Title: Microbiologie m
1- Microbiologie médicale
- Cours 1 et 2
-
2Definition
- Microbiologie la science qui étudie les
micro-organismes. - Micro-organisme être-vivant unicellulaire, qui
peut-être visualisé avec le microscope optique ou
électronique.
3L'histoire de la microbiologie
- Lexistence dun monde microbien fut méconnue
jusquà linvention du microscope au début du
XVIIIe siècle
4L'histoire de la microbiologie
- 1665 - Robert Hooke, premier homme a avoir
observé les micro-organismes avec un microscope
rudimentaire
5LHistoire
- La première mise en évidence des bactéries a été
possible avec un microscope simple fabriqué par
Anthony van Leeuwenhoek, drapier hollandais
(1632-1723).Ainsi il décrit dans la salive de
"Très nombreux animalcules ... autant
d'habitants que sur la planète"
6(No Transcript)
7La théorie de la génération spontanée
- Francesco Redi, un philosophe italien, a déclaré
que le ver ne résulte spontanément de la
viande, mais des œufs pondus par des mouches
8Discréditation de la théorie de la génération
spontanée
- En 1859, le chimiste français Louis Pasteur
discrédite définitivement cette théorie par la
conception de ballon avec "col de cygne" - Quand l'air n'a pas accès le bouillon peut être
stocké indéfiniment sans multiplication des
micro-organismes
9Discréditation de la théorie de la génération
spontanée
10Lhistoire de la microbiologie
- Les conséquences de ces expériences ont été
- imagination de premier milieu de culture pour les
bactéries - bouillon de viande - encore en usage
aujourd'hui - développement de méthodes simples de désinfection
(destruction de tous les micro-organismes mais
pas les spores) - le concept de manipulation aseptique des objets,
des produits pathologiques, etc. (protégées par
des microorganismes)
11Les fondateurs de la microbiologie
- Louis Pasteur (1822-1895)
- Met les bases de la méthode de stérilisation et
d'asepsie. - Découvre la nature microbienne du processus de
fermentation anormale de vin - Fait le lien entre les maladies du vin et de
certaines maladies infectieuses et contagieuses
chez les animaux et lhomme - Découvre les agents étiologiques de nombreuses
infections. - Réalise des vaccins par inactivation ou
atténuation de la pathogénicité des
micro-organismes (rage, le charbon, le choléra
aviaire).
12La théorie des germes
- En 1870, Robert Koch, médecin allemand, a révélé
l'agent étiologique de l'anthrax, du choléra et
de la tuberculose -
- Il a introduit les milieux solides en pratique
microbiologiques
13Les fondateurs de la microbiologie
Robert Koch (1843-1910)
- Il a examiné les micro-organismes dans des
préparations fixées par la chaleur et colorées
avec des colorants de base - Il a introduit les milieux solides dans la
pratique de diagnostic microbiologique - Il a reproduit les maladies, expérimentalement,
par inoculation de l'agent étiologique des
maladies infectieuses chez les animaux de
laboratoire
14Les fondateurs de la microbiologie
Robert Koch (1843-1910)
- Il a décrit les séquences expérimentales à
l'appui de la relation de causalité entre un
organisme et les manifestations de la maladie
(postulats de Koch) - Micro-organisme qui a causé la maladie est
détecté chez tous les patients et la distribution
dans le corps correspond à la caractéristique
lésions de la maladie - Un organisme qui a causé la maladie peut être
isolé en culture pure et sous-cultivé pour
létudier - Un animal inoculé avec la culture pure reproduit
les lésions spécifiques et les micro-organismes
peuvent être réisolé .
15Le monde microbien
- Micro-organisme avec structure cellulaire
- Eucaryotes (le regn Eucaryota), le
micro-organisme avec structure cellulaire
supérieure champignons et protozoaires - Procaryotes (le regn Procaryotae), le
micro-organismes avec structure cellulaire
inférieure bactéries et algues bleues. - Micro-organisme acellulaire les virus (parasite
strict dune cellule évolué).
16La classification des bactéries
- Classification phénotypique
- Classification analytique
- Classification génotypique
- Taxonomie classification systématique des
bactéries dans des groupes ordonnés.
17Classification phénotypique
- Selon la colorabilité dans la coloration de Gram
- gram positive
- gram négative
- Selon la forme des bactéries
- sphérique ou ovale coques, cocci
- cylindrique bacilles
- virgule vibrions
- spiralée spirochètes
18La coloration de Gram
19(No Transcript)
20(No Transcript)
21Classification phénotypique
- Selon les caractère de cultura
- Hémoliza, pigmentogeneza, forma, marimea
coloniilor, mirosul degajat de o cultura - Dupa prezenta sau absenta unor markeri biochimici
specifici. - Serotipare anticorpii formati fata de antigenele
bacteriene unice pot fi folositi pentru
identificarea lor. - Dupa comportamentul fata de antibiotice (patern
de rezistenta).
22Classification analytique
- Lembranchement la division selon lordre, la
famille, le genre, lespèce. - Ex. Ordre Eubacteriales
- Ex. Famille Enterobacteriaceae
- Ex. Genre Escherichia
- Ex. Espèce Escherichia coli
23Les bactéries
- Les bactéries ont des tailles comprises entre 1
et 10 µm, et sont observées au microscope optique
24Structure de la cellule bactérienne
- Structures stables
- L appareil nucléaire
- Le cytoplasme
- La membrane cytoplasmique
- La paroi cellulaire
- Structures inconstantes
- La capsule
- Les flagelles
- Les pili fimbriae
- Les pili sexuels
- Le spore
25Structure schématique de la cellule bactérienne
26(No Transcript)
27Structures stables
- Lappareil nucléaire
- Le cytoplasme
- La membrane cytoplasmique
- La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
Mycoplasma)
28Lappareil nucléaire
- Totalement dépourvue dun véritable noyau,
absence de membrane nucléaire et nucléole - Chromosome unique, une molécule dADN
bicaténaire, circulaire. - Le filament dADN a des boucles superenroulé (ADN
gyrase) - ADN extra chromosomique sappelle plasmide
molécule bicaténaire, circulaire qui possèdent
des gènes non indispensables au métabolisme
normale de la bactérie, qui permettent une
meilleure adaptation des bactéries a leur
environnement.
29(No Transcript)
30Lappareil nucléaire
- Constitue le support de linformation génétique,
héréditaire - Transmet l'information génétique aux cellules
filles par autoréplication - Transmet l'information génétique aux ribosomes
par hétéroréplication - Site daction de certains antibiotiques
31(No Transcript)
32Structures stables
- Lappareil nucléaire
- Le cytoplasme
- La membrane cytoplasmique
- La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
Mycoplasma)
33Le cytoplasme
- Contient de très nombreux ribosomes, qui sont
constitués de protéines et dARN - Ils possèdent deux sous-unités 50S et 30S
- Ils jouent un rôle important dans la synthèse
protéique et dans l'exportation vers lextérieur
des protéines synthétisées. - On trouve parfois dans le cytoplasme des
granulations qui sont des formes de stockage de
certains constituants.
34Les ribosomes
35Les ribosomes
36La synthèse protéique
37Structures stables
- Lappareil nucléaire
- Le cytoplasme
- La membrane cytoplasmique
- La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
Mycoplasma)
38La membrane cytoplasmique
-
- Située sous la paroi, à son contact
- Constituée dune double couche de phospholipides
où sont dispersées des protéines - Dépourvue de cholestérol (sauf chez les
mycoplasmes)
39La membrane cytoplasmique
40La membrane cytoplasmique
- Les fonctions
- Responsable des échanges entre la bactérie et les
milieux extérieurs barrière osmotique
(transferts passifs), contient aussi des systèmes
de transport qui assurent la pénétration active
et sélective de certaines substances (sucre,
acides aminés, ions, minéraux) - Site du métabolisme énergétique (siège de la
chaîne respiratoire) - Le prolongement de la membrane cytoplasmique que
constitue le mésosome porte un site dattachement
du chromosome bactérien, qui intervient dans la
régulation de la division bactérienne. - Point dimpact de diverses substances
antimicrobiennes et antibiotiques
polypeptidiques.
41Structures stables
- Lappareil nucléaire
- Le cytoplasme
- La membrane cytoplasmique
- La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
Mycoplasma)
42La paroi des bactéries
- Structure particulière aux cellules procaryotes
- Enveloppe rigide essentielle a la bactérie dont
elle assure la protection et détermine la forme. - La structure de la paroi diffère selon quil
s'agit de bactéries a Gram positif ou a Gram
négatif. - Le peptidoglycane ou murine est le constituant
principal de la paroi.
43(No Transcript)
44Coloration de Gram
- Gram negative (rouge)
- Gram positive (violet)
45Bactéries à Gram positif Streptococcus (cocci,
chaine)
46Bactéries à Gram négatif(Eg. Escherichia,
Salmonella)
47Coloration de Ziehl- Neelsenpour les
mycobactéries
48Peretele bacteriilor Gram (-)
49La structure du peptidoglycane
- Le peptidoglycane est un hétéropolymère composé
de chaînes glucidiques reliées les unes aux
autres par des chaînons peptidiques
(pentapeptide). - La macromolécule réticulée tridimensionnelle est
ainsi constituée et sa solidité dépend de
l'importance des interconnexions - La paroi de la bactérie est ainsi une unique
macromolécule.
50- La chaîne polysaccharidique est formée de
chaînons N-Acétyl Glucosamine - Acide N-Acétyl
Muramique - Les chaînes peptidiques formées au minimum de
quatre aminoacides (par exemple L-Alanine -
D-Glycine - L-Lysine - D-Alanine) sont toujours
fixées sur l'acide muramique - Ces tétrapeptides sont reliés directement entre
eux ou par une courte chaîne peptidique (chaîne
interpeptidique).
51Le peptidoglycane BGN bidimensionnel, chaîne
pentaglycanqueBGP tridimensionnel, chaînons
tetrapeptidiques
52(No Transcript)
53(No Transcript)
54Peptidoglycane
L-alanine D-glutamic acid L-lysine/Diaminopimelic
acid D-alanine D-alanine
Muramic acid
Glucosamine
55Peptidoglycane schéma
56(No Transcript)
57La biosynthèse du peptidoglycane
- S'effectue par sous-unités dans le cytoplasme
jusqu'à l'assemblage du disaccharide-pentapeptid
(N-Acétyl Glucosamine-Acide N-Acétyl Muramique-
L-Alanine-D-Glycine-L-Lysine-D-Alanine-D-Alanine)
qui traverse la membrane cytoplasmique fixé sur
un transporteur phospholipidique puis est attaché
à la chaîne glucidique de la paroi préexistante
(réaction de transglycosylation). - Les chaînes peuvent être reliées pour former la
molécule réticulée finale par liaison covalente
entre les peptides (réaction de
transpeptidation). - D'autres enzymes sont nécessaires
- hydrolases permettant de couper les chaînes
glucidiques du peptidoglycane (rôle essentiel
lors de la division) - D, D carboxypeptidases coupant le dipeptide D-
Alanine-D-Alanine et réduisant le nombre des
interconnexions.
58Importance médicale
- Certaines étapes peuvent être entravées par
certains antibiotiques ß-lactamines,
glycopeptides (cf. antibiotiques) ou encore
enzyme (lysozyme) - La composition variant selon l'espèce ou le
groupe bactérien, il a été possible de distinguer
des affinités tinctoriales différentes par la
coloration Gram et Gram-
59 La forme des bactéries
60(No Transcript)
61(No Transcript)
62(No Transcript)
63Paroi des bactéries à Gram positif
- Le peptidoglycane est le constituant majeur
- La muréine représente jusqu'à 30 du poids sec
d'une cellule. Le peptidoglycane est très solide,
les liaisons croisées entre chaînes glucidiques
sont nombreuses.
64(No Transcript)
65Paroi des bactéries à Gram négatif
- Beaucoup plus complexeLe peptidoglycane est en
couche mince peu dense (lt 15 du poids sec).
L'autre constituant essentiel est un lipide
complexe (A) couplé à la glucosamine et à des
résidus phosphore qui est amphiphile, possédant
une partie hydrophobe et une hydrophile. Il y a
analogie entre les appellations endotoxine,
lipide A et membrane externe (cf. pouvoir
pathogène).Sur les résidus glucosamine, des
polysaccharides complexes sont fixés et forment
la partie la plus externe de la paroi. Ils sont
essentiels pour la physiologie bactérienne dans
les processus de pénétration de nutriments ou de
toxiques, ils sont spécifiques de sous-espèces ou
de types et comportent des sucres originaux
antigènes O.On trouve à l'intérieur, des
phospholipides. La membrane est successivement
hydrophile (polysaccharide complexe), hydrophobe
(lipide A et lipides des phospholipides),
hydrophile (têtes hydrophiles des
phospholipides).Se trouvent enchâssées des
protéines qui assurent la cohésion de la
membrane, une liaison avec le peptidoglycane et
des fonctions diverses de perméabilité sélective
ou non. Ces porines, seules structures de
transport des composés hydrophiles, sont
essentielles à la vie de la bactérie mais aussi à
l'action de certains antibiotiques. Enfin
d'autres protéines servent à la captation d'ions
(fer), ou de vitamines (facteurs de croissance).
66(No Transcript)
67(No Transcript)
68(No Transcript)
69(No Transcript)
70Structures inconstantes
- La capsule
- Les flagelles
- Les pili fimbriae
- Les pili sexuels
- Le spore
71La capsule bactérienne
- Ce constituant inconstant est le plus
superficiel. - Sa mise en évidence s'effectue par coloration
négative (le colorant, encre de Chine ou
Nigrosine est repoussé par la capsule et apparaît
en clair sur fond noir). - Constitué de polysaccharides acides (sucres sous
forme d'acides uroniques tel l'acide
galacturonique, l'acide glucuronique, mais aussi
sous forme de sucres phosphorés), ce composant
est lié à certains pouvoirs pathogènes, car il
empêche la phagocytose. - Elle peut se trouver à l'état soluble dans les
liquides de l'organisme (emploi dans le
diagnostic recherche d'antigène soluble). - Elle intervient dans l'identification
infra-spécifique. Ce typage est une des méthodes
de reconnaissance des épidémies. - Les polymères capsulaires purifiés sont la base
de certains vaccins (Streptococcus pneumoniae,
Haemophilus influenzae).
72(No Transcript)
73Le glycocalyx
- Ce sont des fibres polysaccharidiques ou
polymères extrêmement fréquents entourant la
bactérie et difficile à visualiser en microscope
électronique. - Le feutrage des fibres de glycocalyx est constant
dans le cas de bactéries vivant en biofilm dans
les conditions naturelles. - Il est responsable de l'attachement des bactéries
aux cellules (cellules buccales,
respiratoires......) ou à des supports inertes
(plaque dentaire sur l'émail dentaire, biofilms
sur les cathéters, ou encore les prothèses dans
le cas de bactéries d'intérêt médical). - Il protège les bactéries du biofilm de la
dessiccation, sert à concentrer ou modifier les
éléments nutritifs exogènes et rend les bactéries
résistantes antiseptiques, désinfectants et
antibiotiques.
74(No Transcript)
75(No Transcript)
76Structures inconstantes
- La capsule
- Les flagelles
- Les pili fimbriae
- Les pili sexuels
- Le spore
77 Les flagelles
- Longues et fines structures filamenteuses
- Ils assurent la mobilité da la bactérie
- Ils ne sont pas visible en microscopie optique,
sauf avec des techniques de coloration spéciale - Ils ont plusieurs micromètres de long
- Leur nombre et leur disposition varient suivant
les espèces - Ils sont implantés tout autour de la bactérie
(disposition périphérique) ou à une extrémité de
la bactérie (disposition polaire) - Ils sont faits de lassemblage de molécule de
protéines - flagelline - Ils sont attachés a la membrane cytoplasmique par
une structure protéique complexe et mobile par
rotation - La flagelline est antigénique et les flagelles
sont le support de lantigénicité H
78FLAGELLES (ME)
79(No Transcript)
80(No Transcript)
81Structures inconstantes
- La capsule
- Les flagelles
- Les pili fimbriae
- Les pili sexuels
- Le spore
82Fimbriae ou pili
- Sont des structures fibrillaires, rigides, de
nature protéique et dispose à la surface de
nombreuse bactéries a Gram négatif - Ils sont plus fins et plus réguliers que les
flagelles - Permettent l'attachement spécifique des bactéries
sur les cellules, phase essentielle dans certains
pouvoirs pathogènes (Escherichia coli de
certaines infections urinaires) - Des structures comparable peuvent également
protéger la bactérie de la phagocytose et
favoriser la virulence (Neisseria gonorrhoeae)
83Structures inconstantes
- La capsule
- Les flagelles
- Les pili fimbriae
- Les pili sexuels
- Le spore
84Pili sexuels
- Peu nombreux, longs, creux, renflés a leur
extrémité distale - Ils sont codés par des plasmides
- Ils interviennent dans le phénomène de la
conjugaison bactérienne - Des virus bactériens ou bactériophages peuvent
infecter la bactérie après fixation sur certains
pili sexuels
85(No Transcript)
86Structures inconstantes
- La capsule
- Les flagelles
- Les pili fimbriae
- Les pili sexuels
- Le spore
87Le spore
- Certaines espèces bactériennes, dites sporulées,
ont la propriété quant elles sont placées dans la
conditions denvironnement défavorable de donner
naissance à des spores qui vont pouvoir résister
indéfiniment au froid, à la dessiccation - Quand les conditions favorable se manifestent de
nouveau, le spore redonne des bactéries
végétatives identique à celles qui lui ont donné
naissance. - Importance médicale la thermo-résistance (les
méthodes de stérilisation par la chaleur doivent
tenir compte de cette propriété) et la résistance
aux antibiotiques et à certains antiseptiques.
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