BACTERIOLOGIE La Croissance bactérienne La Membrane Cytoplasmique IV. Cultures Continues

L2 Pharmacie – Bactériologie N°5
04/02/14 – Pr Giard
Groupe 34 : Caro et José
BACTERIOLOGIE
La Croissance bactérienne
1. Courbe de Croissance
2. Croissance dans un automate d'hémoculture
IV. Cultures Continues
V. Courbe de croissance particulière
La Membrane Cytoplasmique
I. Composition
1. les lipides
2. Les protéines
II. Structure
III. Fonctions
1. Barrière perméable hautement sélective
2. La respiration
3. La division cellulaire
IV. Conclusion
Le Cytoplasme
I. Les Ribosomes
II. Transcription et Traduction de l'ARNm
III. Inclusions de Réserve
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La croissance bactérienne
1. Courbe de Croissance
La croissance bactérienne est une évolution exponentielle. Ici c'est le log de la densité optique
qui est proportionnel à la croissance.
Phase de latence
Généralement, quand on fait de la densité optique, cette phase correspond au temps d'adaptation
des bactéries au milieu de culture. Il n'y a pas de multiplication, les premières divisions apparaissent
que vers la fin de cette phase.
Le temps est variable selon la bactérie et selon les conditions de croissance (la température, le
milieu). Si on met une vieille bactérie en culture, elle aura un temps d'adaptation plus long tandis
que si on met une bactérie en pleine croissance dans le milieu, la phase de latence sera quasiment
nulle.
Phase exponentielle de croissance
C'est la phase active. Elle est très courte car cela correspond à très peu de divisions. Durant cette
phase, on arrive vite à saturation du milieu. La masse bactérienne devient rapidement telle que dans
un milieu non renouvelé au bout de 5 divisions maximum, tout le milieu ne sera pas forcément
consommé mais au moins un nutriment va commencer à manquer, ce qui stoppera le processus de
croissance. Là, on se place dans un cadre optimal, mais dans la nature, cela n'arrive quasiment
jamais.
Par exemple, on prend une bactérie mésophile dont la température optimale est de 37°C, on la
met dans l'intestin. La température y est convenable, les nutriments variés, mais là-dessus on rajoute
la bile qui arrive, le bol alimentaire qui peut être acide. Tout ceci constitue des conditions de
croissance qui ne sont pas optimales.
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« C'est comme si on voulait faire tourner une twingo au rythme d'une ferrari »
Ce qu'on observe dans l'environnement, seront quelques divisions par intervalle. Il y a très vite
des facteurs limitants.
En clinique : il y a de la division active, et c'est généralement là où les antibiotiques vont être
efficaces. S'ils ont pour cible des métabolismes, ils vont être d'autant plus efficaces que ces
métabolismes sont en place. Par exemple, certains antibiotiques vont jouer sur la réplication de
l'ADN, si la bactérie est en phase de latence, elle ne réplique pas son ADN donc l'antibiotique sera
inutile. La notion de résistance aux antibiotiques ne se limite donc pas au simple fait que la bactérie
possède un gène résistant mais aussi à son état de croissance qui permet à l'antibiotique d'être actif
ou non, ce sont deux choses différentes.
Dans une septicémie, on voit apparaître une multiplication bactérienne plus ou moins rapide. La
masse bactérienne commence à être de plus en plus importante et le système immunitaire va être
débordé. C'est l'infection qui prend le dessus, parce que cette multiplication bactérienne est plus
rapide que la réponse immunitaire. Et bien souvent, les antibiotiques ne vont pas avoir pour
vocation de tuer les bactéries mais de limiter ou réduire cette croissance de manière à laisser le
temps au système immunitaire d'agir, c'est ce qu'on appelle l'activité bactériostatique.
Phase stationnaire
Elle est souvent liée à deux choses : cela peut être à un aliment limitant (nutriment, un acide
aminé, un ion..) ou à un métabolite toxique.
Le métabolite toxique, c'est ce que fabrique la cellule dans son milieu et qui va au bout d'un
certain taux être toxique. Prenons l'exemple du yaourt, l'acide lactique qui acidifie le milieu est
produit par des bactéries lactiques, la croissance de celles-ci se stoppe lorsque le pH est trop acide.
Ainsi ce métabolite produit est « toxique » pour les bactéries lactiques.
En clinique : Cette phase laisse le temps aux défenses immunitaires d'être efficaces pour éliminer
les bactéries comme dit précédemment, des antibiotiques peuvent bloquer un élément permettant de
compléter les effets de défense du système immunitaire.
Phase de déclin
Cette phase peut ne pas se produire, en effet, certaines bactéries vont pouvoir rester dans la phase
plateau pendant très longtemps.
VBNC : Viable But NonCulturable ou BVNC : Bactérie Viable mais Non Cultivable.
On n'arrive pas à compter ces bactéries mais elles ne sont pas mortes pour autant. Si on les étale
dans un boîte, ça ne pousse pas, cependant si on les observe au microscope et qu'on colore les ARN
par exemple, on pourra les compter. Si on voit des ARN, c'est que ces bactéries sont vivantes.
Cependant pour certaines de ces bactéries, on a finalement pu les cultiver, ce que les anglais ont
appelé « resuscitation » traduit par « ré-suscitation » selon le prof. Souvent les bactéries sont
définies comme VBNC parce qu'on ne connaît pas les conditions de culture.
C'est pourquoi cette phase de déclin n'existe pas toujours. C'est un état d'attente, un état de
latence. Mais il peut y avoir de la mort cellulaire, à cause par exemple de métabolites toxiques QUI
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provoquent la mort de bactéries voisines. Certaines espèces de bactéries particulières, les bacilles et
les clostridium, ont la capacité de former des spores. C'est un état de léthargie extrêmement
résistant, ces bactéries ne vont pas donner de colonies, elles ne vont pas se multiplier. On ne va
donc rien mesurer mais ce n'est pas pour autant qu'elles sont mortes.
La phase de déclin ne veut pas dire phase de mort !
2. Croissance dans un automate d'hémoculture
On met du sang dans des flacons et on cherche à
détecter s'il y a de la croissance bactérienne. Si la valeur
atteint le seuil, l'hémoculture est considérée comme
positive, cela veut dire qu'il y a eu croissance bactérienne.
Reste plus qu'à savoir laquelle !
IV. Cultures Continues
La plupart du temps, les bactéries arrêtent de se développer car il manque quelque chose. Donc
pour contrer cela, il suffit de leur apporter tout ce dont elles ont besoin. C'est ce qu'on appelle un
système en culture continue, c'est-à-dire un milieu de culture renouvelé continuellement. On les
laisse dans un environnement avec des conditions optimales, il y aura donc une croissance en
permanence. Avec cette technique, on peut ne jamais arrêter cette croissance. On n'observe ni phase
de latence, ni phase stationnaire, on est toujours en phase de croissance.
C'est surtout pour des applications industrielles, lorsque l'on veut produire des bactéries ou
récolter des produits de bactéries, par exemple, pour la production d'antibiotiques, production de
toxines pour les vaccins.
V. Courbe de croissance particulière
C'est ce que l'on appelle la croissance « Diauxie ». On observe généralement cette courbe en
présence de deux sucres. L'exemple concerne ici, l'utilisation du glucose et du lactose.
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Dans un premier temps, la bactérie va utiliser du glucose, c'est le sucre le plus facilement
assimilable par la bactérie parce que les enzymes sont produites constitutivement. Une fois le
glucose assimilé, la bactérie entre dans une phase de latence où elle cherche un autre substrat et là il
va y avoir induction du deuxième type de substrat ici le lactose. Et on repart sur une deuxième
phase de croissance.
Ce qu'il faut voir, c'est qu'une bactérie aussi rustique soit elle, possède une grande capacité
d'adaptation à son environnement en particulier à son environnement nutritif.
La membrane cytoplasmique
Toutes les bactéries possèdent une membrane plasmique. Elle correspond à la seule membrane
existante chez les GRAM + et à la membrane interne des GRAM -. C'est le site de nombreux
processus métaboliques complexes, comme la chaîne respiratoire pour les bactéries aérobies.
I. Composition
Elle est composée à 30 % de phospholipides et à 70 % de protéines.
1) Les Lipides
Les phospholipides ont une tête polaire (PO4-) hydrophile et deux chaînes d'acides gras
hydrophobes. Ce sont des molécules amphiphiles.
Chez les procaryotes, on ne va pas trouver de cholestérols à proprement parlé mais des
hopanoides, ce sont des dérivés de stérols couplés à 4 fonctions alcool (tétradiol).
Les mycoplasmes sont des bactéries sans paroi de peptidoglycane mais où on retrouve dans leur
membrane des stérols.
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