barrièr e n' exis te pa s, et toute sou c he bact é ri e nn e pote nti e l-
le ment capahle de se multiplier dans le tra c tus diges tif att e indra en 12 à
24 h
un niveau moyen compris entr e 108 et 1(}1.
0 cellulea viables
par gramm e
de fécès frai ches et se mainti e ndra e nsuit e à ce niv e au. Les animaux a xé -
nique a conati tu e nt donc un outi.I de choix po ur savoir si lea bactéries de l'eau
A nn . llt . S Kp er. S a11 il à ( 197 8) 12 , 170- li &

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BATTERIOLOGIA D ELLE ACQUE MINERALI NATU RALI
minérale s ont capabl es dc se multiplier et dc se maint e nir en nombre élevé
dans le
tub e diges tif et si, dan s ce cas, elles peuve nt y exer ce r des effect
noc
if s pour l 'a nimai hot e.
No us avons pu démontrer qu'aucune des ex pè ccs bact ériennes « hana-
les » isolées dans l' eau minérale n' était capable de s'é tablir, c'est - à- dir e de
se
multiplier et de persis ter en nomhre élevé dan s le tub e dig est if de so uri s
axéniques.
Pour certain es souches l'inoc ulum est d ét ruit durant le transit dan s le
tube diges tif , pour d' autr es il su rvit, au moina en parti e, à ce transit. Enfin,
meme si l'on fait tran s it er dan s le tube diges tif des animaux un inoc ulum
contenant 5 X 109 ha ctéries, on ne voit pas apparaitre de cellules mut an tes
ayant acqui s les propriét és nécess air es pour s'é tablir dans le tube di gestif
des animaux. Une telle variation res te don c un évène ment haut ement impro -
bable. Il semhle tout à fait vraisemhlable qu e ce s ont les conditions de poten-
ti el d' oxydo-réduction et de températur e rég nant dans le tube digestif qui
empechent la croiss an ce des bactéri es de l'eau minérale dans le tube diges tif
et non pa s l'absence dan s ce milieu d' un fa cte ur de croissance. En effet, in
vitro ces bactéries s ont capables d'utiliser des milieux de c ultur e trè s simple s,
comm e l 'ea u minérale ell e- meme , mais ne croisse nt qu 'a u- dessous de 30 °C
et en aérobiose s tri cte. Les conditions de p otentiel d' oxydo - rédu ction et de
température régnant dan s le tub e digestif des différe nt s mammifèr es, et en
particulier de l' homm e, ne sont pas plu s favorahles à la croiss anc e des ba cté-
ri es de l' eau minérale que cell es qui règnent chez la souris et on peut donc pen-
se r qu e l' absence d'établiss em e nt des bactéries de l' eau minérale observée chez
la souris,
peut s'e x trapol er aux autre s mammif ères. On pe ut don c pens er qu e
l
'é tablissement de ces bactéri es chez l'homm e est impossihle, meme lorsque
l' équilihre de la fiore est particulièr e ment fragile comm e cbez le nouveau -
né, ou
particuli èrement pe rturb é comme chez le patient so us antibiothérapi e
orale.
Par ailleurs, de s animaux g notoxéniqu es héb ergea nt un e population
constante de bactérie s bana l es de l 'e au min ér ale en cours de tran s it n' ont
jamai s pr és enté de troubl es pathologique s déee labl es à l' ob se rvation macro·
scopique. En partieuli er, nou s n' avons jamai s obser vé de diarrhé es. Il en
a été de meme lorsque l'o n a injecté intrap é ritonéalement des culture s de
ees memes
ba ctéries. Si l' on s'en réfère à ces c ritère s, ces bactéries semblent
done dé pourvue s de pou voir pathogène pour la sou ri s gnotoxénique.
CONCLUSION
Il semble maint e nant bien étab li que les ba ctéries banal es pré se nte s
au griffon de s sources minérales ou dans l'eau embouteillée so nt dépourvue s
de
pou vo ir p ath ogène à la fois parce qu'elles ne produisent pa s de métabolites
Am t. [ft. Suptr. Sanità (l 076) lZ , 170-176
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