Bactéries et microbes en tout genre - 01/11/2007

Précisons pour commencer ce que cela signifie : en principe, ces bactéries ne sont pas responsables de maladies chez l'homme. Il faut savoir cependant que cette pathogénicité peut dépendre des conditions extérieures et/ou des quantités de bactéries présentes et/ou ingérées. Donc, cette notion reste relative.

1 - Le compostage

Les éléments essentiels du compostage sont : les matières premières à composter (les matières organiques), l'eau, l'oxygène et une bonne gestion du procédé qui permet de contrôler la température, d'éviter la putréfaction, les odeurs désagréables et la présence d'animaux indésirables. Il n'y a pas d'apport d'énergie extérieure hormis celles du soleil et des microorganismes eux-mêmes. Une quantité équilibrée de carbone (C) et d'azote (N) assure un meilleur "régime". Le carbone est l'élément de base de la matière organique et l'azote est indispensable pour les protéines. Le rapport idéal pour débuter est de C/N=30. En fin de compostage, le rapport C/N est d'environ 15. La teneur en carbone est élevée dans les feuilles et le bois, tandis que le gazon coupé et les déchets de légumes sont riches en azote.

Compost

Les bactéries sont toujours présentes dans la masse des déchets organiques dès le début et restent actives durant tout le compostage et en particulier à haute température. Les champignons agissent surtout sur les matières résistant aux bactéries. Ils ont donc un rôle capital. Les champignons ne résistent pas à plus de 50 °C, on les retrouve donc en périphérie. Les bactéries et les champignons sont responsables de l'élévation de température dès les premiers jours.

Compost

Les actinomycètes, sorte de bactéries filamenteuses, agissent plus tardivement se multiplient moins rapidement et sont spécialisés dans les derniers stades du compostage en s'attaquant aux structures résistantes comme la cellulose et la lignine (constituants du bois). A côté de ces trois types de micro-organismes, on retrouve également dans le compost des algues, des virus, des protozoaires, des vers, des insectes etc.

A lire à ce sujet le dossier sur les décomposeurs.

2 - Les bactéries utilisées par l'homme à des fins alimentaires

(voir aussi paragraphe sur les industries et sur la géologie pour d'autres exemples de bactéries non pathogènes)

• En 1864, Louis Pasteur définit la fermentation acétique (Micrococcus aceti) qui donne le vinaigre :

C₂H₅OH + O₂ -> C₂H₄O₂ + H₂O + E

• la fermentation butyrique avec Clostridium butyricum et C. perfringens : boîtes de conserve avariées, choucroute ratée.

C₆H₁₂O₆ -> CH₃-CH₂-CH₂-COOH + 2 CO_2g + 2 H₂ + E

• la fermentation alcoolique, elle, est réalisée par des levures qui font partie des champignons et non des bactéries ! la levure de bière sert à bien d'autres choses aussi.

C₆H₁₂O₆ -> 2 C₂H₅OH + 2 CO₂g+ E

Bière

3 - Les différents métabolismes bactériens

La petite taille des bactéries ne leur permet pas de stocker toutes les molécules dont elles ont besoin, en particulier, les enzymes qu'elles doivent synthétiser au fur et à mesure de leurs besoins. Les bactéries sont contraintes d'effectuer une partie de leurs activités métaboliques en dehors de leur cellule et disposent de plusieurs possibilités, par exemple les capacités d'adsorber les molécules nutritives et de sécréter des exoenzymes digestives.

Les bactéries utilisent deux méthodes pour produire leur énergie : la photosynthèse et les réactions chimiques.  La photosynthèse bactérienne diffère de celle des végétaux supérieurs :il n'y a pas de libération d'oxygène libre. Les pigments et les donneurs d'électrons sont également différents.

La plupart des microorganismes sont chimiotrophes : les réactions énergétiques sont essentiellement des réactions d'oxydoréduction couplées jusqu'à un accepteur final d'hydrogène. Si l'accepteur final est l'oxygène, on parle de respiration, si c'est une molécule organique, on parle de fermentation, si c'est un composé minéral oxygéné (nitrates, sulfates, carbonates, etc.), on parle de respiration anaérobie.

Quelques exemples de bactéries chimiotrophes:

• Les bactéries lithotrophes aérobies : l'accepteur final d'hydrogène est l'oxygène. Leur seule source de carbone est le dioxyde de carbone. Ce sont généralement des bactéries vivant dans les sols et beaucoup d'entre elles jouent un rôle fondamental dans les cycles biogéochimiques fondamentaux.

• Les bactéries nitrifiantes : strictement aérobies vivent dans les couches superficielles des sols meubles et dans les eaux. Les Nitrosomonas oxydent l'azote ammoniacal en nitrites. Les Nitrobacter oxydent les nitrites en nitrates.

• Les bactéries oxydant le soufre : représentées par deux groupes dont les Thiobacillus, petits bacilles Gram négatifs, pouvant supporter des pH extrêmement acides. Elles oxydent les différentes formes de soufre réduit (sulfures, hydrogène sulfuré, etc.) et produisent des sulfates.

• Les bactéries du fer et du manganèse : oxydent le fer ferreux en fer ferrique. Elles appartiennent, par exemple, aux groupes des bactéries filamenteuses engainées (Sphaerotilus, Leptothrix). Les Sphaerotilus se rencontrent dans les stations d'épuration, elles participent au traitement des boues activées. Leur prolifération peut gêner la sédimentation des boues. Les Gallionella se rencontrent dans les canalisations d'eau potable et peuvent former des masses gélatineuses capables d'obstruer les canalisations.

• Les bactéries lithotrophes anaérobies : l'accepteur d'électrons chez ces bactéries n'est pas l'oxygène, mais des nitrates, carbonates, sulfates, etc. Les donneurs d'électrons sont l'hydrogène sulfuré, les sulfures, les thiosulfates, voire l'hydrogène lui-même.

• Beaucoup de bactéries réduisent les nitrates en nitrites. C'est le cas de E. coli, de Pseudomonas et de nombreux Bacillus. Mais la dénitrification complète n'est réalisée que par quelques espèces comme Thiobacillus denitrificans.

• Desulfovibrio desulfuricans est une bactérie capable de réduire les sulfates en sulfures, puis en hydrogène sulfuré. On la trouve dans les sols, les vases, sous les pierres : la présence en est attestée par un dépôt de sulfure de fer noir et une odeur d'H₂S.

• Les bactéries dites méthanogènes produisent du méthane à partir des carbonates, exemple : Methanobacterium, Methanococcus…

• Les bactéries organotrophes aérobies : le donneur d'hydrogène est un composé organique, l'accepteur, l'oxygène. Certaines bactéries sont capables d'oxyder une très grande variété de composés organiques comme Pseudomonas qui peut réaliser l'oxydation de plus de 80 composés. Le produit final de l'oxydation des composés organiques est le dioxyde de carbone. Toutefois, certaines bactéries sont incapables d'aller jusqu'à ce terme et différents acides intermédiaires s'accumulent. Certaines sont utilisées dans l'alimentation humaine, voir ci-dessus.

• Les bactéries organotrophes anaérobies : l'accepteur final d'électrons est un nitrate, sulfate ou carbonate. La plupart des lithotrophes anaérobies décrites sont capables d'oxyder des composés organiques (méthanogènes).

• Les bactéries de la fermentation sont souvent utilisées par l'homme (voir ci-dessus) : l'accepteur final d'hydrogène est un composé organique. -- La fermentation homolactique : Streptococcus, Lactobacillus et Bacillus.
  -- La fermentation hétérolactique : Lactobacillus.
  -- La fermentation propionique : Propionibacterium etc...

4 - Les bactéries pathogènes pour les plantes

Evidemment les groupes de bactéries pathogènes pour les végétaux sont les mêmes, les processus pathologiques, en gros aussi, bien que chaque maladie soit provoquée par un processus bactérien bien spécifique. Les bactéries pathogènes des plantes sont souvent responsables d'importantes pertes de rendement dans les cultures fruitières et légumières.

La hausse rapide et significative d'une population de pathogènes est la première composante requise pour qu'une épidémie se développe. Le seul autre ingrédient requis est l'humidité. Il faut de la pluie pour que la bactérie se propage dans un champ ou dans un verger et pour initier une infection. Les chaudes journées sont souvent accompagnées d'orages et de vents qui endommagent les plantes et créent des blessures propices aux infections.

Maladie, pathogène et température optimale, quelques exemples :
-- Pomme de terre, pourriture annulaire : Clavibacter miciganensis 17-22 °C
-- Céleri, abricotier, haricot etc. : brûlure foliaire : Pseudomonas syringae 25-30 °C

Pseudomonas syringae Abricotier

-- Choux maraîchers, tache bactérienne de la feuille : P. syringae 24 °C
-- Cucurbitacées, flétrissure bactérienne : Erwinia tracheiphila 24-28 °C
-- Laitue, maladie des racines liégeuses : Rhizomonas suberifaciens 31 °C ou encore pourriture bactérienne du cœur : P. cichorii 26 °C

Laitue

-- Tomate, moucheture bactérienne : P. syringae 18-24 °C

5 - Les bactéries pathogènes pour les animaux

L'organisation mondiale pour la santé animale recense ces maladies et en donne les principales caractéristiques de manière à éviter des épizooties importantes. Il est trivial de dire ici que certaines de ces bactéries sont capables de passer chez l'homme et de lui causer des maladies, surtout les bactéries des animaux supérieurs.

Quelques exemples :

• Brucellose due à des coccobacilles
• Fièvre charbonneuse
• Leptospirose
• Paratuberculose
• Trichinellose
• Septicémie hémorragique- bovins

Vache

• Salmonellose (S. abortusovis) - moutons
• Gastro-entérite transmissible - porcs
• Bronchite infectieuse aviaire
• Typhose aviaire
• Septicémie hémorragique virale du poisson
• Rénibactériose (Renibacterium salmoninarum) - poissons
• Leishmaniose, concerne facilement les chiens domestiques (voir carte)

Carte France de la Leishmaniose

Lancement d'un système mondial d'alerte rapide pour les maladies animales transmissibles à l'homme.

Genève/Rome/Paris, extrait d'un communiqué de l'OIE de juillet 2006

Un système mondial d'alerte rapide et d'intervention pour les maladies animales transmissibles à l'homme (zoonoses) a été officiellement lancé la semaine dernière à l'OMS, à Genève, par l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), l'Organisation mondiale pour la santé animale (OIE) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS). (…)

"Du point de vue de la santé animale, le contrôle des maladies animales contagieuses dès leur apparition est plus facile et moins coûteux pour la communauté internationale. Dans le cas des zoonoses, ce système permettra des mesures de contrôle qui auront également un effet bénéfique sur la santé publique", a expliqué Dr Bernard Vallat, Directeur général de l'OIE.

Comme on l'a constaté partout dans le monde, les faiblesses des systèmes d'alerte et d'intervention rapides en cas de maladies animales, et l'incapacité d'endiguer les grandes maladies à leur source, ont contribué à la propagation transfrontière de maladies d'origine animale comme l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB), le syndrome respiratoire aigu sévère (SARS) et l'influenza aviaire. (…)

"L'histoire nous montre que plus la détection d'une zoonose est rapide, plus vite nous pouvons prendre des mesures d'atténuation des risques pour la population. Aujourd'hui, la diffusion de la grippe aviaire prouve que les secteurs de la santé animale et humaine doivent travailler de concert, et que détection rapide et coordination sont essentielles. Ce nouveau réseau est un grand pas en avant",a souligné Mme Susanne Weber-Mosdorf, Sous-Directrice générale de l'OMS.

Les informations recueillies par les filières de suivi et de vérification de chaque organisation seront diffusées sur la plateforme électronique du GLEWS et analysées conjointement pour décider de la publication de messages d'alerte rapide communs.

Ces messages décriront les incidences possibles de la propagation de la maladie parmi les animaux au niveau national, régional et international et son impact potentiel sur la santé publique. En cas de claire nécessité d'évaluation ou d'intervention conjointe sur le terrain, les mécanismes d'intervention des trois organisations seront activés de manière coordonnée.