Cours 4 - Action des agents physiques et chimiques sur les bactéries

Question 1

Définir les termes suivant:

a) Stérilisation
b) Désinfection
c) Décontamination
d) Antisepsie
e) Chimiothérapie

Answer 1

Stérilisation: L’élimination complète ou la destruction de tous les micro- organismes viables (forme végétative et forme sporulée). Utilisée sur les objets inanimés.

Désinfection: Destruction ou élimination des agents pathogènes végétatifs mais pas des endospores bactériennes. Ordinairement utilisée uniquement sur les objets inanimés.

Décontamination: Réduction de la population microbienne à un niveau sans danger selon les normes d’hygiène publique. Utilisée sur les objets inanimés.

Antisepsie: Agents chimiques appliqués sur des surfaces du corps pour détruire ou inhiber les agents pathogènes.

Chimiothérapie: Agents chimiques utilisés pour tuer ou inhiber la croissance de microorganismes à l’intérieur des tissus de l’hôte.

Question 2

Nommer et expliquez les 2 activité des effet des agents antimicrobiens

Answer 2

1.Activité « statique » (Bactériostatique, fongistatique) Inhibe la croissance des microorganismes sans
les tuer: EFFET RÉVERSIBLE

2.Activité « cide » (Bactéricide, fongicide, algicide, virucide) Substances qui tuent les microbes : EFFET IRRÉVERSIBLE

voir diapo 5

Question 3

Expliquez la cinétique de la mort bactérienne

Answer 3

Courbe de létalité

• Une population microbienne n’est pas tuée instantanément lorsqu’elle est exposée à un agent létal
• La population est réduite à intervalles constants (taux de mortalité)
• Tout comme la courbe de croissance d’une population, la courbe de létalité est logarithmique. La pente de la droite est cependant négative
• Courbe logarithmique à pente négative*
• Plus le taux de mortalité est grand et plus la pente de la droite est forte

Question 4

Nommez les facteurs affectant l’efficacité d’un agent antimicrobien

Answer 4

• Biologiques
• Chimiques ou environnementaux
• Durée d’exposition

Question 5

Expliquez les 2 facteurs biologiques qui affectent l’efficacité d’un agent microbien

Answer 5

1-Taille de la population:
Il faut plus de temps pour détruire une grosse population qu’une petite (préférable de nettoyer avant d’appliquer le traitement)

2- Composition de la population (type de microbes):
Les endospores sont plus résistantes que les formes végétatives
Les bactéries avec une capsule (glycocalyx) sont plus résistantes
Les cellules plus jeunes plus vulnérables que les cellules matures

Question 6

Expliquez les 2 facteurs chimiques qui affectent l’efficacité d’un agent microbien

Answer 6

1-Concentration de l’agent:
- La plupart du temps l’efficacité croît avec
la concentration d’un produit chimique ou
l’intensité d’un agent physique
- Courbe d’efficacité d’un agent n’est pas nécessairement linéaire
- Parfois un agent est plus efficace à plus faible concentration (Ex: l’éthanol est plus efficace à 70% qu’à 95%, car l’eau augmente son efficacité)

2-Temps de contact:
- Plus longue est la durée d’exposition, plus nombreux sont
les microbes tués
- Le temps de contact varie selon les agents chimiques/physiques
- Pour réussir une stérilisation, il faut utiliser une durée
d’exposition suffisante pour réduire la probabilité de survie à 10-6 ou moins.

Question 7

Expliquez les 3 facteurs environnementaux qui affectent l’efficacité d’un agent microbien

Answer 7

1 - La température:
- L’efficacité d’un agent croît généralement avec
l’augmentation de la température
- À une température élevée on peut utiliser un agent en concentration moindre (coûts moins élevés)

2- Le pH: - Modifie les charges électriques des macromolécules et influence la dissociation et l’ionisation
- Selon l’agent considéré le pH aura une influence positive ou négative Ex. : La chaleur tue plus facilement à pH acide

3- Présence de matière organique: -Les protéines ont une grande affinité pour de nombreux antiseptiques (réduit le nombre de molécules pouvant tuer les microorganismes)
Ex: Action des antiseptiques diminuée par la présence de sang, pus, …

Question 8

Nommez 4 méthodes physiques pour le contrôle des microorganismes

Answer 8

1) La température
2) La filtration
3) Les radiations
4) La pression osmotique

Question 9

Expliquez la basse température comme méthode physique pour le contrôle des microorganismes

Answer 9

1) Température: basse température
- Les basses températures ne tuent pas les microorganismes mais ralentissent leur métabolisme et par conséquent leur multiplication (effet statique).
- La basse température est une méthode très importante en microbiologie alimentaire
- Réfrigération et congélation

Réfrigération:

• Ralentit fortement la croissance et la multiplication microbienne, mais ne l’arrête pas complètement.
• On peut conserver des microorganismes durant une longue période en les réfrigérant entre 4 et 7oC

Question 10

Expliquez l’effet de la congélation sur les microorganismes (méthodes physiques pour le contrôle des microorganisme)

Answer 10

Congélation:

• Une température de -20oC ou moins arrête la croissance des micro- organismes (bactériostatique) à cause de la température basse et de l’absence d’eau liquide (Congélateur: -18oC ; Glace sèche : -70oC ; Azote liquide : -195oC)
• Certains microorganismes seront tués par la rupture des membranes suite à la formation de cristaux de glace, mais la congélation ne détruit pas tous les microorganismes.
• Permet aussi de conserver certains microorganismes.

Question 11

Expliquez l’effet d’une haute température sur les microorganismes (méthodes physiques pour le contrôle des microorganisme)

Answer 11

• Le traitement thermique est la méthode la plus employée pour contrôler le développement des microorganismes
• La chaleur agit en tuant les microorganismes (bactéricide)
• La chaleur humide agit en dénaturant les protéines et l’ADN alors que la chaleur sèche agit par oxydation

Question 12

En ce qui concerne la température comme méthode physique pour le contrôle des microorganisme, il existe 2 type de “traitement” pour tuer les bactéries. Nommez ces 2 traitement ainsi que leur différent type de “sous-traitement”

Answer 12

1- Stérilisation thermique
a- Stérilisation par la chaleur humide
b- Stérilisation par la chaleur sèche

2- Désinfection thermique
a- Ébullition
b- Appertisation
c- Pasteurisation

Question 13

Expliquez la stérilisation thermique

Answer 13

La stérilisation consiste à tuer tous les microbes (forme végétative et forme sporulée) contenus dans une préparation (= effet bactéricide, sporicide, fongicide et virucide)

Question 14

Expliquez la stérilisation par la chaleur humide et par la chaleur sèche

Answer 14

1) Stérilisation par la chaleur humide: L’autoclave
-Inventé par Chamberland en 1884
-Les microorganismes (incluant les endospores) sont normalement tués (stérilisation) à l’autoclave en 15 minutes à 121oC sous 103,4 kPa (1 ATM) (15 livres/pouce2) de pression (la chaleur humide est très pénétrante)
Avantages:- simple, rapide, efficace et peu dangereux

2) Stérilisation par la chaleur sèche : Le four Pasteur et le flambage direct
- Stérilisation au four Pasteur pendant 2 heures à 170oC
(La chaleur sèche est moins pénétrante que la chaleur humide)
- Objets en verre ou en métal, matières grasses peu miscibles avec l’eau
- Le flambage direct est l’une des méthodes les plus simples de stérilisation à la chaleur sèche (Ex: Anse de repiquage au laboratoire, incinérateur,…)

Question 15

Expliquez la désinfection thermique

Answer 15

Désinfection thermique: Consiste à tuer les pathogènes sans nécessairement stériliser

Question 16

Expliquez l’ébullition, l’appertisation et la pasteurisation

Answer 16

1) Ébullition: - Eau bouillante pendant 10 minutes (100oC)
-Ce procédé détruit rapidement les microorganismes non sporulants
(bactéries végétatives) et la majorité des virus sans affecter les endospores - Par contre c’est un moyen pratique pour détruire les entérobactéries et les entérovirus
-ne peut être considérée comme une méthode de stérilisation

2) Appertisation:
- L’appertisation est un procédé de conservation des denrées alimentaires par l’ébullition (100oC) prolongée des aliments dans des récipients
hermétiquement fermés (pas de contamination de l’air) (conserve)
- Comme pour l’ébullition, ce procédé thermique ne peut être considéré
comme une méthode de stérilisation

3) Pasteurisation:
- La pasteurisation est un procédé par lequel on expose un produit thermosensible à une température modérée (50-60oC )
pendant une courte période (30 min)
- La pasteurisation permet l’inactivation des microorganismes pathogènes sans altérer les caractères nutritifs et organoleptiques (couleur, saveur, odeur) des aliments
la pasteurisation ne peut être considérée comme une méthode de stérilisation

Question 17

V OU F?
En ce qui concerne la pasteurisation, vers 1860 Louis Pasteur démontre que le chauffage entre 50 et 60 oC avec air pendant environ 30 minutes prévient la détérioration du vin pendant son transport. Il démontre aussi que le pré-chauffage du moult avant l‘inoculation par la levure prévient la contamination de la bière.

Answer 17

FAUX,

Vers 1860 Louis Pasteur démontre que le chauffage entre 50 et 60 oC SANS air pendant environ 30 minutes prévient la détérioration du vin pendant son transport. Il démontre aussi que le pré-chauffage du moult avant l‘inoculation par la levure prévient la contamination de la bière.

Question 18

En ce qui concerne l’efficacité de la destruction thermique, qu’est-ce que le temps de réduction décimale (D ou valeur D)?

Answer 18

Temps requis pour tuer 90 % des microbes ou des endospores d’un échantillon à une température spécifique

Question 19

Expliquez brièvement la filtration (comme méthode physique pour le contrôle des microorganismes)

Answer 19

• Très utile pour réduire le nombre de bactéries dans une solution thermosensible ou même la stériliser si aucun micro-organisme n’a traversé le filtre
  Ex: produits pharmaceutiques, milieux de culture, huiles, antibiotiques etc
• Les bactéries ne sont pas détruites, elles sont simplement retenues par le filtre. Le récipient sous le filtre doit être préalablement stérilisé
• Par contre, certains microorganismes sont plus petits que le diamètre des pores, ou n’ont pas de paroi (mycoplasmes, rickettsies, chlamydia, virus).

Question 20

Nommer les types de filtration ainsi que leurs sous-sections respectives

Answer 20

1- Filtration des solutions
a- Les filtres épais (très poreux)
b- Les membranes filtrantes
2- Filtration de l’air

Question 21

Expliquer les filtres épais (très poreux) et les membranes filtrantes

Answer 21

1) Les filtres épais (très poreux) :
-Constitués de matières fibreuses ou granuleuses
-Retiennent les bactéries par piégeage dans des canaux sinueux ou en surface
Ex: - Filtres de Berkefeld en terre de diatomées (système de traitement d’eau)
- Filtres de porcelaine (Chamberland)

2) Les membranes filtrantes:
- Disques poreux et minces de 0,1 mm d’épaisseur.
- Plusieurs grosseurs de pores disponible, mais souvent 0,2 micromètre

Question 22

Expliquez la filtration de l’ai

Answer 22

Filtration de l’air
Stérilisation de l’air en le faisant passer dans des filtres qui retiennent les micro-organismes

Ex.: Masques chirurgicaux, bouchons de ouate sur les
flacons de culture, hottes à flux laminaire avec filtres
HEPA
(High-Efficiency Particulate Arresting) qui retiennent 99,97% des particules de 0,3 μm de diamètre.

Question 23

Quel sont les 2 types de radiations utilisé comme méthode physique de contrôle des microorganismes?

Answer 23

1- Les radiations ultraviolettes (UV)

2- Les radiations ionisantes (rayons X et gamma)

Question 24

Expliquez l’utilisation des radiations ultraviolettes comme méthode de contrôle physique.

Answer 24

• Région de 260-270 nm est très létale (les protéines et l’ADN absorbent les UV) mais ces radiations ne pénètrent pas bien (ex: bloquées par le verre, la poussière,…)
  Utilisations: - Désinfecter/décontaminer les surfaces, l’air et les matériaux qui n’absorbent pas les radiations UV, (l’eau, …)

Question 25

Expliquez l’utilisation des radiations ionisantes (rayons x et gamma) comme méthode de contrôle physique.

Answer 25

• Très énergétiques; production d’ions et autres espèces moléculaires réactives à partir des molécules auxquelles les particules de rayonnement se heurtent
• Excellents agents de stérilisation car pénétration en profondeur dans les objets
• Toutefois, dispendieux et dangereux. Utilisation limitée.

Utilisations:
- Stérilisation à froid d’antibiotiques, hormones, fils de suture, seringues en
plastique, pansements, champs opératoires, boîtes de Pétri, aliments, etc.

Question 26

Expliquez l’utilisation de la pression osmotique comme méthode de contrôle physique

Answer 26

• L’utilisation de grande concentrations de sel (10-15%) ou de sucre (50-70%) pour la conservation des aliments repose sur les effets de la pression osmotique
• Une concentration élevée de sel ou de sucre autour des microorganismes crée un milieu hypertonique, ce qui provoque la sortie de l’eau de la cellule microbienne vers le milieu (plasmolyse et faible activité de l’eau).

Ex:

• Solutions salines concentrées pour saler la viande ou le poisson
• Solutions sucrées pour conserver les fruits (confitures)
• Attention !!! osmophiles et halophiles = microorganismes potentiellement résistants

Question 27

Nommez les 9 agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 27

1) Les composés phénoliques
2) Les alcools
3) Les agents oxydants
4) Les halogènes
5) Les métaux lourds
6) Les additifs de conservation
7) Les agents de surface
8) Les aldéhydes
9) Les gaz stérilisants

Question 28

Expliquez l’utilisation du phénol comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 28

Phénol
- Le phénol (Lister, 1876) fut le 1er antiseptique et désinfectant utilisé à grande échelle (diminution du risque d’infection lors d’interventions chirurgicales)

• Rarement utilisé de nos jours comme antiseptique car irritation de la peau/ muqueuses et odeur désagréable
• Encore utilisé dans des onguents cutanés (Ex: ozonol) ou dans des pastilles pour le traitement des maux de gorge (Ex: chloraseptique, action antiseptique +
  anesthésique)

Mode d’action: (conc. 1-5%) - Endommage les membranes plasmiques (lipides), dénaturation des protéines à plus hautes concentrations

Dérivés phénolés
- Ils sont plus efficaces et moins irritants que le phénol

• Désinfectants de surface dans les laboratoires et hôpitaux: (crésols) et
  commerciaux (Lysol ) (o-phényl-phénol)
• Antiseptiques: Usage courant: Triclosan dans savons antibactériens, dentifrices,
  mousses à raser, planches à découper, ustensiles de cuisine, …)

Question 29

Expliquez l’utilisation de l’alcool comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 29

• Désinfectants et antiseptiques (peau, muqueuse); couramment utilisés
• Ils sont bactéricides et fongicides, mais non sporicides
• Certains virus contenant des lipides sont également détruits

Mode d’action:

• Dénaturation des protéines
• Dissolution des lipides membranaires

Types d’alcool les plus utilisés:

• Éthanol et isopropanol (alcool à friction)
• Concentration idéale entre 70 et 80% (plus efficace que 100%)

Ex: Purell

Question 30

Expliquez l’utilisation des agents oxydants comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 30

-Ils exercent une action antimicrobienne qui repose sur l’oxydation de
constituants cellulaires par des radicaux libres

-Libération d’O2 lors de la décomposition des peroxydes peut inhiber la croissance de bactéries anaérobies dans les plaies profondes

Question 31

Nommez 4 agents oxydants

Answer 31

1- peroxyde d’hydrogène
2- peroxyde de benzoyle
3- l’acide peracétique
4- l’ozone

Question 32

Expliquez le peroxyde d’hydrogène et de benzoyle

Answer 32

1- Le peroxyde d’hydrogène (H2O2):

• Antiseptique utilisé à domicile et dans les hôpitaux Déconseillé pour les plaies ouvertes (ralentit la cicatrisation)
• Très bon désinfectant pour les objets inanimés (même sporicide, lorsqu’utilisé à haute température)
  Utilisation: - Lentilles cornéennes
• Emballage aseptique (matériaux d’emballage plongés
  dans solution chaude d’H2O2 avant d’en faire des récipients)

2- Le peroxyde de benzoyle:
- Traitement des plaies infectées par des agents pathogènes anaérobies Ex: infection des follicules pileux par bactéries anaérobies (acné)

Question 33

Expliquez l’acide peracétique et l’ozone

Answer 33

L’acide peracétique:
- Tue les bactéries végétatives et les mycètes en <5 min - Tue les endospores et les virus en 30 min
- Corrosif et potentiellement toxique (contact direct)
Utilisation: - Désinfection matériel médical
- Désinfection en agroalimentaire, industrie textile/papier

L’ozone (O3):
(ne laisse aucun résidu toxique)
- Forme très réactive de l’oxygène
- Bon agent antimicrobien, mais dispendieux
Utilisation: - Désinfection de l’eau potable

Question 34

Expliquez l’utilisation des halogènes comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 34

• Éléments du groupe VIIA du tableau périodique. Le chlore, l’iode et le fluor sont
  les plus utilisés
• Agents antimicrobiens efficaces, pouvant être employés seuls ou comme constituants de composés inorganiques ou organiques

Question 35

Nommez 3 halogène utilisés pour le contrôle chimique des microorganismes

Answer 35

1- l’iode
2- le fluor
3- le chlore

Question 36

Expliquez l’utilisation de l’iode

Answer 36

• Actif contre tous les types de bactéries, de nombreuse endospores (à forte dose), différents mycètes et virus
  Mode d’action
• Inactivation des enzymes/protéines en s’y fixant (iodation) et/ou en les oxydant (oxydation)
  -Nettoyage de blessures -Désinfectant: comprimé dans l’eau

Question 37

Expliquez l’utilisation du fluor

Answer 37

-À faible dose le fluor inhibe les enzymes et entraine ainsi la destruction des bactéries.
Utilisation: - Pâte dentifrice et les rince-bouches, eau destinée à la consommation publique

Question 38

Expliquez l’utilisation du chlore

Answer 38

• Désinfectant de choix pour l’eau (piscines, aqueducs) et le nettoyage des surfaces de travail (eau de Javel)
  Utilisation: - Sous forme de gaz: Cl2 + H2O = HCl + HClO (acide hypochloreux) - Hypochlorite de sodium/calcium (eau de Javel):
  Ca(OCl)2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + 2 HClO (acide hypochloreux) Mode d’action de l’acide hypochloreux: HClO = HCl + O
• L’oxygène provoque une oxydation des constituants cellulaires et détruit bactéries, mycètes et virus mais pas les endospores

Question 39

Expliquez l’utilisation des métaux lourds comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 39

-Plusieurs métaux lourds (Ag, Hg, Zn et Cu) ont des propriétés désinfectantes
ou antiseptiques
-Utilisés pendant de nombreuses années, mais ils ont été remplacés par d’autres agents moins toxiques et plus efficaces (beaucoup de métaux lourds sont plus bactériostatiques que bactéricides). Ne détruisent pas les endospores.
Aussi, inactifs en présence de matière organique.

-Mode d’action: - Inactivation des enzymes/protéines en s’y fixant (groupements sulfhydryles), ce qui les fait précipiter

• Utilisation:
• Solution de nitrate d’argent à 1% dans les yeux des nouveaux-nés afin d’éviter l’ophtalmie gonococcique (antiseptique)
• Composés organiques/inorganiques du mercure tel que le mercurochrome et le merthiolate (antiseptique)
• Sulfate de cuivre (algicide), 8-hydroxyquinoléinate de cuivre dans la peinture afin de prévenir la croissance des moisissures

Question 40

Expliquez l’utilisation des additifs de conservation comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 40

Retardent la détérioration des aliments

• Le dioxide de soufre (SO2): désinfectant en vinification
• Les acides carboxyliques: le benzoate de sodium, l’acide sorbique et le propionate de calcium
  Facilement métabolisés par l’organisme (sans danger)
  Préviennent la formation de moisissures dans les aliments acides tels que les fromages, les fruits et les boissons gazeuses
  Le propionate de calcium est un agent fongistatique ajouté au pain

Mode d’action: Perturbent le métabolisme des microbes

• Nitrates/nitrites de sodium: ajoutés à de nombreux produits carnés (jambon, saucisse, …)
• Permettent à la viande de conserver sa couleur rouge
• Préviennent la germination et le développement d’endospores botuliques dans la viande

Mode d’action: inhibe les enzymes contenant du fer

Question 41

Expliquez l’utilisation des agents de surface comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 41

Agents surfactants; tensioactifs

• Molécules organiques amphipathiques (possèdent une extrémité polaire hydrophile et une extrémité non-polaire hydrophobe) qui réduisent la
  tension de surface entre les molécules. Ils peuvent s’insérer à l’interface eau- lipide.
• Solubilisent les membranes et dénaturent les protéines

Question 42

Nommez 3 types d’agents de surface

Answer 42

1- Savons (réaction d’un alcali avec un corps gras)
2- Détergents anioniques (charge négative)
3- Détergents cationiques

Question 43

Expliquez les savons (réaction d’un alcali avec un corps gras)

Answer 43

Peu efficace comme antiseptique, mais joue un rôle important dans le lavage destiné à éliminer mécaniquement les microorganismes

Question 44

Expliquez les détergents anioniques (charge négative)

Answer 44

• Désinfectants à large spectre, principalement utilisés dans les lessives et produits de nettoyage Ex: Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)
  et en industrie alimentaire
• Mode d’action: altération de la membrane plasmique

Question 45

Expliquez les détergents cationiques

Answer 45

• Désinfectants efficaces, solubilisent les membranes et dénaturent les protéines - Instruments en caoutchouc; nettoyage de la peau

Les composés d’ammonium quaternaires:

• Actifs envers les bactéries (essentiellement les Gram positives)
• Fongicides, amibicides et actifs envers les virus à enveloppe lipidique - Inactifs contre les endospores

Le chlorure de benzalkonium (Zephiran) et le chlorure de cétylpyridinium (Cepacol):

• Antimicrobiens puissants présents dans les rince-bouches - Tuent la plupart des bactéries, mais pas les endospores
• Inactivés par de l’eau dure et les savons

Question 46

Expliquez l’utilisation des aldéhydes comme agents chimiques utilisées pour le contrôle des microorganismes

Answer 46

• Les deux aldéhydes les plus couramment utilisés: la formaldéhyde et la
  glutaraldéhyde
• Molécules très actives qui se combinent aux acides nucléiques et aux protéines, ils les inactivent par pontage et alkylation
• Bactéricide, fongicide, virucide, algicide,… Ce sont des désinfectants chimiques (même stérilisants) très efficaces

Ex: Formol (solution aqueuse de formaldehyde à 37%)

-Utilisé pour le matériel médical sensible à la chaleur

Question 47

Comment peut-on évaluer l’efficacité d’un agent antimicrobien ?

Answer 47

Coefficient phénol :

Comparer l’efficacité d’un désinfectant à celle du phénol

Dilution la plus élevée capable de tuer les bactéries après 10 minutes d’exposition

Ex:
Phénol = 1/40
Produit = 1/160

Coefficient = Inverse dilution produit testé/Inverse dilution phénol

= 160/40 = 4

Conclusion : votre produit est 4 fois plus puissant que le phénol
Mise en garde : L’efficacité peut varier lorsque l’agent est utilisé dans un usage
in vivo