introduction
Après avoir été soumises à la technique de la coloration de Gram, les bactéries à Gram négatif prennent une couleur variant du rose au rouge.
Paroi cellulaire bactérienne
La paroi cellulaire bactérienne peut être définie comme une structure rigide qui enveloppe la cellule bactérienne en lui donnant une certaine résistance et en conditionnant sa forme.
L'élément de base qui constitue la paroi cellulaire bactérienne est le peptidoglycane (autrement appelé mucopeptide bactérien ou murein ).
Le peptidoglycane est un polymère constitué de longues chaînes polysaccharidiques linéaires, reliées entre elles par des liaisons croisées entre résidus d'acides aminés.
Les chaînes polysaccharidiques sont composées de la répétition d'un disaccharide, constitué de deux monosaccharides: la N-acétylglucosamine (ou NAG ) et l'acide N-acétylmuramique (ou NAM ), liés ensemble par des liaisons glycosidiques de type β-1., 6.
Les disaccharides sont ensuite liés les uns aux autres par des liaisons glycosidiques de type β-1, 4.
Liés à chaque molécule de NAM, nous trouvons une "queue" de cinq acides aminés (un pentapeptide ) qui se termine par deux acides aminés égaux, plus précisément, par deux molécules de D-Alanine .
Ce sont précisément des molécules de D-Alanine qui - suite à l'action de l'enzyme transpeptidase - permettent la formation de liaisons croisées entre les chaînes parallèles du peptidoglycane.
Plus particulièrement, la transpeptidase génère une liaison peptidique entre le troisième acide aminé d'une chaîne de polysaccharide et le quatrième acide aminé de la chaîne de polysaccharide parallèle.
Fonctions de la paroi cellulaire
La paroi cellulaire bactérienne joue un rôle très important dans la protection de la cellule bactérienne, mais elle est également capable de réguler le transport de substances dans la cellule elle-même.
Par conséquent, on peut dire que les principales fonctions de la paroi cellulaire sont:
- Prévenir la rupture des cellules bactériennes par l'effet de la pression osmotique. En fait, très souvent, les bactéries vivent dans des environnements hypotoniques, c'est-à-dire dans des environnements contenant de grandes quantités d'eau et qui sont "plus dilués" que l'environnement interne de la cellule bactérienne. Cette différence de concentration provoque un écoulement d'eau de l'environnement externe (moins concentré) vers la cellule bactérienne (plus concentrée) afin de faire correspondre la concentration entre les deux environnements. La pénétration incontrôlée de l’eau ferait gonfler la cellule bactérienne jusqu’à éclater (lyse osmotique).
La fonction de la paroi cellulaire est précisément de résister à la pression externe de l'eau, empêchant ainsi le gonflement et la lyse bactériens.
- Protégez la membrane plasmique et l'environnement cellulaire contre les molécules ou les substances nocives pour le même rythme.
- Réglementer l'entrée des nutriments dans la cellule bactérienne.
Tout ce qui a été décrit jusqu'à présent est valable à la fois pour la paroi cellulaire à Gram négatif et pour la paroi cellulaire à Gram positif.
Cependant, l'objectif de cet article étant de fournir des indications sur les caractéristiques des bactéries à Gram négatif, seule la paroi cellulaire de cette dernière sera décrite ci-dessous et la cellule à Gram positif ne sera pas prise en compte.
Paroi cellulaire à Gram négatif
Dans la paroi Gram-négative, la liaison peptidique formée entre les chaînes polysaccharidiques du peptidoglycane est directe.
La paroi cellulaire du gram négatif est très mince et a une épaisseur de 10 nm, mais elle est plutôt complexe car le peptidoglycane est entouré d'une membrane externe qui lui est ancrée.
La membrane externe est constituée d’une feuille phospholipidique interne et d’une foliole externe formée de lipopolysaccharide (ou LPS ).
La membrane externe et le peptidoglycane sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire de lipoprotéines . Étant donné que seules les lipoprotéines présentes sur la membrane externe entraveraient le passage des molécules hydrophiles, il existe également sur la membrane d'autres complexes protéiques particuliers appelés porines . Les porines sont des canaux qui permettent le passage de petites molécules hydrophiles.
Cependant, pour le transport de molécules plus grosses, il existe d’autres protéines de transport, des transporteurs .
L'espace entre la membrane externe et le peptidoglycane s'appelle un périplasma et contient des protéines et des enzymes ayant des fonctions biologiques.
Le lipopolysaccharide est remplacé par trois parties distinctes:
- Une partie lipidique interne appelée lipide A qui possède des fonctions endotoxines, joue donc un rôle important dans la pathogénicité de Gram négatif;
- Une partie centrale de polysaccharide appelée noyau ;
- Une chaîne polysaccharidique externe appelée antigène O. Ce polysaccharide est constitué de sucres simples de différents types, regroupés en blocs de trois ou cinq unités et répétés plusieurs fois afin de former des molécules présentant certaines caractéristiques antigéniques typiques de chaque espèce bactérienne.
Coloration de Gram
La coloration de Gram est une procédure conçue et développée en 1884 par le bactériologiste danois Hans Christian Gram.
La première étape de ce processus implique la préparation d’un frottis (c’est-à-dire un film mince du matériau à analyser) fixé à chaud. En d'autres termes, un échantillon des bactéries à analyser est placé sur une lame et, grâce à l'utilisation de la chaleur, les micro-organismes sont tués et collés sur la lame elle-même (fixation à chaud). Après avoir préparé le frottis, vous pouvez procéder à la coloration réelle.
La technique de coloration de Gram comprend quatre phases principales.
Phase 1
La bande à chaud doit être recouverte de colorant cristal violet (également appelé violet de gentiane) pendant trois minutes. Ce faisant, toutes les cellules bactériennes vireront au violet.
Phase 2
À ce stade, la solution de Lugol (une solution aqueuse d'iode et d'iodure de potassium, définie comme mordant, car il est capable de fixer la couleur) est versée sur la lame et laissée agir pendant environ une minute.
La solution de Lugol est polaire et pénètre dans la cellule bactérienne où elle rencontre le cristal violet avec lequel elle forme un complexe hydrophobe.
Phase 3
La lame est lavée avec une eau de javel (généralement de l’alcool ou de l’acétone) pendant environ vingt secondes. Ensuite, laver à l’eau pour arrêter l’action de blanchiment.
À la fin de cette phase, les cellules des bactéries à Gram positif auront conservé la couleur pourpre.
Les cellules à Gram négatif, par contre, auront été blanchies. En effet, l'alcool attaque la structure lipopolysaccharidique de la membrane externe de ces bactéries, facilitant ainsi la perte du colorant préalablement absorbé.
Phase 4
Un second colorant est ajouté à la lame (généralement de l' acide fuchsine ou de la safranine ) et est laissé agir pendant quelques minutes.
À la fin de cette phase, les cellules des bactéries à Gram négatif, préalablement blanchies, prendront une couleur variant du rose au rouge.
Types de bactéries à Gram négatif
Comme le groupe Gram positif, le groupe Gram négatif comprend également de nombreuses espèces bactériennes.
Ci-dessous, quelques-unes des principales bactéries appartenant à ce groupe seront brièvement illustrées.
Escherichia coli
E. coli est un battement normalement présent dans la flore bactérienne intestinale humaine, mais il peut provoquer des infections opportunistes chez les individus immunodéprimés.
En fait, E. coli est responsable d'infections opportunistes responsables de maladies telles que l'urétrocystite, la prostatite, la méningite néonatale, la colite entérohémorragique, la diarrhée ou la diarrhée ou la septicémie du voyageur.
Selon le type d'infection déclenché par E. coli, différents types d'antibiotiques peuvent être utilisés. Les médicaments les plus utilisés sont les carbapénèmes, certaines pénicillines, les monobactames, les aminosides, les céphalosporines ou les macrolides (tels que la clarithromycine ou l’azithromycine).
Bactéries appartenant au genre Salmonella
Ces bactéries sont responsables d'infections du système gastro-intestinal pouvant provoquer des maladies telles que la gastro-entérite, la typhoïde (fièvre entérique) et la diarrhée.
Pour combattre les infections causées par ces bactéries, on utilise généralement la ciprofloxacine, l'amoxicilline ou la ceftriaxone.
Klebsiella pneumoniae
K. pneumoniae est responsable d'infections du tractus génito-urinaire à l'origine d'une cystite, d'une prostatite ou d'une urétrocystite et d'infections des voies respiratoires à l'origine d'un abcès du poumon ou d'une pneumonie.
Pour le traitement des infections à K. pneumoniae, des céphalosporines, des carbapénèmes, des fluoroquinolones ou certains types de pénicillines sont utilisés.
Bactéries appartenant au genre Shigella
Ces micro-organismes sont responsables de l'apparition de maladies telles que la dysenterie bacillaire et la gastro-entérite aiguë.
Les fluoroquinolones sont généralement utilisées pour traiter ce type d’infection.
Vibry (ou Vibrio)
Les vibrions sont des bacilles incurvés, c'est-à-dire des bactéries caractérisées par une forme "en virgule".
Parmi les vibrations pathogènes chez l'homme, on retient:
- Vibrio cholerae, responsable de l'apparition du choléra. En général, les infections à V. cholerae sont traitées avec des tétracyclines ou des fluoroquinolones.
- Vibrio parahaemolyticus, responsable de la gastro-entérite, de l'entérocolite, de la diarrhée et du syndrome de type dysentérique.
En cas d'infection à V. parahaemolyticus, des antibiotiques tels que des fluoroquinolones ou des tétracyclines peuvent être utilisés. Dans certains cas, une antibiothérapie peut être évitée et un traitement symptomatique peut être effectué.
Bactéries appartenant au genre Yersinia
Les bactéries du genre Yersinia sont des bacilles, c'est-à-dire des bactéries caractérisées par une forme cylindrique.
Parmi les Yersinia pathogènes pour l'homme, nous rappelons:
- Yersinia enterocolitica, responsable de l'apparition d'infections gastro-intestinales responsables de maladies telles que la gastro-entérite aiguë ou l'adénite mésentérique. Les infections à Y. enterocolitica sont généralement traitées avec des antibiotiques tels que les fluoroquinolones, les sulfamides ou les aminosides.
- Yersinia pestis, responsable de l'apparition de la peste bubonique. Les infections causées par Y. pestis peuvent être traitées avec des aminosides, du chloramphénicol ou des fluoroquinolones.
Campylobacter jejuni
C. jejuni est un bacille spiraliforme responsable de l'apparition d'une entérite aiguë et d'une diarrhée.
Les infections qu’il provoque peuvent être traitées avec des macrolides (tels que l’érythromycine, par exemple) ou avec des fluoroquinolones.
Helicobacter pylori
H. pylori est un bacille arqué responsable de l'apparition de maladies gastro-intestinales telles que la gastrite chronique active et l'ulcère gastroduodénal.
Le traitement pour l'éradication de Helicobacter pylori implique l'utilisation de trois types de médicaments différents:
- Le bismuth colloïdal, un cytoprotecteur utilisé pour empêcher l’adhésion de Helicobacter pylori à la muqueuse gastrique;
- Oméprazole ou un autre inhibiteur de la pompe à protons pour réduire la sécrétion d'acide gastrique;
- Amoxicilline et / ou clarithromycine, tétracyclines ou métronidazole (antibiotiques pour tuer les cellules bactériennes).
Haemophilus influenzae
H. influenzae est une bactérie à Gram négatif responsable d'infections des voies respiratoires et du système nerveux pouvant causer une otite aiguë, une épiglottite, une sinusite, une bronchite, une pneumonie ou une méningite bactérienne aiguë.
Les antibiotiques couramment utilisés pour traiter les infections à H. influenzae sont les céphalosporines, les pénicillines ou les sulfamides.
Legionella pneumophila
L. pneumophila est une bactérie à Gram négatif responsable de la légionellose, une infection qui affecte le système respiratoire.
La légionellose peut être traitée avec des médicaments tels que l'azithromycine, l'érythromycine, la clarithromycine, la télithromycine ou les fluoroquinolones.
