ECOLE DE TRM, 2005 1. Introduction Eucaryote Procaryote Essai de classification des êtres vivants Tailles relatives des microorganismes Où trouve-t-on des micro-organismes? Classification des pathogènes majeurs 2. Les virus Structure d un virus Exemples de maladies virales Infection et réplication des virus 3. Les bactéries Structure d une bactérie Métabolisme et croissance Classification des bactéries Exemples de bactéries d importance médicale 4. Les mycoses ou champignons Classification 5. La flore normale Distribution de la flore normale sur le corps Distribution et quantité de bactéries dans les intestins Rôles de la flore normale: D. Blanc, Dr. ès Sci. P.D. Division autonome de médecine préventive hospitalière CHUV, Lausanne
1. Introduction EUCARYOTE PROCARYOTE ESSAI DE CLASSIFICATION DES ETRES VIVANTS Microbiologie Organismes cellulaires Règne: Animal Végétal Champignons MULTI- CELLULAIRES vache homme plantes, algues champignons filamenteux EUCARYOTES UNI- amibes algues levures PROCARYOTES CELLULAIRES Organismes acellulaires Virus Prion TAILLES RELATIVES DES MICROORGANISMES Bactéries Archaebactéries
cours microbiologie / page 3 OU TROUVE-T-ON DES MICRO-ORGANISMES? Partout! Ils sont ubiquitaires. Dans l'eau de boisson jusqu'à 100 bactéries par ml! Dans certains aliments qui sont préparés à l'aide de micro-organismes (fromages, yaourt, salami, vin, bière, etc. Sur toutes les parties du corps en contact directe avec l'extérieur! Par contre on ne trouve généralement pas de microbe: dans l'organisme (sang, tissus, urine dans la vessie...) dans un liquide ou sur du matériel qui ont été stérilisés. Seule une petite partie des espèces de micro-organismes sont potentiellement pathogènes (pour l'homme, les animaux ou les végétaux). CLASSIFICATION DES PATHOGENES MAJEURS Acides nucléiques* Membrane nucléaire Paroi cellulaire externe Sensibilité aux antibiotiques réplication/ reproduction Virus Bactéries Champignons Protozoaires Vers parasites ADN ou ADN et ARN ADN et ARN ADN et ARN ADN et ARN ARN non non oui oui oui non oui (généralement) peptidoglican rigide oui chitine rigide non non non oui non certains non à l intérieur d une cellule hôte fission binaire fission binaire et reproduction sexuée *Acides nucléiques: support de l information génétique de tout être vivant. fission binaire et reproduction sexuée reproduction sexuelle ou hermaphrodite 2. Les virus Les virus infectent chaque forme de vie, des bactéries à l'homme en passant par les champignons, les plantes et tous les animaux. STRUCTURE D UN VIRUS Page 3/11
cours microbiologie / page 4 ADN ou ARN reproduction à partir de son seul acide nucléique incapable de se diviser de façon binaire aucune information génétique concernant les enzymes du métabolisme, donc pas de production d'énergie multiplication implique l'utilisation des structures, de la machineries de la cellule hôte : PARASITISME ABSLOLU! EXEMPLES DE MALADIES VIRALES Nom Maladie Transmission Vacccin Cytomegalovirus état grippal Contact directe avec tissus Non (CMV) ou sécrétions infectés Ebola fièvre hémorragique sang et liquides biologiques Non Epstein-Barr mononucléose personne à personne via la salive Herpes simplex lésions dermatologiques liquide des lésions HIV sida sang, liquides biologiques Non Influenza grippe gouttelettes respiratoires et manuportée Poliovirus poliomyélite oro-fécale Rhinovirus rhume gouttelettes respiratoires et manuportée Rotavirus gastro-entérite oro-fécale Non Varicella-zoster varicelle, zona liquide des lésions, réactivation Virus de l hépatite A Virus de l hépatite B, C, D, E hépatite (jaunisse et fièvre) hépatite (jaunisse, fièvre) oro-fécale(aliments contaminés) sang, liquides biologiques Virus de la rage rage morsure d un animal infecté Virus de la rougeole rougeole gouttelettes respiratoires et manuportée Non Non Non + pour B Virus de la rubéole rubéole personne à personne Virus de la variole variole éradiquée en 1980 Virus des oreillons oreillons gouttelettes respiratoires et salive VRS (virus respiratoire syncitial) pneumonie manuportée (sécrétions lacrimales), gouttelettes respiratoires Non Page 4/11
cours microbiologie / page 5 INFECTION ET REPLICATION DES VIRUS Page 5/11
cours microbiologie / page 6 3. Les bactéries STRUCTURE D UNE BACTERIE Taille: environ 1 µm (= 10-3 mm = 0.001 mm) METABOLISME ET CROISSANCE Lorsqu'une cellule bactérienne est placée dans un milieu convenable qui assure ses besoins nutritifs, elle va accroître sa masse et se multiplier en se divisant en deux. Leur multiplication se fait par fission binaire (une bactérie donne deux bactéries filles), d où une multiplication exponentielle. Le temps de génération varie de 20 min. à 24 h ou plus, selon l espèce considérée. La croissance est inhibée par le manque de nutriment dans le milieu, les déchets métaboliques que les bactéries produisent et dans le corps humain par le système immunitaire. Nb de bactéries temps Courbe de croissance bactérienne Selon les conditions d'environnement, une bactérie peut se trouver sous deux états principaux: l'état végétatif ou de croissance, et l'état de repos où elle fait un minimum d'échange avec l'extérieur, qui lui permettent de rester vivante mais sans croissance. Certaines bactéries des genres Bacillus et Clostridium (bacilles Gram positif) sont capables, quand les conditions du milieu deviennent défavorables (carence en C, N ou P), de développer une forme dormante extrêmement résistante: la spore. C'est une forme déshydratée de la bactérie très résistante (UV, chaleur, désinfectants...) dont l'activité métabolique est nul. A l'inverse des spores des champignons et des plantes (dont le but est la dissémination), leur fonction est uniquement de survivre dans des conditions très défavorables. Page 6/11
cours microbiologie / page 7 Pour leur croissance, les bactéries ont besoin de nutritifs: aliments énergétiques: substrat oxydant (oxygène, nitrate, sulfate, composés organiques, lumière...) aliment constitutifs: eau, source de carbone (matière organiques ou CO 2 ) et d'azote (ammoniaque, dérivé azoté organique), ions minéraux. parfois des aliment spécifiques. La température est un facteur important dans la croissance des bactéries. Selon l'espèce de bactéries, la vitesse de croissance peut varier en fonction de la température. Les bactéries pathogènes sont généralement mésophiles. Culture des bactéries. Les procédés de cultures bactériennes sont très nombreux, utilisant soit des milieux liquides, soit des milieux solidifiés par un gel agar-agar (milieux gélosés). Certaines espèces de bactéries (intracellulaire obligatoire) ne se cultivent que sur des cultures de cellules eucaryotes. CLASSIFICATION DES BACTERIES Coloration de Gram: Permet de classer les bactéries en deux grands groupes: 1) Gram +: coloration violette. Paroi épaisse, de structure simple, relativement sensible aux antibiotiques 2) Gram : coloration rose. Paroi moins rigide, structure plus complexe, toujours présence de pili. Formes: Bâtonnets: Sphères: Courbés: bacilli cocci vibrios, spirilla, spirochètes. Page 7/11
cours microbiologie / page 8 Classification des bactéries Page 8/11
cours microbiologie / page 9 EXEMPLES DE BACTERIES D IMPORTANCE MEDICALE Nom Maladie(s) Transmission Cocci gram + Staphylococcus aureus (Staph. doré) infection de plaies, furoncle, septicémie, infection osseuse, manuportée Staphilococcus epidermidis (Staph. blanc) Streptocoques Cocci gram - Neisseria gonorrhoeae endocardite... infections de plaies, urinaires. pharyngite (angine), infections respiratoires, infection de la peau ou des tissus, endocardite, méningite, sepsis puerpérale, arthrite, scarlatine gonorrhée Neisseria meningitidis méningite Bacille gram + Listeria monocytogenes Corynebacterium diphtheria Clostridium perfringens Bacilles gram - Salmonella Shigella avortement, septicémie, méningite diphtérie gangrène gastro-entérite manuportée manuportée, salive. rapports sexuels inhalation de gouttelettes respiratoires aliments contact personne à personne souillures par de la terre oro-fécale (aliments) Escherichia coli pneumonie, infection urinaire... fait partie de la flore intestinale Yersinia pestis peste par des puces qui s infectent sur les rats (ou autres rongeurs) Vibrio cholerae cholera oro-fécale (eau souillée) Campilobacter gastro-entérite oro-fécale Helicobacter pylori Pseudomonas aeruginosa Legionella pneumonie pneumophilia Hemophilus influenza méningite Bacilles acido-alcoolo-résistants Mycobacterium tuberculose tuberculosis gastrite pneumonie (mucoviscidose) infections nosocomiales (pneumonie, septicémie...) se trouve partout dans l eau eau du réseau, air conditionné inhalation de gouttelettes respiratoires inhalation de gouttelettes respiratoires. Vaccin: BCG, rappel: Mantoux. Page 9/11
4. Les mycoses ou champignons cours microbiologie / page 10 CLASSIFICATION Bien que les champignons soient des eucaryotes, ils appartiennent à un règne différent des plantes et des animaux. Ils peuvent être unicellulaires ou multicellulaires. On les trouve également partout dans la nature et jouent un rôle particulièrement important dans l'environnement pour le compostage ou pour l'homme dans l'alimentation (levure de bière, levure pour le pain) et les médicaments (antibiotiques). Certains espèces peuvent créer des infections, surtout chez les patients immuno-compromis. On peut les classer: selon la forme de croissance: - levures (unicellulaires) - filamenteux selon le type d infection: - mycose superficielle (Epidermophyton,...) - mycose profonde (Aspergillus, Candida, Cryptococcus...) 5. La flore normale La flore normale ou indigène est constituée d'espèces bactériennes que l'on trouve habituellement chez les individus en bonne santé. La flore normale est acquise rapidement pendant les premiers jours de la vie et change continuellement durant toute la vie. Le terme de flore est utilisé parce que la majorité des organismes sont des bactéries. On a estimé qu'un être humain est constitué d'environ 1013 cellules et qu'il y aurait 1014-15 bactéries sur est dans notre corps (la majorité dans le gros intestin). Des virus, des champignons ou des protozoaires peuvent également être trouvés chez des individus en bonne santé, mais ils forment une composante mineur de la population totale des micro-organismes résidents. DISTRIBUTION DE LA FLORE NORMALE SUR LE CORPS Page 10/11
cours microbiologie / page 11 DISTRIBUTION ET QUANTITE DE BACTERIES DANS LES INTESTINS Les espèces les plus fréquentes sont mentionnées. Dans le gros intestin, on a isolé plus de 100 espèces différentes de bactéries! ROLES DE LA FLORE NORMALE: 1. Prévention de la colonisation par des germes pathogènes: Les bactéries de la peau produisent des acides gras qui empêchent les autres espèces de s'installer. Les bactéries de l'intestin produisent de nombreux produits à actions bactéricides (bactériocines, colicines) et des déchets de métabolisme qui empêchent l'établissement d'autres espèces. Les lactobacilles de la flore vaginale maintiennent une certaine acidité dans le milieu qui empêche la croissance d'autres micro-organismes. C'est ce qu'on appelle une dynamique des populations: si une espèce est en grand nombre et qu'elle a fait sa place, il sera difficile pour une autre espèce de la déloger. 2. Production de substances indispensables pour l'hôte: Les bactéries de l'intestin produisent des acides organiques, de la vitamine B et K... 3. Stimulation antigénique par la flore intestinale: Important pour assurer le développement normal du système immun. Page 11/11