Fiche de révision : Morphologie et identification bactériennes

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale de la bactérie
2. Paroi et coloration de Gram
3. Membrane cytoplasmique et transports
4. Cytoplasme et ribosomes
5. Chromosome et plasmides
6. Capsule, flagelles et pili
7. Spore et cycle sporal
8. Formes et arrangements bactériens
9. Prélèvements et mise en culture
10. Coloration et identification bactériennes
11. Tests biochimiques et antibiogramme
12. Principaux groupes bactériens

📖 1. Organisation générale de la bactérie

🔑 Notions clés & Définitions

• Bactérie : La bactérie est une cellule procaryote dont le génome se trouve dans le cytoplasme et qui est entourée d’une enveloppe comprenant une membrane cytoplasmique, une paroi et parfois une capsule.

★ À maîtriser

• Les éléments constants de la bactérie sont : le chromosome, le cytoplasme avec ses inclusions et ses ribosomes, la membrane cytoplasmique, la paroi

Compléments

• Les éléments inconstants de la bactérie sont :
  • la capsule
  • les flagelles
  • les pili
  • les plasmides
  • la spore

📖 2. Paroi et coloration de Gram

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi bactérienne : La paroi bactérienne est une enveloppe toujours présente, constituée notamment de peptidoglycane, aussi appelé muréine, formé d’une chaîne glucidique et de peptides.
• Peptidoglycane : Le peptidoglycane, également appelé glycopeptide, mucopeptide ou muréine, est une macromolécule formée de plusieurs oses et d’acides aminés.

★ À maîtriser

📌 La paroi Gram+ est épaisse, comporte une seule couche, des acides teichoïques et du peptidoglycane, sans lipides, tandis que la paroi Gram− est moins épaisse, comporte plusieurs couches, du peptidoglycane, des protéines appelées porines et des lipides LPS, sans acides teichoïques.

• La paroi protège la bactérie contre la pression osmotique, lui donne sa forme grâce à sa rigidité, participe aux échanges de substrats et de déchets et joue un rôle antigénique lié à la pathogénicité.

Compléments

• Les acides teichoïques sont des polymères ester présents dans la paroi des bactéries Gram+.

• Les bêta-lactamines, dont les pénicillines et les céphalosporines, ainsi que la fosfomycine, ciblent la synthèse du peptidoglycane de la paroi.

• Le lysozyme présent dans les larmes et la salive hydrolyse le peptidoglycane et fragilise la bactérie.

💡 Astuce mémo

Gram+ : épaisse, teichoïques ; Gram− : porines et LPS.

📖 3. Membrane cytoplasmique et transports

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane cytoplasmique : La membrane cytoplasmique est une structure lipo-protidique toujours présente qui entoure le cytoplasme et comporte une double couche de phospholipides associée à des protéines.

★ À maîtriser

• Dans la membrane cytoplasmique, les pôles hydrophiles des phospholipides sont orientés vers l’extérieur et leurs pôles hydrophobes vers l’intérieur.

• La membrane cytoplasmique protège la bactérie et agit comme une barrière sélective permettant les échanges de substances entre la cellule et le milieu extérieur.

• Les substances traversent la membrane par diffusion passive simple, diffusion passive facilitée par une perméase ou transport actif, notamment par un système phosphotransférase utilisant l’énergie du phosphoénolpyruvate.

Compléments

📌 Les protéines membranaires sont transmembranaires lorsqu’elles traversent la membrane et périphériques lorsqu’elles se trouvent en surface.

• Certaines protéines de la membrane cytoplasmique sont des protéines de transport permettant l’entrée ou la sortie de substances comme les ions, les sucres et les acides aminés, tandis que d’autres ont une nature enzymatique.

• La membrane cytoplasmique participe à la synthèse de certains éléments bactériens et à la respiration, avec production d’ATP, sans intervention des mésosomes, qui sont des artefacts de préparation microscopique.

• Les mésosomes sont des artefacts de préparation microscopique et ne participent pas à la réplication de l’ADN, à la formation du septum lors de la division bactérienne ni à la sécrétion d’enzymes appelées autolysines.

📖 4. Cytoplasme et ribosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome bactérien : Le ribosome bactérien est un petit complexe formé d’ARN, toujours présent, responsable de la synthèse des protéines et pouvant être isolé ou associé en polysomes.

★ À maîtriser

• Le cytoplasme bactérien est constitué de cytosol et ne contient ni mitochondries, ni réticulum endoplasmique, ni appareil de Golgi.

Compléments

• Les inclusions bactériennes comprennent des réserves de glycogène et, chez certaines bactéries, des vacuoles gazeuses.

• Les ribosomes bactériens sont très nombreux et donnent au cytoplasme un aspect granuleux.

• Les antibiotiques cités comme cibles des ribosomes bactériens sont : les aminosides comme la gentamicine, les phénicolés comme le chloramphénicol, les cyclines comme la doxycycline, les macrolides comme l’azithromycine et l’érythromycine, l’acide fusidique, les lincosamides comme la clindamycine, les synergistines comme la pristinamycine

📖 5. Chromosome et plasmides

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromosome bactérien : Le chromosome bactérien est unique, constitué d’une longue molécule d’ADN pelotonnée sur elle-même, toujours présente et responsable des caractères génétiques de la bactérie.
• Plasmide : Un plasmide est une molécule d’ADN circulaire de masse inférieure à celle du chromosome bactérien, présente chez certaines bactéries.

★ À maîtriser

• Les plasmides peuvent conférer à certaines bactéries une résistance aux antibiotiques et permettre la production de toxines.

• Lors de la conjugaison, des pili sexuels permettent le transfert de plasmides d’une bactérie à une autre.

Compléments

• Les antibiotiques cités comme cibles du chromosome bactérien sont : les quinolones comme l’ofloxacine et la ciprofloxacine, les nitrofuranes comme la nitrofurantoïne, les nitro-imidazolés comme le métronidazole

💡 Astuce mémo

Pili sexuels → passage des plasmides entre bactéries.

📖 6. Capsule, flagelles et pili

🔑 Notions clés & Définitions

• Capsule bactérienne : La capsule bactérienne est une structure inconstante, plus ou moins visqueuse et épaisse, qui entoure la bactérie et est formée de polyosides.

★ À maîtriser

• La capsule favorise la virulence en soutenant la colonisation des tissus de l’hôte et rend la bactérie plus résistante à la phagocytose par les macrophages.

• Les flagelles, de nature protéique et constitués de flagelline, naissent de la membrane cytoplasmique ou de la paroi et permettent la mobilité bactérienne.

📌 Une bactérie porteuse de flagelles est mobile, tandis qu’une bactérie dépourvue de flagelles est immobile.

• Les pili sexuels sont plus longs que les pili communs et rapprochent deux bactéries pour permettre la conjugaison et le transfert de plasmides.

Compléments

• La capsule protège la bactérie de la dessiccation grâce à sa forte teneur en eau et possède un caractère antigénique exploité notamment dans les vaccins antipneumococciques.

• Le pneumocoque et Klebsiella pneumoniae sont des exemples de bactéries possédant une capsule.

• Les pili communs sont rigides et courts et permettent l’adhésion de la bactérie aux tissus, contribuant ainsi à sa virulence.

📖 7. Spore et cycle sporal

🔑 Notions clés & Définitions

• Spore bactérienne : La spore bactérienne, présente chez les bactéries Gram+, est une forme de résistance et de survie lorsque les conditions de vie deviennent défavorables.

★ À maîtriser

• La sporulation est déclenchée par des conditions défavorables telles qu’une hausse ou une baisse de température, la sécheresse ou l’absence de nutriments.

• 🔄 La sporulation comprend trois étapes :

  1. condensation et réorganisation du matériel génétique avec formation d’une pré-spore
  2. maturation avec déshydratation et formation de plusieurs couches
  3. libération de la spore par une enzyme lytique de la paroi

• Lorsque les conditions redeviennent normales, la spore germe et redevient une bactérie sous forme végétative ; le processus dure 40 à 60 minutes et comprend le gonflement par hydratation et la disparition des enveloppes.

• Les spores résistent à la chaleur jusqu’à 65 °C, au froid jusqu’à −70 °C, aux rayons UV, à certains antiseptiques comme la chlorhexidine, aux antibiotiques, à la dessiccation et au manque de nutriments.

• La résistance des spores rend leur décontamination difficile et impose à la stérilisation d’éliminer à la fois les bactéries et les spores.

Compléments

• Lors de la formation d’une spore, une invagination de la membrane cytoplasmique sépare le cytoplasme en deux parties inégales et la plus petite partie, contenant le chromosome, devient la spore.

• La spore possède trois enveloppes, le cortex à l’intérieur, les tuniques sporales au milieu et l’exosporium à l’extérieur.

• Les bactéries sporulantes citées sont :

  • Bacillus anthracis
  • Clostridium tetani
  • Clostridium botulinum
  • Clostridium perfringens

💡 Astuce mémo

Sporulation : condensation, maturation, libération ; germination au retour de conditions favorables.

📖 8. Formes et arrangements bactériens

🔑 Notions clés & Définitions

• Bacille : Un bacille est une bactérie en forme de bâtonnet, mesurant souvent de 1 à 50 µm de long et souvent dotée de flagelles.
• Diplocoque : Un diplocoque est une association de deux bactéries sphériques, comme les méningocoques, les gonocoques et les pneumocoques.

★ À maîtriser

• Les bactéries sphériques sont appelées coques ou cocci ; les staphylocoques se regroupent en amas et les streptocoques en chaînettes.

📌 Les bactéries en forme de virgule sont des vibrions, tandis que les bactéries de forme spiralée sont des spirilles ou des spirochètes.

Compléments

• Les exemples de bacilles cités sont :

  • Clostridium tetani, agent du tétanos
  • le bacille de Koch, agent de la tuberculose
  • Clostridium botulinum, agent du botulisme
  • Escherichia coli, ou colibacille

• Vibrio cholerae est l’agent du choléra, Treponema pallidum est associé à la syphilis et Helicobacter pylori à l’ulcère gastro-duodénal.

💡 Astuce mémo

Visualiser une grappe de raisins pour les staphylocoques et une chaînette pour les streptocoques.

📖 9. Prélèvements et mise en culture

🔑 Notions clés & Définitions

• ECBU : L’ECBU est un examen cytobactériologique urinaire.

★ À maîtriser

• 🔄 Le prélèvement urinaire se déroule en quatre étapes :
  1. effectuer une toilette intime soigneuse
  2. éliminer le premier jet d’urine
  3. recueillir l’urine dans un flacon stérile
  4. apporter rapidement le flacon au laboratoire

Compléments

• Une hémoculture est la mise en culture bactériologique d’un prélèvement sanguin pour rechercher une septicémie.

• Une coproculture est une culture bactériologique réalisée à partir des selles.

• L’examen à l’état frais comprend l’observation de la couleur, de la limpidité et de la présence éventuelle de sang, ainsi qu’une étude microscopique du prélèvement.

• La mise en culture bactérienne peut se faire en tubes ou en boîtes de Pétri, dans une étuve à 37 °C.

• Après ensemencement sur une gélose nutritive, des colonies bactériennes sont observées après 24 heures à 37 °C.

📖 10. Coloration et identification bactériennes

★ À maîtriser

• La coloration de Gram, élaborée par le bactériologiste danois Hans Christian Gram en 1884, met en évidence les propriétés de la paroi et permet de classer les bactéries.

• 🔄 La coloration de Gram suit quatre étapes :

  1. colorer au violet de gentiane ou cristal violet pendant 30 secondes à 1 minute, puis rincer
  2. mordanter au lugol pendant 20 secondes, puis rincer
  3. décolorer à l’alcool ou à l’alcool-acétone pendant 5 à 10 secondes, puis rincer
  4. recolorer à la safranine ou à la fuchsine pendant 30 secondes à 1 minute

📌 Les bactéries Gram+ sont présentées comme dépourvues de lipides pariétaux, tandis que les bactéries Gram− possèdent des lipides dans leur paroi.

Compléments

• La coloration de Gram fournit rapidement des informations sur le type et la forme des bactéries présentes dans un produit ou un milieu.

💡 Astuce mémo

Violet, lugol, alcool, safranine : les quatre étapes de Gram.

📖 11. Tests biochimiques et antibiogramme

🔑 Notions clés & Définitions

• Antibiogramme : Un antibiogramme est une technique de laboratoire qui teste la sensibilité d’une souche bactérienne à un ou plusieurs antibiotiques.
• Galerie API : La galerie API est un ensemble de petits tubes prêts à l’emploi permettant l’identification rapide de micro-organismes au moyen de tests biochimiques miniaturisés.

★ À maîtriser

• Pour réaliser un antibiogramme, les bactéries identifiées sont ensemencées sur une gélose, des disques imprégnés d’antibiotiques sont déposés dessus, la gélose est incubée à 37 °C pendant 24 heures, puis le résultat est lu.

📌 Une bactérie sensible à un antibiotique est inhibée par celui-ci, tandis qu’une bactérie non sensible est considérée comme résistante.

Compléments

• Les tests biochimiques bactériens étudient :

  • la présence d’enzymes
  • la dégradation d’acides aminés
  • la production de peptides
  • la fermentation des sucres
  • la production de gaz

• Dans l’exemple d’identification fourni, les staphylocoques sont des coques Gram+ en amas, aéro-anaérobies facultatifs, catalase positifs et oxydase négatifs.

💡 Astuce mémo

Sensible : inhibition autour du disque ; résistante : croissance malgré l’antibiotique.

📖 12. Principaux groupes bactériens

★ À maîtriser

• Les staphylocoques sont des coques Gram+ en amas, immobiles et aéro-anaérobies ; Staphylococcus aureus est associé notamment aux furoncles, panaris, impétigo, angines, intoxications alimentaires, surinfections de plaies et maladies nosocomiales.

• Les streptocoques A sont des coques Gram+ en chaînettes, immobiles et aéro-anaérobies ; ils peuvent être associés à l’angine, la scarlatine, l’impétigo, la néphropathie, le rhumatisme articulaire aigu, l’endocardite, la septicémie et la pneumonie.

• Les bactéries Gram− citées comprennent :

  • Neisseria sous forme de diplocoques
  • les entérobactéries sous forme de bacilles
  • Pseudomonas sous forme de longs bacilles
  • Vibrio sous forme de virgules

• Neisseria meningitidis et Neisseria gonorrhoeae sont des diplocoques Gram− aérobies stricts, respectivement associés à la méningite cérébro-spinale et à la gonococcie, aussi appelée blennorragie ou chaude-pisse.

• Les entérobactéries sont des bacilles aéro-anaérobies ; Escherichia coli est associé aux gastro-entérites, infections urinaires, méningites et septicémies, Salmonella aux salmonelloses et intoxications alimentaires dont la typhoïde, et Proteus aux infections urinaires.

Compléments

• Staphylococcus epidermidis est une bactérie commensale potentiellement pathogène opportuniste.

• Listeria monocytogenes est un bacille aéro-anaérobie mobile qui peut se multiplier à +4 °C et provoquer septicémie, encéphalite ou avortement.

• Les infections associées aux espèces citées comprennent le tétanos pour Clostridium tetani, le botulisme pour Clostridium botulinum et la gangrène pour Clostridium perfringens.

• Pseudomonas aeruginosa est un bacille Gram− long et fin, aérobie strict et mobile, associé aux infections urinaires et aux surinfections de plaies.

• Vibrio cholerae est un vibrion mobile associé au choléra, et les bactéries du genre Vibrio sont décrites comme fermentant.

• Haemophilus influenzae Hib est un bacille Gram− immobile associé aux otites et aux méningites, tandis que Bordetella pertussis est un bacille Gram− immobile responsable de la coqueluche.

• Les bactéries citées comme responsables d’intoxications alimentaires sont :

  • les staphylocoques
  • Listeria
  • Clostridium botulinum
  • Escherichia coli
  • Salmonella
  • Vibrio cholerae

• Les bactéries citées comme responsables d’infections nosocomiales sont :

  • Staphylococcus aureus
  • Escherichia coli
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Proteus
  • Clostridium perfringens
  • Legionella

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des parois Gram+ et Gram−