Agents pathogènes et maladies vectorielles

a) L'agent A est une cellule sans noyau : c'est une cellule procaryote. Sa paroi et sa division autonome dans un milieu nutritif le confirment : A est une bactérie.

b) L'agent B n'est pas une cellule et ne se multiplie que dans des cellules vivantes : B est un virus. Un virus ne possède ni ribosomes ni métabolisme propre ; il utilise la machinerie de la cellule qu'il infecte pour fabriquer de nouveaux virus. Un bouillon nutritif ne contient aucune cellule vivante : le virus ne peut pas s'y multiplier. On le cultive sur des cellules maintenues en culture.

c) L'agent C est une cellule à noyau, donc eucaryote, et unicellulaire : C est un eucaryote unicellulaire. Un parasite qui se multiplie dans les globules rouges humains est par exemple Plasmodium, agent du paludisme.

d) Les antibiotiques bloquent des structures propres aux bactéries (paroi, ribosomes bactériens). Seul A peut être détruit par un antibiotique. B, un virus, ne possède pas ces structures ; C, un eucaryote, se traite par des médicaments antipaludiques spécifiques.

a) La bactérie passe des selles à l'eau puis à la bouche : c'est une transmission oro-fécale, par l'eau. Prévention : assainir les eaux usées, boire une eau traitée ou bouillie, se laver les mains.

b) Le virus est émis dans les gouttelettes lorsqu'on tousse, éternue ou parle : transmission aérienne. Prévention : port du masque par les malades, tousser dans son coude, aérer les pièces, se laver les mains.

c) La puce transmet la bactérie d'un hôte à un autre : transmission par un vecteur ; la peste est aussi une zoonose, le rat étant le réservoir. Prévention : dératisation et lutte contre les puces.

d) Plasmodium vit dans le foie et les globules rouges : il n'est pas présent sur la peau ni dans les sécrétions respiratoires, et un contact ne permet donc pas son passage. Il doit être aspiré par une anophèle femelle et accomplir une partie de son cycle dans ce moustique avant d'être injecté à un autre humain. La maladie est transmissible, mais seulement par l'intermédiaire du vecteur (ou par le sang, lors d'une transfusion).

a) 1 µm = 1 000 nm, donc 120 nm = 120 ÷ 1 000 µm = 0,12 µm.

b) On divise les deux longueurs, exprimées dans la même unité : 3 ÷ 0,12 = 25. La bactérie est 25 fois plus longue que le virus.

c) Le virus mesure 0,12 µm, ce qui est inférieur à la limite de résolution de 0,2 µm : le microscope optique ne peut pas en distinguer les contours, on ne l'observe qu'au microscope électronique. La bactérie mesure 3 µm, soit 15 fois la limite de résolution : elle est bien visible au microscope optique.

d) 7,5 ÷ 1,5 = 5 : l'hématie est 5 fois plus grande que le jeune parasite, qui peut donc s'y loger. Plasmodium est une cellule à noyau : c'est un eucaryote unicellulaire.

a) 50 min correspondent à 50 ÷ 25 = 2 doublements : 40 × 2 × 2 = 160 bactéries. 75 min correspondent à 3 doublements : 40 × 2³ = 40 × 8 = 320 bactéries.

b) 2 h 30 min = 150 min, soit 150 ÷ 25 = 6 doublements. Le nombre de bactéries est multiplié par 2⁶ = 64 : 40 × 64 = 2 560. La population compte bien 2 560 bactéries.

c) Après n doublements, la population vaut 40 × 2ⁿ. Après 7 doublements : 40 × 128 = 5 120, encore inférieur à 10 000. Après 8 doublements : 40 × 256 = 10 240, supérieur à 10 000. Il faut donc 8 doublements, soit 8 × 25 = 200 min : la population dépasse 10 000 bactéries au bout de 3 h 20 min.

d) Le modèle suppose des ressources illimitées et aucune mortalité. En réalité, les nutriments et l'espace disponibles s'épuisent, les déchets s'accumulent, et l'organisme se défend ; un traitement antibiotique peut aussi tuer les bactéries. La croissance ralentit puis s'arrête. Ce calcul montre cependant qu'une contamination par quelques dizaines de bactéries peut devenir une infection importante en quelques heures.

a) Ordre : (2) → (4) → (1) → (5) → (3), puis le cycle recommence avec (2) : le moustique devenu infectant pique un nouvel humain.

b) L'étape (3) indique que « les gamètes s'unissent » : l'union de gamètes est une fécondation, caractéristique de la reproduction sexuée. Elle se produit dans l'intestin du moustique : la reproduction sexuée de Plasmodium a lieu dans l'anophèle, qui est donc l'hôte définitif. Chez l'humain, le parasite se multiplie seulement de façon asexuée.

c) Dans le sang, les parasites se multiplient à l'intérieur des hématies puis les font éclater ; les parasites libérés infectent de nouvelles hématies. Ces cycles sont synchronisés : de nombreuses hématies éclatent en même temps, libérant parasites et déchets dans le sang, ce qui déclenche la fièvre. Les accès de fièvre reviennent donc au rythme des cycles de multiplication dans les hématies (tous les deux jours pour les espèces les plus fréquentes).

d) Après la piqûre, les sporozoïtes se multiplient d'abord dans le foie pendant au moins une semaine, sans provoquer de symptôme. La fièvre n'apparaît que lorsque les parasites envahissent les hématies. Le délai correspond à cette phase hépatique silencieuse : toute fièvre après un séjour en zone d'endémie doit faire consulter en signalant le voyage.

a) Commune A : 38 ÷ 12 500 = 0,003 04 et 0,003 04 × 100 000 = 304 cas pour 100 000 habitants.
Commune B : 51 ÷ 21 400 ≈ 0,002 383 et 0,002 383 × 100 000 ≈ 238 cas pour 100 000 habitants.

b) Le journal compare les nombres bruts de cas (51 contre 38). Or la commune B est presque deux fois plus peuplée : il est normal qu'elle compte plus de cas. Rapporté à la population, le risque est plus élevé dans A (304 contre 238 cas pour 100 000 habitants). C'est la commune A qui est la plus touchée.

c) Les moustiques Aedes pondent dans de petites eaux stagnantes, où se développent leurs larves. Des pneus remplis d'eau sont des gîtes larvaires : ils augmentent la population de moustiques vecteurs, donc le nombre de piqûres et la probabilité qu'un moustique pique un malade puis une personne saine. L'abondance de gîtes larvaires peut expliquer l'incidence plus forte dans A. Ce n'est qu'une hypothèse : il faudrait comparer, par exemple, la densité de moustiques dans les deux communes.

a) Avant : 21 ÷ 60 = 0,35, soit 35 %. Après : 6 ÷ 48 = 0,125, soit 12,5 %.

b) La proportion de récipients contenant des larves a été divisée par près de trois (de 35 % à 12,5 %). De plus, les agents trouvent moins de récipients en eau (48 au lieu de 60) : les habitants en ont vidé ou supprimé. La campagne a réduit à la fois le nombre de gîtes et leur taux d'occupation : elle est efficace.

c) Le moustique tigre pond dans de petites eaux stagnantes ; ses larves y vivent jusqu'à l'émergence des adultes. Sans gîte, pas de nouvelles générations : la population de moustiques diminue. Or la dengue ne se transmet entre humains que par la piqûre d'un moustique infecté. Moins de moustiques signifie moins de piqûres, donc moins d'occasions pour le virus de passer d'un malade à une personne saine.

d) L'insecticide tue les adultes présents, mais pas les œufs, qui résistent des mois au dessèchement, ni les larves des gîtes restants : une nouvelle génération émerge rapidement. De plus, des pulvérisations répétées sélectionnent des moustiques résistants et touchent des espèces non ciblées. Sans suppression des gîtes, l'effet de l'insecticide n'est que temporaire.

1. Sans moustiquaire : 412 ÷ 1 840 ≈ 0,224, soit 22,4 % des enfants. Avec moustiquaire : 187 ÷ 1 760 ≈ 0,106, soit 10,6 %. On compare des pourcentages, car les deux groupes n'ont pas le même effectif.

2. La baisse relative vaut (22,4 − 10,6) ÷ 22,4 = 11,8 ÷ 22,4 ≈ 0,53. La proportion d'enfants touchés diminue d'environ 53 %, soit environ de moitié. Les villages étant comparables, cette différence peut être attribuée aux moustiquaires.

3. Le paludisme est transmis par la piqûre d'une anophèle femelle, qui pique surtout la nuit. La moustiquaire, installée au-dessus du lit, forme une barrière physique pendant le sommeil : elle empêche l'injection de sporozoïtes, donc la contamination. L'insecticide tue en outre les moustiques qui s'y posent. Comme Plasmodium doit passer une à deux semaines dans le moustique avant d'atteindre ses glandes salivaires, tuer les anophèles réduit le nombre de celles qui vivent assez longtemps pour devenir infectantes. La mesure protège l'enfant qui dort sous la moustiquaire et diminue la transmission dans tout le village.

4. La mortalité passe de 99 % en 2014 (population sensible) à 88 % en 2017, sous le seuil de 90 % (résistance apparue), puis à 64 % en 2020 : la population d'anophèles est devenue de plus en plus résistante. Explication : dans la population initiale existaient, par mutation, quelques moustiques porteurs de caractères de résistance. Exposés massivement à l'insecticide, les moustiques sensibles meurent, tandis que les résistants survivent et se reproduisent davantage, transmettant ces caractères à leurs descendants. De génération en génération, la proportion de résistants augmente : c'est la sélection naturelle. L'insecticide n'a pas créé la résistance, il l'a sélectionnée.

5. Limite : si les moustiques sont résistants, l'insecticide des moustiquaires ne les tue plus ; il reste l'effet de barrière, mais l'effet protecteur pour le village diminue. Mesures complémentaires : alterner ou associer des insecticides de familles différentes, supprimer les gîtes larvaires ou utiliser des larvicides biologiques, dépister et traiter rapidement les malades pour réduire la source de parasites, vacciner les jeunes enfants.

1. Quand la température passe de 18 °C à 30 °C, la durée de l'incubation extrinsèque diminue de 24 à 7 jours. Plus il fait chaud, plus le virus se multiplie vite dans le moustique, qui devient infectant plus tôt.

2. À 18 °C, le virus met 24 jours à atteindre les glandes salivaires, alors que la femelle ne vit en moyenne que 21 jours après son repas infectant. Comme 24 > 21, elle meurt en moyenne avant d'être devenue infectante : elle ne peut pas transmettre le virus.

3. La femelle est infectante entre la fin de l'incubation et sa mort : durée = espérance de vie − incubation.
22 °C : 19 − 15 = 4 jours ; 26 °C : 17 − 9 = 8 jours ; 30 °C : 11 − 7 = 4 jours.
La transmission est la plus favorisée à 26 °C, avec 8 jours de piqûres potentiellement infectantes. À 30 °C, l'incubation est plus courte, mais la chaleur réduit aussi la survie du moustique.

4. En métropole, les températures proches de 26 °C sont atteintes en été : l'incubation extrinsèque devient assez courte pour que les moustiques deviennent infectants avant de mourir, et les moustiques adultes sont alors nombreux. Au printemps et en automne, plus frais, l'incubation dépasse souvent la survie. Un réchauffement allongerait la saison favorable et rendrait des régions plus fraîches (nord, altitude) propices à la transmission, d'autant que le vecteur y est déjà présent.

5. Les moustiques tigres de métropole ne portent pas le virus : un moustique doit d'abord piquer une personne dont le sang contient le virus, souvent un voyageur revenant d'une zone d'endémie, puis, après l'incubation extrinsèque, piquer une personne saine. Autour d'un cas signalé, on élimine les moustiques et les gîtes larvaires dans le voisinage, et on protège le malade des piqûres (répulsif) pendant la phase où le virus circule dans son sang.

1. Le témoin est le lot C : les souris y sont piquées par des anophèles de même âge, dans les mêmes conditions et après le même délai (18 jours) ; seul diffère l'hôte sur lequel les moustiques se sont nourris (souris saine au lieu de souris infectée). Une différence de résultat ne peut donc venir que de ce facteur.

2. Dans le lot A, 10 souris sur 12 sont infectées ; dans le lot C, aucune. Les piqûres elles-mêmes ne rendent donc pas malade : le moustique ne transmet le paludisme que s'il a auparavant prélevé du sang sur un hôte infecté. Le fait que 2 souris du lot A échappent à l'infection s'explique par des piqûres qui n'ont pas injecté assez de parasites (moustique qui ne pique pas ou peu, par exemple).

3. Les moustiques des lots A et B ont tous été nourris sur une souris infectée ; seul diffère le délai avant la piqûre. Après 2 jours, aucune transmission ; après 18 jours, 10 souris sur 12 sont infectées. D'après le cycle, les gamétocytes aspirés doivent d'abord se transformer en gamètes, qui s'unissent dans l'intestin du moustique, puis les parasites formés se multiplient et gagnent les glandes salivaires sous forme de sporozoïtes. Ce développement demande du temps : au bout de 2 jours, les glandes salivaires ne contiennent pas encore de sporozoïtes, et la salive injectée n'est pas infectante.

4. Lot D : 12 souris sur 12 sont infectées par une injection de sang. Le parasite peut se transmettre directement par le sang, sans passer par le moustique : chez l'humain, une transfusion de sang contaminé peut transmettre le paludisme. Lot E : aucune souris infectée malgré trois semaines de cohabitation. Il n'y a pas de transmission par contact ni par voie aérienne : le paludisme n'est pas contagieux au sens courant.

5. En conditions naturelles, la transmission du parasite d'un hôte à l'autre passe par le moustique : c'est le vecteur. Il n'est pas un simple transporteur, puisque le parasite doit y séjourner et s'y développer pendant plusieurs jours avant d'être transmissible. Conséquence pour la prévention : empêcher les piqûres (moustiquaires) et réduire la population d'anophèles ou leur durée de vie coupe la transmission ; il faut aussi contrôler le sang des donneurs, puisque la transmission sanguine est possible.