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Microbiologie m

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Importance m dicale la thermo-r sistance (les m thodes de st rilisation par la chaleur doivent tenir compte de cette propri t ) ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Microbiologie m


1
  • Microbiologie médicale
  • Cours 1 et 2

2
Definition
  • Microbiologie la science qui étudie les
    micro-organismes.
  • Micro-organisme être-vivant unicellulaire, qui
    peut-être visualisé avec le microscope optique ou
    électronique.

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L'histoire de la microbiologie
  • Lexistence dun monde microbien fut méconnue
    jusquà linvention du microscope au début du
    XVIIIe siècle

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L'histoire de la microbiologie
  • 1665 - Robert Hooke, premier homme a avoir
    observé les micro-organismes avec un microscope
    rudimentaire

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LHistoire
  • 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)
7
La 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

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Discréditation 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

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Discréditation de la théorie de la génération
spontanée
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Lhistoire 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)

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Les 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).

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La 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

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Les 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

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Les 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 .

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Le 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).

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La classification des bactéries
  • Classification phénotypique
  • Classification analytique
  • Classification génotypique
  • Taxonomie classification systématique des
    bactéries dans des groupes ordonnés.

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Classification 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

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La coloration de Gram
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Classification 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).

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Classification analytique
  • Lembranchement la division selon lordre, la
    famille, le genre, lespèce.
  • Ex. Ordre Eubacteriales
  • Ex. Famille Enterobacteriaceae
  • Ex. Genre Escherichia
  • Ex. Espèce Escherichia coli

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Les bactéries
  • Les bactéries ont des tailles comprises entre 1
    et 10 µm, et sont observées au microscope optique

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Structure 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

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Structure schématique de la cellule bactérienne
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(No Transcript)
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Structures stables
  • Lappareil nucléaire
  • Le cytoplasme
  • La membrane cytoplasmique
  • La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
    Mycoplasma)

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Lappareil 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.

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(No Transcript)
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Lappareil 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

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(No Transcript)
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Structures stables
  • Lappareil nucléaire
  • Le cytoplasme
  • La membrane cytoplasmique
  • La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
    Mycoplasma)

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Le 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.

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Les ribosomes
35
Les ribosomes
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La synthèse protéique
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Structures stables
  • Lappareil nucléaire
  • Le cytoplasme
  • La membrane cytoplasmique
  • La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
    Mycoplasma)

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La 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)

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La membrane cytoplasmique
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La 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.

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Structures stables
  • Lappareil nucléaire
  • Le cytoplasme
  • La membrane cytoplasmique
  • La paroi cellulaire (exception Mollicutes -
    Mycoplasma)

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La 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.

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(No Transcript)
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Coloration de Gram
  • Gram negative (rouge)
  • Gram positive (violet)

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Bactéries à Gram positif Streptococcus (cocci,
chaine)

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Bactéries à Gram négatif(Eg. Escherichia,
Salmonella)
47
Coloration de Ziehl- Neelsenpour les
mycobactéries
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Peretele bacteriilor Gram (-)
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La 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.

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  • 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).

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Le peptidoglycane BGN bidimensionnel, chaîne
pentaglycanqueBGP tridimensionnel, chaînons
tetrapeptidiques
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Peptidoglycane
L-alanine D-glutamic acid L-lysine/Diaminopimelic
acid D-alanine D-alanine
Muramic acid
Glucosamine
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Peptidoglycane schéma
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(No Transcript)
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La 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.

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Importance 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-

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La forme des bactéries
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(No Transcript)
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(No Transcript)
62
(No Transcript)
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Paroi 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.

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(No Transcript)
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Paroi 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).

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(No Transcript)
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(No Transcript)
68
(No Transcript)
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(No Transcript)
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Structures inconstantes
  • La capsule
  • Les flagelles
  • Les pili fimbriae
  • Les pili sexuels
  • Le spore

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La 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).

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(No Transcript)
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Le 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.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Structures inconstantes
  • La capsule
  • Les flagelles
  • Les pili fimbriae
  • Les pili sexuels
  • Le spore

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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

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FLAGELLES (ME)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Structures inconstantes
  • La capsule
  • Les flagelles
  • Les pili fimbriae
  • Les pili sexuels
  • Le spore

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Fimbriae 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)

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Structures inconstantes
  • La capsule
  • Les flagelles
  • Les pili fimbriae
  • Les pili sexuels
  • Le spore

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Pili 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

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(No Transcript)
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Structures inconstantes
  • La capsule
  • Les flagelles
  • Les pili fimbriae
  • Les pili sexuels
  • Le spore

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Le 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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