MICROBIOLOGIE

Microbiologie Etude des micro-organismes ou «microbes» Invisibles à l’œil nu Observation au microscope Bactéries, virus, parasites, champignons Responsables d’infections Elles ne sont visibles qu’au microscope.

I - Principaux micro-organismes pathogènes Les procaryotes ont un chromosome unique sans membrane nucléaire à la différence des eucaryotes qui ont un véritable noyau.

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

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 nucléo- capsides 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

Champignons filamenteux 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 La membrane cytoplasmique ou membrane interne. Elle est constituée d’une double couche de phospholoipides (35) et de protéines (65%). Limitante externe du cytoplasme.

3 – Paroi bactérienne Enveloppe rigide Principal constituant : le peptidoglycane Deux types de paroi bactérienne Bactéries à Gram positif Bactéries à Gram négatif La bactérie n’éclate pas grace à l’existence d’une structure rigide appelée paroi. La structure

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

Bactéries à Gram positif 3 – Paroi bactérienne Bactéries à Gram positif Couche épaisse de peptidoglycane (30-50 nm) Bactéries à Gram positif Cocci : Staphylococcus, Streptococcus Bacilles : Listeria, Corynebacterium

Bactéries à Gram négatif 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) 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 Gélose enrichie 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...)