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Chapitre 2 : la vie des microbes

I-

Couverture des besoins nutritionnels et énergétiques

I-1- Besoins énergétiques et élémentaires
Pour se multiplier les micro-organismes ont besoin de :
 Eau, source d’énergie, source de carbone, source d’azote, de soufre et des éléments
minéraux
...


a
...

Bactéries Chimiotrophes ou chimiosynthétiques dont l'énergie provient de l'oxydation
de la matière organique ou minérale
...
Couverture des besoins en carbone :
En fonction des exigences nutritionnelles en carbone, il existe deux grandes catégories de
microorganismes:
A
...
Bactérie hétérotrophe: exigent des composés organiques pour se reproduire
...
Couverture des besoins en azote
Pour la synthèse de leurs protéines qui représentent environ 10 % de leur poids sec, les
microorganismes ont besoins de substances azotées
...

 D'autres composés inorganiques peuvent être utilisés : tel que les nitrites par les Nitrobacter
...


d
...

Le soufre: est présent dans certains acides aminés et donc dans les protéines sous forme de
groupement thiols (-SH)
...

Le phosphore fait partie des acides nucléiques, de nombreux coenzymes et de l'ATP
...
Le phosphore joue le rôle de
véritable centrale énergétique à l'échelon cellulaire; il permet la récupération, l'accumulation et la
distribution de l'énergie dans la cellule
...
Ce
sont notamment le Sodium, le Potassium et le Chlore
...

Oligo-éléments: ils sont indispensables en quantités minimes, le plus souvent apportés sous
forme de traces
...


I-3-Besoins spécifiques –Facteurs de croissance
Sont des substances organiques indispensables à la croissance et que les microorganismes ne
peuvent pas les synthétiser
...
qui sont des constituants
des protéines
 Bases puriques ou pyrimidiques: Adénine, Guanine, Uracile, Thymine sont des
constituants des acides nucléiques
 Vitamines: B1-Thiamine, B5-Acide pantothérrique, Biotine, B2 (Riboflavine), B5, B12,
nicotinamide, choline…etc
...

Les auxotrophes: exigent les facteurs de croissances
...
Ce phénomène
d'interaction métabolique est connu sous le nom de synthrophie
...
Ils peuvent l'empêcher, l'inhiber ou la favoriser
...
Ex:
E
...

Thermophiles extrêmes (hyperthermophiles): 50 à 80°C (optimum 70°C)
La majorité des microorganismes sont des mésophiles
...

Ils sont naturellement rencontrés dans l'eau, le sol ou l'air
...
Ce sont principalement des bacillus Gram négatifs des genres Pseudomonas,
Cytophaga et Aeromonas
...


2-le Ph :
La plupart des bactéries se multiplient dans les milieux à pH neutre, leur croissance est ralentie
puis stoppé au fur et à mesure que l’on s’éloigne de cette zone
...

C’est pourquoi les levure et moisissures sont les microorganismes les plus représentés à la
surface des fruits acides
...


On distingue:
 Des Microoragnismes neutrophiles : qui se développent à des pH compris entre 5,5 et 8,5
(optimum : 7) (Escherichia coli)
 Alcalophiles (basophiles): > 8 (Pseudomonas)
 Acidophiles: < 6 (Lactobacillus)

3- Les exigences gazeuses:
 Aérobies strictes: ne se développent qu'en présence d'air
...

 Microaérophiles: se développent mieux ou exclusivement lorsque la pression partielle
d'oxygène est inférieure à celle de l'air (Campylobacter, Mycobacteriaceae)
...
C'est le cas de la majorité des
bactéries rencontrées en pathologie médicale : les entérobactéries (Escherichia, Salmonella),
les streptocoques, les staphylocoques
...


4- La pression osmotique:
Elle est directement proportionnelle à la concentration totale des ions et molécules en
solution
...

Lorsqu'elle est inférieure ou supérieure on dit que le milieu est hypotonique dans le premier
cas et hypertonique dans le second
...
Elles sont protégées par leurs parois rigides
...

 Halophiles : nécessitent du sel (NaCl) pour leur croissance
...

 Halotolérants: acceptent des concentrations modérées de sels mais non obligatoires pour
leur croissance (Ex
...


5-L’activité de l’eau:
L’activité de l’eau = Quantité d'eau libre dans un aliment ou une solution

Les microorganismes ont besoin, pour se multiplier, d’eau disponible (caractérisée par son activité)
...

Aw <0,85 aucun microorganisme pathogène ne peut être cultivé exception de certaines moisissures
excrétrices de mycotoxines
...

Un bon milieu de culture doit satisfaire aux conditions suivantes :
 Couvrir les besoins élémentaires et les besoins en facteurs de croissance du microorganisme
à étudier
 Être isotonique ;
 Présenter un PH voisin de la valeur optimale pour le germe à étudier
...
Ils sont conçus en
fonction des besoins d'un micro-organisme ou d'un groupe de micro-organismes voisins
...
Ils sont plus utilisés en
microbiologie alimentaire
Les milieux empiriques de base, d'utilisation générale:
Sont préparés par:

L'extrait de viande est une macération de viande, soumise à une ébullition de 15 à 20
minutes, filtrée et concentrée par évaporation
...

Ces milieux conviennent pour la croissance de micro-organismes peu exigeants comme les
staphylocoques, les entérobactéries, Pseudomonas, les vibrions, Bacillus;
Milieux Empiriques: Milieux riches en peptones
Ces milieux sont constitués d'un mélange de peptones animales et végétales riches en facteurs de
croissance et en acides aminés
...

 Milieux enrichis
Ils sont obtenus en incorporant aux milieux de base, du sang de cheval ou de mouton ou
divers suppléments polyvitaminiques commercialisés (Ces additifs apportent de nombreux facteurs
de croissance
...

 Milieux sélectifs
Ce sont des milieux de culture inhibant le développement de certains groupes bactériens
...

Un milieu sélectif est utilisé pour sélectionner, au sein d'un ensemble pluribactérien complexe, un
ou plusieurs groupes bactériens que l'on souhaite étudier
...
L'association de ces deux
constituants fournit au milieu de nombreux facteurs de croissance
...
Ce composé inhibe le
développement des bactéries à Gram positif et rend donc le milieu sélectif pour les bacilles à
Gram négatif
...

Le milieu contient aussi du lactose et un indicateur de pH, le rouge de phénol
...

Milieu sélectif pour l'isolement des salmonella : la gélose SS (salmonella shigella):
Le milieu contient 3 inhibiteurs : sels biliaires, vert brillant et forte concentration en citrate de
sodium
...

 Le milieu contient du lactose dont la fermentation est révélée par le virage de l’indicateur
coloré, le rouge neutre, à sa teinte acide
...

 Le milieu contient du thiosulfate à partir duquel les bactéries qui en sont capables peuvent
produire H2S, qui sera révélé par le citrate ferrique
...


Croissance microbienne
La croissance est définie comme l’accroissement ordonné de tous les composants d’un organisme
...

Chez les micro-organismes unicellulaires, elle aboutit à une augmentation de nombre
d’individus
...

Fission binaire : est le mode de reproduction bactérienne le plus fréquent et le plus simple dans les
conditions normales de développement bactérien
...

Les principales caractéristiques de la fission binaire sont :
 Augmentation de la taille de la bactérie
 Dédoublement du matériel génétique, puis séparation de ce matériel en deux parties égales
...


Paramètres de croissance
 n: nombre de génération dans le temps t
 Taux de croissance (μ): nombre de génération par unité de temps
 Temps de génération : g
1-Temps de génération : g
Temps que met une cellule à se diviser et la population dont elle provient à doubler
 Varie considérablement d’une bactérie à l’autre
 Pour la majorité des bactéries, le temps de génération est de 1 à 3 heures ( 20 minutes dans
des conditions idéales)
...
Il est donné dans la
relation suivante:

μ = n/t
Avec

n: nombre de division
t: temps
C'est donc l'inverse du temps de génération
...
coli le temps de génération est de 20 mn
...
Dans les mêmes
conditions, il est de 0
...


Nn =No*2 μ*t
Techniques d’étude de la croissance
1- Détermination du nombre de cellules par unité de volume :
On y accède par des techniques de dénombrement:
 Lecture au microscope : La culture est séchée, fixée et colorée, puis les bactéries comptées
dans plusieurs champs microscopiques
 Compteur de particules: Cet appareil réalise automatiquement le dénombrement des
particules ou des cellules
 Epifluorescence : Les bactéries sont colorées par un fluorochrome comme l'orangé
d'acrédine puis examinée en lumière UV
...
Cette méthode manque de
sensibilité car elle ne permet pas d'évaluer avec une précision suffisante des populations
inférieures à 105 levures/ml ou 106 bactéries/ml
...


Types de la croissance
1- Croissance en milieu solide :
La croissance sur la surface d’un milieu solide se traduit:
 nappe confluente
...

La vitesse de la croissance dépend:
 la souche
 la richesse de milieu
2- Croissance en milieu renouvelé: croissance continue
Les croissances continues sont obtenues à l’aide des fermenteurs
3- Croissance en milieu non renouvelé
La croissance des bactéries en milieu non renouvelé est limitée par l’épuisement du milieu en
nutriment et de l'accumulation des substances toxiques
...
Sur chaque prélèvement, on mesure le nombre de bactéries par ml de milieux de culture
...


Phase de croissance
 Permet de connaître l’évolution d’une population microbienne en fonction du temps
...

 Facilite la détermination du moment le plus favorable pour étudier les propriétés
bactériennes
...

1- Phase de latence :
La phase de latence, durant laquelle la masse reste identique à la masse bactérienne initiale, se
caractérise par une valeur de μ (taux de croissance) égale à zéro
...

La quantité d'inoculum introduit sur le milieu
L’âge des bactéries
...

 Adaptation au nouveau milieu
...

2- Phase d’accélération
Cette phase se caractérise par une augmentation de plus en plus rapide de la masse
...


3- Phase exponentielle
Au cours de cette phase :







Bactéries se reproduisent
...

Période où le temps de génération est le plus court
...

Production d’exotoxines par certaines bactéries pathogènes
Phase relativement courte : ne dépasse pas 5 à 8 heures
...

 Les microorganismes sont très sensibles à des conditions défavorables pendant cette phase
...
)
 Augmentation de produits finaux métaboliques qui deviennent toxiques pour les bactéries
dans le milieu
...

 Variations de PH, de T°,etc
...

 Équilibre entre le nombre de nouvelles bactéries et le nombre de bactéries qui meurent
...

 Les bactéries qui le peuvent vont former des spores durant cette phase
 La pollution du milieu et l’épuisement des éléments nutritifs conduisent à la phase de
décroissance
...

 La décroissance perd alors son allure exponentielle
LES MATHÉMATIQUES DE LA CROISSANCE
Pendant la phase exponentielle, chaque microorganisme se divise à intervalles de temps constants
...


Nn =No
...

Si la population double t =g, alors Nt = No x 2
μ = (log2No – log No) / o,3O1 x g
= (log 2 + log No – log No)/ O,3O1 g

μ = 1/g ; g = 1/ μ

Chapitre 3: La société microbienne : Interactions hôte –
microorganismes
I-

les différents types de la flore microbienne
La flore microbienne peut être de deux origines différentes:

1- Interne (Flore originelle): Provenant d’animaux malades ou porteurs de germes
 Dans les aliments des animaux abattus: comme Clostridium et d’autres espèces
intestinales qui contaminent la viande au moment de la mort de l’animal
...

2
...
Les marchandises renvoyées sont souvent
fortement colonisées, constituant ainsi des sources de contaminations néfastes des produits traités
...
2 : Ubiquitaire:
Les eaux de surface, les eaux de distribution malpropres, le sol et les poussières véhiculées par l’air
sont les sources les plus importantes de la contamination dite ubiquitaire
...

La plupart des cours d'eau recueillent la pollution domestique d'origine humaine et animale
...

La contamination d'aliments par une eau polluée peut être dommageable : risque d'intoxication,
risque d'altération
...
Il s'agit
classiquement d'une chloration

FLORE DU SOL:
 Parmi les groupes bactériens les plus représentés, figurent : Pseudomonas, Clostridium,
Bacillus et Micrococcus, Nitrobacter…etc
...
Les bactéries qui y sont présentes ne peuvent donc
s'y multiplier et s'y installer durablement
...

 La composition de la flore de l'air d'une salle dépend essentiellement de l'activité qui y est
exercée
...
3 : Chaînes de fabrication:
Les machines et moyens de transports utilisés dans les industries alimentaires peuvent renfermer,
s’ils ne sont pas bien nettoyés et désinfectés des sources de contaminations générales, mais surtout
des flores spécialement adaptés : acidotolérantes, thermorésistantes, résistantes à certaines
antiseptiques et désinfectants, etc
...
4: Humaine:
Flore cutanées résidentes et transitoires
La flore résidente : l'ensemble des espèces microbiennes que l'on y retrouve en quantité
remarquable dans tous les prélèvements
...

Contrairement à la flore transitoire, la flore résidente ne peut être éliminée en totalité par un
nettoyage, par les antiseptiques les plus puissants
...
Deux espèces sont constantes quel que
soit le territoire cutané : Staphylococcus epidermidis et Propionibacterium acnes
 la flore transitoire est souvent soit pathogène, soit occasionnellement pathogène, soit
opportuniste
...


II-

Interactions hôte – microorganismes

De nombreux micro-organismes sont associés aux plantes ou aux animaux avec lesquels ils peuvent
entretenir des relations de symbiose, de mutualisme, de commensalisme, de Saprophytisme
(neutralisme) ou de parasitisme
...
Est une interaction biologique à bénéfice non réciproque où l’un
des partenaires n’a aucune influence sur l’autre
...

 Les commensaux peuvent parfois acquérir un certain pouvoir pathogène et envahir les tissus
de l'hôte : ce sont des pathogènes opportunistes
...

Exemple:
 Les bactéries rhizobium trouvés dans les racinaires des légumineuses peuvent fixer une
grande quantité d’azote à partir de l’air, ce qui réduit la nécessité d’apporter des engrais
à la légumineuse et en contrepartie la plante fournit des hydrates de carbone
 L'intestin humain contient entre 1000 et 1150 espèces de bactéries comme Escherichia
coli
...

3- LE PARASITISME:
Une relation entre 2 organismes où l’un vit au dépend de l ’autre qui peut subir des dommages des
maladies infectieuses
Certains micro-organismes sont des parasites facultatifs, d'autres sont des parasites obligatoires
...

4- SAPROPHYTISME (neutralisme):
Les relations sont faibles ou absentes
...
Ils peuvent se développer en présence de déchets
organiques et se trouver transitoirement au contact de l'homme, des animaux et des plantes
...
) mais ne présentant aucun signe de maladie et étant en
bonne santé
...


III-

pouvoir pathogène, infectieux et toxique des microorganismes :

1- Définition :
Les micro-organismes pathogènes sont capables de pénétrer dans un organisme hôte et de
créer des désordres par hyper multiplication ou sécrétion de toxines
...

2-Mécanismes du pouvoir pathogène:
2-1 Principales composantes du pouvoir pathogène
Le pouvoir pathogène des bactéries est déterminé par trois éléments principaux :
leur capacité à proliférer dans l'organisme : c'est leur pouvoir invasif ou pouvoir de
multiplication
leur capacité à libérer des toxines : c'est leur pouvoir toxique ;
les résistances opposées par l'organisme
2-2 Classification des bactéries selon le pouvoir pathogène
 bactéries dotées d'un pouvoir invasif important et d'un pouvoir toxique faible :
Staphylococcus aureus
...

 bactéries dotées à la fois d'un pouvoir invasif et d'un pouvoir toxique fort : Salmonella
Typhi
...
coli
salmonella
staphylococcus pathogène …
...

 Le pouvoir infectieux est la propriété d’une bactérie à envahir les tissus de l'hôte
...

Les micro-organismes « infectieux » les plus souvent incriminés dans le cadre de l'alimentation ,
sont :
Salmonella, Clostridium perfringens, Escherichia colis, Shigella, Vibrio parahaemolyticus,
Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes…
b- Principales composantes du pouvoir invasif:
Le pouvoir invasif d'une bactérie est lié à:
 son aptitude à adhérer à une muqueuse ;
 son aptitude à produire des substances endommageant les barrières de l'organisme ;
3-2-Pouvoir toxique
A
...

La toxinogenèse est liée ou non au pouvoir infectieux
...

C-1- toxines bactériennes: On les subdivise en
Exotoxines :
 très actives
 excrétées généralement pendant la croissance
 surtout produites par des Gram +
 relativement thermolabiles
 Protéines solubles
 les principales sont les entérotoxines staphylococciques (Staphylococcus aureus), et les
toxines botuliniques (Clostridium botulinum)
...

 La toxinogenèse dépend des conditions du milieu ( ex: Clostridium botulinum est
négligeable dans les produits acides (pH < 4,5))
...

 Sont en général produites par des bactéries gram -
...
C'est le cas des toxines produites par les
algues unicellulaires et qu'on retrouve dans les fruits de mer Exemples: Les toxines paralysantes des
coquillages
 Intoxication paralytique par fruits de mer (PSP : Paralytic Shellfish Poisoning)
C-3- Les mycotoxines
Sont des exotoxines produites par des champignons quand les conditions de croissance sont
satisfaites
...
Toutefois, un autre
véhicule important est constitué par les plats cuisinés préparés par des personnes infectées , dans ce
cas on peut y remédier par une bonne hygiène personnelle et l’éducation sanitaire
...


Exemples : Salmonella Typhi, Vibrio cholerae, Mycobacterium tuberculosis
...

Exemples : Pseudomonas aeruginosa, nombreuses Enterobactéries, Enterococcus…
Notion d’immunodépression :
Est une pathologie particulière traduisant un affaiblissement du système immunitaire (système de
défense de l’organisme) et constituant un facteur d’exposition à d’autres maladies
...




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