4- Adaptation aux stress

Question 1

Définition du stress

Answer 1

• Au sens strict du terme, la définition du stress n’inclut pas la réponse de l’organisme aux contraintes mais uniquement les contraintes elles mêmes
• Réponse de l’organisme aux contraintes = syndrome général d’adaptation
• Biologiquement parlant : réponse au stress = réponse de l’organisme pour maintenir l’équilibre biologique dans un état fonctionnel.
  => Si pas d’adaptation => mort cellulaire
• Faible variation continue de la composition d’un milieu ou d’un paramètre physico-chimique de l’environnement: <==> pas de stress (selon notre définition)
• Forte variation brutale de la composition d’un milieu *
  ou d’un paramètre physico-chimique de l’environnement: <==> stress

=> Dans le cas stress ralentissement de la croissance voire arrêt jusqu’à remise en état

Question 2

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress oxydatif

Answer 2

• Lié aux formes actives de l’O2 (ROS): O2-* , H2O2, OH*
• Origine :
  => exogène : Radicaux libres produits par les cellules de défense eucaryotes (macrophages, etc …) pour se défendre des microorganismes pathogènes ou non
  => endogène : succession d’ox/red + présence de catalyseur chimique (sels de métaux lourds) => OH* ou O2-*
• Effets (voir cours pércédent) :
• Protéines + O2-* => oxydation des SH => pont disulfures aberrants
• ADN +OH* => hydroxylation des bases puriques et pyrimidiques: mutations
• Membranes + O2-* => peroxydation des lipides

Défenses bactériennes : induction de la synthèse d’enzymes : SOD et catalases

Réponses si déjà dommages?
=> Chaperons pour protéines endommagées
=> Système SOS pour ADN endommagé (réparation ADN)

Question 3

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress osmotique (Augmentation brutale de l’osmolarité du milieu:)

Answer 3

• Définitions :
  -Osmorégulation = l’ensemble des processus homéostatiques qui maintiennent l’osmolarité d’un être vivant à son niveau normal.
  -Osmose : déplacement de solvant (eau) du milieu le moins concentré en molécules vers le milieu le plus concentré (jusqu’à l’isotonie…si possible)
• Si Augmentation brutale de l’osmolarité du milieu:
• Effets:
  => Sortie brutale d’eau de la cellule (état de plasmolyse)
  => Augmentation de la concentration interne en soluté
  et diminution de la pression de turgescence.
  => Ralentissement voire arrêt de la croissance
• Réponses:
  => 1er temps : entrée solutés : un cation, K+ associé à une entrée
  d’anions, glutamate mais en concentration limitée (≤0, 5M)
  => 2ème temps : synthèse (ou entrée) d’osmoprotecteurs
  acides aminés ou dérivés, disaccharides, dérivés d’urée ou de glycérol

points communs :
- grande solubilité (> à 600 g/L)
- stockable en grande quantité sans affecter la vie de la cellule
Plus connu et plus efficace:
glycine bétaïne (triméthylamine glycine, tréhalose (glc a1-1-glc) …

Question 4

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress osmotique (Diminution brutale de l’osmolarité du milieu:)

Answer 4

• Définitions :
  -Osmorégulation = l’ensemble des processus homéostatiques qui maintiennent l’osmolarité d’un être vivant à son niveau normal.
  -Osmose : déplacement de solvant (eau) du milieu le moins concentré en molécules vers le milieu le plus concentré (jusqu’à l’isotonie…si possible)
• Si Diminution brutale de l’osmolarité du milieu:
• Effets:
  => Entrée brutale d’eau dans la cellule (état de turgescence)
  => Diminution de la concentration interne en soluté
  et augmentation de la pression de turgescence.
  => Ralentissement voire arrêt de la croissance
• Réponses:
  => 1er temps :
• Aquaporines (« soupapes ») :sortie d’eau
• Canaux mécanosensibles et canaux spécifiques: permettent un efflux rapide de petits solutés (ions, petites protéines, osmoprotecteurs) entraînent aussi de l’eau et donc diminuent la pression osmotique
  ex: MscM chez E. coli : 1M de glycine bétaïne exporté en moins de 200 ms!
  => 2ème temps : cette perte de solutés doit être compensée au plus tôt par une entrée spécifique de sels : K+ Encore!

Question 5

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress thermique

Answer 5

• Chaperons: protéines consolidées
• Destruction des protéines mal conformées ou agrégées
• Lipides plus saturés membrane plus rigide

Question 6

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress des rayonnements

Answer 6

• UV, X , radioactifs
• Cassure de l’ADN: activation système SOS: réparation avec arrêt de la réplication et de la division cellulaire
  => Reprise quand réparé…ou mort

Question 7

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress de la dessication

Answer 7

• Capsule polysaccharidique retient l’eau
  => Sinon cassure ADN (réponse: comme rayonnement)

Question 8

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress pH

Answer 8

• Quand?
  Ex 1 : arrivée dans l’estomac de pathogènes:
  => Réponse: uréase qui hydrolyse l’urée en NH3 alcalin!

Ex 2: Helicobacter pylori vit dans l’estomac
=> Réponse: s’enfonce dans les muqueuses gastriques
D’où ulcère…

Ex 3: Arrivée d’un pathogène dans la vacuole (acide) après phagocytose
=> acidification du cytoplasme bactérien (Salmonella enterica)

Question 9

Réponses aux variations physico-chimique du milieu : Stress des antibactériens

Answer 9

• Antibiotiques et/ou peptides antimicrobiens
• Modification des cibles de l’antibiotique:
  Ex: modification d’une protéine du ribosome cible de la
  streptomycine : par mutation d’un seul acide aminé l’antibiotique ne reconnait plus la protéine (bien sûr la protéine fonctionne encore! )
• Inactivation de l’agent antimicrobien:
  => Enzymes de modification (antibiotiques):
  Ex: phosphorylation, acétylation…(chloramphénicol, kanamycine…)

=> Enzymes de destruction :
Ex: clivage du cycle b-lactame des pénicillines (antibiotiques)
Ex: Synthèse et sécrétion de protéases (peptides)

=> système d’efflux
Ex: Système de transport vers l’extérieur de la tétracycline