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DOCUMENTS PEDAGOGIQUES LIBRES

EDUCATION-SANTE-AGRICULTURE-INFORMATIQUE

MICROBIOLOGIEHôpital de Goundi - TCHAD -1996-2000

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MICROBIOLOGIE

Un organisme vivant est constitué de cellules. Le nombre de cellules peut varier de :

• 1 cellule → organismes unicellulaires

Exemples : microbes, protozoaires, parasites

• à des milliards → organismes pluricellulaires

Exemples : animaux, végétaux La cellule est l’unité élémentaire des organes. Dans le règne animal, comme dans le règne végétal, les cellules peuvent être différentes comme structure et comme fonction suivant l’organe qu’elles constituent :

Les cellules épithéliales sont différentes des cellules sanguines.

Les cellules osseuses sont différentes des cellules nerveuses, etc. La comparaison est facile à mettre en évidence quand on étudie un sédiment urinaire dans lequel on trouve, différentes par la forme et par la taille :

• des cellules vésicales • des cellules rénales • des leucocytes • des hématies

L’organisme unicellulaire n’est visible qu’au microscope ; on l’appelle micro-organisme. Il fait l’objet de la microbiologie.

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Constitution de la cellule

Toute cellule est constituée de 3 parties essentielles

• la membrane • le cytoplasme • le noyau

C’est la constitution de noyau qui permet de diviser les cellules en 2 catégories :

• les cellules eucaryotes ( caryos = noyau ; eu = normal ) • les cellules procaryotes ( caryos = noyau ; pro = substitut de noyau vrai

Cellule eucaryote Caractéristique du règne animal et végétal, elle est constituée :

a) d’une membrane cytoplasmique avec une paroi pour les cellules végétales mais pas de paroi pour les cellules animales ; b) d’un cytoplasme qui contient :

• des ribosomes • des réticulum • des vacuoles • divers organismes : mitochondries, corps de Golgi

c) d’un noyau formé :

• d’une membrane nucléaire • d’une nucléole • d’un amas de chromatine

Cellule procaryote Caractéristique du règne bactérien, elle est constituée :

a) d’une membrane cytoplasmique avec une paroi de composition différente de celle du règne animal ; b) d’un cytoplasme qui contient :

• des ribosomes • des vacuoles

c) d’un noyau rudimentaire : pas de noyau vrai et avec un seul chromosome.

Ces deux types de cellules déterminent la classification des êtres vivants.

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Principaux Groupes

Bactéries

Algues

protozoaires

Levures

Moisissures Champignons

Animaux

Végétaux

Type

Cellulaire

Procaryotes

Eucaryotes

Eucaryotes

Eucaryotes

Eucaryotes

Organisation Biologique

Unicellulaires

Unicellulaires ou

Pluricellulaires(algues)

Unicellulaires ou

Pluricellulaires

Pluricellulaires

Taille

Microscopique

Microscopique

ou Macroscopique

Microscopique

ou Macroscopique

Macroscopique

Macroscopique

LES BACTERIES ═══════

I - FORMES et GROUPEMENTS Elles peuvent être observées : soit à l’état frais, entre lame et lamelle, à partir d’un étalement de liquide biologique

(pus, crachats,…) ou d’une culture en milieu liquide. soit, après coloration, à partir d’un étalement sur une lame, séché et fixé.

La forme des bactéries permet de les classer en : cocci ( formes rondes ) bacilles ( formes longues )

1 ) Bactéries sphériques : Cocci

a ) Les cocci peuvent se grouper dans le même plan : par deux :

pneumocoques : diplocoques

- encapsulés - en flammes de bougie groupés par l’extrémité de la flamme - en forme de 8

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neisseiria : gonocoques, méningocoques

- non capsulés - aplatis à un pôle accolés par la partie plate

Méningocoques et gonocoques ont des morphologies très voisines ; le diagnostic, sur un examen direct, exige qu’on connaisse l’origine du prélèvement :

- L C R } - frottis de gorge } ——→ méningocoques - crachats }

- prélèvement urétral } - prélèvement vaginal } ——→ gonocoques - liquide de ponction articulaire (très rare) }

Les cocci peuvent se grouper en chaînettes

Streptocoques

- pyogènes - hémolytiques - enterocoques ( groupe D) allongés en forme de ballon de rugby

Leuconostoc

b ) Les cocci peuvent se grouper sur des plans différents :

2 plans perpendiculaires → tétrades

3 plans perpendiculaires → sarcines

plusieurs plans en amas irréguliers → par exemple : en forme de

grappes → staphylocoques

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2 ) Bactéries cylindriques : bacilles

3 ) Bactéries de formes variées :

a) hélicoïdales : Spirochétacés : Tréponèmes ( Syphilis) ; Spirochètes (Ictéro – hémorragiques)

b) filamenteuses : Sphaerotines c) ramifiées : Actinomycètes

II - STRUCTURE La structure des bactéries est plus rudimentaire que celle des cellules animales ou végétales. Elle peut être plus ou moins riche en organismes divers. Eléments toujours présents

• la paroi : enveloppe rigide entourant le cytoplasme mais indépendant

de celui-ci ;

• la membrane cytoplasmique : plus mince que la paroi ;

• le cytoplasme qui contient : - les ribosomes - les granulations de réserve - les vacuoles

• l’appareil nucléaire : ce n’est pas un noyau vrai.

Il est constitué d’un filament d’ADN 1000 fois plus long que la bactérie.

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Eléments facultatifs

-

• la capsule : couche visqueuse entourant la bactérie ; Exemple : pneumocoques ;

• les flagelles qui donnent la mobilité à la bactérie ;

• les pilis : - filaments qui favorisent l’adhésion des bactéries entre elles : pilis

communs - d’autres pilis portent les caractères génétiques : pilis sexuels ;

• les spores : forme de résistance de certaines bactéries qui leur permet de survivre dans des conditions défavorables.

1 ) la paroi

En désintégrant des bactéries par les ultra-sons, on a pu faire l’analyse de la structure et de la composition chimique de la paroi. Les différences constatées ont permis d’expliquer la réaction des bactéries vis-à-vis des colorants. On a exploité ces différences pour faciliter une première identification des germes par les colorations : Gram, Ziehl…

a) Constitution

Toutes les parois des bactéries ont un constituant commun : le peptidoglycane : c’est un molécule constituée de :

Polyoside ( dérivé du sucre ) Polypeptides ( substances protidiques )

Bactéries GRAM + - La paroi, assez épaisse, est essentiellement constituée de peptidoglycane - Elle a aussi une couche d’autres polyosides (composés dérivés du sucre) chez les

staphylocoques et les streptocoques. - Des protéines de surface jouent un rôle important dans le pouvoir pathogène de

certains germes. Les protéines fixant certains antibiotiques sont fixées à la surface de la membrane cytoplasmique ; exemple : elles fixent les pénicillines, les céphalosporines, ce qui entraîne :

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Une application pratique au labo Si on veut faire pousser des streptocoques ou autres germes à partir du prélèvement d’un malade qui a déjà eu un traitement d’antibiotiques, il faut ajouter au milieu de culture une enzyme : la pénicillinase qui va détruire les molécules d’antibiotiques fixées sur la protéine de la bactérie ; sinon l’antibiotique empêche le germe de se reproduire et la culture restera stérile. D’ou une erreur de diagnostic pour le laboratoire qui ne pourra isoler le germe. Bactéries GRAM - Chez ces bactéries, la couche de peptidoglycane, plus mince, est recouverte d’une membrane externe constituée de : - phospholipides ( graisses phosphorées ) - protéïnes - lipopolysacchrides ( lipides + sucres ) Cette différence de constitution explique les résultats obtenus au cours de la coloration de GRAM+ qui s’effectue, selon le schéma suivant, après avoir fait les étalements, les avoir fixés et séchés :

Coloration de GRAM

1er temps

L’étalement est recouvert de violet de gentiane : tous les éléments sont colorés en violet, en profondeur.

2ème temps

L’étalement est recouvert de Lugol qui favorise la fixation du colorant.

3ème temps

L’étalement est recouvert d’éthanol ou d’un mélange d’éthanol-acétone.

Deux résultats différents :

1 L’alcool ne pénètre pas la couche de peptidoglycane qui est épaisse. Le violet de gentiane fixé ne sera pas dissous

2 L’alcool pénètre la couche lipidique et la couche, plus mince de peptidoglycane. Le violet de gentiane est dissous

4ème temps

Lavage à l’eau

Les germes restent colorés. Le colorant est évacué, les germes sont

décolorés.

5ème temps

L’étalement est recouvert d’une solution diluée de fuschine de Ziehl ou de safranine.

Les germes restent colorés en violet sur fond rose.

↓ Ces germes sont dits :

GRAM +

Les germes sont colorés en rose sur fond rose plus pâle.

↓ Ces germes sont dits :

GRAM –

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Bactéries non colorables par le GRAM Certaines bactéries ont une paroi riche en lipides, en acides gras à longue chaîne et en substances cireuses difficiles à pénétrer. Ce sont des mycobactéries, en particulier, le bacille de Koch (tuberculose) et le bacille de Hansen (lèpre). On doit leur appliquer une coloration spéciale : la coloration de Ziehl. Sur la lame d’étalement séchée et fixée :

1er

temps

On recouvre l’étalement de fuschine de Ziehl concentrée et on chauffe jusqu’à émission de vapeur. Tous les éléments sont colorés en rouge. Laver à l’eau pour éliminer l’excédent de fuschine

2ème

temps

Décoloration par un acide fort dilué (sulfurique ou d’acide nitrique) Lavage à l’eau pour éliminer l’acide et le colorant La décoloration des cellules est partiellement entamée à l’exception des BK

3ème

temps

Décoloration par l’alcool Lavage à l’eau Tous les éléments cellulaires et germes colorables au GRAM sont décolorés Les bacilles de Koch ou Hansen restent colorés en rose

4ème

temps

Pour faciliter la lecture au microscope, on recouvre l’étalement de bleu de méthylène, les bacilles roses se détachant sur fond bleu.

Ces bacilles sont appelés :

Bacilles acido-alcoolo résistants ( BAAR) NB : A signaler que la couche de cire du B. de la lèpre est plus mince que celle du B. de la tuberculose. Il faut donc utiliser un acide à une concentration inférieure sous peine de les décolorer complètement.

b ) Fonction de la paroi

Elle confère à la bactérie sa forme et sa résistance dans les milieux extérieurs hyper. ou hypotoniques.

Elle est le support des antigènes.

Elle contient les sites de fixation des virus sur les bactéries.

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2 ) La membrane cytoplasmique

a) Constitution

Elle est constituée du poids de la matière sèche : Glucides : 10% environ, associés aux protides et aux phospholipides Protides : 70% Lipides : 20% sous forme de phospholipides

La membrane cytoplasmique est le réservoir d’énergie de la bactérie.

b ) Rôle

Elle empêche que sortent du cytoplasme les éléments nutritifs qui y sont concentrés : Acides aminés Sucre Sels minéraux

Elle assure la pénétration de ces mêmes éléments :

Les petites molécules pénètrent par diffusion si la concentration du milieu extérieur est supérieure à celle du cytoplasme. Dans le cas contraire ; la pénétration se fait grâce à une liaison de ces

molécules avec une protéine ou grâce à une enzyme ( perméase ) qui favorise le passage à travers la membrane.

C’est au niveau de la membrane que les substances sont oxydées avec production d’ATP (adénoside tri-phosphate). 3 - Le Cytoplasme

Il est physiquement intermédiaire entre l’état solide et l’état liquide. Il possède une certaine résistance et de l’élasticité. Il est fluide et visqueux ; ce qui permet les échanges nécessaires à son existence. Il est constitué de longues chaînes protéiques qui enserrent glucides et lipides ; le tout dans un milieu aqueux.

Le constituant principal est l’ARN ( acide ribo-nucléique ). C’est lui qui constitue les ribosomes. Plus une bactérie contient de ribosomes, plus elle est active. Le cytoplasme contient d’autres inclusions :

dans les vacuoles : glycogène et lipides des granulations métachromatiques des sels minéraux : fer et soufre des pigments

4 - Le Noyau Le noyau est constitué d’un filament d’ADN très long ( parfois 1mm ) pelotonné sur lui-même. Il porte tous les gènes de la bactérie. L’ADN conditionne tous les caractères de la bactérie :

métabolisme reproduction activité enzymatique

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On peut résumer en disant que :

la membrane cytoplasmique fabrique l’énergie ; les ribosomes sont les centres de production ; les vacuoles sont les centres de stockage ; le noyau conditionne la reproduction.

5 - Eléments inconstants des bactéries

a ) La capsule

Elle est constituée de substances visqueuses accumulées sur la paroi des bactéries. Ces substances sont composées de polyosides (dérivés des sucres à + ou – longues chaînes). Les capsules sont visibles après coloration :

De GRAM : la bactérie est entourée d’une zone plus réfringente, pas toujours facile à distinguer. A l’encre de Chine : la bactérie est colorée en noir et entourée d’une

zone transparente. Quelques exemples de germes capsulés : Gram +

Pneumocoques Bacillus subtilis Clostridium perfringens

Gram – Klebsiella Acinetobacter Quelques E. coli

Rôle de la capsule :

Elle joue le rôle d’antigène Elle contribue au pouvoir pathogène du germe en empêchant le germe

d’être phagocyté ; donc l’invasion de l’organisme en est favorisé. Dans les milieux de culture, la capsule donne un aspect différent aux

colonies : elle facilite donc l’orientation du diagnostic.

b ) les flagelles

Filaments longs de 10 à 20 µ, flexibles et sinueux. Ils s’insèrent dans la bactérie sous la membrane grâce à un corpuscule basal. Ils sont difficilement colorables. Leur situation sur la bactérie peut être :

- sur les extrémités : ciliature polaire :

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- près des extrémités : ciliature para-polaire :

- répartis sur tout le corps bactérien : ciliature péritriche :

Rôle des flagelles

• Mobilité :

- si les flagelles sont aux extrémités, le germe se déplace en ligne droite ; - si la bactérie est péritriche, elle se déplace dans tous les sens.

• Support des antigènes H des bacilles Gram –

Exemples :

- Dans le sérodiagnostic des salmonelles des typhoïdes T et paratyphoïdes A et B, on met en contact le sérum du malade avec des suspensions d’antigènes O somatiques et d’antigène H flagellaires.

- La présence de ces antigènes se manifeste par une agglutination. - Les Klebsiella donnent des colonies grasses envahissant les boîtes de Pétri

c ) les pili

Ce sont des éléments filamenteux différents des flagelles. Ils sont présents sur des bacilles GRAM – . Plus courts que les flagelles : 1 µ pour les pili communs ; 100 à 200

par bactérie Longs de 20 µ environ pour les pili sexuels.

Rôle des pili :

Ils ont un rôle antigénique. Ils favorisent l’adhérence du germe sur différentes surfaces. Les pilis sexuels jouent un rôle dans la reproduction.

d ) les spores

On les trouve surtout sur les Bacilles GRAM +. La spore peut se localiser différemment dans le germe :

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Rôle des spores : La spore est une forme de résistance de la bactérie. Lorsque les conditions de vie de la bactérie deviennent défavorables (vieillissement, diminutions des éléments nutritifs), la sporulation commence. La spore assure la survie de la bactérie en milieu hostile. Elle résiste à la chaleur. Exemple : Clostridium tetani n’est détruite qu’après :

10 min. à 120° en chaleur sèche ; 30 min. à 120 ° en chaleur humide ; 1 min. à 180 ° en chaleur humide .

Les spores gardent très longtemps leur capacité de germination ( plusieurs années ). Les spores sont visibles à l’état frais, pour un œil exercé : elles apparaissent claires, brillantes, réfringentes. Elles peuvent être colorées :

au Gram : incolores ou généralement roses dans un bacille généralement violet ; au vert malachite + fuschine : vertes sur fond rose ; à la fuschine, à chaud+ bleu de méthylène : roses sur fond bleu.

III - REPRODUCTION des BACTERIES

Les bactéries se reproduisent par divisions cellulaires. Une bactérie – mère donne 2 bactéries – filles suivant le mécanisme suivant :

Pendant la division cellulaire, le chromosome est exactement répliqué : le chromosome de la cellule – fille est le même que celui de la cellule – mère. IV – CROISSANCE des BACTERIES Pour grandir et se reproduire, les bactéries ont besoin :

• de matières premières • de l’énergie nécessaire à l’édification des différents éléments de la cellule.

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1 ) les matières premières Ce sont les mêmes que pour les cellules du règne animal ou végétal, c’est-à-dire :

des macro-éléments ( éléments existants en quantité notable) : Carbone ( C ) ; Hydrogène ( H ) ; Oxygène ( O ) ; Azote ( N ) ; Phosphore ( P ) ; Soufre ( S ) ; des micro-éléments ( en quantité plus faible ) :

Potassium ( K ) ; Sodium ( Na ) ; Calcium ( Ca ) ; Magnésium ( Mg ) ; Fer ( Fe ) ; Manganèse ( Mn ) Chlore ( Cl ) ; des oligo-éléments (existant à l’état de traces ) :

Selenium (Se) ; Cuivre (Cu) ; Cobalt (Co) ; Zinc (Zn) Aluminium (Al) ; Iode (I) ; Fluor (F).

2 ) l’énergie L’énergie nécessaire à la synthèse des éléments est fournie :

par la lumière, dans le cas des bactéries dites phototrophes par l’oxydation : l’oxydation peut se faire à partir de substances extérieures à

la bactérie ou présentes dans cette bactérie.

Oxydation de substances extérieures : Par exemple : Certaines bactéries oxydent l ‘hydrogène sulfureux contenu dans certains sols ou certaines eaux pour donner de l’acide sulfurique et de l’énergie :

H2 S → H2 S O44 + énergie

De même l’ammoniaque est transformée en nitrites puis en nitrates :

N H4 + → N O2

- ( nitrites) + énergie

N O2 - → N O3

- (nitrates) + énergie

Oxydation des substances présentes dans la bactérie : Exemple : le glucose C6 H12 O6

L’oxydation peut être complète : Le glucose est transformé en gaz carbonique, eau et énergie

C6 H12 O6 → 6O2 + 6H2 O + énergie

C’est le cas de la respiration . La présence d’oxygène est obligatoire. Elle conditionne la vie des bactéries aérobies.

L’oxydation peut être incomplète :

La présence d’oxygène n’est pas obligatoire ; mais la quantité d’énergie est plus faible. La réaction est une fermentation. Exemple :

C6 H12 O6 → 2CH3 CH2 OH (éthanol) + 2CO2 + énergie

C’est la fermentation alcoolique, base de la fabrication des boissons alcoolisées

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Ou bien : C6 H12 O6 → 2CH3 - CHOH – CH2 OH (acide lactique) + énergie

C’est la fermentation lactique qui est à la base de la fabrication des fromages : l’acide lactique coagule la caséine du lait.

3 ) Facteur influençant la croissance microbienne

Température

Pour le plus grand nombre de bactéries, la température de croissance optimale se situe entre 20°C et 37° C, température du corps humain. En milieu de culture, ces températures peuvent être étendues à une échelle plus large qui permet de partager les germes suivant leur tolérance à la température :

- Thermophiles : entre 40°C et 60°C ; exemple : thermophilum - Mésophiles : entre 20°C et 40°C ; exemple : toutes les bactéries pathogènes - Psychrotrophes : entre 0°C et 20°C ; exemple : listeria yersinia - Psychrophyles : à 0° ; rares .

Pression osmotique

C’est la force qui s’exerce sur la paroi des cellules, jouant le rôle de membrane entre l’intérieur de la cellule et le milieu ambiant. Une pression osmotique élevée dans le milieu ambiant aspire l’eau contenue dans la cellule bactérienne et l’empêche de se reproduire : les bactéries ont besoin d’eau pour se multiplier. Inversement, si la pression osmotique est plus élevée dans la cellule, elle aspire l’eau du milieu ambiant et la cellule va éclater.

PH

Le pH le plus favorable se situe aux alentours de 7 ; ce qui est le pH de l’organisme. Au laboratoire, le pH des milieux de culture doit s’adapter aux germes que l’on veut identifier :

- Salmonelles : 6,5 à 7,2 - Staphylocoques : 6,8 à 7,5 - Bactéries lactiques : 5,5 à 6,5

Abaisser le pH amène à empêcher le développement des bactéries. 4 ) Forme de conservation des bactéries : les spores Lorsque le milieu où évolue la bactérie s’appauvrit en éléments nutritifs ou s’enrichit en substances toxiques, perd de l’eau ou atteint une température défavorable, la bactérie réagit en produisant des spores. Toutes les bactéries ne sont pas capables de sporuler.

a ) Formation de la spore :

Le chromosome migre à une extrémité de la bactérie ainsi que le cytoplasme. Plusieurs membranes se forment et les entourent pour protéger la matière vivante. La spore formée peut :

rester à l’intérieur de la bactérie ; c’est une endospore être libérée à l’extérieur : la bactérie disparaît.

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b ) Propriétés :

Lorsque les conditions de vie redeviennent favorables, la spore redonne naissance à une bactérie. Les spores sont plus résistantes que les bactéries :

à la chaleur aux antiseptiques et désinfectants aux antibiotiques

D’où l’importance de la bonne exécution et du contrôle des différentes opérations de stérilisation ou de nettoyage comme ; par exemple : respecter les temps et les températures de stérilisation à l’autoclave ou au Poupinel.

IV – ACTION des BACTERIES Deux cas peuvent se présenter :

• Les bactéries n’exercent aucune action sur l’organisme qui les héberge : la bactérie est commensale.

• Les bactéries déclenchent une infection :

la bactérie est pathogène. Ces deux qualités ne sont pas immuables : un commensale peut devenir pathogène si les conditions de défense de l’organisme changent. 1 - Flore commensale La peau et les muqueuses présentent de nombreuses espèces microbiennes : flore permanente qui se rétablit d’elle-même chaque fois qu’elle est perturbée ; flore transitoire, peu abondante, qui peut devenir abondante si la flore permanente est perturbée.

a) flore de la peau : presque uniquement des germes Gram +

Microcoques, Staphylocoques, Corynebactéries, Bacillus se développent grâce aux graisses de la sueur

b) flore du vagin : lactobacillus

Ils se développent grâce à un pH acide des sécrétions vaginales. Si celui-ci se modifie, les autres germes se développent d’autant plus facilement que le pH se rapproche de 7.

c) flore de la bouche et du pharynx : Très abondante et très variée.

Bouche : Streptocoques ( salivarius, mitis, sanguis ???) Pharynx : Neisseriae Tartre : Anaérobies, Hémophilus, Strepto, lactobacillus Fosses nasales : Microcoques, Staphylo.

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d) flore de l’appareil digestif : Très abondante : 1014 germes /g de selles

Les bactéries sont localisées dans la lumière du tube digestif, dans le mucus qui tapisse les muqueuses. Très peu sont attachés à la muqueuse.

Les bactéries anaérobies sont prédominantes. Parmi les aérobies, les principales sont les Entérobactéries (Coli, Serratia, Klebsiella, Proteus).

Les bactéries intestinales jouent un rôle important dans :

la dégradation de produits de l’alimentation :

- Cellulose - Acides gras - Acides aminés

la dégradation des produits de l’activité de l’organisme :

- Urée - Bilirubine - Acides biliaires

La limitation de l’invasion de l’organisme par des bactéries d’origine

extérieure en les cantonnant au rôle de bactéries non dominantes. 2 - Flore pathogène Le pouvoir pathogène des bactéries est conditionné par trois facteurs. Deux facteurs dépendent de la bactérie :

a) pouvoir invasif ou pouvoir de multiplication ; c’est leur capacité à se multiplier dans l’organisme ;

b) pouvoir toxique ; c’est leur capacité à sécréter des toxines. Le troisième facteur dépend de l’organisme contaminé. C’est sa capacité de résistance à la bactérie ; on dit couramment que la bactérie se développe en fonction du terrain de l’organisme. Exemples : 1 - Bactéries ayant un pouvoir invasif important et un pouvoir toxique faible :

Bacille tuberculeux Brucelle Staphylo aureus ( Staphylocoque doré)

2 - Bactéries ayant un pouvoir invasif faible et un pouvoir toxique élevé :

Diphtérie (corynebacterium diphteriae) Tétanos (clostridium tetani) Botulisme (clostridium botulinum)

3 - Bactéries ayant un pouvoir invasif fort et un pouvoir toxique élevé

Gangrène (clostridium perfringens) Typhoïde et paratyphoïde (salmonelle typhi et para t.)

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4 - Bactéries ayant un pouvoir invasif faible et un pouvoir toxique faible : Normalement non pathogènes, elles ne se développent que dans les organismes affaiblis. Elles déclenchent des maladies dites « opportunistes », en particulier chez les immuno- déprimés : cancer, sida…

Pseudomonas (B. pyocyanique) Staphylo blanc Certaines entérobactéries Acinetobacter.

Elles sont souvent responsables des infections nosocomiales (contractées dans les hôpitaux ou centres de soins). 3 - Toxines

a ) Définition Substance toxique et antigénique élaborée par une bactérie. Les deux actions, toxique et antigénique, sont nécessaires pour appeler une substance « Toxine ». Ne sont pas toxines, les substances provoquant des allergies, non toxiques pour quelqu’un qui n’y est pas sensibilisé, ni certaines substances toxiques provenant du métabolisme (ex. : l’urée) qui ne provoquent pas d’anticorps. Certaines enzymes qui entraînent des lésions des tissus sont considérées comme toxines : Exemple : streptolysines, collagenases, etc…

b ) Propriétés des toxines Toxines protéiques : Elles ont un pouvoir toxique très élevé. Elles sont libérées pendant la croissance : exotoxines.

Les toxines botuliques et tétaniques sont les poisons les plus actifs connus :

- 1 mg de toxine tue 1000 tonnes de matières vivantes

Chaque toxine a son site d’action privilégié. - Les toxines neurotropes se fixent sur les récepteurs du système

nerveux. - La toxine botulique se fixe sur la plaque motrice. - La toxine cholérique se fixe sur les cellules de la paroi intestinale. - La streptolysine se fixe sur les membranes cellulaires et lyse (c’est-à-

dire :dissout) les cellules ; etc. Elles ont un pouvoir antigénique très fort : l’organisme réagit en provoquant

la production d’antigènes : les antitoxines.

C’est le principe de la fabrication des sérums. L’injection du sérum permet d’apporter directement à l’organisme malade des antitoxines qu’il n’a pas encore eu le temps de fabriquer.

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Par traitement par la chaleur, le formol, etc., la toxine est atténuée, c’est-à-dire qu’elle perd son pouvoir toxique tout en gardant son pouvoir antigénique. Certains vaccins sont préparés à partir de ce procédé. Toxines glucido lipido protidiques Ce sont des constituants de la cellule bactérienne. Elles ne sont libérées qu’à la lyse de la bactérie ; ce sont les endotoxines. Le pouvoir antigénique des endotoxines est faible. On ne peut pas fabriquer de sérums à partir de ces toxines. VI - MECANISME DE DEFENSE DE L’ORGANISME Pour faire face aux infections microbiennes, l’organisme a des moyens de défense. Certains existent avant toute infection microbienne : ce sont les défenses non-spécifiques. D’autres se mettent en place au contact du microbe : ce sont les défenses spécifiques. 1 - Défenses non-spécifiques :

a ) la peau : 2 moyens de défense

La couche de kératine qui gène la pénétration du germe ; La sueur, sécrétée par les glandes sudoripares, qui possède un pouvoir

bactéricides. Ceci explique les précautions rigoureuses d’asepsie à respecter dans les soins aux brûlés dont la couche superficielle de peau est détruite sur une étendue plus ou moins grande.

b ) le tissu conjonctif situé sous la couche externe de la peau et des muqueuses.

Sa consistance est celle d’un gel qui retarde la progression des bactéries. D’autre part, il est très vascularisé ; ce qui facilite l’arrivée des cellules phagocytaires en cas d’infection.

c ) les muqueuses

muqueuses respiratoires :

Elles contiennent deux types de cellules importants : - Les cellules ciliées - Les cellules à mucus

Le battement des cils étalent le mucus à la surface des cellules. Le mucus fixe les poussières qui sont chargées de bactéries. Les battements des cils repoussent le mélange poussières+mucus vers les voies respiratoires supérieures : bronches, trachée, etc… Arrivées dans la bouche, les poussières sont dégluties dans l’œsophage et l’estomac où les bactéries seront neutralisées par le suc gastrique dont l’acidité très forte s’oppose à toute prolifération. N.B. : à noter que les fumées, qu’elles aient pour origine la pollution ou le tabac, diminuent l’activité des cellules ciliées et donc aussi la résistance aux infections..

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muqueuse vaginale : Le pH du vagin est acide ; ce qui permet seulement la vie du Lactobacillus acidophilus (gros bacille GRAM+, hôte normal d’un vagin sain, même s’il est en très grande quantité). Il produit l’acide lactique responsable du pH. Si le pH s’élève aux environs de 7, les germes pathogènes peuvent y proliférer et déclencher des infections qui se traduisent par des pertes abondantes et purulentes. Ce phénomène peut être produit sous l’influence de modifications hormonales.

d ) la flore commensale La flore commensale empêche la prolifération des germes pathogènes de 2 façons :

elle utilise les éléments nutritifs qui seront donc en moindre quantité pour les germes pathogènes ; elle produit des substances inhibitrices

Deux exemples :

Le tube digestif (intestin grêle et colon) contient environ 140 espèces de germes commensaux : la concurrence est en leur faveur par rapport aux germes pathogènes. Les bacilles lactiques produisent l’acide lactique → abaissement du pH.

e ) les sécrétions

Celles qui recouvrent les muqueuses servent de pièges pour les bactéries. Les autres sécrétions peuvent contenir des enzymes : salive, lait, larmes contiennent un lysozyme aux propriétés bactéricides.

Le lysozyme est particulièrement actif sur la couche externe de la paroi des germes Gram+. Le lait contient aussi une peroxydase qui libère de l’oxygène jouant un rôle

antiseptique. Le sperme contient une spermine et du zinc jouant un rôle bactéricide.

f ) la phagocytose

Lorsque les germes pénètrent par un point de la peau, on voit apparaître une réaction inflammatoire au niveau du point de pénétration. Elle se traduit par :

Rougeur Chaleur Douleur Œdème

Ces manifestations se produisent grâce à l’afflux des cellules phagocytaires qui combattent l’infection. Les cellules sanguines sont de deux types :

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Polynucléaires : - mobiles - peu résistants : courte durée de vie - actifs surtout sur staphylo, stepto, pneumo, neisseria ??? Monocytes : ils se transforment en macrophages

- peu mobiles - très résistants : durée de vie plus longue - actifs sur presque tous les germes infectieux.

Les phagocytes remplissent leurs fonctions grâce aux propriétés suivantes :

1) émissions de pseudopodes par déformation du cytoplasme ; 2) sensibilité au chimiotactisme :

- positif, s’ils sont attirés par certaines substances - négatifs s’ils sont repoussés ;

3) possibilité d’adhésion aux particules étrangères 4) possibilité de les englober

PEAU

SANG La phagocytose se fait en 4 temps :

1. adhésion des bactéries à la surface des pseudopodes facilitée par certaines substances : anticorps, compléments, Ca++ ;

2. englobement : les pseudopodes forment une vacuole où sont enfermés les germes ;

3. digestion des germes par les enzymes.

Les germes intra-cellulaires comme le gonocoque, le méningo, certaines salmonelles, les toxoplasmes ne sont pas touchés par les phénomènes de phagocytose.

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g ) le complément Système constitué de 13 protéines dont les symboles vont de C1 à C13. Chaque protéine isolée est inactive. Sous l’influence de différents facteurs (anticorps, par exemple), elles forment une chaîne et permettent, en particulier, l’adhésion des germes sur les cellules phagocytaires. Elles ont des propriétés chimiotactiles importantes et attirent les leucocytes. 2 - Défenses spécifiques Elles sont assurées par les anticorps et par les lymphocytes T.

a ) Définitions : Antigène : Substance étrangère à l’organisme capable de provoquer la

production de substance réagissant spécifiquement avec lui. Anticorps : Substance capable de se combiner à l’antigène qui lui est

spécifique.

On les appelle aussi immunoglobulines : Ig G . Ig H . Ig A . Ig D . Ig E. IgM Ce sont des β ou y. globulines

La surface des bactéries présente de nombreux antigènes différents les uns des autres.

b ) Mécanisme de production des anticorps : Ils sont produits par les plasmocytes qui viennent de la transformation de certains lymphocytes (lymphocytes B), transformation par le contact antigène-plasmocytes. Les leucocytes sont donc indispensables à la fabrication des anticorps. C’est pourquoi les traitements qui font chuter le taux des leucocytes (ex. : radiothérapie, chimiothérapie) favorisent le développement de toutes les infections. La réaction immunitaire doit s’adapter dans le cas d’une infection virale. Le virus se développe à l’intérieur de la cellule microbienne et reste donc à l’abri des anticorps. L’antigène est transmis aux lymphocytes T par le macrophage, cellule cytotoxique, capable de détruire la cellule porteuse de l’antigène. VII – MODE DE TRANSMISSION DES MALADIES INFECTIEUSES Lorsqu’une maladie se propage rapidement dans la population d’une région, on a affaire à une épidémie. Lorsqu’un continent est atteint, c’est une pandémie. Lorsque la maladie n’atteint qu’une faible partie de la population, mais se prolonge dans le temps, c’est une endémie.

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1 - Contamination directe

a) Par contact direct

Sur une plaie : l’infection peut être grave ; surtout : si la plaie est profonde si le malade est immunodéprimé.

b) Par les voies respiratoires

par la parole par les éternuements par l’expiration

Nous expulsons des micro-gouttelettes chargées de la flore de la bouche et du pharynx. Cette flore est généralement constituée de germes commensaux ; mais il peut s’y mêler des germes pathogènes :

- Bacilles de Koch - Bacille de Loeffler ( diphtérie) - Pneumocoques - Méningocoques… pour ne citer que les principaux.

Les linges, les aliments, s’ils sont souillés , peuvent être contaminant par simple contact.

c) par piqûre ou morsure Certaines maladies sont transmises à l’homme par un hôte intermédiaire qui assure le rôle de réservoir de germes et d’agent transmetteur. Exemples :

- Moustiques avec le plasmodium - Glossine avec le trypanosome - Chien avec le virus de la rage, etc… - Rat avec les leptospires et les spirochètes.

2 - Contamination indirecte

Transmission par voies digestives Principalement des infections intestinales. Les malades évacuent les germes par les selles. La contamination se fait par l’eau et par les aliments, le linge, les ustensiles de cuisine. Il faut donc augmenter les précautions d’hygiène :

- Lavage des mains - Lavage du linge - Utilisation d’antiseptiques pour éviter la multiplication des germes et la

propagation des épidémies en cas d’infections intestinales.

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