EXCRÉTION DANS LES BACTÉRIES ET LES PROTISTES - LA BIOLOGIE - 2025

L' excrétion des bactéries et des protistes est réalisée par divers mécanismes cellulaires. Ceux-ci incluent le transport passif, composé d'osmose et de diffusion, et le transport actif, comme l'exocytose.

De même, il existe un type spécial de transport pour l'excrétion chez les protistes médiés par des vacuoles contractiles présentes dans leur cytoplasme. Tous ces processus sont d'une importance vitale, car bon nombre des substances que ces organismes excrètent sont utilisées par d'autres êtres vivants pour survivre.

Les bactéries ont divers mécanismes d'excrétion. Source: pixabay

L'excrétion est un processus naturel dans toute cellule au moyen duquel des substances qui ne lui sont d'aucune utilité et qui peuvent parfois être toxiques sont libérées dans l'environnement extracellulaire. Tous les êtres vivants effectuent le processus d'excrétion, même les plus simples.

Excrétion dans les bactéries

Les bactéries sont des organismes qui ont un métabolisme très actif. Produit de ce métabolisme, un grand nombre de produits chimiques et de composés sont générés qui ne remplissent aucune fonction au sein de la cellule bactérienne. Pour cette raison, ils doivent être libérés à l'extérieur de la cellule.

Divers processus sont effectués à l'intérieur des cellules bactériennes, comme la respiration, à la fois aérobie et anaérobie. Dans le premier, l'eau et le dioxyde de carbone sont obtenus sous forme de produits. D'autre part, la respiration anaérobie, appelée fermentation, génère deux produits: l'acide lactique (fermentation lactique) et l'acide acétique (fermentation acétique).

De même, en tant que produit des divers processus métaboliques normaux qui ont lieu au sein de la batterie, les métabolites dits secondaires sont obtenus, tels que les exotoxines, les substances antibiotiques et les enzymes, entre autres.

Chez les bactéries, l'excrétion des produits de leur métabolisme, ainsi que la libération des toxines que certaines produisent, se font par deux types de processus: le transport passif, comme la diffusion (simple et facilitée), et par systèmes de sécrétion.

Transport passif dans les bactéries

Les processus de diffusion sont considérés comme des transports passifs car ils ne nécessitent pas de dépense énergétique de la cellule. Il en est ainsi car ils interviennent en faveur du gradient de concentration. Par gradient de concentration, on entend les différences de concentration entre deux compartiments.

Les bactéries effectuent divers processus très importants, à partir desquels sont obtenus des produits qui sont libérés en dehors d'elles. Comme déjà mentionné, ces produits sont l'eau, le dioxyde de carbone, l'acide lactique et l'acide acétique.

L'eau passe librement à travers la membrane cellulaire à travers le processus d'osmose. Il est important de se rappeler que la membrane cellulaire est semi-perméable, elle permet donc le libre passage de certaines substances, l'eau se trouvant entre elles.

D'autre part, le dioxyde de carbone, l'acide lactique et l'acide acétique traversent la membrane cellulaire bactérienne vers l'extérieur par diffusion. Selon ce procédé, une substance (autre que l'eau) traverse la membrane cellulaire d'un endroit où elle est fortement concentrée à un autre où elle est mal concentrée.

Selon cela, les produits de fermentation précités traversent la membrane cellulaire pour être expulsés des cellules bactériennes, une fois qu'ils ont fermenté des sucres tels que le fructose, le glucose et le galactose.

Sécrétion de toxines dans les bactéries

Diverses espèces de bactéries produisent certaines substances toxiques appelées exotoxines. Ceux-ci sont hautement pathogènes pour d'autres êtres vivants tels que les humains et peuvent même être mortels à de nombreuses reprises.

Il existe au total sept systèmes de sécrétion chez les bactéries. Ceux-ci utilisent divers complexes protéiques ancrés dans la membrane cellulaire pour transporter les molécules d'exotocine.

Bien qu'il existe sept systèmes de sécrétion, ils transportent les exotocines en suivant seulement deux mécanismes ou voies:

• Dépendant de la sec: la sécrétion dépend de la séquence signal qui est située à l'extrémité amino-terminale de l'exotocine à sécréter. En effet, grâce à cette séquence, l'exotoxine est reconnue et donc transportée à travers la membrane.
• Sec indépendant: dans ce système, la sécrétion n'est conditionnée par aucune séquence signal à l'extrémité amino-terminale. La translocation de la protéine (exotoxine) à transporter se produit simplement.

De même, les spécialistes affirment que les mécanismes de sécrétion des bactéries à Gram négatif sont plus complexes que ceux des bactéries à Gram positif.

En effet, dans les bactéries à Gram négatif, les toxines qui sont sécrétées doivent traverser la double membrane qui entoure ce type de bactéries dans l'espace extracellulaire. En revanche, chez les bactéries à Gram positif, les exotoxines n'ont qu'à traverser une seule membrane pour être libérées dans l'espace extracellulaire.

Excrétion chez les protistes

Le royaume Protista englobe une grande variété d'organismes qui ont des caractéristiques très similaires, mais en même temps d'autres qui les rendent totalement différents les uns des autres. En général, le groupe de protistes comprend les algues et les protozoaires.

Eh bien, les organismes déjà mentionnés excrètent certaines substances en raison de leur métabolisme cellulaire. Parmi ces substances, on peut citer: l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone, les toxines et certains produits azotés tels que l'ammoniac et l'urée.

Les protozoaires excrètent par exocytose et diffusion. Source: Respectivement: Frank Fox, Sergey Karpov, CDC / Dr Stan Erlandsen, Picturepest, Thierry Arnet, Dr Tsukii Yuuji

Dans ce type d'organismes, l'excrétion se fait par divers mécanismes, certains de transport passif, comme la diffusion et d'autres de transport actif, comme l'exocytose et l'utilisation de vacuoles.

Diffusion chez les protistes

Chez les protistes, le processus de diffusion est similaire à la façon dont il se produit dans d'autres organismes. Par diffusion, des substances telles que l'eau et les gaz (oxygène et dioxyde de carbone) traversent la membrane cellulaire dans l'espace extracellulaire.

C'est un processus qui ne nécessite aucune dépense énergétique de la part de la cellule. Elle intervient en faveur de la différence de concentrations.

Exocytose chez les protistes

L'exocytose est un processus qui est inclus dans la modalité de transport actif car il implique une certaine dépense d'énergie par la cellule.

Grâce à ce processus, les substances à excréter sont enveloppées par une vésicule dans le cytoplasme cellulaire. Cette vésicule se déplace vers la membrane cellulaire, à l'aide de certaines structures appartenant au cytosquelette cellulaire.

Une fois qu'il entre en contact avec la membrane cellulaire, il fusionne avec elle et procède à la libération de son contenu vers l'extérieur de la cellule.

Ce mécanisme est utilisé pour libérer des composés qui sont le produit de son métabolisme ou des déchets, comme certaines toxines.

Excrétion par vacuoles

De nombreux organismes protistes ont des vacuoles contractiles pour éliminer l'excès d'eau et ainsi maintenir les cellules stables.

Ces vacuoles sont constituées de tubes collecteurs, ainsi que d'un réservoir central et d'un conduit qui la relie directement à la membrane cellulaire en y formant un pore.

L'excès d'eau dans le cytoplasme est redirigé vers les tubes collecteurs et de là vers le réservoir. Lorsqu'elle se remplit, l'eau est poussée à travers le tube de sortie dans le pore de la membrane pour être finalement excrétée de la cellule.

Références

1. Beckett, BS (1987). Biologie: une introduction moderne. Presse d'université d'Oxford.
2. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. et Massarini, A. (2008). La biologie. Éditorial Médica Panamericana. 7e édition.
3. Forbes BA, Sahm DF. et Weissfeld AS. éditeurs. (2002) Bailey et Scott's. Microbiologie diagnostique. 11ème. ed. Saint Louis, Missouri. Mosby.
4. Oudega, B., Mooi, F. et De Graaf, F. (1984). Excrétion de protéines par des bactéries Gram-négatives: exportation de bactériocines et de protéines fimbriales par Escherichia coli. Antonie Van Leeuwenhoek. 50 (5-6). 569-584
5. Varela, G. et Grotiuz, G. (2008) Physiologie et métabolisme bactérien. Thèmes de bactériologie et de virologie médicale. Tiré de: hygiene.edu.uy