Microbiologie BIOL 3253 Le contrôle des microorganismes par les agents physiques et chimiques
Les méthodes de contrôle des micro-organismes
Definition des termes fréquemment utilisés Stérilisation Procédé par lequel on détruit ou élimine d un objet ou d un habitat toutes les cellules vivantes, les spores viables et les entités acellulaires (virus, viroïdes, prions). Désinfection Destruction, inhibition ou élimination des microorganismes potentiellement pathogènes. Désinfectants Agents, habituellement chimiques, utilisés pour la désinfection. Habituellement utilisés sur des objets inanimés. Un désinfectant ne stérilise pas nécessairement un objet parce qu il peut laisser des spores viables et quelques micro-organismes.
Definition des termes fréquemment utilisés Décontamination La population de micro-organismes est réduite à des niveaux considérés sans danger (par les normes de santé publique). Antisepsie Prévention de l infection de tissus vivants par des micro-organismes. Antiseptiques Agents chimiques qui inhibent le développement d agents pathogènes lorsque appliqués sur un tissu.
Agents antimicrobiens Substances qui inhibent ou tuent les microorganismes. -cide : Agents qui tuent. Germicide Détruit les germes pathogènes mais pas nécessairement les endospores Également: bactéricides, fongicides, algicides, et viricides. -statique : Agents qui inhibent la croissance. Exemple: bacteriostatique et fongistatique.
La cinétique de la létalité microbienne Les micro-organismes ne sont pas tués instantanément. La mort d une population est généralement exponentielle. Les micro-organismes sont considérés morts lorsqu ils sont incapables de se reproduire sous des conditions qui habituellement supportent leur croissance et reproduction.
Conditions affectant l efficacité de l activité des agents antimicrobiens Taille de la population Il faut plus de temps pour détruire une population importante que petite. Composition de la population L efficacité d un agent varie avec le type d organisme traité car les micro-organismes varient fortement en sensibilité. Concentration ou intensité d un agent antimicrobien Habituellement, une concentration plus élevée tue plus rapidement (mais cette relation n est pas linéaire). Durée de l exposition Exposition longue plus d organismes tués Température Un accroissement de la température augmente son activité. L environnement local Plusieurs facteurs (i.e., ph et concentration de la matière organique) peuvent également influencer l efficacité.
L utilisation de méthodes physiques dans le contrôle Chaleur Basses températures Filtration Radiation
Chaleur Chaleur humide Tue facilement différents types de microorganismes (virus, bactéries, champignons). Dégrade les acides nucléiques, dénature les protéines, et brise les membranes. Chaleur sèche Moins efficace, nécessite des températures plus élevées et des temps d exposition plus longs. Oxidation des constituants cellulaires et dénaturation des protéines.
Autoclaves Utilisés pour détruire efficacement des endospores. Utilisés pour atteindre des températures supérieures au point d ébullition par l utilisation de vapeur saturée sous pression. Chaleur humide
Chaleur humide - pasteurisation Pasteurisation Chauffage contrôlé à des températures inférieures au point d ébullition. Réduit la population microbienne totale et augmente le temps de conservation. Pasteurisation du lait Flash-pasteurisation (Chauffage rapide à une température élevée) 72 C pour 15 secondes suivi par un refroidissement rapide. Stérilisation à température ultre-élevée 140 à 150 C pour 1 à 3 secondes.
Mesure de l efficacité de la destruction thermique Durée thermique mortelle (DTM) Le temps le plus court requis pour tuer tous les organismes d une suspension microbienne à une température spécifique dans des conditions déterminées. Temps de réduction décimale (D ou valeur D) Temps requis pour tuer 90% des micro-organismes ou des spores dans un échantillon à une température spécifique. Valeur Z Accroissement de la température nécessaire pour réduire D à 1/10 de sa valeur. Valeur F Temps, exprimé en minutes, à une température spécifique (habituellement 121 C), nécessaire pour tuer une population de cellules ou de spores.
Mesure de l efficacité de la destruction thermique
Congélation Températures basses Inhibe la reproduction microbienne dû à une absence d eau sous forme liquide. Certains micro-organismes sont tués par la rupture des membranes dû à la formation de crystaux de glace. Réfrigération Réduit la croissance bactérienne et la reproduction.
Filtration Utilisée pour réduire la population microbienne dans les solutions thermosensibles et parfois pour stériliser des solutions. Aussi utilisée pour réduire la population microbienne de l air.
Filtres épais La filtration des liquides Constitués de matières fibreuses ou granulaires fixées en une couche épaisse contenant des canaux tortueux de faible diamètre. Les cellules microbiennes sont éliminées par un piégeage physique et également par adsoption à la surface du filtre. Membranes filtrantes Membranes poreuses possédant des diamètres de pores définis qui éliminent les micro-organismes principalement par un piégeage physique.
La filtration de l air Masques chirurgicaux. Bouchons d ouate sur les flacons de culture. Hottes de sécurité biologique à flux laminaire utilisant des filtres HEPA (High-Efficiency Particulate Air filters).
Radiations Radiations ultraviolettes (UV) Sont très létales mais ne pénètrent pas bien le verre, les films de poussière, l eau et d autres substances. Radiations ionisantes Pénètrent les objets en profondeur. Détruisent les endospores bactériennes mais pas toujours les virus. Utilisées pour la stérilisation des antibiotiques, des hormones, des fils de suture, des aliments et des objets plastiques à usage unique.
Désinfectants et antiseptiques
Les composés phénoliques Utilisés comme désinfectants dans les laboratoires et les hôpitaux. Agissent par dénaturation des protéines et par altération des membranes cellulaires. Tuent les bacilles de la tuberculose. Efficaces en présence de matières organiques et restent actifs longtemps après leur application. Odeur désagréable et peuvent causer des irritations de la peau.
Les alcools Bactéricides, Fongicides, mais non sporicides. Certains virus contenant des lipides sont également détruits. Dénaturent les protéines et dissolvent les lipides membranaires.
Les halogènes l iode Antiseptique de la peau. Tue en oxydant les constituants cellulaires et en iodant les protéines cellulaires. À des concentrations élevées, il peut détruire des spores. Peut endommager la peau, tacher et induire des allergies. Iodophore Produit en complexant l iode à un transporteur organique.
Les halogènes le chlore Oxyde les constituants cellulaires. Important pour la désinfection de l eau de distribution et les piscines. Il est également employé dans les industries laitières et alimentaires, ainsi que comme désinfectant pour usage personnel. Détruit les bactéries et les champignons, mais pas les spores. Peut réagir avec de la matière organique et ainsi créer des composés cancérigènes.
Les métaux lourds i.e., ions comme le mercure, l argent, l arsenic, le zinc, et le cuivre. Efficaces mais habituellement toxiques. Se fixent aux protéines, souvent sur les groupes sulfhydryle, et les inactivent. Ils peuvent également précipiter les protéines cellulaires.
Les ammoniums quaternaires Détergents Molécules organiques avec une extrémité polaire hydrophile et une extrémité polaire hydrophobe. Agissent comme agents mouiilants et émulsifiants. Seuls les détergents cationiques sont des désinfectants efficaces. Tuent la plupart des bactéries mais pas Mycobacterium tuberculosis ou des endospores. Sécuritaires et faciles à utiliser, mais ils sont inactivés par l eau dure et les savons.
Les aldéhydes Molécules hautement réactives. Ils sont sporicides et peuvent être employés comme désinfectants chimiques. Ils peuvent se combiner avec des acides nucléiques et des protéines pour les inactiver.
Les gaz stérilisants Utilisés pour stériliser des objets thermosensibles. Germicides et sporicides. Se combinent avec des protéines pour les inactiver.
Niveau d activité de germicides choisis
Efficacité de certains désinfectants et antiseptiques
Évaluation de l efficacité d un agent antimicrobien Processus complexe régulé aux États-Unis par deux agences fédérales: Environmental Protection Agency Food and Drug Administration
Méthodes d évaluation Méthode du coefficient phénol Comparaison de l efficacité d un désinfectant à celle du phénol.