Karamö, le prof virtuelLeçon 26 sur 29
Microbiologie et défense de l'organisme : introduction
Je sais reconnaître les grands groupes de micro-organismes, distinguer les microbes utiles des microbes pathogènes, décrire les étapes d'une infection et citer les barrières naturelles qui protègent l'organisme.
- 50 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Classer les micro-organismes (bactéries, virus, champignons microscopiques, protozoaires) et comparer leurs tailles
- Citer des micro-organismes utiles et des maladies dues à des micro-organismes pathogènes
- Décrire les voies de contamination et les étapes d'une infection, et calculer la multiplication d'une population de bactéries
- Expliquer le rôle des barrières naturelles et des règles d'asepsie
Avant de commencer : La cellule (cellules procaryotes et eucaryotes), le sang et ses leucocytes.
1Je découvre
Aïssatou vit à Nzérékoré. Sa grand-mère lui a souvent raconté les années 2014 et 2015, quand la maladie à virus Ebola frappait la Guinée forestière : les dispositifs de lavage des mains devant chaque maison, l'eau chlorée, l'interdiction de toucher les malades et les défunts. « On ne voyait pas l'ennemi, dit la grand-mère, mais il était partout. »
Le matin même, Aïssatou a pourtant mangé du lait caillé et sa mère a préparé la sauce avec du soumbara. Son professeur lui a expliqué que ces deux aliments sont fabriqués… grâce à des microbes.
Aïssatou est perplexe : les microbes sont-ils des ennemis ou des amis ? Comment un être invisible peut-il rendre malade ou même tuer ? Et pourquoi la plupart du temps, alors que nous sommes entourés de microbes, restons-nous en bonne santé ?
Que sont les micro-organismes, comment certains provoquent-ils des maladies, et comment l'organisme se protège-t-il naturellement ?
2Je comprends
1. Un monde invisible
Les micro-organismes (ou microbes) sont des êtres vivants trop petits pour être vus à l'œil nu : il faut un microscope pour les observer. Ils sont partout : dans l'air, l'eau, le sol, sur la peau, dans l'intestin. Le Hollandais Antoni van Leeuwenhoek fut l'un des premiers à les observer, au XVIIe siècle, avec des microscopes qu'il fabriquait lui-même. Au XIXe siècle, le Français Louis Pasteur et l'Allemand Robert Koch montrèrent que certains microbes provoquent des maladies.
On distingue quatre grands groupes :
| Groupe | Organisation | Taille | Exemples |
|---|---|---|---|
| Bactéries | Cellule procaryote (sans noyau), se multiplie par division | 1 à 10 µm | Bacille de la tuberculose, vibrion du choléra, bacille du tétanos, bactéries du lait caillé |
| Virus | Pas une cellule : du matériel génétique dans une enveloppe de protéines ; ne se multiplie qu'à l'intérieur d'une cellule vivante | 20 à 300 nm | Virus de la rougeole, de la poliomyélite, VIH, virus Ebola |
| Champignons microscopiques | Cellules eucaryotes (levures, moisissures) | 5 à 10 µm pour une levure | Levure du pain, moisissures, champignons des teignes et des mycoses |
| Protozoaires | Cellule eucaryote unique | 5 à 50 µm environ | Plasmodium (paludisme), amibes (dysenterie amibienne) |
Les bactéries ont des formes variées : coques (sphériques), bacilles (en bâtonnet), spirilles (en spirale).
Exemple
Comparer les tailles (rappel : 1 mm = 1 000 µm et 1 µm = 1 000 nm).
Une hématie mesure environ 7 µm, une bactérie en bâtonnet environ 2 µm et un virus environ 100 nm, soit 0,1 µm.
Rapport hématie / bactérie : 7 ÷ 2 = 3,5.
Rapport bactérie / virus : 2 ÷ 0,1 = 20.
Combien de bactéries de 2 µm peut-on aligner sur 1 mm ? 1 000 ÷ 2 = 500.
Un virus est si petit qu'on ne peut le voir qu'au microscope électronique.
2. Des microbes utiles
La très grande majorité des microbes est inoffensive, et beaucoup sont indispensables :
- l'alimentation : les bactéries lactiques transforment le lait en lait caillé ; la fermentation des graines de néré donne le soumbara ; les levures font lever la pâte du pain ;
- la nature : les bactéries et les champignons du sol décomposent les feuilles mortes, les cadavres et les excréments, et rendent au sol les sels minéraux (c'est le principe du compost) ;
- notre intestin abrite des milliards de bactéries (la flore intestinale) qui aident à la digestion, fabriquent certaines vitamines et occupent la place des microbes dangereux ;
- la médecine : en 1928, Alexander Fleming découvre la pénicilline, une substance produite par une moisissure, qui tue des bactéries : c'est le premier antibiotique.
3. Des microbes pathogènes
Un microbe est pathogène quand il peut provoquer une maladie. Une maladie due à un microbe est une maladie infectieuse. Quand elle se transmet d'une personne à une autre, elle est contagieuse.
| Type de microbe | Exemples de maladies |
|---|---|
| Bactéries | Choléra, tuberculose, tétanos, méningite, fièvre typhoïde |
| Virus | Rougeole, poliomyélite, sida, maladie à virus Ebola, grippe, hépatite B |
| Protozoaires | Paludisme (transmis par la piqûre du moustique anophèle femelle), dysenterie amibienne |
| Champignons | Teignes du cuir chevelu, mycoses de la peau |
Les antibiotiques agissent contre les bactéries, mais pas contre les virus. Les prendre sans ordonnance, ou arrêter le traitement trop tôt, favorise l'apparition de bactéries résistantes.
4. Comment se déroule une infection ?
Les voies de contamination (comment le microbe arrive jusqu'à nous) :
- par l'air : gouttelettes de toux et d'éternuement (tuberculose, rougeole, grippe) ;
- par l'eau et les aliments souillés : mains sales, eau non traitée (choléra, fièvre typhoïde) ;
- par contact avec une personne malade, ses liquides biologiques ou des objets souillés (Ebola, teignes) ;
- par une plaie souillée de terre (tétanos) ;
- par piqûre d'insecte (paludisme) ;
- par le sang et les rapports sexuels, ou de la mère à l'enfant (VIH, hépatite B).
Les étapes de l'infection :
- 1Contamination : le microbe arrive au contact de l'organisme.
- 2Pénétration : il franchit une barrière (plaie, muqueuse, piqûre).
- 3Multiplication : il se multiplie sans signe visible ; c'est la période d'incubation.
- 4Maladie : les microbes, très nombreux, et leurs toxines abîment les tissus ; les signes apparaissent.
- 5Évolution : guérison grâce aux défenses de l'organisme et aux soins, ou aggravation.
La multiplication des bactéries. Une bactérie se divise en deux, et chacune des deux se divise à son tour, et ainsi de suite. Dans de bonnes conditions (chaleur, humidité, nourriture), certaines bactéries se divisent toutes les 20 minutes environ. Après n divisions, une seule bactérie a donné 2n bactéries.
Méthode
Pour calculer la multiplication d'une population de bactéries :
- Je convertis la durée totale dans la même unité que le temps de division.
- Je calcule le nombre de divisions : n = durée totale ÷ temps de division.
- Le nombre de bactéries issues d'une seule est 2ⁿ ; s'il y en avait N au départ, il y en a N × 2ⁿ.
- J'interprète : la population croît de plus en plus vite.
Exemple
Une plaie souillée reçoit 10 bactéries, qui se divisent toutes les 20 minutes. Combien seront-elles au bout de 3 heures ?
Durée : 3 h = 180 min. Nombre de divisions : 180 ÷ 20 = 9.
Chaque bactérie en donne 2⁹ = 512.
Population : 10 × 512 = 5 120 bactéries.
Au bout de 6 heures (18 divisions) : 10 × 2¹⁸ = 10 × 262 144 = 2 621 440 bactéries, plus de deux millions et demi.
On comprend pourquoi il faut nettoyer et désinfecter une plaie tout de suite.
5. Les barrières naturelles de l'organisme
Si nous ne sommes pas malades tout le temps, c'est que l'organisme possède d'abord des barrières naturelles, qui empêchent la plupart des microbes d'entrer :
- la peau : sa couche superficielle de cellules mortes est difficile à traverser ; la sueur et le sébum la rendent peu favorable aux microbes ;
- les muqueuses (nez, bouche, bronches, intestin, voies génitales) sont couvertes de mucus qui piège les microbes ; dans les bronches, des cils les font remonter vers la gorge ;
- les larmes et la salive contiennent une enzyme, le lysozyme, qui détruit la paroi de certaines bactéries ;
- l'acidité de l'estomac tue une grande partie des microbes avalés ;
- la flore normale de la peau et de l'intestin occupe la place et gêne les microbes pathogènes.
Si un microbe franchit ces barrières (plaie, piqûre, muqueuse abîmée), une deuxième ligne de défense intervient dans le milieu intérieur : c'est le système immunitaire, étudié dans la leçon suivante.
6. Se protéger : asepsie et antisepsie
- Asepsie : empêcher les microbes d'arriver (matériel stérilisé, gants, eau potable, aliments couverts, préservatif).
- Antisepsie : détruire les microbes déjà présents sur la peau, une plaie ou un objet (alcool, produits iodés, eau de Javel diluée).
- Le lavage des mains au savon est le geste le plus simple et l'un des plus efficaces. Pendant l'épidémie d'Ebola, il a été, avec l'isolement des malades, l'une des armes principales.
- Se protéger des moustiques (moustiquaire imprégnée) contre le paludisme.
- Se faire vacciner selon le calendrier du programme national de vaccination.
3Je retiens
Je retiens
Micro-organismes : bactéries (procaryotes, 1 à 10 µm), virus (non cellulaires, 20 à 300 nm), champignons microscopiques, protozoaires.
La plupart des microbes sont utiles : fermentations (lait caillé, soumbara, pain), décomposition, flore intestinale, antibiotiques.
Un microbe pathogène provoque une maladie infectieuse : choléra, tuberculose (bactéries) ; rougeole, sida, Ebola (virus) ; paludisme (protozoaire).
Étapes : contamination, pénétration, multiplication (incubation), maladie.
Une bactérie qui se divise n fois donne 2ⁿ bactéries.
Barrières naturelles : peau, muqueuses et mucus, lysozyme des larmes et de la salive, acidité gastrique, flore normale.
Les antibiotiques agissent sur les bactéries, pas sur les virus.
4Erreurs fréquentes
- Croire que tous les microbes sont dangereux : la plupart sont inoffensifs ou utiles.
- Penser qu'un antibiotique guérit la grippe ou la rougeole : ces maladies sont dues à des virus, sur lesquels les antibiotiques n'agissent pas.
- Dire que le paludisme est dû au moustique : il est dû à un protozoaire, le Plasmodium ; le moustique ne fait que le transmettre.
- Calculer 2 × n au lieu de 2ⁿ : la population double à chaque division, elle ne s'accroît pas de 2 à chaque fois.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Classe les microbes suivants dans leur groupe : levure du pain ; Plasmodium ; VIH ; vibrion du choléra ; virus de la rougeole ; moisissure ; bacille de la tuberculose.
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- Bactéries : vibrion du choléra, bacille de la tuberculose.
- Virus : VIH, virus de la rougeole.
- Champignons microscopiques : levure du pain, moisissure.
- Protozoaires : Plasmodium.
2Exercice 2
Cite trois micro-organismes utiles à l'homme et précise leur utilité.
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Exemples : les bactéries lactiques transforment le lait en lait caillé ; les levures font lever la pâte à pain ; les bactéries qui fermentent les graines de néré donnent le soumbara ; les bactéries et champignons du sol décomposent la matière organique et fertilisent le sol ; la flore intestinale aide la digestion ; une moisissure produit la pénicilline, un antibiotique.
3Exercice 3
Pour chaque maladie, indique la voie de contamination principale : choléra ; paludisme ; tétanos ; tuberculose.
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Choléra : eau et aliments souillés. Paludisme : piqûre du moustique anophèle femelle. Tétanos : plaie souillée de terre. Tuberculose : air (gouttelettes de toux).
4Exercice 4
Une bactérie se divise toutes les 30 minutes.
a) Combien de bactéries obtient-on à partir d'une seule au bout de 4 heures ?
b) Au départ, il y a 50 bactéries dans un plat de riz laissé à la chaleur. Combien y en a-t-il au bout de 4 heures ?
c) Quel conseil peux-tu donner pour la conservation des restes de repas ?
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a) 4 h = 240 min ; nombre de divisions : 240 ÷ 30 = 8. Une bactérie donne 2⁸ = 256 bactéries.
b) 50 × 256 = 12 800 bactéries.
c) Ne pas laisser les restes de repas longtemps à la chaleur ; les couvrir, les conserver au frais si possible, et bien les réchauffer (jusqu'à ébullition pour les sauces) avant de les consommer.
5Exercice 5
(Type BEPC) Lansana s'est blessé au pied avec un clou rouillé dans un champ. La plaie n'a pas été nettoyée. Deux jours plus tard, elle est rouge, gonflée, chaude et douloureuse.
a) Quelle barrière naturelle a été franchie ? Par quelle voie les microbes sont-ils entrés ?
b) Explique pourquoi les signes sont apparus seulement deux jours plus tard.
c) Quelle grave maladie bactérienne peut-on craindre après une blessure souillée de terre ? Comment s'en protège-t-on ?
d) Indique deux gestes qui auraient dû être faits aussitôt après la blessure.
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a) La peau a été franchie : les microbes sont entrés par la plaie (effraction de la peau par le clou).
b) Les microbes ont d'abord dû se multiplier : c'est la période d'incubation, sans signe. Les signes apparaissent quand ils sont devenus très nombreux et que l'organisme réagit.
c) On peut craindre le tétanos, dû à un bacille qui vit dans la terre. On s'en protège par la vaccination antitétanique (avec des rappels) ; en cas de plaie souillée chez une personne non vaccinée, il faut consulter rapidement.
d) Nettoyer la plaie à l'eau propre et au savon, puis la désinfecter avec un antiseptique ; la couvrir d'un pansement propre ; vérifier la vaccination antitétanique au centre de santé.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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