Chapitre 2 Flashcards
Connaître les facteurs essentiels à la croissance bactérienne
A. La température
B. Le PH
C. La pression osmotique
D. Les nutriments
E. Les besoins en oxygène (type respiratoire)
A. La température
Chaque espèce de microorganisme a une température de croissance optimale où la croissance sera à son maximum. En dehors de ces limites, la croissance du microorganisme sera plus difficile, mais possible, c’est ce qu’on appelle la zone de tolérance. Au-delà de la zone de tolérance, la croissance est impossible.
• Température minimale (4º) : Température la plus basse à laquelle un microorganisme peut se développer. Les basses températures peuvent ralentir les réactions enzymatiques et solidifier la membrane plasmique.
Les températures inférieures à la température minimale ont un effet bactériostatique. Cela a pour conséquence d’inhiber la croissance sans tuer la bactérie. Certains procédés ou agent chimique aussi peuvent avoir un effet bactériostatique.
• Température optimale (37º) : Température à laquelle un microorganisme croit le plus rapidement.
• Température maximale (60º) : Température la plus élevée à laquelle un microorganisme peut se développer. L’augmentation de température dénature les protéines et nuit à l’intégrité de la membrane plasmique.
Les températures supérieures à la température maximale ont un effet bactéricide. Cela a pour conséquence de tuer les bactéries. Certains procédés ou agent chimiques peuvent aussi avoir un effet bactéricide.
Les groupes de microorganismes en fonction de la température
Les psychrophiles (4º) : Ce sont les microorganismes qui « aiment » les températures froides. Ex : Provoque la détérioration des aliments gardés au frigo.
Les mésophiles (37º) : Ce sont les microorganismes qui « aiment » les températures moyennes. Ex : Regroupent la plupart des bactéries pathogènes pour l’humain.
Les thermophiles (60º) : Ce sont les microorganismes qui « aiment » les températures élevées. Ex : On les retrouve dans le compost et plusieurs produisent des endospores.
Les changements climatiques risquent de libérer de grande quantité de microorganismes emprisonnés dans les glaces. Certains de ces nouveaux arrivants pourraient avoir un potentiel pathogène. De plus, ces changements modifient la dispersion des microorganismes. Nous avons qu’à penser aux tiques transportant la bactérie causant la maladie de Lyme qui migrent de plus en plus vers le Nord.
B. Le PH
Le pH est une variable importante dans la croissance microbienne puisqu’il influence la fonction des protéines. Les protéines intervenant dans le métabolisme doivent conserver leurs conformations tridimensionnelles pour être fonctionnelles. Dans un environnement trop acide ou trop alcalin, les protéines peuvent se dénaturer et par le fait même entraver l’activité métabolique.
La plupart des bactéries préfèrent la neutralité, mais certaines ont d’autres préférences.
• Acidophiles : bactéries qui tolèrent des pH acides
• Alcalophiles : bactéries qui tolèrent des pH basiques
Les bactéries préfèrent les pH près de la neutralité entre 6,5 et 7,5.
C. La pression osmotique
La pression osmotique est la pression provoquée par une différence de concentration de soluté de part et d’autre d’une membrane. Les solutés sont surtout du sel et du sucre. La concentration d’une solution influence l’entrée et la sortie d’eau de la bactérie. Les changements de pression osmotique peuvent endommager la paroi cellulaire et la membrane plasmique et détruire la cellule.
Si la bactérie est dans un milieu hypotonique : la cellule se gonfle (turgescence)
Si la bactérie est dans un milieu isotonique : la cellule reste normale
Si la bactérie est dans un milieu hypertonique : la cellule subit la plasmolyse
Normalement, les microorganismes vivent dans un environnement d’environ 0,85% NaCl tout comme les cellules humaines. Certaines bactéries aiment les milieux avec des concentrations en sel plus élevées. On les appelle des bactéries halophiles.
D. Les nutriments
Toutes les bactéries susceptibles de coloniser ou d’infecter l’humain sont hétérotrophes, c’est-à-dire qu’elles ne produisent pas elles-mêmes les molécules organiques dont elles ont besoins pour vivre. Pour survivre elles se nourrissent des molécules fabriquées par d’autres êtres vivants.
Carbone : Présent dans toutes les molécules organiques
Hydrogène (humidité) : Principalement sous forme d’eau. Essentiel à la prolifération bactérienne.
Azote : Nécessaire à la synthèse des protéines et des acides nucléiques
Phosphore: Nécessaire à la synthèse des acides nucléiques
Soufre : Nécessaire à la synthèse des protéines
Oligo-éléments : K, Mg, Ca, Fe, Na, Cl, Zn, Mn, Mo, Se, Co, etc.
Oxygène selon besoins
E. Les besoins en oxygène (type respiratoire)
Aérobies stricts :
Croissance aérobie seulement; la présence d’O2 est essentielle
Possède la SOD et la catalase
La croissance a lieu seulement là où une forte concentration d’O2
Anaérobies facultatifs :
Croissance aérobie et anaérobie; croissance optimale en présence d’O2
Possède la SOD et la catalase
La croissance est optimale là où la concentration d’O2 est la plus élevée, mais elle a lieu partout dans le tube.
Anaérobies stricts :
Croissance anaérobie seulement; arrêt de la croissance en présence d’O2
Ne possède PAS la SOD et la catalase
La croissance a lieu seulement là où il n’y a pas d’O2.
Anaérobies aérotolérants :
Croissance anaérobie seulement; toutefois la croissance se poursuit en présence d’O2
Possède la SOD
La croissance est uniforme partout dans le tube; l’O2 n’a aucun effet.
Microaérophiles :
Croissance aérobie seulement; l’O2 est essentiel en faible concentration
Possède la SOD et la catalase
La croissance a lieu seulement là où une faible quantité a diffusé dans le milieu.
Les radicaux superoxydes (O2 2-, HO-) formés lors de la respiration cellulaire aérobie sont très toxiques. En effet, ils endommagent les protéines et les acides nucléiques. Pour neutraliser ces radicaux, les cellules qui se développent en présence de dioxygène fabriquent des enzymes : la superoxyde dismutase (SOD), la catalase et la peroxydase. Les bactéries qui ne possèdent pas ces enzymes meurent en présence d’oxygène.
Scissiparité
Contrairement à l’humain et à la plupart des organismes vivants, la croissance bactérienne ne s’effectue pas en termes de taille, mais bien en un accroissement du nombre de bactéries. Quand tous les facteurs chimiques et physiques sont favorables les bactéries prolifèrent ce qui signifie qu’elles se divisent.
Cette division cellulaire est appelée la scissiparité. Elle consiste en une duplication de l’ADN et une élongation de la bactérie; suivies de la formation d’un sillon au milieu permettant la séparation complète. Ainsi, deux bactéries identiques sont formées. Le temps que met une cellule à se diviser s’appelle le temps de génération (variable).
La croissance exponentielle
N = population finale
N0 = population initiale
n = nombre de générations
N= N0 x 2n
La croissance bactérienne en milieu de culture
- La phase de latence :
Aussitôt introduite dans un nouveau milieu les bactéries ne commencent pas immédiatement à se reproduire. Il y a une période d’ajustement. - La phase de croissance exponentielle :
Période pendant laquelle la reproduction cellulaire est la plus intense. Le temps de génération est constant et court. - La phase stationnaire :
Le taux de croissance finit par ralentir et le nombre de nouvelles bactéries est égal au nombre de bactéries qui meurent. Diminution des ressources nutritives et accumulation de déchets. - La phase de déclin :
Il y a plus de bactéries qui meurent que de nouvelles bactéries jusqu’à ce qu’elles meurent toutes. La division cellulaire est absente. Absence des ressources nutritives et accumulation de déchets.
Les biofilms
Dans leur milieu naturel, les bactéries sont rarement retrouvées sous forme pure. Elles sont regroupées en un amas de plusieurs types de microorganismes englobées par une substance visqueuse, appelée biofilms. Habituellement fixé à un support (cathéters, lentilles cornéennes, plaque dentaire et implants médicaux, etc.) le biofilm est constitué de cellules microbiennes, de nutriments, d’eau, de protéines.
Les avantages pour les bactéries:
• Accès à des réserves communes de nutriments
• À l’abri de certains dangers de l’environnement (dessiccation, antibiotiques)
• Favorise les transferts génétiques
• Difficilement délogeable par certains traitements chimiques
Les milieux de culture
Le fait de connaître les besoins précis en nutriments d’une bactérie nous permet de fabriquer des milieux de culture qui favoriseront sa croissance ou au contraire empêcheront sa multiplication.
Inoculum: Prélèvement d’une petite quantité de microorganismes qui sont ensuite ensemencés dans un milieu de culture.
Milieu de culture: Préparation nutritive qui contient les éléments nécessaires à la croissance des microorganismes en laboratoire. On peut distinguer deux types de milieu de culture :
1. Milieu sélectif
2. Milieu différentiel
- Milieu sélectif
Le milieu empêche la croissance d’un groupe de microorganismes indésirables et favorise la croissance des microorganismes recherchés.
Ex : Milieu Sabouraud
Inhibe (empêche) la croissance des bactéries
Favorise la croissance des levures et des moisissures
- Milieu différentiel
Le milieu permet de distinguer deux types de microorganismes se développant dans un même milieu. Permet la discrimination de différents métabolismes.
Ex : Gélose sang
Distingue les colonies qui font de l’hémolyse et celles qui sont incapables.
Différencie les bactéries hémolytiques (qui détruisent les globules rouges) des bactéries non hémolytiques
