LA BACTERIE

LA BACTERIE
A ) MORPHOLOGIE, STRUCTURE ET ULTRA STRUCTURE DE LA CELLULE
BACTERIENNE
I : taille et forme
1) Forme
Les coques :
Elles sont presque sphériques, soit individuelles, soit par paire (diplocoques), soit en chaîne quand les
cellules restent attachées après plusieurs divisions cellulaires (streptococcus, enterococcus, lactococcus)
ou soit en grappe de raisins (micrococcus).
Les bacilles :
- coccobacilles : courts et larges. La forme des extrémités varie selon les espèces et peuvent être
plates, arrondies ou bifurquées. Sont souvent solitaires mais peuvent former des chaînes après
plusieurs divisions cellulaires.
- Vibrions : batonnets incurvés comme des virgules.
Beaucoup de bactéries ont une forme de long batonnet tordue en spirale ou hélice : spirile (quand sont
rigides) ou spirochète (quand sont flexibles).
2) taille
Varie autant que la forme.
Petite : 100 à 200 nm de diamètre. Ex : mycoplasma (taille des plus grand virus)
Les plus grandes : 500 micro m. Ex : spirochètes
Tailles moyenne : 1 à 1.5 micro m de largeur pour 2 à 6 micro m de longueur.
II : organisation de la cellule bactérienne
1) la membrane plasmique
Entoure le cytoplasme et fait la limite avec le milieu extérieur. Elle permet le maintien d’un milieu interne
dans un état constant. Est composée de protéines et de lipides en proportion variable selon le modèle en
mosaïque fluide.
- Les lipides amphipatiques : phospholipides (extrémités polaires aux extrémités, extrémités
hydrophobes qui ont tendance à s’associer formant une bicouche dans la membrane).
Absence de cholestérol (différence avec une cellule eucaryote).
Structures très mince : 5 à 10 nm d’épaisseur.
- On trouve 2 types de protéines :
Extrinsèques : 20% des protéines membranaires
Intrinsèques : 80%
Elles sont amphipatiques (une couche hydrophobe et une partie hydrophile).
La région hydrophobe est enfuie dans la couche lipidique. La région hydrophile forme des protubérances à
la surface des membranes.
Rôle :
La membrane sert de barrière perméable et sélective
Des transports sont utilisés pour les éléments nutritifs, le rejet des déchets et la secrétion des protéines.
Elle est le siège de processus métaboliques comme la respiration, la photosynthèse, la synthèse des lipides
et des constituants de la paroi.
Elle contient des molécules réceptives qui permettent de détecter et répondre aux substances chimiques de
l’environnement.
2) les membranes internes
Les mésosomes sont des invaginations de la membrane plasmique en forme de vésicules, tubes ou
lamelles. Ils permettent d’augmenter l’activité respiratoire de la cellule.
3) le cytoplasme
Se trouve entre la membrane plasmique et le nucléoïde.
Il contient les ribosomes (synthèse des protéines) et divers corps d’inclusion organiques comme les
réserves de carbone pour la production d’énergie et la biosynthèse (granule de béta hydroxy buturate, de
glycogène et boules de lipides).
Les cyanobactéries possèdent des granules de cyanophycine (polypeptides contenant des grandes quantités
d’acide aspartique et arginine). Les cyanophycines servent de réserves d’azote.
Les granules de carboxysomes sont des réservent d’enzymes pour la fixation du CO2.
On retrouve des vacuoles gazeuses ce qui permet aux bactéries de flotter à différentes profondeurs pour
capter le maximum de lumière, d’O2 et de nourriture.
2 sortes d’inclusion inorganiques : granules de phosphate et de souffre.
4) le nucléoïde
Le chromosome circulaire est constitué d’ADN double brin et se trouve dans une région de forme
irrégulière (nucléoïde).
Les plasmides sont des molécules d’ADN double brin qui, soit s’intègre dans le chromosome, soit existent
indépendement.
Les gènes plasmiques rendent les bactéries résistantes aux médicaments, les rendent pathogènes, leur
donnent des nouvelles possibilités métaboliques.
5) la paroi
Elle donne la forme à la bactérie et la protège de la lyse osmotique. Elle présente des constituants qui
contribuent aux pouvoirs pathogènes.
Elles protègent contre les substances toxiques, c’est le site d’action des ATB (antibiotiques).
Gram + : couleur pourpre
1 seule couche de peptidoglycane de 20 à 80 nm d’épaisseur.
Gram - : rose rouge
Couche de peptidoglycane de 1 à 3 nm entourée d’une membrane extérieur de 7 à 8 nm d’épaisseur.
Le peptidoglycane est un polymère de N acétyl muramique et de N acétyl glucosamine.
Un tétrapeptide est relié à l’acide N acétyl muramique.
Un pontage peut s’effectuer entre les différents tétrapeptides soit directement, doit par l’intermédiaire de 5
glycines.
Les gram + ont une paroi cellulaire qui contient une grande quantité d’acide teichoïque (polymère de
glycérol ou de ribitol relié à des groupes phosphates.
Les acides teichoïques sont reliés soit aux peptidoglycanes, soit aux lipides de la membrane plasmique.
Les gram – ont une structure plus complexe. La membrane externe contient une protéine : la lipoprotéine
de Braun. Elle est attachée par des liaisons covalentes au peptidoglycane.
Le LPS ( lipopolysacchadides) est formé de 3 parties : les lipides A, le polysaccharide central (10 sucres)
et d’une chaîne latérale O (extérieur de la paroi)
La bactérie peut changer la chaîne O pour échapper à la détection des défenses de l’hôte.
Le LPS aide
- à la stabilisation de la structure,
- le lipide A est souvent toxique et agit comme une endotoxine
- sert de barrière en empêchant ou en diminuant l’entrée des sels biliaires et des ATB
III : composants extérieurs de la cellule
1) les capsules ou couches mucoïdes
Couche supplémentaire à l’extérieur de la paroi composée de polysaccharides.
La capsule est une couche bien organisée tandis que la couche mucoïde est composée de substance diffuse
non organisée.
Rôle : permet de résister à la phagocytose, à la dessication (dessêchement), repousse les virus et les
détergeants, permet l’attachement aux surfaces solides.
2) les pilis
Minces tubes composés de sous unités protéiques arrangées en hélice. Ils ont 3 à 10 nm de diamètre sur
plusieurs micro m de long.
Une cellule peut en contenir plus de 1000.
Ils permettent d’adhérer aux parois tels que rochers ou tissus.
Les pilis sexuels : 1 à 10/cellule.
Ils sont plus épais et déterminés génétiquement par des facteurs sexuels.
Ils permettent le passage d’une cellule à une autre de matières génétiques.
3) le flagelle
il permet la mobilité de la bactérie.
Structure fine de 20 nm de diamètre et de 15 à 20 micro m de long qui s’étend à l’extérieur de la
membrane plasmique et de la paroi.
3 parties :
-le filament : composé de flagelline
-le corps basal enfui dans la cellule
-le crochet : lie le filament au corps basal.
On distingue les bactéries :
Monotriches : 1 flagelle
Amphitriches : 1 flagelle à chaque extrémité
Lophotriches : touffe de flagelles soit à 1 ou 2 extrémités.
Péritriches : flagelle tout autours.
Ils fonctionnent comme des hélices de bateaux car le filament a une forme d’hélice rigide qui a une vitesse
de 40 à 60 révolution/sec.
B : LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
I : nutrition
Définition : pour obtenir l’énergie et construire de nouveau constituants cellulaires, les microorganismes
doivent trouver des nutriments. Une cellule microbienne montre que 95% du poids sec de la cellule est
composée de C, O, h, N, S, P, Ca, Mg, Fer. Ils sont donc nécessaires aux micro-organismes en quantité
importante.
Le C, O, H, N, S, P sont des constituants des glucides, lipides, protides, et acides nucléiques.
Le K permet l’activité enzymatique
Le Ca contribue à la thermo résistance des endospores
Le Mg est un co-facteur de nombreux enzymes, stabilise les ribosomes et les membranes cellulaires.
Le fer est un co-facteur d’enzymes et protéines de transport d’élecrons.
En plus des mono-éléments, il existe des micro-éléments : manganèse, zinc, cobalt indispensables à la
cellule
1) besoin en C, H, O
Définition : les autotrophes utilisent le CO2 comme source de carbone.
Les hétérotrophes utilisent les molécules organiques préformées comme sources de carbone.
Un prototrophe est un micro-organisme qui requiert les mêmes nutriments que la plupart des autres
membres de son espèce.
Un auxotrophe est un mutant qui a perdu la capacité de synthèse d’un nutriment essentiel.
2) type nutritionnel
Tout micro-organisme a besoin de source d’énergie, d’H et d’électrons pour sa croissance.
2 sources d’énergie :
Lumineuse : captée durant la photosynthèse (photophobes)
Energie provenant de l’oxydation de molécules (chimiotrophes)
2 sources d’atome d’H et d’électron :
Les lithotrophes utilisent les substances inorganiques réduites comme source d’électrons,
Les organotrophes utilisent les composants organiques comme sources d’électrons et d’H.
4 catégories nutritionnelles :
Photolitotrophes : énergie lumineuse + CO2
Electrons : cyanobactérie (eau comme donneur d’électrons)
Bactérie sulfureuse (sulfur d’H)
Chimiohétérotrophes : composés organiques pour l’énergie, le C, H, les électrons
Photoorganotrophes : photosynthèse (source lumineuse)
Matière organique : C, H et électrons
(bactéries pourpres et vert)
Chimiolithotrophes : oxydent les composés inorganiques comme le fer, l’azote, S pour produire de
l’énergie et les électrons.
3) besoin en azote
Nécessaire à la synthèse des acides aminés, acides nucléiques, glucides, lipides, co-facteurs d’enzymes.
De nombreux microorganismes utilisent l’azote et les acides aminés, d’autre réduisent le nitrate en
ammoniac, enfin les cyanobactéries réduisent et assimilent l’azote atmosphérique.
II : type respiratoire
1) respiration aérobie
Le rendement maximum d’ATP provient de la glycolyse suivie du cycle de Krebs et du transport
d’électrons.
2) la fermentation
En absence d’O2, le NADH n’est pas oxydé par la chaîne transporteuse d’électrons.
Le pyruvate (obtenu en fin de glycolyse) ou un de ses dérivés va servir d’accepteur d’électron et d’H dans
la réoxydation de NADH.
Définition :
Fermentation : processus qui génère de l’énergie dans lequel les molécules organiques servent à la fois à
donner et accepter des électrons
Quelques bactéries fermentent les sucres en éthanol et CO2 grâce à la fermentation alcoolique.
Autres possibilités de fermentation :
Lactique : permet la réduction du pyruvate en lactate
Hétérolactique : en plus du lactate, d’autres substances sont produites (éthanol, CO2)
De nombreuses bactéries métabolisent la pyruvate en acide formique (HCOOH) qui peut être converti en
H2 et CO
3) la respiration anaérobie
Définition :
les bactéries ont des chaînes de transport d’électrons qui ont des accepteurs d’électrons inorganiques autre
que l’O2.
Les principaux accepteurs sont les nitrates, sulfate, et CO2.
Les bactéries méthanogène réduisent le CO en méthane.
III : la croissance
1) définition :
Elle correspond à une augmentation des constituants cellulaires. Elle aboutit à une augmentation du
nombre des cellules quand le micro-organisme se multiplie par scissiparité ou par bourgeonnement.
2) La courbe de croissance
Les micro-organismes sont cultivés en milieu liquide dans un système fermé. La quantité d’éléments
nutritifs baisse et la concentration des déchets augmente.
4 phases :
Latence : pas de développent, pas d’augmentation de masse mais de nouveau constituants cellulaires sont
synthétisés (ATP, co-facteurs, ribosomes, enzyme)
Sa durée varie en fonction de l’âge de la culture, la composition du milieu.
Exponentielle : les micro-organismes se divisent et de développent à une vitesse maximum et à intervalle
de temps régulier. Il y a doublement de la population bactérienne.
Stationnaire : croissance stoppe. Le nbre de micro organismes viables reste constant : soit il résulte d’un
équilibre entre le nbre de division et le nombre de mort cellulaire, soit la pop cesse de se développer et
reste métaboliquement active.
L’entrée en phase stationnaire peut être due à la réduction de la disponibilité en O2 pour les microorganismes aérobies, d’accumulation de déchets toxiques, limitation des éléments nutritifs.
Déclin : baisse du nombre de cellules viables du à un changement nuisible de l’environnement (carence en
nutriment, accumulation de déchets toxiques…)
Le temps de génération correspond à l’intervalle de temps permettant un doublement de la population
bactérienne lors de la phase exponentielle. Il varie en fonction de l’espèce bactérienne et des conditions de
l’environnement (1 mn à plusieurs jours)
3) influence de l’environnement sur la croissance
- les solutés : dans une solution hypotonique, l’eau entre dans la cellule et provoque son éclatement.
Dans une solution hypertonique, la membrane plasmique se rétracte, ce qui
déshydrate la cellule et la rend métaboliquement inactive.
-
l’eau : aw (activité de l’eau) correspond à la disponibilité en eau pour les micro-organisme. Les
micro organisme osmo tolérents se développent sur une très large gamme d’activité de l’eau et de
concentration osmotique.
La plupart des bactéries se multiplient bien qd l’aw est de 0.98.
- le pH : chaque espèce se développe dans une gamme de pH définie.
Les acidophiles : optimum de croissance entre 1 et 5.5
Neutrophiles : 5.5 et 8
Alcalophiles : 8.5 et 11
La majorité des bactéries et des protozoaires sont neutrophiles.
Les mycènes et algues sont entre 4 et 6
Une variation de pH peut endommager la mbrane plasmique, inhiber l’activité enzymatique et les
protéines membranaires de transport.
4) la température
Les micro-organismes sont affectés par la t° de l’environnement.
Les t° élevées dénaturent les enzymes, systèmes de transport et autres protéines et font fondre la bicouche
lipidique de la mbrane plasmique.
Les t° cardinales sont les t° minimum, maximum et optimale de croissance. Elles varient suivant le microorganisme.
On peut répartir les micro-organismes en 4 classes suivant l’échelle de température caractéristique de leur
croissance.
Psychrophiles : multiplication à 0°C, optimal à 15, maximale à 20°
On les trouve dans les océans (pseudomonas). Leurs protéines fonctionnent à basse t°. Leur
mbrane cellulaire possède des niveaux élevés d’acide gras insaturés.
Psychotropes : multiplication à 0°C, optimal à 20 / 30, max à 35 °
Sont responsables de la détérioration des aliments réfrigérés.
Mésophiles : multiplication à 15 / 20°C, optimale à 20 / 45, max à 45°
La plupart des micro-organismes, presque tous les agents pathogènes humains.
Thermophiles : multiplication à 45°C, optimale à 55 / 65, max supérieure à 100°C
(failles des océans, compost, conduite d’eau chaude, sources chaudes …) Les lipides membranaires
sont saturés et elles ont des protéines stables à la chaleur.
5) concentration en O2
Suivant leur rapport avec l’O2, les micro-organismes peuvent être classés en :
Aérobie : se dev en présence d’O2 atmosphérique.
Anaérobie : se dev en absence d’O
Anaérobie aérotolérent : se dev aussi bien en absence qu’en présence d’O2
Anaérobie stricte : mort en présence d’O2
Microaérophile : requiert une concentration en O2 de 2 à 10%
L’O2 est facilement réduit en radical super oxyde, en péroxyde d’H et radical Hydroxyl
Ces produits sont extrèment toxiques car ils détruisent les constituants cellulaires.
Les aérobies et anaérobies facultatifs possèdent la superoxyde dimutase et la catalase qui vont neutraliser
ces produits toxiques.
Les anaérobies strictes sont dépourvues de ces 2 enzymes (ce qui explique qu’elles ne peuvent vivre en
présence d’O2)
6) pression
Nombreuses bactéries sont barotolérentes c'est-à-dire qu’elles tolèrent de faible variation de pression
7) radiation
Les radiations ionisantes produisent des mutations qui peuvent être létales pour les micro-organismes.
Elles cassent les liaisons H, oxydent les doubles liaisons, détruisent les structures cycliques.
Les UV de longue longueur d’onde (260 nm) sont les plus létaux car absorbés par l’ADN, ce qui va
former des dimères de thymine qui inhibe la réplication.
IV : endospose bactériennes
1) définition : Les endospores sont des formes de résistances aux conditions sévères de
l’environnement qu’ont développés un certain nombre de bactéries comme bacilus et clostridium.
2) structure
Exosporium : entourée d’une enveloppe mince
Dessous se trouve la tunique composée de quelques couches protéiques. Elle est imperméable et
responsable de la résistance aux produits chimiques.
Le cortex (sous la tunique) peut occuper plus de la moitié du volume de la spore.
Constituée de peptidoglycanes, la paroi de la spore entoure le protoplaste. Il possède toutes les structures
cellulaires : ribosomes et nucléoïdes.
La résistance de la spore à la chaleur est due à plusieurs facteurs :
- stabilisation du composé (ADN)
-
déshydratation du protoplaste
stabilisation des protéines lors des t° élevées
2) formation
3) germination
C : LE POUVOIR PATHOGENE
I : définitions
On parle de parasitisme quand un organisme parasite porte atteinte ou vit au dépend d’un organisme hôte.
On peut distinguer :
- l’ectoparasite qui vit à la surface de l’hôte
- l’endoparasite qui vit à l’intérieur de l’hôte
L’hôte final est l’organisme dans lequel le parasite se reproduit ou atteint sa maturité sexuelle.
L’hôte intermédiaire est un hôte servant de milieu temporaire mais essentiel pour le développement.
L’hôte vecteur est un véhicule pour atteindre l’hôte final mais n’est pas nécessaire au cycle reproductif.
L’hôte réservoir est un hôte infecté par un parasite capable d’infecté l’être humain.
Infection : quand un parasite se multiplie du se développe dans un hôte. Elle peut déboucher sur une
maladie qui se caractérise par une modification d’un état de bonne santé.
Tout organisme parasite produisant une maladie est dit pathogène.
L’aboutissement de la plupart des relations hôte/parasites dépend de 3 facteurs :
- le nombre d’organisme présent dans ou sur un hôte.
- La virulence du parasite
- Les défenses de l’hôte et de son degré de résistance.
II : la virulence
Elle fait référence à l’intensité du pouvoir pathogène. Elle est déterminée par 3 caractéristiques de l’agent
pathogène :
- le pouvoir invasif : capacité à se répandre dans les tissus.
- Pouvoir infectieux : capacité à établir un foyer infectieux
- Pouvoir toxicogène : capacité à produire des toxines.
Pour induire une maladie infectieuse, un agent pathogène doit être transporté vers l’hôte, adhérer,
coloniser et envahir l’hôte, se multiplier ou compléter son cycle reproductif, échapper aux mécanismes de
défenses, posséder la capacité mécanique, chimique ou moléculaire de nuire à l’hôte.
a) la transmissibilité de l’agent pathogène
Le germe doit être transporté vers l’hôte pour avoir une maladie infectieuse.
Le contact est direct (toux, éternuements, ) ou indirect (dispersion des agents pathogènes à partir des hôtes
infectés dans le sol, l’eau, la nourriture).
b) la fixation et la colonisation de l’agent pathogène
L’agent pathogène doit être capable de se fixer aux cellules ou tissus de l’hôte.
La colonisation dépend de la capacité à concurrencer la micro flore normale de l’hôte pour les éléments
nutritifs essentiels, d’entrer en concurrence pour les sites d’attachement de surface grâce à des structures
spécialisées, les pilis.
c) la pénétration
L’entrée dans la cellule assure souvent la survie et la multiplication de nombreux agents pathogènes.
Après fixation, ils produisent souvent des substances lytiques qui altèrent les tissus de l’hôte par :
- attaque des membranes basales des tissus intestinaux
- dépolimérisation des complexes glycoprotéines entre les cellules
- désorganisation de la surface cellulaire.
-
D’autres utilisent de petites fissures, lésions, éraflures, brûlures, dégâts tissulaires occasionnés par
d’autres organismes.
Utilisation de voies d’internalisation eucaryotique (endocytose) pour pénétrer dans la cellule.
d) développement et multiplication de l’agent pathogène
Pour que cela se fasse efficacement, il doit trouver un environnement favorable (éléments nutritifs, T°, pH,
disponibilité en eau, O2 ….).
Les régions du corps de l’hôte offrant les conditions les plus favorables contiendront l’agent pathogène et
permettront à celui-ci de se développer et se multiplier pour produire une infection.
III : les toxines
a) définitions
Les intoxications sont des maladies qui résultent de l’entrée d’une toxine spécifique dans le corps de
l’hôte.
Une toxine est une substance spécifique souvent un métabolite de l’organisme qui nuit à l’hôte.
b) les exotoxines
Toxines protéiques, solubles, thermolabiles, souvent libérées dans l’environnement pendant la
multiplication de l’agent pathogène. Elles peuvent voyager du site d’infection vers d’autres tissus ou
cellules cibles dans lesquels elles agissent.
Elles sont souvent synthétisées par des bactéries spécifiques contenant souvent un plasmide porteur de
gènes de l’exotoxine.
Elles sont inactivées entre 60 et 80°C.
Elles font partie des substances connues les plus létales fortement immunogènes et susceptibles de
stimuler la production d’anticorps neutralisant l’agent pathogène.
Elles sont facilement inactivées par le formaldéhyde, l’iode pour former des anatoxines immunogènes.
Elles sont habituellement non pyrogène chez l’hôte
Elles sont souvent désignées par le nom de la maladie qu’elles induisent (toxine botulique …).
Elles sont classées en 3 classes selon leur mécanisme d’action (feuille 5)
- neurotoxines
- cytotoxines
- entérotoxines
Bien que les toxines se présentent sous différentes formes, il y a un modèle structural général auquel elles
se conforment généralement, le modèle AB. Selon ce modèle, chaque toxine comporte une sous unité
enzymatique A qui est responsable de l’effet toxique dès l’entrée dans la cellule hôte et un fragment B ou
sous unité fixatrice qui interagit avec les récepteurs spécifiques de la cellule ou du tissu cible.
- la sous unité B s’insère dans la membrane et crée une modification du pore à travers lequel la sous
unité A pénètre.
- L’endotoxine se fixe à un récepteur spécifique par sa partie B. Il y a création d’une vésicule qui
sera internalisée par endocytose. Cette vésicule sera équipée de pompes à proton, ce qui va
permettre d’augmenter la concentration de proton à l’intérieur de la vésicule. La baisse de pH à
l’intérieur de la vésicule fait se dissocier la partie A et B. B est rejetée de la cellule par exocytose
et A induit son effet toxique.
Les exotoxines produisent leur effet de différentes manières :
- par inhibition de la synthèse protéique
- par inhibition de la fonction synapse nerveuse
- par perturbation du transport membranaire
- par dommages aux membranes cellulaires.
Les neurotoxines : habituellement ingérées sous forme de toxines préformées. Elles affectent le système
nerveux et provoquent indirectement des syndromes entériques (toxine botulique).
Les vraies entérotoxines ont un effet direct sur la muqueuse intestinale et provoquent une sécrétion
abondante de liquide (toxine cholérique).
Les produits cytotoxiques de nombreuses bactéries pathogènes sont responsables de destruction de la
muqueuse et entrainent des cholites inflammatoires (staphilococcus auréus et clostridium difficile).
Les endotoxines : la plupart des bactéries gram - ont dans leur membrane externe de leur paroi un LPS
qui, dans certaines circonstances, est toxique. Ce LPS est libéré quand la bactérie est lysée ou pendant la
multiplication bactérienne. L’élément toxique du LPS est le lipide A.
Les endotoxines sont thermostables (non détruites par la chaleur), toxiques que lorsque la concentration
est élevée, faiblement immunogène, semblable quelque soit l’origine, pyrogène, induisent un état de choc,
une coagulation sanguine, un état de faiblesse, des diarrhées, une inflammation, une hémorragie intestinale
et une fibrinolyse. (doc B)
Les endotoxines activent le facteur de Hageman (facteur de coag 12) qui active à son tour un des quatre
systèmes humoraux : le système de coag et du complément, la fribrinolyse et le kininogène.
Pour la coag : le facteur de Hagemen convertit le précurseur de la thromboplastine du plasma en
précurseur actif, ce qui entraine une cascade de réaction :
- formation d’un réseau de fibrine et d’un caillot sanguin.
- On aboutit à une coag intra vasculaire disséminée : les conséquences sont une baisse importante du
nombre de plaquettes, des facteurs de coag 2, 5, 7 donc des hémorragies internes.
L’activation du complément cause la libération de médiateurs inflammatoires pour induire la contraction
des muscles lisses, le mouvement des neutrophiles vers le site d’infection, une augmentation de la
perméabilité vasculaire donc, une inflammation.
Le facteur de Hageman induit la conversion du pro activateur du plasminogène qui stimule la formation de
plasmine.
La plasmine est une protéine fibrinolytique qui provoque la lyse des caillots sanguins et favorise les
hémorragies internes.
Le facteur de Hageman active le système kininogène qui aboutit à une hypotension due à la vasodilatation
et à une augmentation de la perméabilité.
D : LES AGENTS ANTI BACTERIENS
Il est essentiel de détruire les micro-organismes ou inhiber leur développement de manière à minimiser
leurs effets indésirables tels que la détérioration de la nourriture et les maladies.
I : définition
Stérilisation : procédé par lequel on détruit ou élimine toutes les cellules vivantes : spores et virus.
Désinfection : destruction, inhibition ou élimination des micro organismes pathogènes.
Décontamination : réduction de la population microbienne à de niveau considérés sans danger par les
normes de santé publique.
L’efficacité d’un agent antimicrobien est affectée par 6 facteurs :
- La taille de la population
- composition de la population (cellules, endospores …)
- concentration ou intensité de l’agent antimicrobien
- durée d’exposition
- T°
- Environnement local (pH, nourriture ….)
II : agents physiques
1) la chaleur
a) la chaleur humide
Tue facilement virus et bactéries. L’exposition à l’eau à 100°C pendant 10 minutes est suffisante pour
détruire les cellules végétatives et les spores eucaryotes. La durée thermique mortelle (DTM) est la
période de temps la plus courte requise pour tuer tous les micro-organismes à une T° spécifique.
Le temps de réduction décimal est le temps requis pour tuer 90% des micro-organismes à une T°
spécifique.
La stérilisation à la vapeur est réalisée dans un autoclave à 121°C pendant 15 minutes. Elle provoque la
dégradation des acides nucléiques et la dénaturation des enzymes et autres protéines.
Ex : le lait : 72°C pendant 15 secondes puis refroidissement rapide (pasteurisation) détruit tous les microorganismes pathogènes et réduit le nombre de micro-organismes non pathogènes.
Ex : tyndallisation : chauffage jusqu’à 100°C pendant 30 minutes, une fois par jour pendant 3 jours,
incubation à 37°C entre temps, dans un récipient contenant le produit à stériliser.
b) chaleur sèche
Le matériel à stériliser est placé dans un four à 170°C pendant 2 à 3 heurs. Il y a oxydation des
constituants cellulaires et dénaturation des protéines. Elle ne corrode pas les verreries, les instruments
métal et permet la sté des poudres et huiles.
2) la filtration
Elle permet de réduire la population microbienne jusqu’à la stérilisation.
Les membranes filtrantes sont des membranes poreuses d’une épaisseur de 0.1 mm de diamètre pourvu de
pores de 0.2 microns de diamètre. Ces filtres servent à stériliser les produits pharmacologiques, les ATB,
l’air.
3) les radiations
les UV proches de 260 microns sont utilisés pour stériliser l’air, l’eau. Les radiations ioniques pénètrent en
profondeur les objets.
Les radiations gamma stérilisent à froid les ATB, hormones, objets en plastique.
III : agents chimiques
1) composés phénoliques
er
Ce fut le 1 antiseptique et désinfectant utilisé largement. De nos jours, on l’utilise comme désinfectant
dans les labos et hôpitaux.
Ils agissent par dénaturation des protéines et altération des membranes cellulaires.
Efficace en présence de matières organiques, restent actifs longtemps sur les surfaces, odeur désagréable
et irritent la peau.
2) les alcools
Bactéricides et fongicides mais non sporicides. Détruisent certains virus, dénaturent les protéines et
dissolvent les lipides membranaires.
3) les halogènes
L’iode sert comme antiseptique de labo. Il oxyde les constituants cellulaires et iode les protéines
cellulaires. A concentration élevée, peut tuer certaine spore.
Il peut endommager la peau et induire des allergies.
Les iodophores sont des complexes iode + transporteurs organiques (bétadine).
Ils sont utilisés en hôpitaux pour une antisepsie pré opératoire de la peau et comme désinfectant à l’hôpital
et en labo.
Ils sont non tachant et minimise les irritations de la peau.
Le chlore est un désinfectant pour l’eau de consommation. Il provoque une oxydation des constituants
cellulaires.
4) ammoniums quaternaires
Les détergents servent d’agents mouillants et d’émulsifiants grâce à leurs extrémités hydrophiles et
hydrophobes. Ce sont des agents de nettoyage efficace.
Les détergents cationiques détériorent les membranes bactériennes et dénaturent les protéines.
5) les aldéhydes
Le formaldéhyde inactive les protéines. Il est sporicide.
Le glutaraldéhyde désinfecte le matériel et équipement hospitalier.
6) les gaz stérilisants
L’oxyde d »éthylène permet de stériliser de nombreux objets thermosensibles (seringues, cathéters). Il est
germicide et sporicide en se fixant sur les protéines cellulaires.
IV : chimiothérapie antimicrobienne
1) définition
Les agents chimio thérapeutiques tuent les micro-organismes pathogènes en inhibant leur développement
à des concentrations suffisamment faibles pour éviter d’occasionner des dommages chez l’hôte.
2) caractéristiques générales des substances antimicrobiennes
L’agent chimio thérapeutique doit avoir une toxicité sélective. Beaucoup d’ATB sont à spectre étroit,
c'est-à-dire que leur efficacité est limitée à une variété restreinte de micro-organismes.
Ils sont synthétisés par les micro-organismes ou par méthode chimiques.
3) les substances antibactériennes
a) les sulfamides
Entrent en compétition avec l’acide p-aminobenzoïque qui participe à la synthèse de l’acide folique. Il se
fixe sur le site actif de l’enzyme et fait baisser la concentration en acide folique essentiel à la synthèse des
purines et pyrimidines (base de l’ADN et ARN).
Il s’en suit un arrêt de la croissance ou la mort de la bactérie.
L’homme ne synthétise pas l’acide folique donc les sulfamides n’ont pas d’effets sur lui.
b) les quinolones
Inhibent l’ADN gyrase bactérienne qui facilite la séparation des chaines. Elles perturbent la réplication, la
transcription et la réparation de l’ADN.
c) les pénicillines
La pénicilline : caractérisée par le cycle Béta lactame, la pénicillinase hydrolyse la lésion amide et détruit
l’activité de la pénicilline.
Les pénicillines inhibent l’enzyme catalysant la réaction de transpeptidation, ce qui bloque la synthèse du
peptidoglycane et conduit à une lyse osmotique.
d) les céphalosporines
Possèdent un cycle Béta lactame comme les pénicillines produit par les mycètes céphalosporium. Ils
agissent comme les pénicillines.
e) les tétracyclines
4 cycles sur lesquels sont fixées des chaines latérales.
Elles inhibent la snthèse protéique en se fixant sur la sous unité 30S du ribosome et inhibe la fixation des
aminoacyle ARNt.
f) les aminoglycosides
La steptomicine, la canamicine, la néomicine sont synthétisées par streptomycès, se fixant sur la petite
sous unité ribosomale et interfère avec la synthèse protéique. Elle provoque des erreurs de lecture de
l’ARNm.
g) l’érythromycine
Macrolides qui se fixent sur l’ARN ribosomal 23S pour inhiber l’élongation de la chaine peptidique en
croissance.
h) le chloramphénicol
Inhibe la peptidyltransférase en se fixant sue l’ARN ribosomal.
4) résistances aux anti bactériens
en empêchant la pénétration de l’ATB du à la modification des protéines liant l’ATB.
Inactivation de l’ATB par modification chimiques : hydrolyse du noyau Béta lactame (pénicilline),
ou addition de groupe chimique (phosphorylation ou acétylation des aminoglycosides et
chloramphénicol.)
- Utilisation d’une voie alternative pour éviter la séquence inhibée : utilisation de l’acide folique pré
formée dans l’environnement pour contrecarrer les sulfamides.
La transmission de la résistance se fait grâce aux plasmides R qui codent pour des enzymes de destruction
ou modification des ATB.
-
LES VIRUS
A : GENERALITES
Ce sont des agents infectieux dont l’organisation est simple et acellulaire. Ils ne peuvent se multiplier
indépendamment des cellules vivantes.
Ils existent sous 2 états : forme extra cellulaire (virion) et intra cellulaire (virus se comportent comme des
acides nucléique en réplication).
B : STRUCTURE
I : taille des virions
Entre 10 et 400 nanomètres de diamètre. Les + petits sont de la taille d’un ribosome, les + grands sont
proche des + petites bactéries (poxvirus).
II : propriété générale de structure
Tous les virus sont construits autour d’une nucléocapside centrale. Elle est composée d’un acide nucléique
ADN ou ARN maintenu dans une coque protéique : la capside.
Celle-ci protège le matériel génétique viral et favorise son transfert d’une cellule hôte à une autre.
Il y a 4 grands types morphologiques de capside et de virus :
- capside à forme icosaédrique : polyèdre régulier à 20 faces, triangulaire équilatéral et 12 sommets.
- Capside hélicoïdale : en forme de cylindre protéique creux, soit rigide, soit flexible.
- Beaucoup de virus possèdent une enveloppe, une couche externe membranaire qui entoure la
nucléocapside (peut envelopper le 1er ou 2ème schéma).
- Virus complexes : l’asymétrie de la capside n’est pas totalement icosaïdrique ou hélicoïdale.
- Virus de bactérie : bactériophages.
Les capsides sont des structures moléculaires faites de nombreuses copies d’une ou plusieurs sous unités
protéique appelées protomère, ce qui a l’avantage d’une utilisation maximum de l’information portée par
le matériel génétique du virus.
La capside hélicoïdale : chez le virus de la mosaïque du tabac, les protomères sont tous identiques et
s’associent suivant un arrangement en spirale pour former un tube rigide. L’ARN est aussi enroulé en
spirale situé à l’intérieur de la capside dans une gorge formée par les sous unités protéiques. Les ARN du
virus influenza sont inclus dans une capside en hélice flexible entourée d’une enveloppe.
La capside icosaédrique : formée à partir de capsomères composées de 5 à 6 protomères (penton =5,
hexon =6).
Les pentons sont localisés au sommet de l’icosaèdre, les hexons occupent les arêtes et faces triangulaires.
III : acide nucléique
Les virus sont variés quant à la nature de leur matériel génétique (ADN simple ou double brin, ARN
simple ou double brin).
Les génomènes les + petits (phages MS2) permettront de ne coder que 3 ou 4 protéines. Les + grands
(herpès) sont capables de coder + de 100 protéines.
L’ADN peut être double brin (bactériophages fiX174) ou simple brin (parvovirus).
L’ADN est soit linéaire, soit circulaire.
Le phage lamda a un ADN double brin circulaire grâce à des segment complémentaires mono caténaires
de 12 nucléotides.
Beaucoup d’ADN viraux contient des bases inhabituelles comme la 5 hydroxyméthylcytosine auquel le
glucose peut être attaché.
L’ARN est majoritairement simple brin.
Si la séquence de l’ARN viral est identique à l’ARNm viral, la chaîne est dite + (virus de la polio,
mosaïque du tabac).
Si elle est complémentaire de l’ARNm viral, la chaîne est dite – (rage, oreillons).
Beaucoup de génomes ARN sont des génomes segmentés, c'est-à-dire divisés en fragments séparés.
Chaque segment code pour une protéine. Tous les segments sont enfermés dans une seule capside (la
plupart des cas) mais dans le génome du virus de la mosaïque du brome, les 4 segments ARNt sont
distribués dans 3 particules virales différentes.
Les ARN + possèdent une coiffe en 5’ comme les ARNm eucaryotes. Ils peuvent diriger la synthèse
protéique immédiatement après avoir pénétré dans la cellule.
IV : enveloppes et enzymes virales
De nombreux virus animaux et quelques virus végétaux sont entourés d’une couche membranaire externe
appelée enveloppe.
Elles proviennent des membranes de la cellule hôte soit nucléaire, soit plasmique.
Les glucides et lipides sont les constituants normaux de l’hôte tandis que les protéines sont codées par les
gènes viraux et peuvent saillir du contour de l’enveloppe comme des projections ou spicule qui servent à
la fixation du virus à la surface de la cellule hôte.
Le virus influenza possède des projections séparées de 7 à 8 nanomètres et ressortent à la surface
d’environ 10 nanomètres.
Certaines projections possèdent une activité enzymatique. Les neurominidoses aident les virus à traverser
les couches de mucus de l’épithélium respiratoire. Les hémagglutinines permettent aux virions de
s’attacher aux membranes des hématies. Ils possèdent une enzyme, un ARN polymérase-ARN dépendant
qui agit comme une transcriptase et synthétise l’ARNm sous la direction de l’ARN génomique.
V : capsides à symétrie complexes.
Les virus bactériens ont une symétrie binaire car ils combinent la symétrie en icosaèdre et en hélice.
La tête contient le matériel génétique, un collier permet la jonction de la tête à la queue. Elle se termine
par la plaque basale qui peut porter des fibres responsables de la fixation du virus.
C : CLASSIFICATION
Les virus se divisent en 50 familles.
Les critères les + importants sont :
- le type d’acide nucléique (ARN ou ADN)
- simple ou double brins
- présence ou non d’une enveloppe.
D : INFECTION VIRALE
La multiplication virale peut être divisée en plusieurs étapes :
1) absorption des virus
Se produit à la suite de collision au hasard entre le virion et un site récepteur de la membrane plasmique.
2) pénétration et décapsidation
Elle se fait après l’absorption. La décapsidation se fait lors de la pénétration ou de suite après.
Chez les virus nu (polio virus), la capside subi des modifications au moment de l’absorption à la
membrane ayant pour conséquence la pénétration du seul acide nucléique dans le cytoplasme.
Chez les virus enveloppés comme les paramixovirus, l’enveloppe du virus et de la membrane plasmique
fusionnent. La nucléocapside est libérée dans le cytoplasme, une polymérase virale commence la
transcription de l’ARN viral.
Chez la majorité des virus enveloppés, le virus pénètre dans la cellule par un processus d’endocytose
médié par le récepteur (même principe que la toxine).