Microbiote humain et santé

Complète avec le mot exact.

1. Des milliards de bactéries vivent dans le côlon d’une personne en bonne santé sans la rendre malade : elles forment son intestinal.
   Le microbiote intestinal : l’ensemble des micro-organismes (surtout des bactéries) qui vivent durablement dans l’intestin.
2. Le côlon, pauvre en dioxygène, abrite surtout des bactéries , qui se passent de dioxygène.
   Des bactéries anaérobies : elles tirent leur énergie de la fermentation, sans dioxygène.
3. L’organe du tube digestif dont l’acidité tue la plupart des bactéries avalées est l’.
   L’estomac, très acide : il contient très peu de bactéries, alors que leur densité est maximale dans le côlon.
4. Sur un frottis coloré observé au microscope, une bactérie en forme de bâtonnet est un .
   Un bacille ; une bactérie sphérique est une coque.
5. L’être humain qui abrite un microbiote est appelé son .
   L’hôte : il fournit au microbiote un milieu de vie et des nutriments.

Densité bactérienne mesurée sur quatre zones de la peau d’une même personne (ordres de grandeur réalistes).

1. La zone la plus colonisée est l’.
   L’aisselle : on compare d’abord les puissances de 10 (10⁶ > 10⁵ > 10⁴ > 10³).
2. La zone la moins colonisée est l’.
   L’avant-bras, sec et pauvre en nutriments : 3,1 × 10³ bactéries par cm².
3. L’aisselle porte environ fois plus de bactéries par cm² que l’avant-bras (arrondis à la dizaine).
   2,4 × 10⁶ ÷ (3,1 × 10³) = (2,4 ÷ 3,1) × 10³ ≈ 0,774 × 10³ ≈ 774, soit environ 770 fois plus.
4. L’aile du nez est très colonisée car elle est riche en , des lipides dont se nourrissent des bactéries comme Cutibacterium acnes.
   Le sébum : les bactéries prolifèrent là où elles trouvent eau, chaleur et nutriments.

Calcule à partir des estimations du cours : 3,8 × 10¹³ bactéries et 3,0 × 10¹³ cellules humaines chez un homme de 70 kg.

1. 84 % des cellules humaines sont des globules rouges, soit × 10¹³ globules rouges.
   0,84 × 3,0 × 10¹³ = 2,52 × 10¹³ globules rouges : la plupart de nos cellules sont des globules rouges, très petits et sans noyau.
2. Parmi toutes les cellules du corps, humaines et bactériennes, les globules rouges représentent % (à l’unité).
   Total : 3,8 × 10¹³ + 3,0 × 10¹³ = 6,8 × 10¹³ cellules ; 2,52 ÷ 6,8 ≈ 0,371, soit 37 %, et non 84 % : la proportion dépend du total par lequel on divise.
3. Les bactéries pèsent environ 0,2 kg : la masse moyenne d’une bactérie vaut environ × 10⁻¹⁵ kg (au dixième).
   0,2 ÷ (3,8 × 10¹³) = (0,2 ÷ 3,8) × 10⁻¹³ ≈ 0,0526 × 10⁻¹³ ≈ 5,3 × 10⁻¹⁵ kg : une bactérie est minuscule.
4. Ces 0,2 kg représentent % de la masse de l’homme de 70 kg (au dixième).
   0,2 ÷ 70 ≈ 0,00286, soit environ 0,3 % : autant de bactéries que de cellules, mais une masse très faible.
5. L’ancienne estimation de 10¹⁴ bactéries était fois trop grande (au dixième).
   10¹⁴ ÷ (3,8 × 10¹³) = 10 ÷ 3,8 ≈ 2,6 : l’estimation des années 1970 surestimait nettement le nombre de bactéries.

Complète avec le mot exact.

1. L’être humain nourrit les bactéries de son côlon, qui lui rendent acides gras, vitamines et protection : cette association durable à bénéfices réciproques est une .
   Une symbiose : l’hôte fournit milieu et nutriments, le microbiote rend des services (digestion, vitamines, protection, immunité).
2. Une souris née par césarienne et élevée en isolateur, à l’abri de tout micro-organisme, est dite .
   Une souris axénique : on la compare à des souris conventionnelles pour tester un rôle du microbiote.
3. L’acide gras issu de la fermentation des fibres qui nourrit le plus les cellules de la paroi du côlon est le .
   Le butyrate, principale source d’énergie des cellules de la paroi du côlon.
4. Un pathogène avalé trouve la place prise : les bactéries du microbiote occupent déjà les sites d’ de la paroi de l’intestin.
   Les sites d’adhésion : les occuper est l’un des moyens de la compétition entre microbes, ou effet barrière.

Quel rôle du microbiote chaque observation illustre-t-elle ? Écris D (digestion), V (vitamines), B (effet barrière) ou I (immunité).

1. Des bactéries du côlon transforment la pectine des pommes en acides gras à chaîne courte →
   D : nos enzymes ne digèrent pas la pectine, les bactéries la fermentent.
2. Des souris axéniques ont très peu d’anticorps dans leur intestin →
   I : sans microbiote, le système immunitaire de l’intestin mûrit mal.
3. Des bactéries du côlon fermentent les fibres des haricots secs et produisent des gaz →
   D : nos enzymes ne digèrent pas ces fibres ; leur fermentation libère des acides gras à chaîne courte et des gaz.
4. Une bactérie de la peau produit une substance qui tue un staphylocoque doré →
   B : production de substances antibactériennes, l’un des moyens de l’effet barrière.
5. Des bactéries de l’intestin fabriquent des vitamines du groupe B →
   V : synthèse de molécules que l’être humain ne fabrique pas.

Calcule (valeurs choisies pour l’exercice).

1. Les acides gras à chaîne courte couvrent 8 % des besoins d’un adulte qui dépense 2 400 kcal par jour, soit kcal.
   2 400 × 0,08 = 192 kcal par jour, fournies par la fermentation des fibres dans le côlon.
2. Chez des souris atteintes d’inflammation de l’intestin, un score d’inflammation passe de 8,4 sans traitement à 3,5 avec Faecalibacterium prausnitzii : baisse de % (à l’unité).
   (8,4 − 3,5) ÷ 8,4 = 4,9 ÷ 8,4 ≈ 0,583, soit une baisse de 58 % : cette bactérie a un effet anti-inflammatoire chez la souris.
3. Un milieu de fermentation contient 36 mmol/L d’acides gras à chaîne courte, dont 60 % d’acétate, soit mmol/L d’acétate.
   36 × 0,6 = 21,6 mmol/L d’acétate ; le reste se partage entre propionate et butyrate.

Complète avec le mot exact.

1. Le fœtus se développe dans un milieu considéré comme quasi .
   Quasi stérile : la colonisation commence à la naissance.
2. Par voie basse, le nouveau-né reçoit surtout des bactéries du microbiote de sa mère, riche en lactobacilles.
   Le microbiote vaginal (et intestinal) de la mère : c’est le microbiote maternel qui fournit les premières bactéries.
3. Enrichi par l’allaitement puis par la diversification alimentaire, le microbiote d’un enfant ressemble à celui d’un adulte vers l’âge de ans.
   Vers 2 ou 3 ans ; il continue ensuite d’évoluer avec l’alimentation, les médicaments et l’âge.
4. Tom a une rhinopharyngite due à un : un antibiotique n’aurait aucune cible.
   Un virus n’a ni paroi ni ribosomes bactériens : l’antibiotique ne le touche pas, mais il tuerait des bactéries du microbiote.
5. Un antibiotique qui touche de très nombreuses espèces de bactéries est dit à large .
   À large spectre : il atteint aussi le microbiote, d’où un risque de déséquilibre.

Calcule. Les valeurs sont choisies pour l’exercice.

1. Pendant un antibiotique, le nombre d’espèces intestinales passe de 175 à 133 : baisse de %.
   (175 − 133) ÷ 175 = 42 ÷ 175 = 0,24, soit − 24 %. On divise par la valeur de départ, 175.
2. Un mois plus tard, il remonte de 133 à 154 : hausse de % (à l’unité).
   (154 − 133) ÷ 133 = 21 ÷ 133 ≈ 0,158, soit + 16 % : la valeur de départ est maintenant 133.
3. À ce moment, il manque encore % des espèces présentes avant le traitement.
   (175 − 154) ÷ 175 = 21 ÷ 175 = 0,12, soit 12 % : la reconstitution est incomplète. Le même écart de 21 espèces donne 16 % ou 12 % selon la valeur de départ.
4. Un adolescent mange 18 g de fibres par jour pour 30 g recommandés : il atteint % de la recommandation.
   18 ÷ 30 = 0,6, soit 60 % de l’apport conseillé.

Dans l’intestin d’un patient, une espèce bactérienne compte 5,0 × 10⁹ individus, dont 2,0 × 10⁷ résistent déjà à un antibiotique. Le traitement tue 99,8 % des bactéries sensibles de cette espèce et aucune résistante (valeurs choisies pour l’exercice).

1. Avant le traitement, les résistantes représentent % de cette espèce (au dixième).
   2,0 × 10⁷ ÷ (5,0 × 10⁹) = 0,4 × 10⁻² = 0,004, soit 0,4 % : elles sont présentes avant tout traitement, mais très minoritaires.
2. Après le traitement, il reste × 10⁶ bactéries sensibles (au centième).
   Les sensibles sont 5,0 × 10⁹ − 2,0 × 10⁷ = 4,98 × 10⁹ ; il en survit 0,2 % : 4,98 × 10⁹ × 0,002 = 9,96 × 10⁶. Oublier de retirer les résistantes donnerait 1,0 × 10⁷.
3. Les résistantes représentent alors % des bactéries de cette espèce (à l’unité).
   Total : 2,0 × 10⁷ + 9,96 × 10⁶ = 2,996 × 10⁷ ; 2,0 × 10⁷ ÷ (2,996 × 10⁷) ≈ 0,668, soit 67 %, contre 0,4 % avant. On divise par le total : diviser par les seules sensibles donnerait un rapport, d’environ 2.
4. Reprendre cet antibiotique « au cas où » exercerait sur ses bactéries une pression de favorable aux résistantes.
   Une pression de sélection : les sensibles meurent, les résistantes survivent et se multiplient. Ce sont les bactéries qui deviennent résistantes, pas le patient.

Observation (O) ou expérience (E) ? Écris O ou E.

1. On compare le microbiote de personnes de plus de 80 ans et celui de jeunes adultes →
   O : on constate des différences sans rien modifier ; l’alimentation ou les médicaments peuvent aussi différer entre les groupes.
2. Des volontaires tirés au sort prennent pendant une semaine soit un antibiotique, soit une gélule sans principe actif ; on compte ensuite leurs espèces bactériennes →
   E : un seul facteur varie, l’antibiotique, et le tirage au sort rend les groupes comparables.
3. On constate que les malades de Crohn ont moins de Faecalibacterium prausnitzii dans leurs selles →
   O : une association ; la maladie pourrait aussi faire baisser cette bactérie.
4. Une étude constate que les enfants nés par césarienne ont un peu plus souvent de l’asthme que ceux nés par voie basse →
   O : une association ; la santé de la mère ou d’autres facteurs peuvent différer entre les deux groupes, et l’on ne sait pas si le microbiote est en cause.

Complète.

1. Un micro-organisme bénin du microbiote qui devient pathogène quand les défenses de l’organisme s’affaiblissent est dit .
   Opportuniste : il profite d’un affaiblissement de l’immunité ou du microbiote.
2. La levure Candida albicans, bénigne dans la bouche, y provoque une candidose chez les personnes dont les défenses sont très affaiblies, par exemple par le .
   Le VIH : il détruit des cellules du système immunitaire, et la levure, jusque-là contenue, prolifère.
3. Un déséquilibre de la composition du microbiote par rapport à l’état habituel s’appelle une .
   Une dysbiose : perte de diversité ou prolifération de certaines espèces.
4. La composition et la diversité du microbiote renseignent sur l’état de santé d’une personne : ce sont des de santé.
   Des indicateurs de santé : une perte de diversité peut signaler une dysbiose.

Une marque affirme que son yaourt « augmente de 30 % la diversité du microbiote ». Son étude : 12 volontaires mangent ce yaourt pendant un mois, sans autre groupe ; ils ont 110 espèces au début et 121 à la fin.

1. La hausse réellement mesurée vaut %.
   (121 − 110) ÷ 110 = 11 ÷ 110 = 0,1, soit + 10 %, et non 30 %.
2. Pour attribuer cette hausse au yaourt, il manquait un groupe suivi de la même façon, sans yaourt.
   Un groupe témoin : sans lui, la hausse peut venir d’autre chose (saison, autres aliments, simple variation naturelle).
3. Avec 12 volontaires seulement, l’effectif de l’étude est trop .
   Trop faible : une différence de 11 espèces peut apparaître par hasard sur si peu de personnes.
4. Les volontaires savaient ce qu’ils mangeaient : ils pouvaient modifier sans le dire leurs alimentaires.
   Leurs habitudes alimentaires (plus de fibres, par exemple) : un facteur non contrôlé de plus.

Quel geste convient le mieux ? Écris S (lavage à l’eau et au savon) ou H (friction hydroalcoolique).

1. Après avoir réparé la chaîne d’un vélo, mains pleines de graisse →
   S : des mains visiblement sales demandent le savon et la friction sous l’eau ; le gel n’enlève pas la graisse.
2. À la sortie d’un cinéma, avant de manger, sans point d’eau, mains propres en apparence →
   H : sur des mains propres, sans lavabo, la solution hydroalcoolique tue les bactéries récoltées sur ce qu’on a touché.
3. Après avoir changé la couche d’un bébé →
   S : les mains ont pu être souillées par des selles.
4. Au retour d’un match de rugby sur un terrain boueux →
   S : boue et terre se retirent par la friction sous l’eau ; l’alcool agit mal sur des mains sales.
5. À l’hôpital, avant d’entrer dans la chambre d’un patient grippé, mains propres, distributeur de gel à la porte →
   H : sur des mains propres, la friction de 20 à 30 secondes est rapide et efficace contre les bactéries et virus récoltés en touchant des objets.

Des volontaires touchent un objet couvert d’une bactérie inoffensive facile à compter, se lavent ou non les mains, puis touchent une poignée de porte propre. Bactéries déposées sur la poignée (valeurs choisies) : 2,0 × 10⁴ sans lavage ; 4,8 × 10³ après un lavage au savon de 15 secondes ; 2,4 × 10² après un lavage de 40 secondes.

1. Le lavage de 15 secondes réduit le nombre de bactéries déposées de % (à l’unité).
   (20 000 − 4 800) ÷ 20 000 = 15 200 ÷ 20 000 = 0,76, soit 76 % : un lavage trop court laisse près d’un quart des bactéries.
2. Le lavage de 40 secondes le réduit de % (au dixième).
   (20 000 − 240) ÷ 20 000 = 19 760 ÷ 20 000 = 0,988, soit 98,8 %.
3. Après un lavage de 40 secondes, la poignée reçoit fois moins de bactéries qu’après un lavage de 15 secondes.
   4 800 ÷ 240 = 20 : une friction assez longue (40 à 60 secondes selon l’OMS) entraîne beaucoup plus de bactéries.
4. Le lavage élimine surtout les bactéries de , parmi lesquelles se trouvent les pathogènes récupérés sur les objets.
   Les bactéries de passage : se laver les mains limite donc la transmission des infections, même si la peau n’est jamais stérile.

Après une friction, il reste 600 bactéries résidentes par cm² ; elles doublent toutes les 45 minutes (valeurs choisies).

1. En 3 heures, la population double fois.
   3 h = 180 min ; 180 ÷ 45 = 4 doublements.
2. Au bout de ces 3 heures, on compte bactéries par cm².
   600 × 2⁴ = 600 × 16 = 9 600 bactéries par cm².
3. Pour revenir au niveau d’avant la friction, 38 400 par cm², il faut encore doublements.
   38 400 ÷ 9 600 = 4 = 2² : encore 2 doublements.
4. Ces 2 doublements durent minutes.
   2 × 45 = 90 minutes : en 4 h 30 au total, les résidentes ont recolonisé la peau, qui n’est jamais stérile.