# Paroi bactérienne, coloration de Gram et morphologie des bactéries

Microbiologie & immunologie · Bachelor 2

> Peptidoglycane, différences Gram positif/négatif, conséquences diagnostiques et thérapeutiques.

## Introduction

La paroi bactérienne maintient la forme de la cellule et résiste à la pression osmotique interne. Elle est constituée de peptidoglycane (muréine), polymère de N-acétylglucosamine et d'acide N-acétylmuramique réticulé par des ponts peptidiques. La coloration de Gram, mise au point en 1884, sépare les bactéries en deux grands groupes selon l'épaisseur de ce peptidoglycane et la présence d'une membrane externe.

Chez les Gram positifs, le peptidoglycane est épais et porte des acides téichoïques et lipotéichoïques ; chez les Gram négatifs, il est mince, entouré d'une membrane externe dont le feuillet externe contient du lipopolysaccharide (LPS, endotoxine). Cette architecture explique la sensibilité différentielle aux antibiotiques (pénicillines, glycopeptides) et au lysozyme, ainsi que la réponse inflammatoire de l'hôte.

Dans les laboratoires de bactériologie des hôpitaux universitaires suisses (CHUV, HUG, Inselspital), le Gram direct sur prélèvement reste un examen rapide guidant l'antibiothérapie empirique, avant la culture et l'identification par spectrométrie de masse MALDI-TOF.

## Objectifs d'apprentissage

- Décrire la structure du peptidoglycane et des deux types de paroi
- Expliquer le principe et les étapes de la coloration de Gram
- Relier la structure pariétale à la sensibilité aux antibiotiques et à la pathogénie

## Concepts clés

- **Peptidoglycane** : Réseau de chaînes glucidiques (NAG-NAM) reliées par des chaînes peptidiques ; cible des bêta-lactamines qui inhibent les transpeptidases (PBP).
- **Membrane externe** : Propre aux Gram négatifs : bicouche asymétrique avec LPS externe, porines ; barrière de perméabilité aux antibiotiques.
- **Lipopolysaccharide** : Composé du lipide A (endotoxine), d'un noyau et de l'antigène O ; reconnu par TLR4, il peut déclencher un choc septique.
- **Bactéries acido-alcoolo-résistantes** : Mycobactéries à paroi riche en acides mycoliques ; mises en évidence par Ziehl-Neelsen, non par le Gram.

## Conclusion

La structure de la paroi explique la coloration de Gram, la sensibilité aux antibiotiques et l'immunostimulation par le LPS. Elle constitue un socle pour comprendre résistances et virulence.

## Cartes

### Quelle est la composition de base du peptidoglycane ?

Alternance de N-acétylglucosamine et d'acide N-acétylmuramique, reliées par des chaînes peptidiques courtes réticulées.

### Quelles sont les étapes de la coloration de Gram ?

Violet de gentiane, lugol (mordançage), décoloration alcool-acétone, contre-coloration à la safranine ou fuchsine.

### Pourquoi les Gram positifs restent-ils violets ?

Leur peptidoglycane épais retient le complexe cristal violet-iode après décoloration à l'alcool.

### Pourquoi les Gram négatifs sont-ils roses ?

L'alcool dissout la membrane externe et le peptidoglycane mince laisse sortir le complexe ; ils prennent la contre-coloration.

### Que sont les acides téichoïques ?

Polymères de glycérol ou ribitol phosphate ancrés dans le peptidoglycane des Gram positifs ; ils interviennent dans l'adhésion et l'inflammation.

### Quel est le rôle des porines ?

Canaux de la membrane externe des Gram négatifs permettant le passage de petites molécules hydrophiles, dont certains antibiotiques.

### Pourquoi les mycoplasmes ne sont-ils pas colorés par le Gram ?

Ils n'ont pas de paroi ; ils sont naturellement résistants aux bêta-lactamines.

### Quel est l'effet du lysozyme ?

Il hydrolyse la liaison bêta-1,4 entre NAM et NAG du peptidoglycane, provoquant la lyse osmotique.

### Pourquoi une bactérie traitée par une bêta-lactamine se lyse-t-elle ?

L'inhibition des PBP bloque la réticulation du peptidoglycane alors que des autolysines continuent à le dégrader.

## Glossaire

- **Muréine** : Autre nom du peptidoglycane.
- **Protoplaste** : Cellule bactérienne Gram positive dépourvue de paroi après action du lysozyme.
- **Périplasme** : Espace entre membrane interne et membrane externe des Gram négatifs, riche en enzymes dont les bêta-lactamases.
- **Endotoxine** : Lipide A du LPS libéré lors de la lyse des Gram négatifs, puissant inducteur de cytokines.
- **PBP** : Penicillin-binding proteins : transpeptidases et carboxypeptidases de synthèse du peptidoglycane, cibles des bêta-lactamines.
- **Acide mycolique** : Acide gras à longue chaîne de la paroi des mycobactéries, responsable de l'acido-alcoolo-résistance.

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