La Croissance microbienne

1. Définition
   1. Accroissement ordonné de tous les composants d’un organisme
   2. Au niveau cellulaire, la conséquence est la division de la cellule
   3. On observe donc chez les organismes
      1. Pluricellulaires : une augmentation de la taille de l’individu
      2. Unicellulaire : une augmentation de la population
   4. Chez les micro-organismes, croissance est synonyme de multiplication
2. Moyens d’étude
   1. Mesure du nombre
      1. Techniques de comptage du nombre de cellules
      2. Techniques de dénombrement après mise en culture sur milieu solide ou liquide
   2. Biomasse = masse de matrière vivante
      1. Détermination du poids sec
   3. Paramètres liés à l’activité cellulaire
      1. Consommation d’un substrat
      2. Constituant cellulaire : ATP, N, …
      3. Apparition de certains métabolites
      4. Modifications physico-chimiques : pH, potentiel rédox, …
3. Cinétique : évaluation de la population en fonction du temps
   1. Expression mathématique
      1. à X = X₀.e^µt
      2. Ln X = Ln X₀ + µt
      3. 
      4. µ = vitesse spécifique de croissance
   2. Phase exponentielle
      1. n = nombre de divisions par générations par unité de temps
      2. r = taux horaire
      3. G = temps de génération, temps qui sépare deux générations successives / nécessaire au doublement de population
      4. r = n / t
      5. X = 2rt.X0
      6. Ln X = rt.Ln 2 + Ln X₀
      7. r = µ / Ln 2
      8. G = t / n = 1 / r
   3. Courbe de croissance
      1. Différentes phases / valeurs de µ
         1. Latence µ = 0
         2. Accélération µ augmente
         3. Phase exponentielle µ = µ_max = cste
         4. Ralentissement µ diminue
         5. Stationnement µ = 0
         6. Déclin mortalité
      2. Constantes caractéristiques de la phase exponentielle
         1. µ : pente en temps^-1
         2. G : temps de génération
         3. r = µ / Ln 2 en temps^-1
   4. Signification physiologique des phases
      1. Phases de latence et phase d’accélération
         1. Elles sont facultatives
         2. Elles varient en fonction de
            1. L’âge de l’inoculum
            2. L’adaptation enzymatique
         3. On peut la supprimer
            1. En prenant un inoculum en phase exponentielle
            2. En le transférant dans un milieu neuf de même composition
         4. La phase de latence est d’autant plus grande que l’inoculum est âgé
      2. Phase exponentielle
         1. Le nombre de cellules viables est égal au nombre de cellules total
         2. µ et G varient en fonction du type de micro-organisme

      Micro-organisme	G	µ (h-1)
      Levure	1 h	1
      Esherischia Coli	20 min	3
      Lactobacillus	100 min	0,6

      3. µ_max varie en fonction de
         1. La nature du milieu nutritif
         2. La concentration d’un facteur limitant
         3. Facteurs physico-chimiques : température
         4. Voir aussi : métabolisme microbien

      3. Phase de ralentissement et de stationnement
         1. Diminution forte des éléments nutritifs
            1. Appauvrissement du milieu
            2. La concentration devient très inférieure à la concentration correspondant à µ_max
         2. On observe des éléments toxiques issus du métabolisme microbien
            1. Ex : modification de pH
            2. µ diminue jusqu’à la valeur 0
         3. Etablissement du rendement de la croissance en poids sec de micro-organismes = rendement pondéral
      4. Phase de déclin
         1. La population décroît : on parle de taux de mortalité
         2. Le nombre de cellules diminue exponentiellement
         3. On observe une autolyse des cellules à diminution de la masse cellulaire par unité de volume
4. Croissance dioxique
   1. Principe
      1. Croissance sur milieu synthétique (dont la composition chimique est exactement connue), en présence d’aliments carbonés limitants
      2. On constate que certains mélanges de glucides donnent une courbe de croissance " classique " (comme s’il n’y avait qu’un seul substrat)
      3. D’autres donnent des courbes diphasiques comme si deux phases exponentielles se succédaient séparées par un plateau
   2. Résultats et explication
      1. Résultats

      Liste A : courbe classique	Liste B : courbe diphasique
      Glucose / Fructose / Mannose / Mannitol	Arabinose / Maltose / Inositol / Sorbitol

      1. Explication
         1. Un mélange de glucides de la liste A donne une courbe classique
         2. Un mélange de glucides de la liste A et de la liste B donne une courbe diphasique
         3. Les enzymes nécessaires sont constitutives pour les glucides de la liste A
         4. Les enzymes nécessaires sont inductives pour les glucides de la liste B
         5. La période de latence correspond au temps nécessaire à la fabrication de l’enzyme
         6. Tant que le premier glucide est présent, il effectue un rôle de répresseur vis à vis de la synthèse des enzymes inductives : c’est la répression catabolique
5. La croissance continue en milieu renouvelé
   1. Maintien de la phase exponentielle
      1. Expérience de Monod
         1. Apport en milieu neuf
         2. Elimination du milieu cultivé

Chapitre suivant, Chapitre Précédent

Table des matières de ce chapitre, Table des matières générale