Le monde microbien et la santé

I) Le monde de l’ invisible

• Les microorganismes par leur invisibilité à l’oeil nu et par les craintes qu’ils nourrissent restent un domaine du vivant méconnu du grand public.

• Quelles sont les caractéristiques du monde microbien ?

• Quelles relations les microorganismes établissent-ils avec l’être humain ?

1- Indiquer dans l'ordre décroissant les parties du corps qui contiennent

des microorganismes : muqueuse intestinale > paume de la

main > cuir chevelu > muqueuse nasale > rein, foie, sang

2- Émettre 2 hypothèses pour expliquer l’absence de microbes dans le

sang et les organes

je pense que :

a- les microbes ne peuvent rentrer à l’intérieur du corps

b- l’intérieur du corps détruit les microbes

3- En déduire le rôle de la peau et des muqueuses

la peau et les muqueuses empêchent les microbes de

rentrer dans le corps

Le tabac détruit les cils des voies respiratoires. Leur

absence favorise l’accumulation des microbes dans les

voies respiratoires donc le fumeur a plus souvent des

maladies infectieuses du système respiratoire.

Les micro-organismes sont des êtres vivants microscopiques. Il s’agit principalement des bactéries et des levures. Les virus sont classés dans les micro-organismes bien qu’ils ne soient pas constitués de cellules, et donc à priori pas vivants. Dans notre environnement les micro-organismes sont partout y compris sur le corps humain : Certains sont inoffensifs et d'autres provoquent des maladies, ils sont dits pathogènes.

Pour nous envahir, ils doivent pénétrer nos frontières qui délimitent le milieu intérieur du milieu extérieur : la peau et les muqueuses, c'est la contamination. Le corps sécrète des substances chimiques pour lutter contre les microbes : larmes, sucs digestifs…

II) Lutter contre la contamination

« Si j’avais l’honneur d’être chirurgien, pénétré comme je le suis des dangers auxquels exposent les germes des microbes répandus à la surface des objets, particulièrement dans les hôpitaux, non seulement je ne me servirais que d’instruments d’une propreté parfaite, mais après avoir nettoyé mes mains avec le plus grands soin…, je n’emploierais que des bandelettes, des éponges préalablement exposées dans un air porté à la température de 130 à 150°c. Je n’emploierais jamais une eau qui aurait subi une température de 11à à 120°C. De cette manière, je n’aurais à craindre que les germes en suspension dans l’air autour du lit du malade. »

Document 1 : Discours de pasteur devant l’académie de médecine (1878) présentant l‘asepsie.

Boîtes de pétri

On prépare deux boîtes stériles contenant un milieu de culture sur lesquels les bactéries peuvent pousser. Une personne pose ses doigts non lavés sur la boîte A, puis ses doigts rincés avec un antiseptique sur la boîte B. Les boîtes sont placées à 37°C pendant plusieurs jours. Puis les boîtes sont récupérer pour observer les résultats suivants: (voir schéma ci-dessous)

Boîte A Boîte B

Colonie de bactéries

Document 3 : Expérience sur le rôle de l’antisepsie : utilisation d’antiseptique. Doc 4

Doc 2

En utilisant les documents 1, 2, 3, 4, identifiez et présentez les différents moyens utilisés pour se protéger contre les microorganismes.

Méthode Présentation de la méthode But de la méthode

Asepsie (Doc. 1)

Méthode qui vise à détruire les microorganismes de l’environnement proche ou d’un objet avant qu’il n’y ait une plaie (par nettoyage des mains avec un produit adapté, par stérilisation d’instruments, etc…)

Eliminer les microorganismes avant qu’il n’y ait une contamination.

Antisepsie (Doc. 2 et 3)

C’est l’utilisation de produits antiseptiques. Ces produits sont utilisés au niveau d’une plaie existante, et sont capables de détruire les microorganismes qui s’y trouvent.

Limiter les risques de contamination au niveau d’une plaie

Préservatif (Doc. 4)

C’est le seul moyen de contraception qui protège contre les IST (Infection Sexuellement Transmissible).

Empêcher la contamination par un agent responsable d’une IST

Afin d'éviter que les microorganismes pénètrent nos barrières naturelles (peau, muqueuses), plusieurs moyens sont mis à notre disposition : •on les détruit dans l'environnement qui devient stérile : c'est l'asepsie. On utilise des produits chimiques (javel, alcool à 90°), on chauffe les instruments (T° > 100°c)

•on enlève puis on détruit les microbes sur la peau : c’est l’antisepsie (lavage au savon puis Dakin, chlorhexidine ou bétadine)

•on met en place des barrières artificielles : gants, masques, préservatifs contre les IST.

• IST : Infections Sexuellement Transmissibles (SIDA, mononucléose…)

Problème : malgré toutes les protections, que se passe-t-il après la contamination ? III- Après la contamination, l’agression 1- La multiplication bactérienne

1- Formuler le problème scientifique

Quelles sont les conditions qui permettent aux bactéries

de se multiplier ?

2- Émettre 2 hypothèses au minimum

Je pense que…..

eau, sueur / chaleur / nourriture, déchets...

3- Schématiser les expériences pour vérifier une seule hypothèse

Dans le témoin, on garde les 3 facteurs des hypothèses

et pour vérifier une hypothèse, on en enlève un.

activité n°5 : croissance bactérienne et température • communiquer sur ses démarches en argumentant • réaliser un graphique • utiliser des logiciels d’acquisition de données • fonder ses choix de comportement responsable

Nous savons que la température influence la reproduction des bactéries. Mais quelles températures jouent un rôle important sur les bactéries ?

Une expérience a été réalisée en changeant seulement le paramètre de la température sur des colonies bactériennes : ce sera la variable.

Un système permet rapidement de compter les bactéries dans la boîte de pétri et les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous

1- réaliser sur une feuille de papier millimétrée cette même courbe

(légende + titre). Enfin sur chaque point du graphique, noter la

température correspondante

2- Indiquer la température optimale de multiplication bactérienne

2- Indiquer la température optimale de multiplication bactérienne

Je vois que la croissance bactérienne est maximale entre 25 et 37°C. J’en déduis que les bactéries vont se multiplier davantage à ces températures.

2- Indiquer la température optimale de multiplication bactérienne

Je vois que la croissance bactérienne est maximale entre 25 et 37°C. J’en déduis que les bactéries vont se multiplier davantage à ces températures.

3- Expliquer ce que fait le réfrigérateur à 5°c sur le développement

des bactéries, puis le congélateur à -18°c

2- Indiquer la température optimale de multiplication bactérienne

Je vois que la croissance bactérienne est maximale entre 25 et 37°C. J’en déduis que les bactéries vont se multiplier davantage à ces températures.

3- Expliquer ce que fait le réfrigérateur à 5°c sur le développement

des bactéries, puis le congélateur à -18°c

Je vois qu’à 5°C, la croissance bactérienne et quasiment nulle et à -18°C elle est complètement stoppée. J’en déduis qu’au frigo et au congélateur, les bactéries ne se multiplient pas ou presque mais elles ne meurent pas.

4- Expliquer pourquoi il faut consommer rapidement un aliment sorti du

congélateur

4- Expliquer pourquoi il faut consommer rapidement un aliment sorti du

congélateur

Les bactéries n’étant pas mortes lors de la congélation, elles vont pouvoir se multiplier activement lors de la décongélation. Il faut donc consommer l’aliment avant que ces dernières ne soient trop nombreuses et donc potentiellement toxiques.

4- Expliquer pourquoi il faut consommer rapidement un aliment sorti du

congélateur

Les bactéries n’étant pas mortes lors de la congélation, elles vont pouvoir se multiplier activement lors de la décongélation. Il faut donc consommer l’aliment avant que ces dernières ne soient trop nombreuses et donc potentiellement toxiques.

5. Expliquer pourquoi il est interdit de recongeler un aliment.

Car les bactéries se multiplient lors de la décongélation. Un aliment recongelé et à nouveau décongelé contiendra donc deux fois plus de bactéries qui pourront être toxiques.

6. Expliquer l'action de la fièvre (40°c) sur la multiplication bactérienne dans le corps humain. Je vois qu’à 40°C, la croissance des bactéries est stoppée et que certaines d’entre elles meurent (le nombre de bactéries diminue). La fièvre a donc pour but de limiter la multiplication des bactéries voir de les faire mourir.

Les conditions optimales de multiplication des bactéries sont identiques à celles du corps humain :

- chaleur (37°c) - nutriments - milieu aqueux (eau) Par conséquent, elles peuvent se reproduire ; on

obtient des colonies bactériennes, nombreuses qui peuvent commencer l'offensive.

• Le frigo et la fièvre ralentissent le développement des bactéries •la congélation stoppe leur développement •une température > 100°c les tuent

Remarque : même en faisant bouillir des aliments périmés, ils peuvent rester toxiques… pourquoi ?

2- L’offensive bactérienne

Remarque : même en faisant bouillir des aliments périmés, ils peuvent rester toxiques… pourquoi ?

2- L’offensive bactérienne

activité n°6 : exemple d’une infection bactérienne

● interpréter des résultats

1- A partir du texte,

indiquer l’hypothèse de Louis Pasteur sur le mode d’action des bactéries

2- Expliquer ce que tente de prouver Roux par cette expérience

3- En déduire les étapes de l’infection dans le corps par le bacille de la diphtérie

Louis PASTEUR 1822 - 1895

1- A partir du texte, indiquer l’hypothèse de Louis Pasteur sur le mode

d’action des bactéries

Louis pasteur suppose que les bactéries restent

sur place après contamination et qu'elles

fabriquent un poison.

2- Expliquer ce que tente de prouver Roux par cette expérience

Roux tente de prouver que ce ne sont pas les

bactéries qui sont responsables directement de

la mort mais qu'elles fabriquent un poison mortel.

3- En déduire les étapes de l’infection dans le corps par le bacille de la

diphtérie

Après contamination, le bacille de la diphtérie se

multiplie au niveau de la lésion et fabrique un

poison. Cette toxine provoque la mort.

Après la contamination :

•les bactéries se multiplient

•certaines fabriquent un poison

•le poison se propage dans tout le corps et attaque

les systèmes (ex : légionelle / respiratoire -

salmonelle / digestif – tétanos / nerveux)

C'est l'infection.

3- L’offensive virale

Activité 7

Les lymphocytes sont des globules blancs (cellules du corps) qui

combattent les microbes.

1- Nommer A et B

1- Nommer A et B

A- VIH et B- lymphocyte

2- Schématiser les étapes de l’infection par le VIH

penser à mettre des couleurs / légender / mettre des flèches entre les

schémas = dynamique

puis un titre souligné

L’infection des lymphocytes T par le VIH

lyse cellulaire + dissémination

Liaison et entrée

Fabrication virus par cellule

3- Sur internet, indiquer ce que veulent dire les sigles VIH et SIDA et

rechercher les modes de contamination de ce virus

VIH : virus de l’immunodéficience humaine

SIDA : syndrome de l’immunodéficience acquise

Modes de contamination :

sang / sperme / sécrétions vaginales / lait maternel

3- Sur internet, indiquer ce que veulent dire les sigles VIH et SIDA et

rechercher les modes de contamination de ce virus

VIH : virus de l’immunodéficience humaine

SIDA : syndrome de l’immunodéficience acquise

Modes de contamination :

sang / sperme / sécrétions vaginales / lait maternel

4- A partir du graphique suivant, indiquer à partir de quel moment une

personne devient séropositive

4- A partir du graphique suivant, indiquer à partir de quel moment une

personne devient séropositive

Une personne fabrique des anticorps au bout de 8

semaines : elle est donc séropositive 6 semaines après

l’infection

Remarque : les tests de dépistage du VIH (SIDA) ne

« cherchent » pas le virus dans le corps mais la présence

d’anticorps anti-VIH

5- Expliquer ce qui se passe lorsque le patient est immunodéficient

Un patient immunodéficient a une quantité de virus VIH qui

augmente fortement tandis que ses anticorps et

lymphocytes chutent.

5- Expliquer ce qui se passe lorsque le patient est immunodéficient

Un patient immunodéficient a une quantité de virus VIH qui

augmente fortement tandis que ses anticorps et

lymphocytes chutent.

6- Une personne atteinte du VIH ne meurt pas du SIDA mais d’autres

maladies opportunistes telles que la grippe, une simple infection… expliquer

pourquoi

5- Expliquer ce qui se passe lorsque le patient est immunodéficient

Un patient immunodéficient a une quantité de virus VIH qui

augmente fortement tandis que ses anticorps et

lymphocytes chutent.

6- Une personne atteinte du VIH ne meurt pas du SIDA mais d’autres

maladies opportunistes telles que la grippe, une simple infection… expliquer

pourquoi

Comme la quantité de lymphocytes diminue, alors le patient

ne possède plus de moyens pour se protéger contre les

maladies infectieuses et les cellules cancéreuses. Donc, il

ne meurt pas du SIDA mais d’autres maladies

opportunistes ou de cancers.

Après la contamination, l’infection virale s’effectue en plusieurs étapes : • les virus pénètrent dans les cellules cibles • l'ADN viral s'intègre à l'ADN de la cellule • le virus « se multiplie » dans la cellule en détournant la machinerie cellulaire • les virions sortent de la cellule en l'éclatant et vont attaquer d'autres cellules

TP SIDA QCM PRONOTE

4- La lutte contre les infections

Activité : antibiotiques

1- Rechercher par qui les antibiotiques ont été découverts

1- Rechercher par qui les antibiotiques ont été découverts

Les antibiotiques ont été découverts par Alexander

Fleming

https://www.youtube.com/watch?v=iylsZKs6MNk&ab_channel=SVTTardigrade

https://www.youtube.com/watch?v=QMHCu-P_0Sg

2- Schématiser un antibiogramme d’Aline avec 2 pastilles d’antibiotiques : amoxicilline et pénicilline

amoxicilline

lincomycine

zone sans bactérie

bactéries

antibiogramme d’Aline

3- Indiquer le mode d'action des antibiotiques et l'intérêt des

antibiogrammes

Les antibiotiques permettent de tuer ou d'empêcher la

multiplication des bactéries. Les antibiogrammes

permettent de connaître la sensibilité d'une bactérie aux

différents antibiotiques. Ainsi, on détermine l'efficacité

des antibiotiques.

4- Expliquer pourquoi l'utilisation des antibiotiques doit être raisonnée

En choisissant un antibiotique très efficace face à une bactérie, cette dernière ne peut fabriquer des résistances. Ainsi, l'utilisation des antibiotiques doit être raisonnée. Un patient doit respecter la dose et la durée prescrite par le médecin.

D’après l’OMS, plus de la moitié des antibiotiques produits dans le monde

sont destinés aux animaux.

Pour limiter les risques d'infection, au niveau d'une plaie par exemple, on utilise des produits antiseptiques (chlorhexidine en solution aqueuse ou Dakin).

Les antibiotiques empêchent la multiplication des bactéries, mais pas celle des virus. Ils doivent être utilisés de façon raisonnée pour éviter l'apparition de bactéries résistantes.

IV) Des micro-organismes bénéfiques

Monsieur et Madame A ont deux jumelles : Emma et Karen.

Quelle est la particularité des jumelles homozygotes ? (pensez aux cours précédents)

Quelle est la particularité des jumelles homozygotes ? (pensez aux cours précédents)

Les jumelles identiques, présentent exactement le même profil d'ADN (hors mutations « épigénétiques« c’est-à-dire des mutations apparaissant au cours de la vie en fonction de facteurs environnementaux (le tabac, l'alcool, l'exercice physique etc.); ne modifiant pas directement la séquence d'ADN et ne se transmettant pas à sa descendance. En fait, elles proviennent d'une modification de mécanisme moléculaire qui active ou inhibe un gène.)

Emma et Karen quelques années plus tard :

http://www.museum.toulouse.fr/-/le-microbiote-intestinal-un-organe-a-part-entiere

Je décris et exploite les résultats des expériences lot 1 et 4 des souris pour montrer

l’influence des micro-organismes du microbiote (microbiome) intestinal sur l’obésité. Doc.2

J’exploite les résultats des expériences lot 2 et 3 de souris pour formuler une hypothèse sur une possibilité de guérir les personnes atteintes de problèmes intestinaux ou d’obésité. Doc.2

Je décris et exploite les résultats des expériences lot 1 et 4 des souris pour montrer l’influence des micro-organismes du microbiome intestinal sur l’obésité. Doc.2 Le transfert du microbiote intestinal d’une jumelle obèse à des souris lot 1 les rendent obèse après quelques semaines. Le transfert du microbiome intestinal de la 2ème jumelle mince à des souris lot 4 les maintiennent mince après quelques semaines. L’obésité de la 1ère jumelle est donc liée à son microbiote. J’exploite les résultats des expériences lot 2 et 3 de souris pour formuler une hypothèse sur une possibilité de guérir les personnes atteintes de problèmes intestinaux ou d’obésité. Doc.2 Les souris lot 2 et 3 ayant reçues respectivement le microbiote de la jumelle obèse et mince, mises dans la même cage, restent minces après quelques semaines. Les souris coprophages se transmettent leur microbiome. Les souris lot 2 ont ainsi reçu le microbiote des souris lot 3 et sont restées minces comparées aux souris lot 1. On peut donc émettre l’hypothèse que l’on peut guérir certaines formes d’obésité ou de maladies intestinales par la prise de microbiote intestinal d’individus sains.

• D’une part, le microbiote de la jumelle mince protège les souris de celui de la jumelle obèse.

• D’autre part, le microbiote de la jumelle mince peut « l’emporter » contre le microbiote de la jumelle obèse, à condition que la souris qui porte ce dernier suive un régime adéquat.

Que signifient ces résultats pour l’homme ? Ils suggèrent que le microbiote des personnes minces les protège de l’obésité. Les microbes interagissent donc avec nous et pas toujours de façon négative. Tous les microbes ne sont pas pathogènes. Le microbiote intestinal comprenant environ 100 000 milliards de bactéries réparties en environ 5000 espèces différentes composées de presque 5 millions de gènes (méta génome) permet de multiples fonctions physiologiques qui assurent l’homéostasie et la santé de l’hôte. Mieux, ces travaux ouvrent la possibilité que, dans le futur, un apport de microbes protecteurs constituera de nouvelles voies thérapeutiques.

A partir des documents ci-dessus, valide ton hypothèse en montrant quel effet le microbiote peut avoir sur des micro-organismes pathogènes.

A partir des documents ci-dessus, valide ton hypothèse en montrant quel effet le microbiote peut avoir sur des micro-organismes pathogènes. L’hypothèse est validée car des personnes infectées par Clostridium difficile souffrant de diarrhées peuvent être guéries par la prise de microbiote intestinal d’individus sains (90% de réussite).

Chaque individu héberge de très nombreux micro-organismes (peau, voies digestives, sexuelles, et respiratoires). Ils sont propres à chaque personne. La grande majorité de ces micro-organismes hébergés sont inoffensifs. Certains contribuent même à le maintenir en bonne santé comme le microbiote intestinal.

Définition : Le microbiote est l'ensemble des micro-

organismes - bactéries, virus, parasites, champignons

non pathogènes, dits commensaux - qui vivent dans

un environnement spécifique. Dans l'organisme, il

existe différents microbiotes, au niveau de la peau, de

la bouche, du vagin… Le microbiote intestinal est le

plus important d'entre eux, avec 1012 à 1014 micro-

organismes : 2 à 10 fois plus que le nombre de

cellules qui constituent notre corps, pour un poids de

2 kilos !

EXERCICE MAISON

réponses Document 1 1-L’individu est contaminé au niveau du pharynx 2-Après avoir pénétré dans le pharynx, les bactéries passent dans le sang et sont conduits jusqu’au liquide céphalo-rachidien (LCR). 3- Lorsque les bactéries arrivent dans le LCR elles s’y multiplient car elles y trouvent de la nourriture et une température qui leurs conviennent. C’est l’infection 4- L’individu est malade lorsque les bactéries se sont multipliées dans l’organisme. On dit qu’il est infecté. Document 2 1-Le virus de la grippe se multiplie à l’intérieur des cellules de la trachées et des bronches puis les virus sortent de la cellule pour aller infecter d’autres cellules. Ainsi le virus va pouvoir se multiplier au sein de l’organisme. 2-Un virus se multiplie à l’intérieur des cellules et la majorité des bactéries se multiplient dans les liquides de l’organismes (sang, LCR,..) en dehors des cellules.