Les microbes. Microbiologie médicale. Professeur Guillaume Arlet. GH HUEP, AP-HP Faculté de Médecine, UPMC. Cours IFSI 2016

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1 Les microbes Microbiologie médicale Professeur Guillaume Arlet GH HUEP, AP-HP Faculté de Médecine, UPMC 2016

2 Définition Micro-organismes Etres vivants microcopiques Uniquement visible qu au microscope Premiers êtres vivants sur terre Environ 3 à 4 milliards d années

3 Evolution en millions d année Archaebactéries Cellule eucaryote 9 E. coli 0,3

4 Classification des microbes Etres unicellulaires : protistes La division cellulaire génère deux individus Protistes eucaryotes (vrai noyau) Protozoaire Algues Champignons et levures Protistes procaryotes Bactéries Acaryotes : virus

5 LES BACTERIES Définition Etre vivant, unicellulaire, de petite taille (généralement 1 micro de diamètre et quelques microns de longueur). Cellule procaryote donc dépourvue d un véritable noyau : absence de membrane nucléaire, chromosome unique en général. Paroi rigide faite d un constituant spécifique : peptidoglycane ou mureine. Classification est fondée sur les caractères morphologiques, tinctoriaux, biochimiques, antigéniques génétiques

6 Structure générale Pili sexuel Paroi Flagelles Membrane cytoplasmique Capsule Pili communs Chromosome Ribosomes

7 Rôle du peptidoglycane Propriétés du Peptidoglycane forme et rigidité de la bactérie affinité tinctoriale selon l épaisseur : coloration de Gram sensibilité au lysozyme, aux antibiotiques

8 Bactérie à Gram positif Bactérie à Gram négatif Acides téchoiques Membrane externe Porine LPS peptidoglycane espace périplasmique Membrane cytoplasmique

9 Autres composants de la paroi bactérienne Membrane externe (Gram -) : lipopolysaccharide (LPS), endotoxine, antigène somatique O Membrane interne (Gram -) ou cytoplasmique (Gram +) : barrière osmotique métabolisme énergétique. Capsule (inconstante) : polysaccharidique, virulence, (opsonisation) : S. pneumoniae

10 Appendices externes Flagelles : 15 à 20µ de long Mobilité Protéine antigénique : antigène H Implantation Polaire Péritriche Monotriche Lophotriche Pili. : 0,2 à 5 µ de long Structure et fonctions : poils raides, en protéine, sexuels (transfert génétique), communs (adhésion) : Escherichia coli, Neisseria gonorrheae

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12 Spore : chez bacilles à gram positif, Bacillus, Clostridium Formation : sporulation (intracytoplasmique) sécheresse, chaleur, appauvrissement du milieu formation de la préspore, maturation, germination Fonction Conservation du patrimoine génétique résistance aux agents physiques et chimiques. Température, chaleur (100 C), UV, Rayons X, agents chimiques Stérilisation : Chaleur humide à 120 C

13 LES CONSTITUANTS INTERNES Cytoplasme Acide désoxyribonucléique : Chromosome, ADN surenroulé Plasmide Réplication sur les deux brins (< 20 min.) Acides ribonucléiques : messager, de transfert, Ribosomal Small ARN

14 Morphologie quelques exemples Coques Gram + en amas Bacilles gram mobiles péritriches Coques Gram + en chainettes Diplocoques Gram + capsulés Bacilles Gram - capsulés Bacille Gram mobile polaire Vibrions, Campylobacter Bacilles Gram + sporulés Spirilles Tréponème

15 ECBU à Escherichia coli

16 Hémoculture à Campylobacter

17 Méningite à méningocoque

18 Endocardite à Streptocoque

19 LA CROISSANCE Conditions physicochimiques - Température bactéries mésophiles - optimum de 20 C à 40 C. certaines bactéries (psychrophiles) cultivent mieux à 4 C. bactéries thermophiles -ph en général optimum de croissance à la neutralité -Pression osmotique saumure (NaCl > 30 %) empêche la croissance

20 LA CROISSANCE - Pression partielle d 0 2type respiratoire : Aéro Anaerobie Aérobie Microaérophile Anaérobie

21 LA CROISSANCE Quelques exemples de temps de génération Escherichia coli : 17 minutes Staphylococcus aureus : 30 minutes Lactobacillus acidophilus : 75 minutes Mycobacterium tuberculosis : 20 heures Treponema pallidum : 33 heures

22 Génétique : Les outils de l évolution bactérienne Mutation Acquisition d ADN étranger Transformation Transduction Conjugaison Transposons conjugatifs Remodelage interne Séquences d insertion transposons

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24 CARACTERES DES MUTATIONS 1/ Rareté : 1 individu sur / Spontanéité La bactérie mutante pré-existe au sein de la population avant même tout contact avec l agent sélectif 3/ Discontinuité La modification s effectue en une seule étape selon la loi du tout ou rien, 4/ Stabilité et transmissible à la descendance.

25 Plasmides Gènes de résistance Gènes de virulence

26 CONJUGAISON

27 Flores bactériennes humaines Pr. Guillaume ARLET UFR de Médecine Université Pierre et Marie Curie

28 Homme et bactéries quelques notions Homme : cellules eucaryotes et bactéries Nouveaux nés : stériles à la naissance

29 Flore humaine quelques définitions Flore commensale (cum mensa) Flore saprophyte Flore transitoire Notion de virulence Bactérie pathogène stricte Bactérie pathogène opportuniste

30 Les flores humaines Flores humaines peau : /cm 2 rhinopharynx 10 8 /ml oropharynx : 10 8 /ml digestive : /g vagin : 10 8 /ml

31 Le corps humain Les régions stériles trachée, bronches, poumons sous la peau les urines séreuses et organes

32 Flore bactérienne cutanée La peau est située en première ligne dans la défense visà-vis des infections. La flore cutanée normale a un rôle de protection contre les infections par plusieurs mécanismes : l interférence bactérienne, la production d acides gras, et même par la production de peptides antimicrobiens. Plus de 200 espèces bactériennes identifiées

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34 Variation quantitative de la flore cutanée Régions sébacées : /cm 2 De part et d autre des narines, Régions pileuses Conduit auditif externe Régions humides : /cm 2 Aisselles Périnée Espaces interdigitaux Nombril Régions sèches : 10 2 /cm 2

35 Flore aérienne supérieure Rhinopharynx Oropharynx Staphylocoque doré (orifices narinaires en particulier) Streptocoques, dont S. pneumoniae Haemophilus, dont H.influenzae Neisseria (éventuellement Neisseria meningitidis dont le portage est transitoire) Anaérobies, corynébactéries, lactobacilles.

36 Flore digestive humaine

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38 Flore digestive humaine : rôle 1. Commensalité Participation à la digestion alimentaire Synthèse de vitamines (K, folates, B) 2. Résistance à l infection Effet de barrière Bactériocines Encombrement stérique Métabolites toxiques Déplétion alimentaire

39 Effet de barrière

40 Flore vaginale Les lactobacilles acidophiles (bacilles de Döderlein), par leur sécrétion d'acide lactique entretiennent un ph bas qui limite la flore de colonisation et permet la fécondation). Streptocoque (Streptocoque B essentiellement) Corynébactéries Bifidobacterium. Après la ménopause, les anaérobies et entérobactéries sont plus abondantes.

41 Flore bactérienne et antibiotiques Flore commensale habituellement sensible Flore soumise à pression de sélection Émergence de la résistance Transfert de la résistance Transformation (acquisition d ADN nu) Conjugaison (acquisition de plasmides R)

42 Flore bactérienne et système immunitaire Système immunitaire et flore digestive La flore digestive permet le développement du système immunitaire digestif et sa stimulation permanente