ce document s'adresse au étudiants en médecine dentaire et est une introduction simple au fonctionnement d'une bactérie et des méthodes utilisés pour leurs études.

1. UNIVERSITE MOULOU-MAAMERI DE TIZI-OUZOU
FACULTE DE MEDECINE
DEPARTEMENT DE PHARMACIE
COURS DE 2ème ANNEE medecine dentaire
MODULE DE BIOLOGIE INFECTIEUSE
PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
DR T.DJERBOUA
PHARMACIEN MAITRE ASSISTANT EN MICROBIOLOGIE
CHEF DU SERVICE LABORATOIRE DE BIOLOGIE MEDICALE
HOPITAL BELLOUA-CHU TIZI-OUZOU
ANNÉE UNIVERSITAIRE : 2016-2017
EMAIL : DRTAOUFIK123@HOTMAIL.FR

2. 1. INTRODUCTION/DEFINITIONS
2. LA NUTRITION BACTERIENNE
3. CROISSANCE BACTERIENNE
4. METHODES ET MOYENS D’ETUDE DE LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
5. APPLICATIONS DE LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
PLAN

3. 1. COMPRENDRE LES BASES DE LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE ET LEURS PORTEE EN
TERME DE PATHOLOGIE ET DE DIAGNOSTIC
2. CONNAITRE LES BASES DE L’APPLICATION DES CONAISSANCES EN PHYSIOLOGIE
AU LABORATOIRE DE BACTERIOLOGIE
OBJECTIFS

4. INTRODUCTION ET DEFINITIONS
 Appliqué a la bactériologie, la physiologie s’intéresse au fonctionnement de la cellule bactérienne
en matière de nutrition , de métabolisme , de croissance (reproduction).
 nous nous limiterons a la nutrition et a la croissance bactérienne qui ont un impact direct sur la
compréhension de la physiopathologie des infections bactérienne
 LA NUTRITION BACTERIENNE: étude des besoins élémentaires, spécifiques et énergétiques
permettant a la bactérie de se multiplier et de croitre
 CROISSANCE BACTERIENNE: c’est l’augmentation du nombre de bactéries suite aux divisions
cellulaires qui , par opposition aux organismes supérieurs n’entraine pas une augmentation de
taille

5. LA NUTRITION BACTERIENNE

6. LA NUTRITION BACTERIENNE
 Pour survivre la bactérie a besoin de 3 types de nutriments :
1) Les besoins en nutriments élémentaires
2) Les besoins en nutriments source d’énergie
3) Les besoins en nutriments spécifiques
La bactérie doivent être présent dans son milieu en qualité et quantité suffisante afin de permettre sa
croissance
La plupart des nutriments utilisés pour cultiver les bactéries au laboratoire sont issues de la
composition même de la cellule bactérienne

7. LA NUTRITION BACTERIENNE
1) Les besoins en nutriments élémentaires : ces nutriments sont indispensables a toutes les
bactéries , on retrouve :
 L’EAU: 80-90% du poids d’une bactérie, par ses propriétés, l’eau est a la base de nombreuses
unités structurelles et de milieux réactionnels de la bactéries
 LA SURCE DE CARBONE: la carbone est la base de la matière organique, sa forme la plus basique
est le CO2, souvent la bactérie puise son carbone a partir d’un composé organique qui sert en
même temps de source d’énergie
 LA SOURCE D’AZOTE: atome définissant les acides aminés et leurs dérivés (peptides , protéines,
bases puriques, acides nucléiques, cytochromes…). La bactérie peut le puiser a partir de diverses
molécules contenant de l’azote, certaines sont capables de fixer l’azote atmosphérique
 LES IONS MINERAUX: certains sont nécessaires a de grandes quantités (Phosphates, sulfates,
chlorures, calcium, magnésium , potassium , sodium…) d’autres le sont a petites quantités =
oligoéléments (fer, manganèse, cobalt…) . Les ions minéraux ont une fonction dans l’équilibre
physicochimique de la bactérie mais aussi entrent dans de nombreuses réactions biochimiques

8. LA NUTRITION BACTERIENNE
2) Les besoins énergétiques: plusieurs processus biologiques nécessitent
de l’énergie, cette énergie provient soit :
 La lumière chez les bactéries photosynthétiques
 De l’oxydation (capture d’électrons et d’ions H+) d’un substrat oxydable = source d’énergie , ce
composé peut etre minéral ou organique
3) Les besoins spécifiques: Certaines bactéries doivent trouver dans leurs milieu de culture des
nutriments spécifiques indispensables a leurs croissance et qu’elle ne peuvent pas synthétiser eux-
mêmes. Ces éléments spécifiques sont appelés « facteurs de croissance » et sont représentés par
certains acides aminés , vitamines, bases puriques/pyrimidiques…

9. LA NUTRITION BACTERIENNE
AU TOTAL : Les besoins d’une bactérie en éléments nutritifs assurant ces fonctions
vitales permet de distinguer des « types trophiques » :
FONCTION VITALE CLASSE DU BESOIN NATURE DU BESOIN TYPE TROPHIQUE
ANABOLISME
(BIOSYNTHESE)
CATABOLISME
(DEGRADATION)
FACTEURS DE
CROISSANCE
SUBSTRAT
ENERGETIQUE
SOURCE DE
CARBONE
SOURCE
D’ENERGIE
ORGANIQUE
MINERAL
OXYDATION
BIOCHIMIQUE
LUMIERE
OBLIGATOIRE
FACULTATIF
COMPOSE ORGANIQUE
CO2 AUTOTROPHES
HETEROTROPHES
PROTOTROPHES
AUXOTROPHES
PHOTOTROPHE
CHIMIOTROPHES
CHIMIOLITHOTROPHES
CHIMIO-ORGANOTROPHES

10. LA CROISSANCE BACTERIENNE

11. LA CROISSANCE BACTERIENNE
Lorsque la bactérie est mise dans des conditions favorables elle croit.
Cette croissance se manifeste par une augmentation du nombre et bactéries et non
pas de leurs taille
A ce titre on définit :
 LE TEMPS DE GENERATION (TG) : désigne le temps nécessaire la bactérie pour
doubler de nombre.
 LE TAUX DE CROISSANCE (TG) : désigne le nombre de divisions par unité de
temps
Les deux paramètres sont variables d’une bactérie a une autre et pour la même
bactérie en fonction des conditions de son environnement
Ex: dans les conditions idéales, Escherichia coli a un TG=20 minutes et un TC de
3/Heure, pour M.tuberculosis il est de TG= 20h et TC= 0,05/H

12. LA CROISSANCE BACTERIENNE
Hormis les exigences nutritionnelles, la croissance requiert des conditions physico-
chimiques particulières pour une croissance optimale a savoir :
 La température : selon la températures idéale de croissance
 Les bactéries Thermophiles ( +45°)
 Les bactéries mésophiles (25°-45°)
 Les bactéries psychrophiles (4°-20°)
 Les bactéries cryophiles ( moins de 0°)
Les bactéries d’intérêt médical sont mésophiles
Les bactéries psychrophiles sont impliqués dans la contamination des produits
réfrigérés

14. LA CROISSANCE BACTERIENNE
Hormis les exigences nutritionnelles, la croissance requiert des conditions physico-
chimiques particulières pour une croissance optimale a savoir :
 Le pH : la valeur optimale pour la plupart des bactéries d’intérêt médical avoisine
la neutralité. Cependant d’autres bactéries croient mieux lorsque le pH est acide
(Lactobacillus) ou alcalin (Vibrio)
 L’oxygène: les rapports sont variables et nous permet de distinguer
 les bactéries aérobies stricte : oxygène obligatoire
 Les bactéries aero-anaérobies facultatives : oxygène facultatif
 Les bactéries microaérophiles : oxygène obligatoire mais a de petites pressions
 Les bactéries anaérobies strictes : absence stricte d’oxygène obligatoire
NB : IL EXISTE D’AUTRES CRITERES : salinité , pression , ….

15. LA NUTRITION BACTERIENNE
AU TOTAL :
PARAMETRE VARIATIONS TYPE DE BACTERIE
OXYGENE
PRESENCE OBLIGATOIRE
INFERIEUR A 7
7-7,4
ALCALOPHILES
NEUTROPHILES
ACIDOPHILES
AEROBIES STRICTE
ABSENCE OBLIGATOIRE
PRESENCE A FAIBLE PRESSION
PRESENCE NON OBLIGATOIRE
ANAEROBIE STRICTE
MICROAEROPHILES
AERO-ANAEROBIES FACULTATIFS
pH
TEMPERATURE
SUPERIEUR A 7,4
Inferieure a 0°
4°-20°
20°-45°
Superieure a 45° THERMOPHILE
MESOPHILE
PSYCHROPHILES
CRYOPHILES

16. LA CROISSANCE BACTERIENNE
CINETIQUE DE CROISSANCE
La croissance bactérienne dans un milieu minimal avec 1 seule source de carbone permet de voir que ce
phénomène passe par 4 phases : masse bactérienne en fonction du temps

17. LA CROISSANCE BACTERIENNE
CINETIQUE DE CROISSANCE
phaseA :phase de latence :c’est la phase d’adaptation de la bactérie
au milieu de culture,elle correspond à la mise en route du systéme
enzymatique de la bactérie
phase B :phase d’accelération,pendant laquelle le temps de
génération se racourcit pour atteindre la valeur caractéristique de
l’éspéce étudiée
phase C :phase de croissance exponentielle :le taux de croissance
atteint la valeur maximale,il y’a doublement de la population à des
intervalles de temps réguliers
phase D :phase de ralentissement :le taux de croissance baisse
progressivement et le temps de génération s’allonge
phaseE :phase stationnaire :la masse bacterienne est maximale,les
nouvelles générations équilibrentles vieilles bactéries qui se lysent
phase F :phase de declin :la masse bacterienne decroit du fait de la lyse
accélérée des bactéries ceci est du à un épuisement de nutriments,à une
réduction de l’oxygéne et à une accumulation des dechets

18. METHODES D’ETUDE DE LA
PHYSIOLOGIE BACTERIENNE

19. METHODES D’ETUDE DE LA NUTRITION BACTERIENNE
l’étude des bactéries in vitro fait appelle a :
1) Des supports nutritifs appelés : milieux de culture
2) Divers instruments assurant l’environnement adéquat a la croissance bactérienne : les incubateurs
1) Les milieux de culture : il en existe une inifinie variété de milieux de cultures qui peuvent être classés en
1,1) SELON LA CONSISTANCE : milieux liquides en tube , milieux solides sur boite de Pétri
1,2) SELON LEURS INTERET :
1,2,1) les milieux d’isolement : se sont les milieux qui permettent d’avoir une culture visible sous forme de colonies , se sont des milieux solides.
1,2,2) les milieux d’enrichissement: se sont des milieux qui sont conçus de sorte a donner une culture bactérienne abondante. Se sont des milieux
liquides très enrichis en nutriments et en facteurs de croissance mais ne permettent pas de voir des colonies bactériennes.
1,3) SELON LA RICHESSE EN NUTRIMENTS: on distingue les milieux de base (ne contiennent les nutriments de base ) et les milieux enrichis
(contiennent des facteurs de croissance apportés par l’ajout de sang de d’un mélange de vitamines par exemple)
1,4) SELON L’OBJECTIF D’UTILISATION:
1,4,1) les milieux non selectifs : liquides ou solides permettent la croissance de plusieurs bactéries a la fois
1,4,2) les milieux selectifs : se sont des milieux additionnés d’un ou plusieurs agents qui inhibent la croissance de certaines bactéries et favorisent la
croissance d’autres bactéries permettant de les sélectionner
1,4,3: les milieux d’identification : se sont des milieux permettant d’étudier le métobolisme bactérien , indispensable a leurs identification
NB : il existe d’autres milieux : tests de sensibilité aux antibiotiques, milieux de transport, milieux de conservation….

20. METHODES D’ETUDE DE LA PHYSIOLOGIE
BACTERIENNE
QUELQUES DEFINITIONS :
1) ENSEMMENCEMENT: action de mettre des bactéries
sur un milieu de culture stérile, les bactéries
proviennent d’un prélèvement pathologique, de
l’environnement …
2) REPIQUAGE : action d’ensemmencer un d’isolement a
partir d’un milieu d’enrichissement
3) ISOLEMENT : il consiste a prélever une colonie
bactérienne précise et de l’ensemmencer sur un milieu
solide pour avoir une culture bactérienne pure

21. ANSE DE PLATINE
Pipette pasteur
Râteau
Ecouvillons

23. METHODES D’ETUDE DE LA PHYSIOLOGIE
BACTERIENNE

27. METHODES D’ETUDE DE LA CROISSANCE BACTERIENNE
BACTERIENNE
1) COMPTAGE DIRECT DES BACTERIES : au microscope ou après culture sur milieux solide (indispensable dans certaines situations
pathologiques)
2) MESURE DE LA BIOMASSE: utilise des instruments qui font appel a diverses approches pour apprécier la croissance bactérienne (
mesure du poids sec, mesure de l’absorbance de la lumière visible , mesures chimiques …)

28. APPLICATIONS DE LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
1) IDENTIFICATION ET DIAGNOSTIC BACTERIOLOGIQUE: en complément de la morphologie, l’étude des besoins nutritifs, des conditions
de croissance et du métabolisme bactérien permet souvent de les identifier. ‘est ainsi que des « galeries biochimiques d’identification »
ont été mises au point

29. APPLICATIONS DE LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
2) Antibiothérapie : par étude de la courbe de croissance en présence d’un antibiotique donné

30. APPLICATIONS DE LA PHYSIOLOGIE BACTERIENNE
Autres : industrie, génie génétique , contrôle de stérilisation …