Introduction à la physiologie bactérienne Flashcards
Quels sont les objectifs de ce cours?
- Connaître les particularités de la structure bactérienne
- Savoir en quoi consiste la coloration de gram et ses implications dans la classification bactérienne
- Apprivoiser les bases du métabolisme bactérienne et des principaux facteurs de virulence
- Survoler les bases de la classification bactérienne et connaître certains pathogènes clés dans chaque catégorie
Quelles sont les différences des procaryotes au niveau de leur structure bactérienne, comparés aux eucaryotes?
- Beaucoup plus petits
- Pas d’enveloppe autour de leur nucléoïde (pas un noyau)
- Pas d’organites spécialisés
Qu’est-ce que la paroi bactérienne?
- Enveloppe rigide qui protège la bactérie et maintient sa forme
- Varie énormément entre les bactéries Gram + et Gram -
Quels sont les rôles de la paroi bactérienne?
- Protéger contre l’environnement
- Maintenir une pression osmotique élevée intra-cellulaire
- Conférer la rigidité bactérienne
Quel est le principal constituant de la paroi bactérienne?
Peptidoglycane (murein)
D’où vient la coloration de Gram?
Du nom du scientifique danois Hans Christian Gram qui la mise au point en 1884
À quoi sert la paroi bactérienne?
Permet de mettre en évidence les propriétés de la paroi bactérienne
La coloration de Gram permet une classification _____________
Dichotomique
Les bactéries qui retiennent la coloration sont à Gram ______
Positif
Les bactéries qui ne retiennent pas la coloration sont à Gram _________
Négatif
Qu’obtient-on lorsqu’on couple le Gram à la morphologie (cocci ou bacille)?
4 grandes classes de bactéries qui forment la base de la classification bactérienne
Quelles sont les étapes de la coloration de Gram?
- Étendre un spécimen sur une lame de microscope
- Fixer (chaleur ou alcool)
- Colorer avec le cristal violet, laisser agir, rincer
- Ajouter le mordant (Lugol), laisser agir, rincer
- Décolorer à l’alcool, rincer
- Contre-colorer, laisser agir, rincer
Que se passe-t-il lors de l’ajout du cristal violet?
Positif : mauve
Négatif : mauve
Que se passe-t-il lors de l’ajout du mordant (lugol) ?
Positif : mauve
Négatif : mauve
Que se passe-t-il lors de l’ajout du décolorant (alcool) ?
Positif : mauve
Négatif : rien
Que se passe-t-il lors de l’ajout du contre-colorant (safranine)?
Positif : mauve
Négatif : rose
Est-ce une paroi à Gram positif ou négatif?
Positif
Est-ce une paroi à Gram positif ou négatif?
Négatif
Comment est la paroi à Gram positif?
Épaisse composée de peptidoglycans (protéines de paroi)
Gram positif ou négatif?
Positif, en amas
Comment est la paroi à Gram négatif?
Gram positif ou négatif?
Négatif
Quelles sont les caractéristiques de LPS?
- Présents en grande quantité dans la paroi des bactéries Gram négatif
- Facteurs de virulence importants (endotoxines)
Quelles sont les caractéristiques de LPS?
- Présents en grande quantité dans la paroi des bactéries Gram négatif
- Facteursde virulence importants (endotoxines)
Quelles sont les caractéristiques de la membrane externe?
- Présente uniquement chez les bactéries Gram négatif
- Composée d’une double couche de phospholipides en interne et de LPS en externe
- Des porines permettent à la bactérie de réguler les échanges avec son milieu (le blocage de certaines porines est souvent utilisé par des bactéries comme moyen de résistance antibiotique)
Quelles sont les caractéristiques de la membrane cytoplasmique?
- Constituée d’une double couche de phospholipides contenant des protéines
- Assure la régulation osmotique et est impliquée dans le division cellulaire
Quelles sont les caractéristiques du cytoplasme?
- C’est un fluide qui contient plus de 95% d’eau et dans lequel se trouvent des substances dissoutes
- Contient de nombreux ribosomes et l’appareil nucléaire
- Mais contrairement aux cellules eucaryotes, il contient peu d’organites
Quelles sont les caractéristiques de l’appareil nucléaire?
- Constitué d’ADN à double brin sans membrane nucléaire, condensé dans un nucléoïde
- Parfois il peut y avoir de l’ADN extra-chromosomal sous forme de plasmide
- Les gènes de résistance bactérienne sont fréquemment transmis par le moyen de plasmides entre les bactéries de niche écologique similaire
Quelles sont les caractéristiques du ribosome?
- Complexe de protéines et d’ARN responsable de synthétiser les protéines en décodant l’information de l’ARNm
- Le ribosome est constitué de 2 sous-unités (50S et 30S = 70S)
Quelles sont les caractéristiques des flagelles?
- Organe qui assure la mobilité de la bactérie
- Peut constituer en soi un facteur de virulence
- Déterminant antigénique majeur (antigène H)
Quelles sont les caractéristiques des pili (fimbriae)?
- Plus fins et plus rigides que les flagelles
- Sont de 2 types : communs et sexuels
Quelles sont les caractéristiques des pili communs?
- Fixation des bactéries aux tissus
- Adhésion
- Constituent un facteur de virulence important
Quelles sont les caractéristiques des pili sexuels?
- Interviennent dans le conjugaison bactérienne (transfert de matériel génétique entre les bactéries)
Quelle est la définition de métabolisme?
Ensemble des réactions biochimiques mises en jeu par un organisme vivant
Quelles sont les utilités du métabolisme?
- Comprendre l’habitat naturel et l’interaction avec l’être humain
- Taxonomie
- Identifier bactéries selon caractéristiques phénotypiques
- Définir les conditions optimales pour cultiver bactéries d’intérêt médical
Quels sont les types de métabolisme?
- Autotrophe : source de carbone est le CO2
- Hétérotrophe : source de carbone est un substrat organique (humains)
Quelles sont les caractéristiques du catabolisme?
- Réactions de dégradation qui assurent la production d’énergie
- Molécules catabolisées : glucides, alcools, acides organiques, acides aminés, etc
- Via des réactions d’oxydo-réduction
Quelle est la définition d’anabolisme?
Réactions de biosynthèse qui consomment de l’énergie, fonctions mécaniques tels que le déplacement cellulaire ou le transport de métabolites
Quels sont les 3 phénomènes biochimiques interdépendants du catabolisme?
- Voie enzymatique d’oxydation du substrat
- Voie de transfert des électrons et protons vers un accepteur final d’électrons (réduction)
- Production de métabolites phosphorylés riches en énergie
Quelles sont les caractéristiques des réactions de respiration aérobie?
- Cytochrome-dépendante
- Accepteur final = O2
Quelles sont les caractéristiques des réactions de respiration anaérobie?
- Cytochrome-dépendante
- Accepteur final = substrat organique oxygéné ou substrat inorganique réductible
Quelles sont les caractéristiques des réactions de fermentation?
- Cytochrome-indépendante (pas impliqués)
- Accepteur final = substrat organique oxygéné
Quelle est la définition d’oxydation?
Multiples étapes de phosphorylations oxydatives, productrices d’électrons
Quelle est la définition de réduction?
Étapes de transferts d’électrons jusqu’à un accepteur final réduit, via :
1. la respiration aérobie
2. la respiration anaérobie
3. la fermentation
Quelles sont les caractéristiques des aérobies obligatoires?
Nécessitent de l’O2 pour la croissance
Quelles sont les caractéristiques des anaérobies obligatoires?
Organisme qui ne croit pas en présence d’O2 et qui ne survit pas à des concentrations d’O2 supérieures à 0,5%
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Aérobies obligatoires
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Anaérobie obligatoire
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Anaérobie obligatoire
Quelles sont les caractéristiques des anaérobies facultatifs?
Peuvent utiliser la respiration aérobie ou la fermentation
Quelles sont les caractéristiques des microaérophiles?
- Peuvent croître en présence de petites quantités d’O2 (4-5%)
- Certains sont aussi capnophiles, donc requièrent du CO2 pour croître
Quelles sont les caractéristiques des anaérobies aérotolérants?
Anaérobies pouvant survivre (mais non se reproduire) en présence de 2 à 8% d’O2
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Anaérobies facultatifs
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Anaérobies facultatifs
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Microaérophiles
De quel type d’atmosphère de croissance s’agit-il?
Anaérobies aérotolérants
Quels sont les besoins cellulaires?
- Atmosphère
- Nutriments
- Température de croissance
- pH
- Humidité
Quelle est la température de croissance des mésophiles?
Près de celle du corps humain (37)
Quelle est la température de croissance des thermophiles?
Entre 45 et 70
Quelle est la température de croissance des psychrophiles?
Près de 0, optimum 10-15
Quel est le pH idéal des neutrophiles?
Neutre, entre 5,5 et 8,5 avec un optimum à 7
Quel est le pH idéal des acidophiles?
Acide
Quel est le pH idéal des alcalophiles?
Alcalin
Quelles sont les phases de la courbe de croissance?
- Latence
- Croissance exponentielle (logarithmique)
- Stationnaire
- Déclin
Quelles sont les caractéristiques des pathogènes strictes (spécifiques)?
Causeront une maladie infectieuse chez tous les patients
Quelles sont les caractéristiques des pathogènes opportunistes?
Causeront une maladie infectieuse sous certaines circonstances cliniques ou chez les immunosupprimés
Quelles sont les étapes de la pathogénèse bactérienne?
Colonisation d’un nouveau site —> invasion ou contournement des défenses de l’hôte —> multiplication —> dommages
C’est le concept de facteurs de virulence.
Quelle est la définition des facteurs de virulence?
Composantes structurelles ou produits synthétisés par une bactérie qui lui permet d’attaquer l’hôte avec sévérité variable. Ils peuvent être au niveau de la structure de la cellule ou extracellulaires.
Quelles sont les caractéristiques de l’adhérence bactérienne?
- Est d’une utilité certaine quel que soit le tissu à coloniser
- Il s’agit d’un facteur de virulence presque universel chez les pathogènes
- Les bactéries peuvent adhérer à l’aide des pili, des fimbriae (adhésines), des protéines d’adhésion et du biofilm
Quelles sont les caractéristiques de la capsule bactérienne?
- Certaines bactéries sont pourvues d’une capsule qui recouvre la paroi de la cellule. Celle-ci apporte certains avantages, mais n’est pas essentielle à leur survie.
- Nature glucidique
Quels sont les rôles de la capsule bactérienne?
- Mécanisme de protection
- Empêche la formation de complexes de compléments
- Empêche la phagocytose en rendant la bactérie non immunogène
- Interfère également dans la liaison des atb à leur cible
Que sont les sidérophores?
Système de chélation et d’emmagasinage du fer permettant de croître en milieu appauvri
Que sont les protéines promotrices d’invasion?
Terme général qui décrit les protéines ayant un rôle dans l’invasion par divers mécanismes
Quelle est la définition des toxines?
- Les bactéries peuvent produire des effets toxiques via des exotoxines et des endotoxines
- Endotoxines sont retrouvées uniquement chez les Gram négatif
- Exotoxines sont retrouvées autant chez les Gram positif que négatif
Quelles sont les caractéristiques des endotoxines?
- Retrouvées uniquement chez les Gram négatif
- Sont responsables de beaucoup d’effets néfastes lors de chocs septiques
- Le test du Limulus a longtemps été utilise en production pharmaceutique pour détecter la présence d’endotoxines dans les préparations stériles
- Lipopolysaccharides
Quelles sont les caractéristiques des exotoxines?
- Ont des effets variés (ex : diarrhée, toux de la coqueluche, spasticité du tétanos)
- Classes : type A-B, cytotoxines, superantigènes
Quelles sont les caractéristiques des exotoxines?
- Ont des effets variés (ex : diarrhée, toux de la coqueluche, spasticité du tétanos)
- Classes : type A-B, cytotoxines, superantigènes
De quel type de toxines s’agit-il?
Exotoxine type A-B
Que sont les superantigènes?
- Des exotoxines de nature protéique
- Stimulation excessive des lymphocytes T entraine une hyperproduction des cytokines entraine un choc toxique
Quels sont les critères utilisés pour classifier les bactéries?
- Morphologiques
- Biochimiques
- Métaboliques
- Physiologiques
- Génétiques
- Sérologiques
Décrit le critère morphologique.
Forme, taille, arrangement, coloration de Gram
Décrit le critère biochimique.
Composant de la paroi, pigments
Décrit le critère métabolique.
Utilisation de substrats (sucres), aérobiose, produits
Décrit le critère physiologique.
Température de croissance, pH optimal
Décrit le critère génétique.
Séquençage ADN
Décrit le critère sérologique.
Agglutination avec antisérum
De quel type de Gram s’agit-il?
Positif
De quel type de Gram s’agit-il?
Négatif
De quoi s’agit-il?
Spores
Selon quels principes les bactéries sont-elles classées?
Selon les principes de Linné (1758) en une nomenclature binomiale
Quelles sont les sous-classes taxonomiques utilisées couramment?
Le genre et l’espèce. Ils sont exprimés en italique et le genre prend une majuscule.
Nomme des bactéries à Gram positif à cocci aérobies.
Staphylococcus
Streptococcus
Enterococcus
Nomme des bactéries à Gram négatif à cocci aérobies.
Coccobacilles
Quelles sont les caractéristiques du Staphylococcus aureus?
- Pathogène très important et fréquent
- Cause souvent des infections liées à la peau, mais peut causer de nombreuses autres infections diverses (vasculaires, cardiaques, os, etc.)
- Certaines souches, par l’acquisition d’une PLP modifiée nommée PBP2a, entraine la résistance à toutes les B-lactames. On l’appelle alors SARM.
- Coagulation
Quelle est l’espèce qui est à cocci Gram positif aérobie en amas?
Staphylococcus
Quelles sont les espèces qui sont à cocci Gram positif aérobie en chaînes?
- Streptococcus
- Enterococcus
Les Streptococcus B-hémolytiques sont groupables en :
- Groupe A (pyogènes) : espèce responsable d’une multitude de présentations infectieuses selon les toxines qu’elle produira
- Groupe B (agalactiae) : responsable d’infections néonatales
Les Streptococcus a-hémolytiques comprennent plusieurs espèces, dont les principaux pathogènes sont :
- Streptococcus pneumoniae
- Streptococcus groupe viridans
Quelles sont les infections à Streptococcus B-hémolytique du groupe A?
- Peau et tissus mous (cellulite, érysipèle, fasciite nécrosante)
- Pharyngite
- Pneumonie
- Post-op
- Choc toxique
Quelles sont les caractéristiques du Streptococcus pneumoniae?
- L’un des pathogènes les plus fréquents dans les infections des voies respiratoires hautes et basses, et les otites moyennes aiguës
- Aussi fréquemment impliqué dans les méningites bactériennes
Quelles sont les caractéristiques des Enterococcus?
- Font partie de la flore digestive. Ils sont parfois impliqués dans les infections abdominales ou urinaires.
- Les entérocoques, par leur différentes PLPs, ne sont pas couverts par plusieurs atb utilisés couramment. Si leur couverture est nécessaire, le choix d’atb doit être ajusté.
- Certains entérocoques sont aussi résistants à la vancomycine, donc encore plus difficiles à traiter. Ils sont ciblés par les équipes de prévention des infections.
Quelles sont les caractéristiques de Neisseria?
- Gram négatif
- N. gonorrhoeae
- N, meningitidis
Quelles sont les caractéristiques des entérobactéries?
- Gram négatif
- Bactérie qui est capable de fermenter le glucose, de réduire les nitrates en nitrites et de faire de l’oxydase négative
- E. coli, Salmonella sp.
Quelles sont les caractéristiques de l’E. coli?
- Fait partie de notre flore digestive
- Est le pathogène urinaire principal
- Certaines souches toxigéniques sont associées à la diarrhée du voyageur
Quelles sont les caractéristiques des autres entérobactéries?
- Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter…
- Germes fréquents dans les infections urinaires également
- Retrouvées dans les infections respiratoires chez les patients MPOC et atteints de fibrose kystique
- De nombreuses entérobactéries sont maintenant porteuses de gènes de résistance multiples les rendant résistants à de nombreuses B-lactames, et parfois à d’autres atb. BGNMR
Quelles sont les caractéristiques de la Salmonella et de la Shigella?
Pathogènes entériques qui causent des éclosions sporadiques
Quelles sont les caractéristiques des Bacilles à Gram négatif non fermentaires (BNF)?
- Bactérie qui est incapable de fermenter le glucose
- On reconnaît parmi celles-ci, les Pseudomonas, Acinetobacter…
- Tendance à être assez résistants aux atb en général, par divers mécanismes
Quelles sont les caractéristiques des Pseudomonas aeruginosa?
- Bactérie non-fermentaire d’importance médicale la plus importante
- Elles causent des infections chez les patients hospitalisés, immunosupprimés et atteints de fibrose kystique
- Pathogène d’importance aux SI
- Double couverture atb parfois utilisée pour les infections sévères
Quelles sont les caractéristiques des bacilles à Gram négatif fastidieux?
- Groupe hétéroclite de nombreux BGN qui n’entrent pas dans les catégories précédemment mentionnées, et qui ont des caractéristiques de croissance différentes (croissance plus lente, sur milieux spéciaux et pas de croissance in vitro)
Quelles sont les caractéristiques des bacilles à Gram positif aérobies?
- 3 formes : corynéformes ou diphtéroïdes, bacilles réguliers (sporulés ou non sporulés), embranchés (actinomycètes)
- Rarement des pathogènes (parties de flores normales ou de l’environnement)… sauf exceptions
Quelles sont les caractéristiques de Listeria monocytogenes?
- Pathogène pouvant causer des infections rares mais sévères (chez les personnes immunosupprimées, méningites et chez les femmes enceintes)
- En lien avec la consommation de produit laitier à base de lait cru ou de charcuteries
Quelles sont les caractéristiques des Bacillus sp.?
- La majorité des Bacillus sont des contaminants environnementaux des cultures
- 2 Bacillus pathogènes : anthracis et cereus
- Dans les 2 cas, les effets de l’infection sont principalement causés par la production de toxines par la bactérie
Est-ce aérobie ou anaérobie?
Anaérobie
Est-ce aérobie ou anaérobie?
Anaérobie
Quelles sont les caractéristiques de Clostridium sp.?
- Anaérobie ayant le pouvoir de sporuler
- Genre qui regroupe le C. diff, le C. tetani, le C. botulinum
Quelles sont les caractéristiques de Clostridium sp.?
- Anaérobie ayant le pouvoir de sporuler
- Genre qui regroupe le C. diff, le C. tetani, le C. botulinum
Quelles sont les caractéristiques de C. diff?
- Bacille Gram positif sporulé
- Transmission fécale-orale
- Cause la colite pseudo-membraneuse souvent déclenchée par l’usage d’atb (usage d’atb légitime ou non —> déséquilibre de la flore microbienne intestinale —> colonisation par le C. diff —> infection C. diff (colite pseudo-membraneuse))
Est-ce possible qu’une même espèce bactérienne cause plusieurs maladies différentes? Comment?
Oui,
- Facteurs de virulence diverses et variés
- Prédispositions différentes/facteurs de risque
Nomme 3 cocci Gram positif fréquemment impliquées dans des infections cliniques.
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pyogènes
- Enterococcus faecalis
