Transcript Le monde microbien

CHRU de Lille - IFSI - 1ère année
2010
Le monde microbien
Dr N. Loukili
Unité de Lutte contre les Infections Nosocomiales
Plan (1)
 Introduction : Les microbes
I- Généralités
- La cellule vivante
- Les acides nucléiques
- 4 catégories de microbes
- Nomenclature
- Diversité
Plan (2)
II- Bactéries
A- La cellule bactérienne
1- Formes
2- Paroi
3- Matériel génétique
4- Cytoplasme
5- Capsule
6- Flagelles
7- Pili
Plan (3)
B- Les spores bactériennes
C- La croissance bactérienne
1- Reproduction par division
2- Conditions de croissance
D- Identification au laboratoire
Plan (4)
III- Champignons
IV- Protozoaires
V- Virus
Les microbes




1 micron (µm) = 1/1000ème de mm
XVIème : microscope optique par Z Jansen (Pays-Bas)
1674 : description des premières « animalcules » par Van Leuwenhoek
1837 et 1838 : « la levure est un organisme vivant qui se reproduit par
bourgeonnement » Charles Cagniard-Latour, Theodor Schwann et Friedrich Kützing
 1878 : le terme "Microbe" par C-E Sédillot
 "Micro-organisme"
 Classification :


scientifique
médicale, pragmatique
La cellule vivante
 Unité de structure des êtres vivants
 2 types de cellule :
Eucaryote : Noyau contenant plusieurs chromosomes
Procaryote : Pas de noyau, un chromosome libre
dans le cytoplasme
 Organismes


Pluricellulaires
Unicellulaires = protistes
Les acides nucléiques
 Acide désoxyribonucléique = ADN
constituant de base des chromosomes,
formé de 2 chaînes complémentaires
support des gènes
 Acide ribonucléique = ARN
copie de l’ADN (1 chaîne)
Réplication
ADN
ADN
Transcription
ARN
Traduction
Protéine
Réplication de l’ADN
Transcription de l’ADN
Traduction de l’ARNm
4 catégories de microbes
Taille
Cellule
Protozoaires
100 µ
Eucaryote
Champignons
10-50 µ
Eucaryote
Bactéries
1µ
Procaryote
Virus
0,1 µ
Pas de cellule
1 acide nucléique
Nomenclature
Genre
+
Homo
Toxoplasma
(Toxoplasme)
Penicillium
espèce
sapiens
gondii
camembertii
Staphylococcus
aureus
(Staphylocoque doré)
Staphylococcus
sp.
Diversité
 Espèces différentes +++
 Quantités :
1 kg de terre
=
- mille milliards de bactéries
- cent cinquante milliards de champignons
- dix millions de protozoaires
La cellule bactérienne
Paroi
Membrane
Ribosome
Cytoplasme
Chromosome (ADN)
La cellule bactérienne
A: Pili
B: ribosomes
C: Capsule
D: Paroi
E : Flagelle
F : Cytoplasme
G : Vacuoles
de réserve
H : Plasmides (ADN)
I : ADN
J : mb plasmique
Formes
 Coccus, pl. cocci : rond
 Bacille :
 Autres :
allongé
spiralé
Cocci
sepidermidis.jpg
Staphylococcus epidermidis
Streptococcus pyogenes
Bacilles
E coli
Spiralés
spirochètes à la surface de microvillosités
de cellules intestinales de tique.
Treponeme pallidum
Paroi des bactéries
• Forme de la bactérie  squelette externe de la bactérie
• Rôle déterminant dans la spécificité antigénique des bactéries
• Siège de l'action de certains enzymes exogènes (lysozyme) ou
endogènes (autolysines) et de certains antibiotiques, notamment les
bêtalactamines (pénicillines)
• Le lipopolysaccharide (LPS) et le peptidoglycane  rôle
important dans la défense immunitaire non spécifique contre
l'infection
• Coloration de Gram
Paroi des bactéries
 à Gram +
à Gram Membrane externe
Peptidoglycane
Membrane cytoplasmique
 autres :
mycobactéries = bacilles acido-alcoolo résistants
(baar)
Matériel génétique
 Chromosome
(ADN chromosomique)
 Plasmides éventuels
(ADN extrachromosomique)
Capsule
La capsule est un enduit excrété par certaines bactéries. Elle est
habituellement de nature polysaccharidique
• Rôle dans l’aspect des colonies : colonies lisses (S pour « smooth ») ou
muqueuses, tandis que les bactéries mutantes non capsulées donnent des
colonies rugueuses (R pour « rough »).
• Rôle important dans le pouvoir pathogène de certaines espèces
bactériennes (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae,
Klebsiella, E.coli K1) par son rôle protecteur contre la phagocytose.
Capsule
Patient présentant une pneumonie
Pili
Les pili communs
• Structures protéiques filamenteuses, de 2 à 3 µm de long, disposés
régulièrement à la surface de la bactérie
• Association de polymère de piline et d’adhésine
• Adhésine peut avoir des interactions avec des récepteurs cellulaire présents
à la surface d'une cellule eucaryote
• Les pili, via l’adhésine, permettent la fixation de certaines bactéries sur les
muqueuses, ce qui conditionne leur pouvoir pathogène
(ex. fixation de Escherichia coli sur la muqueuse vésicale,
du gonocoque sur la muqueuse de l'urètre,
du vibrion du choléra sur les entérocytes...).
Pili
Les pili sexuels
• plus longs mais en nombre plus restreint (1 à 4)
• codés par des plasmides (facteur F).
• rôle essentiel dans l'attachement des bactéries entre elles au
cours de la conjugaison.
• rôle dans l'adhérence bactérienne, comme les pili communs,
auxquels on pourrait les assimiler.
Ex. : la protéine A de Staphylococcus aureus
la protéine M de Streptococcus pyogenes.
Flagelles
Péritriche
(ex. Colibacilles)
Lophotriche
(ex. Pseudomonas)
Polaire
(ex. Vibrio)
Spores bactériennes
Sporulation :
- certaines espèces, dans des conditions défavorables,
spores bactériennes = formes de résistance
- résistance plus grande à la chaleur, UV, dessication, agents
chimiques...
Bacillus subtilis-spores
La croissance bactérienne
 Reproduction par division :

par exemple,
Escherichia coli, dans des conditions définies
1 division toutes les 20 minutes
1 bactérie
100 000 000 (109) en 24h
Courbe de croissance
Nombre de bactéries
1. Phase de latence
2. Phase de croissance
exponentielle
3. Phase ralentissement
4. Phase stationnaire
5. Phase de déclin
Temps
Croissance bactérienne
Conditions de croissance
 Exigences nutritionnelles


besoins communs :
 eau
 source d'énergie :
lumière, composés minéraux, composés organiques
 source de carbone : CO2, sucre, ...
 source d'azote, soufre, phosphore, etc...
 Autres éléments (sodium, potassium, calcium, sélénium…)
besoins spécifiques à certaines bactéries
( vitamines, fer…)
Conditions de croissance
 Exigences respiratoires
Bactéries
aérobies strictes
anaérobies strictes
aéro-anaérobies facultatives
 Température
 pH
Exigence en O2
présence
absence
présence ou absence
Identification au laboratoire
 Morphologie

examen au microscope optique :
des prélèvements
des colonies sur milieux de cultures

coloration : ex. coloration de Gram
bactéries à Gram + : violettes
bactéries à Gram - : roses
 Cultures :
- conditions nécessaires à la croissance et délai
 Caractères biochimiques, antigéniques...
Identification au laboratoire : coloration de Gram
Milieu de culture liquide
Identification au laboratoire : milieu solide
Identification au laboratoire
III- Champignons
 Catégories :

Champignons filamenteux :



Moisissures : Penicillium, Aspergillus
Dermatophytes
Levures :
Candida albicans
Saccharomyces
 Structures :

Moisissures :
Spores
Mycélium

Levures
III- Champignons
A flavus
A fumigatus
IV- Protozoaires
 Cycles évolutifs



vie libre
vie libre + parasitisme (hôte(s), vecteurs)
division cellulaire complexe
 Exemples




Amibes
Toxoplasma gondii
Giardia
Plasmodium falciparum
V- Virus
 Réplication
attachement du virus à une cellule
 pénétration, perte de la capside
 détournement de la machinerie cellulaire
pour la synthèse de nouveaux virus
 mort de la cellule et libération des virus
ou
 infection chronique de la lignée

 Remarque :
Virus =Parasites intra-cellulaires obligatoires

ont besoin de la « machinerie » cellulaire
pour se multiplier

ne se multiplient pas dans l’environnement
A retenir
 4 grandes catégories de microbes

par taille croissante : virus, bactéries, champignons,
protozoaires
 Extrême diversité dans la nature :

Bactéries = les plus nombreux habitants de la Terre
 Seule une petite partie est d’intérêt médical
(protectrice ou potentiellement pathogène)
A retenir
 Intérêt industriel
- Champignons : fermentations, production d’antibiotiques
- Bactéries : production de substances, dépollution
 Empêcher la multiplication bactérienne :


pas de nutriments : enlever les salissures organiques,
pas d'eau : sécher...
A retenir




Le XIXe siècle voit le développement de la médecine de laboratoire, qu’elle soit microbiologique,
chimique ou pathologique et notamment :
en 1837 et 1838 : la levure est un organisme vivant qui se reproduit par bourgeonnement Charles
Cagniard-Latour, Theodor Schwann et Friedrich Kützing publient séparément leurs observations
microscopiques et concluent que. À partir de 1857, Louis Pasteur étudie les fermentations et démontre
qu’il s’agit d’un processus non seulement chimique mais biologique en isolant et cultivant les levures
responsables du phénomène. Casimir Joseph Davaine (1812-1882) montre qu’une maladie est due à un
microbe en isolant l’agent responsable de l’anthrax. Louis Pasteur (1822-1895) s’intéresse à l’étude des
microbes pathogènes pour l’homme et les animaux. Robert Koch (1843-1910) perfectionne les
techniques bactériologiques (coloration, cultures pures) et décrit le rôle des bactéries dans les maladies
infectieuses,
en 1840, Alphonse Laveran découvre le trypanosome de la malaria et décrit son cycle,
en 1881, Louis Pasteur montre que l’agent infectieux responsable de la rage est invisible à l’œil nu, ne
se cultive pas et n’est pas retenu par un filtre. Il semble donc différent des bactéries. En 1892, la même
observation est réalisée par Dmitri Ivanowski qui travaille sur la mosaïque du tabac. En 1898, Martinus
Willem Beijerinck montre que l’agent responsable de la mosaïque du tabac est un agent ultrafiltrable ou
contagium virum fluidum. En 1917, Félix-Hubert d'Hérelle décrit l’agent causal de la plage de lyse sur
des cultures bactériennes et le nomme bactériophage. Il faudra attendre la découverte du microscope
électronique (1931, Ernst Ruska) et la technique de cultures in vitro (1949) pour mettre convenablement
en évidence les virus.