BACTÉRIES À GRAM NÉGATIF: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE, MALADIES - LA BIOLOGIE - 2025

Les bactéries à Gram négatif sont des bactéries qui ne retiennent pas le colorant cristal violet lorsque la coloration de Gram est utilisée. Pour cette raison, ils tachent de rouge ou de rose pâle, plutôt que de bleu ou de violet comme le font les bactéries à Gram positif. La couleur acquise par les Gram négatifs est due à un autre colorant qui peut être la fuchsine ou la safranine.

La différence de coloration est liée à la nature de la paroi cellulaire dans les deux groupes d'organismes. Pendant la coloration, le cristal violet se lie à la paroi cellulaire bactérienne et forme également un complexe insoluble dans l'eau avec l'iode contenu dans le lugol (un autre composé utilisé dans la coloration de Gram).

Bactéries à Gram négatif roses. Tiré et édité de: Microrao.

La paroi cellulaire des bactéries Gram positives est épaisse et de nature complexe, étant capable de retenir le complexe formé par le cristal violet et l'iode, lorsqu'elle est traitée avec de l'alcool ou de l'acétone. La paroi cellulaire des bactéries Gram négatif est plus simple et ne retient pas le cristal violet.

Ces bactéries sont omniprésentes et sont présentes dans pratiquement tous les environnements sur terre capables de soutenir la vie. Le groupe contient des espèces pathogènes pour l'homme associées à des infections urinaires, respiratoires et gastro-intestinales; dont certains sont acquis dans les mêmes centres de santé (nosocomiaux).

Caractéristiques générales

La principale caractéristique de ce groupe de bactéries est qu'elles se colorent en rouge ou en rose avec la technique de coloration de Gram. Au cours de cette technique de coloration différentielle, toutes les bactéries se colorent en bleu ou en violet, mais seules les bactéries à Gram positif sont capables de conserver cette coloration après avoir été traitées avec de l'alcool ou de l'acétone.

Ces bactéries ont deux membranes lipidiques, l'une d'elles représentée par la membrane cytoplasmique et une supplémentaire externe à la paroi cellulaire. Il se produit exclusivement dans les Gram négatifs et est généralement composé de phospholipides et de lipopolysaccharides.

Le composant lipidique des lipopolysaccharides de la membrane externe est connu sous le nom de lipide A et agit comme une endotoxine qui, en entrant dans le système circulatoire, provoque une réaction toxique pouvant même déclencher un choc endotoxique.

La paroi cellulaire est composée de peptidoglycanes formant une couche mince, et manque d'acides teichoïque et lipotéichoïque, contrairement à ce qui se passe dans les Gram-positifs, qui sont composés de plusieurs couches de peptidoglycanes et présentent les deux types d'acides. Ceux-ci servent à ancrer l'enveloppe nucléaire à la membrane cytoplasmique.

Les flagelles des bactéries à Gram négatif, lorsqu'ils sont présents, ont quatre anneaux de support (deux pour chaque membrane), tandis que chez les bactéries à Gram positif, ils n'ont que deux anneaux de support, puisqu'ils n'ont qu'une seule membrane.

Structure

Cellule procaryote moyenne.

Toutes les bactéries n'ont pas de noyau et le matériel chromosomique n'est pas séparé du cytoplasme par une membrane nucléaire. Les ribosomes sont également intégrés dans le cytoplasme.

Une bactérie Gram négatif se compose de deux membranes cellulaires et d'une paroi cellulaire entre les deux. Entre la paroi cellulaire et la membrane interne se trouve le périplasme. En plus de cela, il peut parfois présenter des flagelles, des fimbriae, des capsules et très exceptionnellement des spores.

Membrane cellulaire

La paroi cellulaire est principalement composée de peptidoglycane, un polymère composé d'unités répétitives de N-acétyl glucosamine et d'acide N-acétylmuramique qui forment une couche mince.

La membrane externe est étroitement liée au peptidoglycane et fait partie de la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif.

Membrane extérieure

La membrane externe contient des phospholipides, des lipopolysaccharides et des protéines membranaires. Les lipopolysaccharides sont constitués de lipide A (partie lipidique), de polysaccharide O et, entre eux, d'une autre chaîne de polysaccharides. Le lipide A est immergé dans la membrane et le polysaccharide O dans la face externe.

Le lipipopolysaccharide (LPS) est une endotoxine, dont le potentiel toxique est dû au lipide A. Ce lipide étant noyé dans la membrane, son effet toxique n'apparaît que lorsque la cellule bactérienne est lysée.

Périplasme

Une substance gélatineuse composée d'eau et de concentrations élevées de protéines et de peptidoglycane. D'une grande importance dans le métabolisme énergétique des bactéries à Gram négatif, il est situé entre la paroi cellulaire et la membrane cytoplasmique (espace périplasmique).

Image microscopique (grossissement X1000) de bactéries Gram-positives (Staphylococcus aureus, en violet) et Gram-négatives (Escherichia coli, en rose). Tiré et édité de: Y tambe.

La membrane cellulaire

La membrane cellulaire est la structure qui délimite l'espace intracellulaire de l'environnement extérieur. Il s'agit d'une membrane semi-perméable, d'environ 8 nm, de nature lipidique, de constitution similaire à celle d'autres bactéries et qui diffère de la membrane eucaryote car cette dernière contient des stérols, alors que la bactérienne n'en a pas.

Cytoplasme

C'est le contenu cellulaire délimité par la membrane cytoplasmique et contenant des ribosomes, des nucléoïdes et diverses macromolécules en suspension.

Ribosomes

Chez les bactéries à Gram négatif, les ribosomes peuvent apparaître individuellement dans le cytoplasme, en groupes ou en chaînes associées à l'ARN messager, appelés polyribosomes.

ADN bactérien

Comme dans toutes les bactéries, l'ADN bactérien n'est pas contenu dans un noyau. Ce matériel génétique est constitué d'un double brin d'ADN de forme circulaire.

Fimbriae ou pilis

Les fimbriae ou pilis sont des structures filiformes qui sont principalement réparties sur la surface externe des bactéries à Gram négatif. Malgré leur similitude avec les flagelles, ils ne sont pas utilisés pour le déplacement mais pour d'autres fonctions telles que l'adhésion aux tissus de l'hôte ou pour la reproduction.

Capsule

La capsule est une structure qui peut être présente dans tout type de bactérie. Ce n'est pas une structure vitale, car sa perte n'affecte pas la viabilité des bactéries, mais elle est importante car elle protège l'organisme de la phagocytose. Lorsqu'il est présent, il se trouve à l'extérieur de la paroi cellulaire.

Il est généralement constitué de polysaccharides d'aspect muqueux. Il constitue un facteur de virulence pour certaines bactéries.

Les spores

Ces structures se trouvent presque exclusivement dans les bâtonnets Gram-positifs, à l'exception d'une seule espèce Gram-négative (Coxiella burnetti) qui en possède également. Ils se forment à l'intérieur du corps, c'est pourquoi ils sont appelés endospores et sont des structures très résistantes aux facteurs environnementaux défavorables, ainsi qu'aux radiations et aux désinfectants chimiques.

Flagelle

Le flagelle bactérien est une structure en forme de fouet qui est utilisée pour le mouvement. Leur nombre et leur disposition à la surface bactérienne varient selon les espèces.

Maladies

Les bactéries à Gram négatif, en particulier les entérobactéries et les bactéries non fermentatives, sont d'une grande importance médicale car elles sont les agents responsables d'une grande variété de maladies infectieuses, parmi lesquelles on peut citer:

Infections des voies urinaires

Les infections bactériennes à Gram négatif des voies urinaires peuvent être divisées en deux types: endogènes et exogènes. Les infections endogènes surviennent lorsque des bactéries colonisent le tractus gastro-intestinal ascendant par les voies urinaires. Les exogènes surviennent généralement en raison de l'utilisation d'instruments contaminés lors des soins médicaux.

Ces maladies peuvent présenter des symptômes locaux, comme dans le cas de la cystite et de la prostatite ou, au contraire, elles peuvent présenter des symptômes systémiques qui incluent fièvre et septicémie, comme cela peut se produire dans la pyélonéphrite ou l'abcès rénal.

Infections intra-abdominales

De nombreuses bactéries à Gram négatif sont des membres normaux de la flore bactérienne gastro-intestinale, sans causer aucun type de maladie, mais ce sont des agents pathogènes opportunistes qui peuvent provoquer des infections s'il y a des lésions dans le tube digestif.

Ces infections peuvent être locales et limitées aux parois du tractus gastro-intestinal, comme dans la diverticulite ou la cholécystite, ou elles peuvent se propager dans la cavité abdominale provoquant une péritonite.

Le péritoine est une membrane qui recouvre tous les viscères coelomiques, de sorte qu'une infection de cette membrane peut rapidement se propager à tous les organes. Normalement, en cas d'infection intra-abdominale, en particulier en cas d'abcès, le traitement antibiotique est insuffisant et des options chirurgicales doivent être utilisées.

Infections des voies respiratoires

Ce type d'infection est associé à une morbidité et une mortalité élevées. Elle survient généralement chez les patients hospitalisés ou ceux qui ont été soumis à des traitements antibiotiques. Les maladies respiratoires causées par des bactéries à Gram négatif comprennent la trachéobronchite et la pneumonie.

Autres maladies

Les bactéries à Gram négatif sont également associées à une grande variété d'autres maladies, notamment la gonorrhée, la méningite bactérienne, ainsi que la plupart des infections nosocomiales.

Exemples

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae est une bactérie en forme de bâtonnet, qui peut être trouvée individuellement, par paires, en chaînes ou en groupes. Il n'a pas de flagelle ni de sporule, mais il présente une capsule bien développée.

Cette bactérie est un pathogène opportuniste associé à diverses infections hospitalières, pouvant même entraîner la mort. Ces dernières années, des souches hypervirulentes difficiles à traiter et associées à des morbidités et mortalités importantes sont apparues.

Neisseria gonorrhoeae

Cette bactérie est un diplocoque avec les côtés adjacents des cocci aplatis et le grand axe de chaque cellule perpendiculaire au grand axe de la paire et a généralement une capsule et des pili sur sa surface. Il se trouve normalement dans les lymphocytes polymorphonucléaires. Il est négatif à l'oxydase et à la catalase positive.

Neisseria gonorrhea est responsable de la maladie connue sous le nom de gonorrhée ou blénorrhée, qui est une maladie sexuellement transmissible.

Morganella morganii

Morganella morganii est une bactérie anaérobie facultative négative à l'oxydase, qui a la forme d'une tige droite, flagellée à des températures inférieures à 30 ° C, mais flagellée à des températures supérieures. C'est un membre commun du tractus intestinal des humains et d'autres espèces.

Bien qu'il soit normalement trouvé comme commensal du tube digestif sans provoquer de maladie, il s'agit d'un agent pathogène opportuniste qui peut provoquer des infections des voies urinaires, une septicémie, une bactériémie, une diarrhée, une pneumonie, une péritonite bactérienne spontanée ou une angine de Ludwig, entre autres maladies.

Références

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