Licence Contrôle Qualité des Produits alimentaires : Module Microbiologie Appliquée à l’hygiène Année : 2012-201 Mr BENSALAH

PLAN Micro-organismes de l’environnement. Présence des micro-organismes dans les écosystèmes. Micro-organismes commensaux  Définition Relation hôte –micro-organisme Colonisation et établissement de la flore commensale Rôle de la flore commensale FLore de la peau, des voies digestives ‘(buccale intestinale). Micro-organismes pathogènes : Virulence. Réservoirs micro-organismes Pouvoir pathogène Transmission de l’infection. - Transmission directe et indirecte Porte d’entrée Infection opportunistes.

Microbiologie appliquée à l’hygiène Micro-organismes de l’environnement .La peau et les muqueuses des animaux sont continuellement exposées aux micro-organismes de l’environnement transportés par l’eau et air, du sol ou ceux qui proviennent directement d’autres humains et d’autres animaux.

Une muqueuse est un tissu organique de consistance assez molle recouvrant la paroi interne de certains organes ainsi que celle des diverses cavités naturelles externes du corps humain, comme les narines ou les oreilles.

Micro-organismes commensaux Définition. Les tissus d’un être humain sont constitués d’environ 1013 cellules eucaryotes.   Un homme adulte héberge environ 1014 cellules bactériennes dans son tube digestif, sur sa peau et ses muqueuses.   Les bactéries commensales (commensalisme) sont celles qui se nourrissent des mêmes aliments que leur hôte. Elles sont adaptées aux muqueuses de l’homme et des animaux. Elles constituent la flore résidente de l’homme.

Les bactéries saprophytes (saprohytisme) Les bactéries saprophytes (saprohytisme). Elles se nourrissent de matières organiques en décomposition. Ce sont le plus souvent les bactéries de l’environnement. Elles se développent dans la nature aux dépens des végétaux et des produits animaux. Elles peuvent être retrouvées (état transitaire) à la surface de la peau et des muqueuses. Dans la relation saprophytique, la bactérie et l’homme ont un comportement strictement indépendant l’un de l’autre. La bactérie a une vie et une multiplication non tributaires de l’individu et inversement.

Ces micro-organismes sont subdivisés en deux groupes : *Les micro –organismes commensaux , inoffensif et normalement présent chez l’homme et les animaux. *Les micro –organismes pathogènes , qui détruisent les tissus ou perturbent les activités physiologiques essentielles ce qui provoque une réaction des défense chez l’hôte et occasionne des infections plus ou moins sérieuses. Remarque : On connait des micro-organismes commensaux susceptibles de devenir pathogènes des micro-organismes pathogènes qui ne causent pas toujours de maladies.

FLORES COMMENSALES OU HUMAINE Flore résidente : ensemble des espèces présentes de façon permanente. Contribue aux défenses vis-à-vis des micro-organismes pathogènes spécifiques. Flore transitoire : ensemble d’espèces s’établissant de façon temporaire (en transit) et provenant de l’environnement et des autres individus.

Colonisation et établissement de la flore commensale. LES micro-organismes commensaux sont des parasites extracellulaires inoffensif qui coloinissent la peau et les muqueuses des animaux et de l’homme. La colonisation débute à la naissance et les commensaux restent présent durant toute la vie d’un individu. La première contamination survient au moment de l’accouchement. Elle est rapidement complétée par inhalation de l’air , par la déglutition des micro-organisme présent dans la bouche. La colonisation est un processus complexe qui se prolonge, une fois que les espèces microbiennes sont installés. La flore est généralement stable, surtout en ce qui concerne les espèces dites résidentes, on trouve aussi les espèces transitoires.

  La relation hote –micro-organisme est une relation complexe. Elle est le résultats d’un processus évolutif entre un parasite et un organisme plus ou moins adaptés à une vie commune harmonieuse puisque dans certains cas, la présence du micro-organisme perturbe l’équilibre de l’hote.

Flore commensale de la bouche : comprend deux écosystèmes : . Flore de la muqueuse buccale constituée : - de certaines espèces de Streptococcus : - S. salivarius - S. milleri - des espèces du genre Micrococcus - M. mucilagenosus, - des anaérobies - Bacteroïdes melaninogenicus, - Fusobacterium La flore buccale contient 105 – 106/mL avec une nette prédominance de S. salivarius. . Flore de la plaque dentaire La plaque dentaire est un film bactérien adhérant à l’émail des dents. Les bactéries de la plaque dentaire sont : - le genre Streptococcus (S. mutans, S. sanguis, S. salivarius); - bacilles à Gram positif (Actinomyces israeli, A. odontolyticus) ; - bacilles à Gram négatif anaérobies stricts (Veillonella, Bacteroïdes)

  Flore du tube digestif Dans l’estomac, il n’y a pratiquement pas de bactéries, excepté les germes de transit apportés par les aliments. Le nombre des bactéries commensales s’accroît progressivement à partir du duodenum et du jéjunum (102-104/mL) jusqu’au côlon (1011/g). La flore de l’intestin grêle atteint 107 -108/mL dans sa partie distale. . Les bactéries anaérobies sont dominantes - Bacteroïdes sp ; - Clostridium sp ; . Les entérobactéries - Escherichia coli ; - Proteus mirabilis ; . Les streptocoques de groupe D ; . Les lactobacilles ; . Les staphylocoques (S. aureus et S. epidermidis) en faible nombre (10 2 - 10 4/g) dans la flore des selles.

Relation hôte micro-organisme On distingue deux catégories de parasites : Les parasite extracellulaires autonomes : ils peuvent produire la plupart de leurs composés À partir des substances organiques brutes fournies par l’hôte. Mycoplasme, champignons, et certains protozoaires Les parasites intracellulaires se développent e qui sont dépourvus de systèmes générateurs d’énergie et ne peuvent produire tous les composés chimiques nécessaires à l’élaboration de leurs constituants.

IL existe également deux types de parasites intracellulaires: obligatoire : virus ; certains protozoaires Facultatifs: il relève de l’opportunisme que la dépendance

Rôle de la flore commensale On utilise pour étude du rôle des commensaux des animaux axéniques et holoxéniques. métabolique Histologique Physiologique Immunitaire Effet de barrière.

Rôle métabolique: Les micro-organismes détruisent certains déchets comme urée et élaborent diverses catégories de composés organiques: acides aminés, vitamines Rôle histologique : La comparaison des coupes histologiques du tube digestif d’animaux axéniques et holxéniques fait ressortir des différences spectaculaires : la paroi du tube digestif est plus mince chez animal axénique avec moins de cellules. On constate également que le renouvellement des anthérocytes est deux fois plus lent chez les animaux axéniques

Rôle physiologique - En raison du faible développement de la muqueuse le transit intestinale est ralentie ce qui ralentie le transit et par conséquent accumulation des déchets et substances toxiques. -Rôle immunitaire. les bactéries commensales jouent un rôle important dans le système immunitaire. En effet, leur absence se traduit par: Atrophie ds plaques de Peyer; Des formations lymphoïdes situées dans la muqueuse intestinales et contenant des cellules immunitaires participant à la défense anti infectieuses.-

Diminution du nombre de lymphocyte producteurs Immunoglobulines A( Anticorps) Moins d’anticorps chez les animaux axéniques

- Effet barrière : la flore commensale empêche les pathogène de s’installer dans intestin ou limite leur prolifération ceci est du à la remarquable stabilité de la flore commensale.

Les bactéries pathogènes. *Les micro –organismes pathogènes détruisent les tissus ou perturbent les activités physiologiques essentielles ce qui provoque une réaction des défense chez l’hôte et occasionne des infections plus ou moins sérieuses. La virulence désigne le degré de pathogénicité d’un micro-organisme c’est-à-dire son aptitude à se développer dans un organisme hote et d’provoquer des troubles morbides on mesure la virulence par m

Micro-organismes pathogènes : Facteurs de virulence des bactéries pathogènes  3.1. En dehors des intoxications, la première étape du pouvoir pathogène est la colonisation de l'hôte au niveau de la porte d'entrée.  En pratique, cela se traduit par :  une adhésion aux cellules épithéliales des muqueuses à l'aide de pili ou d'adhésives non fibrillaires. L'adhésine des pili est située au sein de fimbriae. Cette adhésine est la molécule qui va interagir avec un récepteur sur les cellules de l'hôte. Dans le cas des adhésines non fimbrillaires, la protéine est située sur la membrane externe des bactéries. Dans certains cas (Escherichia coli entéropathogène), ce récepteur est sécrété par la bactérie à l'intérieur du cytoplasme des cellules de l'hôte.

Pouvoir Pathogène : Le pouvoir pathogène  des bactéries repose principalement sur la sécrétion de toxines et de cytolysines. Les toxines détruisent les tissus ou perturbent les activités physiologiques de l’hôte. Les Cytolysines favorisent la dissémination des bactéries dans l’organisme.

la virulence est une notion quantitative alors que le pouvoir pathogène est une notion qualitative.   Ainsi pour un même pouvoir pathogène, il peut y avoir des souches plus ou moins virulentes. Exemple : Shigella dysenteriae et Shigella flexneri sont toutes les deux responsables d'une dysenterie bacillaire, mais pas avec les mêmes doses. Quelques bactéries suffisent pour développer une infection avec S.dysenteriae alors que plusieurs milliers sont nécessaires avecS. flexneri. Cette espèce est donc considérée comme moins virulente que S.dysenteriae.

 - Les bactéries opportunistes  - Les bactéries opportunistes ne donnent habituellement pas de maladie chez les sujets sains. En revanche, elles peuvent devenir pathogènes chez les sujets aux défenses immunitaires altérées. - Ces bactéries sont souvent des bactéries commensales qui vivent à la surface de la peau et des muqueuses de l'homme  Chez le sujet normal, elles ne donnent pas d'infections, mais à la faveur d'une immunodépression ou d 'une antibiothérapie, elles vont être contre-sélectionnées et proliférer leur donnant ainsi un avantage sélectif. - Le type de maladie (et donc le pouvoir pathogène) dont ces bactéries sont responsables est, en général, monomorphe : colonisation de la porte d'entrée avec développement d'une inflammation non spécifique à ce niveau (pneumonie, infection urinaire, infection sur cathéter,.. ), éventuellement suivie d'unegénéralisation, septicémie avec des localisations secondaires possibles (endocardite, abcès profond, ostéites, méningites...

Microbiologie appliquée à l’hygiène .La relation patogène est précaire, elle est toujours confrontée à l’alternative suivante ; ou bien le micro-organisme pathogène réussit à se multiplier et éliminer hote ou bien hote réussit à éliminer le microbe grâce aux moyens de défense immunitaire : c’est un affrontement permanent.

une adhésion à du matériel étranger (cathéter, prothèse..)

. Le pouvoir pathogène est due à la diffusion d'une toxine à distance de la porte d'entrée Dans ce cas, la bactérie adhère, colonise et se multiplie au niveau de la muqueuse de la porte d'entrée et peut éventuellement provoquer une inflammation à ce niveau. Mais l'essentiel du pouvoir pathogène est du à la production d'une toxine dont les effets peuvent s'exercer à distance de la porte d'entrée:  Vibrio cholerae (choléra). Dans ce cas, il y a colonisation de l'intestin et production de la toxine cholérique qui va être responsable de la perte hydro-électrolytique

Escherichia coli entérotoxinogène (diarrhée des voyageurs), même mécanisme que pour le choléra (cf Vibrio) Bordetella pertussis (coqueluche). La muqueuse colonisée est l'arbre trachéo-bronchique. La production de la toxine va être responsable de la toux et des signes généraux et éventuellement cardio-vasculaires Staphylococcus aureus producteur de TSST (syndrome de choc toxique). Le staphylocoque colonise une muqueuse (vaginale par exemple) et la production de toxine qui diffusera sera responsable du choc. Corynebacterium diphtheriae (agent de la diphtérie). Le pathogène est responsable d'une angine, secondaire à la multiplication bactérienne, mais seules les souches produisant la toxine diphtérique pourront donner le croup et les signes généraux (cf Physiopathologie de la diphtérie ou Corynebacterium).

Escherichia coli entérotoxinogène (diarrhée des voyageurs), même mécanisme que pour le choléra (cf Vibrio) Bordetella pertussis (coqueluche). La muqueuse colonisée est l'arbre trachéo-bronchique. La production de la toxine va être responsable de la toux et des signes généraux et éventuellement cardio-vasculaires Staphylococcus aureus producteur de TSST (syndrome de choc toxique). Le staphylocoque colonise une muqueuse (vaginale par exemple) et la production de toxine qui diffusera sera responsable du choc. Corynebacterium diphtheriae (agent de la diphtérie). Le pathogène est responsable d'une angine, secondaire à la multiplication bactérienne, mais seules les souches produisant la toxine diphtérique pourront donner le croup et les signes généraux (cf Physiopathologie de la diphtérie ou Corynebacterium).

Mycobacterium tuberculosis (tuberculose) Le pouvoir pathogène résulte d'une dissémination du microorganisme à partir de la porte d'entrée: On distingue deux types de pathogènes selon que la multiplication bactérienne ait lieu à l'intérieur ou à l'extérieur d 'un compartiment cellulaire A/ Les bactéries à multiplication intra-cellulaire  Le plus souvent le compartiment dans lequel la multiplication prend place sont lesmacrophages Mycobacterium tuberculosis (tuberculose)  Salmonella typhi (typhoïde)

Septicémies (Escherichia coli, Staphylococcus aureus…) Les bactéries à multiplication extra-cellulaire Il s 'agit du pouvoir pathogène le plus fréquent. Les bactéries se multiplient dans le secteur extra-cellulaire et sont équipées pour résister à l'activité bactéricide du complément et à la phagocytose par les polynucléaires  Septicémies (Escherichia coli, Staphylococcus aureus…)  Pneumonies (Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae...) Pyélonéphrites (Escherichia coli, Proteus mirabilis..) Méningites (Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae) Endocardites (Streptococcus, Enterococcus...)

 Facteurs de défense contre les bactéries 2. 1 Facteurs non spécifique

B/Les barrières qui s'opposent à la croissance bactérienne :  - La disponibilité en nutriment pourrait être le facteur limitant.   - Le seul réel nutriment qui fait défaut in vivo est le Fe3+ . Sa concentration dans les tissus biologiques est de 10-18 M et ceci en raison de sa liaison à la transferrine et la lactoferrine dans le secteur extra-cellulaire.   - Cette faible concentration en Fe3+ impose à tous les pathogènes de posséder des systèmes de captation du Fe3+ afin de se procurer ce nutriment nécessaire à leur métabolisme.

. Les cellules phagocytaires: 2 types de cellules phagocytaires :  Immunité innée L'immunité innée permet l'élimination du microorganisme lorsqu'il se trouve dans un tissu habituellement stérile. Il est nécessaire d'envisager 2 Les acteurs de l'immunité innée  Le complément (voir cours correspondant)  Les conséquences de l'activation du complément sont la bactériolyse, l'opsonisation et le chimiotactisme (C3a, C5a) . Les cellules phagocytaires: 2 types de cellules phagocytaires : les polynucléaires  les macrophages (voir cours immunologie correspondant à la phagocytose) Le but de l'immunité innée est de recruter ces éléments au siège de l'effraction bactérienne, et ceci afin d'éliminer l'agent pathogène. Une réaction inflammatoire va alors se mettre en place. Elle associe diapédèse - margination des leucocytes et extravasation des protéines plasmatiques (complément et anticorps).