Les agents infectieux : Les bactéries (ou cellules bactériennes)

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1 Les agents infectieux : Les bactéries (ou cellules bactériennes)
UE 2.10 S1 Infectiologie-Hygiène Promotion G. de ROUSSILLON 2016/17

2 L ROIG 08/2016 Objectifs du cours Définir les termes suivants : bactérie, bactérie saprophyte, bactérie commensale et bactérie pathogène Différencier la morphologies des cellules bactériennes Identifier les éléments constants et inconstants de la structure bactérienne Expliquer le rôle des constituants bactériens Comprendre la physiologie et la croissance bactérienne Différencier les types de relation des bactéries à la nature et à l’homme (saprophytisme, commensalisme, opportunisme) Expliquer les modes de transmission bactérienne (illustrer d’exemples) Expliquer la notion de pathogénie et de pouvoir pathogène Expliquer les principes de l’analyse bactériologique dans une démarche diagnostique Comprendre le mécanismes d’action et de résistance des antibiotiques

3 Plan Généralités Ultrastucture bactérienne Morphologie bactérienne
L ROIG 08/2016 Généralités Approche historique Définitions Ultrastucture bactérienne Schéma général Eléments constants et inconstants Rôle des constituants bactériens Morphologie bactérienne Les coques Les bacilles et mycobactérie Les spiralés Les actinomycètes Les très petites bactéries

4 Plan Physiologie et croissance bactérienne
L ROIG 08/2016 Plan Physiologie et croissance bactérienne Conditions physico-chimiques Eléments nutritifs Relations des bactéries à l’environnement Les bactéries saprophytes et commensales Les bactéries pathogènes Les flores endogènes Voies de transmission Modes de contamination Voies de contamination

5 Plan Pathogénie et pouvoir pathogène bactérien
L ROIG 08/2016 Plan Pathogénie et pouvoir pathogène bactérien Bactéries pathogènes et bactéries opportunistes Pouvoir pathogène des bactéries Principes des examens bactériologiques en démarche diagnostique et de contrôle Les examens courants L’examen microscopique, la culture, les modes d’identification Les antibiotiques Définition Modes d’actions Résistance

6 1 - Généralités JANSSEN (1595) puis VAN LEEUWENHOEK et HOOKE (1675)
L ROIG 08/2016 1 - Généralités JANSSEN (1595) puis VAN LEEUWENHOEK et HOOKE (1675) Le microscope Observation des choses invisibles à l’œil nu Animacules PASTEUR ( )  infectiologie FLEMMING ( ) 1595 : invention du microscope par Zacharias Janssen, un fabricant de lunettes hollandais, qui a eu l’idée de superposer deux verres de lentille (les lunettes de l’époque) dans des tubes coulissants, afin de grossir de très petites choses. 80 ans plus tard, Antoine van Leeuwenhoek et Robert Hooke y apportent quelques modifications pour observer des choses qui étaient invisibles à l’œil nu! Ils observèrent notamment une cellule humaine. Ils posent la base de la microbiologie mais aussi de l’étude des cellules et des tissus. Biologie cellulaire Grâce au microscope, le professeur Louis Pasteur a compris pourquoi certaines maladies sont contagieuses : elles sont causées par des microbes invisibles à l’œil nu mais très puissants, capables d’envahir le corps humain pour le rendre malade et de passer d’un être vivant à un autre. Encore grâce au microscope, Alexander Fleming à découvert en 1930 un antibiotique ! Il fit se reproduire des microbes dans une boite, et se rendit compte qu’une moisissure qui se développait à l’intérieur tuait les microbes. Il a observé cette moisissure au microscope pour comprendre son fonctionnement et la nomma « pénicilline ». Le premier antibiotique était né.

7 L ROIG 08/2016 1 - Généralités Microorganismes : organismes vivants ne pouvant être observés qu’au microscope. Bactéries Champignons microscopiques Archéobactéries Protistes Algues vertes Animaux (plancton, planaire, amibe) Archéobactéries : microorganismes unicellulaires procaryotes, c'est-à-dire des êtres vivants constitués d'une cellule unique qui ne comprend ni noyau ni organites, à l'instar des bactéries. Protistes : organismes eucaryotes à organisation cellulaire dite simple, unicellulaires le plus souvent, multicellulaires, constituant les bases du réseau trophique marin Planaires : vers plats aquatiques,

8 1 - Généralités BACTERIES :
L ROIG 08/2016 1 - Généralités BACTERIES : organismes unicellulaire procaryotes autonomes de petite taille (1μm) capables de se répliquer de génération en génération de manière identique par scissiparité. Parfois perte ou ajout de matériel génétique  résistance aux ATB Scissiparité : séparation d'un individu pour donner deux clones génétiquement et morphologiquement identiques, cellule mère donne 2 cellules filles identiques en tout point.

9 1 - Généralités Cellules eucaryotes vs procaryotes
L ROIG 08/2016 1 - Généralités Cellules eucaryotes vs procaryotes EUCARYOTES PROCARYOTES Noyau Membrane nucléaire Chromosome diploïde Multiplication par mitose Energie par mitochondries intra-cystoplasmiques Pas de paroi (exception les végétaux) Appareil nucléaire Abs de membrane nucléaire Chromosome haploïde Multiplication par scissiparité Energie à partir de la membrane cytoplasmique Présence d’une paroi (exception les mycoplasmes) Pas d’organites cellulaires Chromosome : élément microscopique constitué de molécules d'ADN, de protéines histones et non-histones. Il porte les gènes, supports de l'information génétique. Chromosome diploïde : paires de chromosomes Chromosome haploïde : 1 seul exemplaire Le chromosome bactérien se trouve dans une zone du cytoplasme appelée région nucléoïde

10 2 – Ultrastructure bactérienne Schéma général (1)
L ROIG 08/2016 2 – Ultrastructure bactérienne Schéma général (1)

11 2 – Ultrastructure bactérienne Schéma général (2)
L ROIG 08/2016

12 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments constants – rôles
L ROIG 08/2016 Cytoplasme Délimité par la membrane cytoplasmique Gel qui contient : Ribosomes (synthèse des protéines). Cible des ATB trétracyclines, macrolides etc … Substances de réserve (inclusions cytoplasmiques) Organites spécialisés (chromatophores et vacuoles de gaz) Pigments pH 7 à 7,2 Des ribosomes: associés en chapelets sur l’ARNm sous forme de polysomes. Sont composés de 2 sous-unités de taille différente (diamètre de 10 à 30 nm ; constante de sédimentation de 70S). Sont composés de protéines et d’ARNr (particules ribo-nucléiques). On peut les colorer par du bleu de méthylène. Cible de certains ATB macrolides, tétracyclines, chloramphénicol … Des substances de réserve = inclusions cytoplasmiques : en général, chaque groupe de bactéries synthétise une seule catégorie de substances de réserve qui forment des agrégats, parfois de grande taille. Cela peut être des glucides (amidon et surtout glycogène), des lipides (poly-hydroxy-butyrate) et parfois des minéraux (fer, soufre). Des organites spécialisés : différents de ceux trouvés dans les cellules eucaryotes. On trouve des chromatophores (organites spécialisés dans la photosynthèse), des vacuoles à gaz (permettant aux bactéries aquatiques de flotter à la surface de l’eau). Des pigments : (= molécules colorées). On trouve des bactériochlorophylles (couleur verte) ou des caroténoïdes (couleur jaune de l’espèce Staphylococcus aureus).

13 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments constants – rôles
L ROIG 08/2016 Appareil nucléaire Unique molécule ADN circulaire, fermé et très long, libre et pelotonné dans le cytoplasme Support des caractères héréditaires et de l’information génétique Réplication à l’identique lors de la division Cible de certains ATB (quinolones, rifamycines …) Siège de mutations  résistance aux ATB Le chromosome bactérien est une unique molécule d’ADN circulaire fermée et très longue ( environ 1000 fois plus longue que la bactérie : 1360 µm chez E.coli ) libre et pelotonnée dans le cytoplasme. L’absence de membrane nucléaire conduit à parler d’appareil nucléaire ou de nucléoide plutôt que de noyau. Cet ADN est associé à des protéines notamment des topoisomérases qui interviennent dans le repliement de la molécule d’ADN, par contre on ne trouve pas d’histones comme chez les eucaryotes.  Il est le support des caractères héréditaires, de l’information génétique. Il va se répliquer à l’identique pour que une cellule fille hérite du même potentiel génétique que la cellule mère (voir cours de BIOCHIMIE sur la REPLICATION)

14 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments constants – rôles
L ROIG 08/2016 Membrane cytoplasmique Bicouche de phospholipides Barrière semi-perméable qui participe aux échanges nutritionnels Production d’énergie Cible d’action des ATB nitrofuranes, polymixines barrière semi-perméable (ou semi sélective): elle permet le passage de molécules lipophiles et empêche le passage des molécules hydrophiles. On distingue Le transport passif : il se fait dans le sens du gradient de concentration et ne nécessite pas d’énergie. Le transport actif : il se fait en sens inverse du gradient de concentration des molécules, ce qui nécessite l’utilisation d’énergie (généralement fournie sous forme d’ATP) Protéines membranaires : Enzymes de la chaîne respiratoire permettant la synthèse d’ATP

15 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments constants – rôles
L ROIG 08/2016 Paroi bactérienne : Enveloppe rigide composée de peptidoglycane Assure l'intégrité de la bactérie et ainsi est responsable de sa forme Protège des variations de pression osmotique entre le milieu intra et extra cellulaire Support du caractère de coloration GRAM (+) ou (-) Cible d’action ATB béta-lactames (pénicillines et céphalosporines) Absence de paroi est létal (sauf exceptions) Peptidoglycane ou muréine, ou mucocomplexe, ou mucopeptide. C’est un polysaccharide La catégorie des antibiotiques inhibant la synthèse de la paroi bactérienne comprend entre autres : la bacitracine les pénicillines: amoxicilline les céphalosporines les glycopeptides comme la vancomycine

16 L ROIG 08/2016

17 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments inconstants – rôles
L ROIG 08/2016 Capsule : Couche gélatino-muqueuse de polysaccharides qui enveloppe la bactérie Pas indispensable à la survie de la bactérie Se développe dans certaines conditions Rôle protecteur des UV, de la dessiccation, des agents chimiques et physiques. Contribue au pouvoir pathogène S’oppose à la phagocytose Chimiotactisme négatif sur les leucocytes Empêche la pénétration des ATB

18 En images Neisseria meningitidis Streptococcus pneumoniae L ROIG
08/2016 En images Neisseria meningitidis Streptococcus pneumoniae

19 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments inconstants – rôles
L ROIG 08/2016 Flagelles : Organes locomoteurs spécialisés Nature protéique De 16 à 20 μm et très fins 300Ǻ d’épaisseur Insertion polaire ou péritriche Fixés dans la membrane cytoplasmique Rôle antigénique qui permet de définir les sérotypes Rares chez les coques Angstrom 10 puissance -10 soit 10-7 mm A-Monotriche; B-Lophotriche; C-Amphitriche; D-Péritriche;

20 Pseudomonas aeruginosa
L ROIG 08/2016 Pseudomonas aeruginosa Escherichia Coli

21 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments inconstants – rôles
L ROIG 08/2016 Fimbriae ou pili structures filamenteuses plus ou moins organisées, de nature protéique Propriété d’adhésion aux tissus  facteur de virulence Plasmides Fragments d’ADN extra-chromosomiques capables d’autoréplication Non indispensable à la survie de la bactérie  confèrent des propriétés particulières Peuvent être transférés à une autre bactérie Tjs présentes chez les gram – Ils sont impliqués dans les propriétés d’adhésion des bactéries aux tissus. Ils constituent donc un facteur de virulence pour les bactéries pathogènes. Plasmides : molécules plus petites que le chromosome bactérien (environ à pb soit 1/100 du chromosome) Les plasmides apportent du matériel génétique supplémentaire à la bactérie, qui code pour des caractères additionnels, mais non indispensables au métabolisme normal de la cellule bactérienne. Non indispensables à la survie de l’espèce, ces plasmides confèrent aux bactéries qui les hébergent des avantages sélectifs importants : ils portent des gènes codant des résistances aux antibiotiques, à des métaux lourds, des gènes codant des voies métaboliques nouvelles comme la possibilité d’utiliser des hydrocarbures et des dérivés organiques complexes (très fréquents chez les bactéries du genre Pseudomonas ). Certaines bactéries portent aussi des gènes codant la synthèse de substances comme des antibiotiques, des toxines et des facteurs de virulence. Remarque : importance des plasmides portant des gènes de résistance aux antibiotiques dans l’augmentation des cas d’infections nosocomiales. Ces plasmides peuvent se transférer d’une bactérie à une autre par différents mécanismes (voir cours de génétique bactérienne). Les plasmides sont des outils très utiles en génie génétique : on introduit dans une bactérie des gènes non bactériens portés par des plasmides, afin de lui faire acquérir de nouveaux caractères (exemples : synthèse d’insuline, d’hormone de croissance, vaccin HBV…).

22 L ROIG 08/2016 Pili

23 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments inconstants – rôles
L ROIG 08/2016 Spore Structures de résistance et de survie formées par certaines bactéries lorsque les conditions deviennent défavorables (carence en éléments nutritifs …). Propriétés Thermorésistance Résistance aux agents physiques et chimiques Résistance à la dessiccation et au vieillissement Synthèse d’antibiotiques Thermo résistance : La spore résiste en général à des températures de 70-80°C pendant 10 minutes, parfois plus. Cette propriété est due à la présence de l’acide dipicholinique et à la déshydratation de la spore. (Les protéines et les acides nucléiques à l’état déshydratés sont très résistants à la dénaturation thermique). Cette propriété entraîne des problèmes importants dans les hôpitaux, les salles de chirurgie et les industries alimentaires (Clostridium tetani >> tétanos ; C. botulinum >> botulisme) Résistance aux agents physiques et chimiques : La spore résiste aux rayons UV, X, ultrasons, antiseptiques, désinfectants, ATB (un ATB bactéricide pour une bactérie peut s’avérer simplement sporostatique pour les spores de la même bactérie). Cela pose également des problèmes dans les hôpitaux. Résistance à la dessiccation et au vieillissement : Ces phénomènes semblent dus à la faible teneur en eau et au métabolisme ralenti : on parle d’état de dormance. Synthèse d’antibiotiques : Certaines bactéries synthétisent des ATB au début de la phase de sporulation. Exemple : Bacillus licheniformis synthétise ainsi la Bacitracine ; Bacillus polymyxa le polymyxine Mais aussi des toxines (entérotoxine de Clostridium perfringens) ou des substances à activité biopesticide ( toxines létales pour des insectes) comme le corps parasporal de Bacillus thuringiensis et de Bacillus sphaericus .

24 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments inconstants – rôles
L ROIG 08/2016 Spore Ovales ou sphériques, de position variable, peuvent déformer la bactérie, 3 genres bactériens, toutes Gram (+) Bacillus Clostridium Sporosarcina Thermo résistance : La spore résiste en général à des températures de 70-80°C pendant 10 minutes, parfois plus. Cette propriété est due à la présence de l’acide dipicholinique et à la déshydratation de la spore. (Les protéines et les acides nucléiques à l’état déshydratés sont très résistants à la dénaturation thermique). Cette propriété entraîne des problèmes importants dans les hôpitaux, les salles de chirurgie et les industries alimentaires (Clostridium tetani >> tétanos ; C. botulinum >> botulisme) Résistance aux agents physiques et chimiques : La spore résiste aux rayons UV, X, ultrasons, antiseptiques, désinfectants, ATB (un ATB bactéricide pour une bactérie peut s’avérer simplement sporostatique pour les spores de la même bactérie). Cela pose également des problèmes dans les hôpitaux. Résistance à la dessiccation et au vieillissement : Ces phénomènes semblent dus à la faible teneur en eau et au métabolisme ralenti : on parle d’état de dormance. Synthèse d’antibiotiques : Certaines bactéries synthétisent des ATB au début de la phase de sporulation. Exemple : Bacillus licheniformis synthétise ainsi la Bacitracine ; Bacillus polymyxa le polymyxine Mais aussi des toxines (entérotoxine de Clostridium perfringens) ou des substances à activité biopesticide ( toxines létales pour des insectes) comme le corps parasporal de Bacillus thuringiensis et de Bacillus sphaericus .

25 2 – Ultrastructure bactérienne Eléments inconstants – rôles
L ROIG 08/2016 Spore Cycle sporal : passage de la forme végétative à la forme sporulée et inversement, SPORULATION Forme végétative Forme sporulée Afin que la spore germe, elle doit se trouver dans des conditions favorables : eau, nutriments, pH, force ionique, température convenable, pas d’agents antimicrobiens. Inversement, des conditions défavorables de croissance entraînent la sporulation ou l’absence de germination de la spore. GERMINATION

26 Clostridium botulinum
L ROIG 08/2016 Spore Coloration de Gram Clostridium tetani Clostridium botulinum

27 3 - Morphologie Sphériques ou COQUES ou COCCI Allongés ou BACILLES
L ROIG 08/2016 Sphériques ou COQUES ou COCCI Isolées , en chainettes, en amas Staphylocoques, Streptocoques … Allongés ou BACILLES isolés, en chaînette ou amas, de longueur et diamètre variables E.coli, Salmonella, Bacillus etc… Spiralée spirilles, spirochètes Treponema Filamenteux Actinomycètes La morphologie permet la classification des bactéries on y associe également la coloration

28 3- Morphologie et groupement Les coques ou cocci
L ROIG 08/2016 3- Morphologie et groupement Les coques ou cocci Forme Mode de groupement Exemples Forme sphérique De 0.5 à 2 µm Isolés mais le plus souvent Diplocoques en grain de café Genre Neisseria (N. meningitidis : méningite cérébrospinale) Chaînette Genre Streptococcus (S. pyogenes : lésions cutanées, otites, conjonctivites ; S. pneuminiae : pneumonies, otites, sinusites) Amas réguliers, grappe de raisin Genre Staphylococcus tétrades Genre Sarcina (flore intestinale), Genre Deinococcus (non pathogène)

29 COCCI Gram (+) Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) Staphylocoques
L ROIG 08/2016 COCCI Gram (+) Staphylocoques Staphylocoque doré Staphylococcus aureus Staphylocoques à coagulase négative S. epidermidis, S.capitis, S. saprophyticus, S.lungdunensis… Streptocoques Pneumocoque (Streptococcus pneumoniae) Autres streptocoques: Streptococcus pyogenes (groupe A) Streptococcus agalactiae (groupe B) Streptocoques oraux (S.mitis,S.oralis…) Entérocoques: Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium…

30 COCCI Gram (-) Deux espèces principales : Le méningocoque :
L ROIG 08/2016 COCCI Gram (-) Deux espèces principales : Le méningocoque : Neisseria meningitidis Le gonocoque : Neisseria gonorrhoeae Moraxella catarrhalis et de nombreuses espèces commensales ou pathogènes opportunistes (Neisseria mucosa, N.flava, N.lactamica…)

31 3- Morphologie et groupement Les bacilles
L ROIG 08/2016 3- Morphologie et groupement Les bacilles Forme Mode de groupement Exemples Droits 0 à 6 µm de long 0.5 à 2 µm de large extrémités plates, arrondies ou carrées Isolés le plus souvent, en paires (diplobacilles), en chaînes Famille des entérobactéries (commensales intestins), Genre Bacillus (sol, eaux, plantes ; pathogènes = anthracis (charbon), cereus et subtilis (intox alim)) Incurvés Genre Vibrio (V. Cholerae : choléra) Coccobacilles Courts et larges, ressemblant à des coques Genre Acinetobacter (infections nosocomiales), Haemophilus influenza (infections respiratoires, méningite de l’enfant, grippe espagnole) Autres formes : Extrémités renflées Extrémités fuselées Extrémités en forme de crosse Palissades ou lettres Genre Corynebacterium (diphtheriae) Genre Fusobacterium(infections bronchopulmonaires) Genre Bifidobacterium (flore intestinale : probiotique = protège contre bact patho)

32 Haemophilus Influenzae E. Coli Bacillus anthracis Vibrio cholerae
L ROIG 08/2016 Haemophilus Influenzae E. Coli Bacillus anthracis Vibrio cholerae Bifidobacterium

33 BACILLES Gram (+) Les Bacillus : Les Lactobacilles:
L ROIG 08/2016 BACILLES Gram (+) Les Bacillus : Bacillus subtilis/B.anthracis (sporulés) Les Lactobacilles: Lactobacillus acidophilus Les Corynebactéries: Corynebacterium diphteriae Les Listeria : Listeria monocytogenes

34 BACILLES Gram (-) famille entérobactéries
L ROIG 08/2016 BACILLES Gram (-) famille entérobactéries Le Colibacille : Escherichia coli Les Klebsielles : Klebsiella pneumoniae Les Enterobacter : Enterobacter cloacae, E. aerogenes Les Serratia : Serratia marcescens Les Proteus : Proteus mirabilis,P.vulgaris Les Salmonelles : S. typhimurium, S.enteritidis, S. typhi Les Shigelles : S.dysenteriae,S.sonnei.

35 BACILLES Gram (-) autres familles
L ROIG 08/2016 BACILLES Gram (-) autres familles Les Pseudomonas : Pseudomonas aeruginosa (le pyocyanique) Les Acinetobacter : Acinetobacter baumanii Les Haemophilus : Haemophilus influenzae Les Pasteurelles : Pasteurella multocida Les Bordetella : Bordetella pertussis Les Vibrions : Vibrio cholerae Les Campylobacter: Campylobacter jejuni Les Légionelles : Legionella pneumophila

36 BACILLES - MYCOBACTERIES
L ROIG 08/2016 BACILLES - MYCOBACTERIES Bacille de la tuberculose : Mycobacterium tuberculosis Bacille de la lèpre: Mycobacterium leprae Autres espèces (dites « atypiques ») Mycobacterium marinum Mycobacterium avium Mycobacterium xenopi…

37 3- Morphologie et association
L ROIG 08/2016 3- Morphologie et association Forme Mode de groupement Exemples Distinction sur le nombre et l’amplitude des spirales Taille 5 à 500 µm Isolés Les spirochètes : Treponema pallidum (syphilis) Les spiralées Treponema pallidum Spirochete

38 SPIROCHETES Les Tréponèmes : Les Leptospires : Les Borrelia :
L ROIG 08/2016 SPIROCHETES Les Tréponèmes : Treponema pallidum (agent syphilis) Les Leptospires : Leptospira interrogans (leptospirose) Les Borrelia : Borrelia burgdorferi (maladie de Lyme) Borrelia recurrentis(fièvres récurrentes)

39 3- Morphologie et association
L ROIG 08/2016 3- Morphologie et association Forme Exemples Bactéries pédonculées Genre Caulobacter (non patho) Bactéries filamenteuses Genres Actinomyces (svt associé à des inflammations sans être patho) Genre Streptomyces (tellurique = sol) Autres formes

40 3- Morphologie et association Bactéries de très petite taille
L ROIG 08/2016 3- Morphologie et association Bactéries de très petite taille Les Mycoplasmes : Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma hominis, Ureaplasma urealyticum Les Chlamydia : Chlamydia trachomatis, Chlamydophila pneumoniae, Chlamydophila psittaci Les Rickettsies : Rickettsia conorii

41 4- Physiologie et croissance bactérienne
L ROIG 08/2016 4- Physiologie et croissance bactérienne mode de reproduction par scissiparité En culture solide in vitro 1 bactérie donne naissance à une colonie Scissiparité : la bactérie grandit, duplique son ADN et partage le tout en 2 parties égales

42 4- Physiologie et croissance bactérienne
L ROIG 08/2016 4- Physiologie et croissance bactérienne Conditions physico-chimiques Température : 37° pH : neutre ou légèrement alcalin Radiations : sensibles aux UV, rayons X et lumière Pression partielle en oxygène Bactéries aérobie : nécessité d’O2 Bactéries microaérophiles : besoin d’un certain niveau d’O2 Bactéries anaérobies : l’O2 est toxique Bactéries aéro-anaérobie : supportent ou peuvent de passer de l’O2 Pour que les bactéries puisse vivre et se développer certaines conditions doivent être satisfaites, Ils s’agit ici de conditions assez spécifiques aux bactéries pathogènes pour l’homme, dans la nature il existe des conditions très variables et même parfois extrêmes, 4 types respiratoires (diapo suivante)  modes de production d’énergie ATP

43 Types srespiratoires bactériens
L ROIG 08/2016 Aérobie Microaérophile Aéroanaérobie Anaérobie Types srespiratoires bactériens

44 4- Physiologie et croissance bactérienne
L ROIG 08/2016 4- Physiologie et croissance bactérienne Eléments nutritifs élémentaires Eau Carbone Hydrogène Oligoélements Ions Glucose Eléments nutritifs spécifiques Vitamine Protéines Quand le milieu est défavorable, les bactéries cessent de se reproduire.

45 5 – Relation bactéries/environnement
L ROIG 08/2016 5 – Relation bactéries/environnement Bactéries saprophytes de l’environnement : Présentes dans tous les écosystèmes : sol, air, eau douce et salée. rôle minéraliser les matières organiques Généralement inoffensives pour l’être humain ( toxines) Présentes : peau, tube digestif, flore vaginale Associées à son hôte par Symbiose Commensalisme Parasitisme Bactéries qui vivent dans le milieu extérieur (air, eau, sol, végétaux) qui se développent dans la nature au dépend des déchets organiques et dont la vie et la multiplication sont totalement indépendantes des organismes animaux et humains. Ces bactéries interviennes dans les grands cycles de dégradation de la matière On les oppose aux bactéries pathogènes qui pénètrent dans l'organisme et se développent en son sein, responsables d'infections. La plupart sont inoffensives pour l'homme, mais certaines peuvent être néfastes par le biais de toxines qu'elles sécrètent. On retrouve de nombreuses espèces de bactéries saprophytes dans le corps humain, notamment au niveau de la peau, du tube digestif, de la flore vaginale. Symbiose : Association durable entre deux ou plusieurs organismes et profitable à chacun d'eux. L’un tire partie de l’autre. Commensalisme : type d’association conduisant deux espèces différentes d’organismes à vivre ensemble, sans que l’une nuise à l’autre, et où parfois l’une des espèces se procure de la nourriture, une protection ou d’autres avantages. Pas de contrepartie évidente Parasitisme : bactérie qui porte atteinte ou vit au dépend de l’organisme hôte  infection

46 5 – Relation bactéries/environnement
L ROIG 08/2016 5 – Relation bactéries/environnement Bactéries commensales à l’homme Se développent chez son hôte sans pathogénie Peuvent contribuer à une fonction métabolique Contribuent au maintien de la santé Constituent les 4 principales flores Flore cutanée Flore de l’arbre respiratoire Flore génitale Flore digestive Rôles : effet barrière, métabolisme et nutrition, homéostasie bactéries qui se développent sur le revêtement cutanéo-muqueux (la peau et sur les muqueuses) de l'homme sans nuire à l'être humaine qui les héberge. Elles ne peuvent vivre qu'au contact des cellules humaines auxquelles elles sont accolées et se nourrissent des déchets rejetés par ces cellules. Les bactéries commensales constituent la flore résidente de l'homme. Souvent l'homme n'en tire aucun bénéfice. Parfois, elle en tire un certain avantage: la symbiose (ex: Synthèse vitaminique, barrière vis-à-vis des bactéries pathogènes). Les bactéries commensales proviennent soit de l’environnement (certaines bactéries saprophytes), soit d’autres hôtes (bactéries incapables de survivre en dehors de l’hôte). Au cours de l’évolution, un système complexe de défense s’est mis en place pour éviter l’envahissement de l’individu par les bactéries. Un équilibre s’installe entre l’ individu et les différentes flores commensales de la peau et des muqueuses . La flore est variable dans le temps en fonction de différents éléments (age, alimentation, état de santé, antibiothérapie,...). Les bactéries sont 10 fois plus nombreuses que les cellules somatiques et germinales du corps humain Escherichia coli : vit dans le colon chez l'homme et bénéficie des éléments nutritifs, de la chaleur, et de l'abri, mais ne provoque aucune maladie, ni aucun malaise

47 PEAU CAVITE BUCCALE VOIES AERIENNES SUP
L ROIG 08/2016 PEAU Staphylococcus epidermidis Staphylococcus aureus (40-60% porteurs) Propionibactéries (P. acnes) Corynébactéries Cocci à Gram + anaérobies CAVITE BUCCALE 500 espèces, 1010 CFU/ml de salive Streptocoques +++ Staphylococcus epidermidis Neisseria non pathogènes Corynébactéries Anaérobies +++ VOIES AERIENNES SUP UFC/cm2 Streptocoques α-hémolytiques Neisseria non pathogènes Corynébactéries Staphylococcus epidermidis Portage : Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Streptocoques β-hémolytiques, Neisseria meningitidis

48 5 – Relation bactéries/environnement
L ROIG 08/2016 5 – Relation bactéries/environnement Bactéries pathogènes strictes : Capables de provoquer une pathologie chez un hôte dont les mécanismes de défense sont normaux Origine bactérienne exogène Exemples : Mycobacterium tuberculosis  tuberculose Vibrio cholerae  choléra Salmonella typhi  typhoïde

49 5 – Relation bactéries/environnement
L ROIG 08/2016 5 – Relation bactéries/environnement Bactéries pathogènes opportunistes : Capables de provoquer une pathologie chez un hôte dont les mécanismes de défense sont affaiblies Rupture de la barrière cutanéo-muqueuse Destruction des flores commensales Baisse de l’immunité Origine bactérienne endogène Exemples : Pseudomonas aéruginosa  infections Enterocoques  diarrhées

50 6- Voies de transmissions Modes de contamination
L ROIG 08/2016 6- Voies de transmissions Modes de contamination DIRECTE INDIRECTE Contact physique entre source et hôte Contact cutanéo-muqueux IST (syphillis, gonorhée) Plaies infectées Gouttelettes Méningocoque Pneumocoque Morsures pasteurella Intermédiaire entre source et hôte Surfaces Matériel (Staphylocoque …) Aliments (salmonella …) Eau (choléra, fièvre typhoïde) Air (tuberculose …) MAINS Vecteurs : puces, tiques 1 personne qui éternue : goutelettes Au niveau hospitalier sources de contamination sont multiples : air, eau, surfaces (murs, sols, mobilier, équipement), linge, aliments, dispositifs médicaux, déchets, soignants … Streptocoques < staphylocoques < enterocoques < acinetobacter < spores BMR !!!

51 6 – Voies de transmission Voies de contamination
L ROIG 08/2016 6 – Voies de transmission Voies de contamination Digestives eau, aliments souillés Choléra, typhoïde Cutanées : inoculation par contact (plaie souillée) tétanos, surinfections de palies Respiratoire Inhalation Légionellose, coqueluche

52 6 – Voies de contamination
L ROIG 08/2016 6 – Voies de contamination Transcutanée Inoculation iatrogène (injection, cathéter) ou piqûre d’insecte Peste, maladie de Lyme Sexuelle IST Syphillis, uréthrite gonococcique, chlamydiae

53 7 –Pathogénicité bactérienne
L ROIG 08/2016 7 –Pathogénicité bactérienne Pathogénicité bactérienne capacité que possède une bactérie à provoquer une maladie. La pathogénie est l'étude des mécanismes entraînant le déclenchement ou le développement ou l’évolution d'une maladie.

54 7 –Pathogénicité bactérienne
L ROIG 08/2016 7 –Pathogénicité bactérienne Pouvoir pathogène Ce qui conditionne le type de maladie. Il dépend de l'espèce bactérienne responsable de l'infection (cholera ≠ méningite) Dépend des capacités à Adhérer aux cellules épithéliales des muqueuses (pili) Produire des toxines Se multiplier Disséminer Le pouvoir pathogène résulte d 'une inflammation au niveau de la porte d 'entrée secondaire à la multiplication bactérienne. Abcès cutanés / furoncles dus à une multiplication localisée de Staphylococcus aureus Angines, sinusites, otites, bronchites le plus souvent dues à des bactéries de la flore commensale du nasopharynx qui deviennent pathogènes ( streptocoques, pneumocoques, Haemophilus, anaérobies… ). Infections urinaires, basses le plus souvent, ou encore atteinte du rein, dues à Escherichia coli Les bactéries en cause sont, en général, des pathogènes à multiplication extra-cellulaire dont la diffusion à distance de la porte d'entrée peut être une complication à redouter (surtout vrai pour les infections urinaires et les abcès sous-cutanés).

55 7 –Pathogénicité bactérienne
L ROIG 08/2016 7 –Pathogénicité bactérienne Virulence : Représente l’intensité du pouvoir pathogène Notion quantitative Pour un même pouvoir pathogène, il existe des souches + ou - virulentes La virulence est une notion quantitative alors que le pouvoir pathogène est une notion qualitative. 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 avec S. flexneri. Cette espèce est donc considérée comme moins virulente que S.dysenteri

56 8 – Examens diagnostiques et de contrôle
L ROIG 08/2016 8 – Examens diagnostiques et de contrôle Nature des prélèvements Biologique : fonction du siège de l’infection  oropharynx (angine), urines (infection urinaire), sang (septicémie) … Environnement : air, eau, terre, surfaces Culture Milieux solides Milieux liquides

57 8 – Examens diagnostiques et de contrôle
L ROIG 08/2016 8 – Examens diagnostiques et de contrôle Examen direct : observation microscopique Forme, taille, regroupement Coloration de Gram Colorations spécifiques Identification des bactéries Galeries d’identification (analyse du métabolisme) Séquençage génétique (analyse moléculaire) Antibiogramme Rechercher les sensibilités et résistances aux ATB Il est important de connaitre le contexte clinique pour que le biologiste puisse interpréter ses observations Examen direct : urines, LCR, sécrétions trachéo-bronchiques, ponctions d’abcès, liquide d’ascite …

58 Coloration de Gram urines IU Streptococcus Type D.
L ROIG 08/2016 Coloration de Gram urines IU Streptococcus Type D. Coloration de Gram du LCR méningite à Neisseria meningitidis.

59 9 –Antibiotiques (ATB) Définitions
L ROIG 08/2016 9 –Antibiotiques (ATB) Définitions ATB : substance chimique capable d'inhiber ou de détruire les bactéries. Spectre : ensemble de bactéries sur lesquelles un ATB est actif. Bactéricide : substance ayant la capacité de tuer des bactéries. Bactériostatique : substance qui inhibe la croissance bactérienne. Les bactéries vieillissent et meurent.

60 9 –Antibiotiques (ATB) Cibles d’action des ATB
L ROIG 08/2016 Cibles d’action des ATB Source :

61 9 –Antibiotiques (ATB) Résistance aux ATB
L ROIG 08/2016 Résistance aux ATB Quand croissance possible en présence de l’ATB Résistance naturelle propre à toute une espèce  spectre Résistances acquises par mutation ou par expression des plasmides

62 L ROIG 08/2016 Des questions ?