La morphologie bactérienne fait référence à la taille, la forme et l’arrangement des cellules bactériennes. Avec les caractéristiques de coloration et les tests biochimiques, les traits morphologiques sont fondamentaux pour l’identification et la classification initiales des isolats bactériens en microbiologie clinique et environnementale.
Formes Cellulaires
Les bactéries présentent plusieurs formes cellulaires distinctes. Les coques sont des cellules sphériques ou ovoïdes dont les arrangements comprennent les diplocoques (paires, ex. Neisseria meningitidis), les streptocoques (chaînes, ex. Streptococcus pyogenes), les staphylocoques (amas, ex. Staphylococcus aureus), les tétrades (groupes de quatre) et les sarcines (cubes de huit). Les bacilles sont des cellules cylindriques en forme de bâtonnet avec des rapports longueur-largeur variables, disposés en bacilles simples (ex. Escherichia coli), diplobacilles (paires) ou streptobacilles (chaînes, ex. Bacillus cereus). Les spirilles sont des bactéries spiralées rigides, généralement mobiles avec des flagelles polaires (ex. Spirillum volutans). Les vibrions sont des bâtonnets courbes ou en forme de virgule (ex. Vibrio cholerae), tandis que les spirochètes sont des bactéries hélicoïdales flexibles avec des flagelles internes (filaments axiaux) pour la motilité (ex. Treponema pallidum, Borrelia burgdorferi).
Arrangements Cellulaires
Le plan de division cellulaire détermine l’arrangement. Les coques se divisant dans un plan forment des chaînes ; se divisant dans deux plans perpendiculaires forment des tétrades ; se divisant dans trois plans forment des sarcines ; et se divisant de manière irrégulière forment des amas. Les bactéries pléomorphes (ex. Mycoplasma, Corynebacterium) présentent des formes variables selon les conditions de croissance. Les bactéries filamenteuses (ex. Streptomyces, Nocardia) forment des filaments ramifiés ressemblant à des hyphes fongiques.
Taille Cellulaire
La plupart des bactéries mesurent de 0,5 à 5 µm de longueur, environ 10 à 100 fois plus petites que les cellules eucaryotes. Les plus petites bactéries connues (Mycoplasma genitalium) mesurent 0,2–0,3 µm, tandis que les plus grandes (Epulopiscium fishelsoni) peuvent atteindre 600 µm, visibles à l’œil nu. La taille affecte l’absorption des nutriments (rapport surface/volume), les taux de diffusion et la sensibilité à la prédation.
Coloration de Gram et Classification de la Paroi Cellulaire
Les bactéries Gram-positives ont une épaisse couche de peptidoglycane, se colorent en violet et comprennent Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus, Clostridium et Lactobacillus. Les bactéries Gram-négatives ont une fine couche de peptidoglycane avec une membrane externe, se colorent en rose ou rouge et comprennent Escherichia, Pseudomonas, Salmonella, Neisseria et Helicobacter. Les bactéries acido-alcoolo-résistantes comme Mycobacterium et Nocardia ont des parois cellulaires cireuses d’acide mycolique, se colorent avec la carbolfuchsine et résistent à la décoloration par l’alcool-acide.
Techniques de Coloration Spécialisées
La coloration de la capsule utilise la coloration négative à l’encre de Chine pour visualiser les capsules polysaccharidiques entourant les cellules bactériennes (ex. Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pneumoniae). La coloration des flagelles utilise un mordant pour épaissir les flagelles, les rendant visibles au microscope optique pour l’évaluation de la motilité. La coloration des spores (méthode de Schaeffer-Fulton) utilise le vert de malachite pour colorer les endospores en vert et la safranine pour contre-colorer les cellules végétatives en rose. La coloration acido-alcoolo-résistante (Ziehl-Neelsen) force la carbolfuchsine dans la paroi cellulaire par la chaleur, après quoi les cellules résistent à la décoloration par 3% de HCl dans l’éthanol.
Morphologie des Colonies
La morphologie des colonies sur gélose solide comprend la taille, la forme (circulaire, irrégulière, rhizoïde), le bord (entier, ondulé, filiforme, enroulé), l’élévation (plate, surélevée, convexe, ombonée), la texture de surface (lisse, rugueuse, mucoïde), la couleur, l’opacité et l’odeur. L’hémolyse sur gélose au sang est catégorisée en α-hémolyse (décoloration verte, hémolyse partielle), β-hémolyse (zone claire, hémolyse complète) ou γ-hémolyse (pas d’hémolyse). La morphologie des colonies combinée à la coloration de Gram est la première étape de l’algorithme d’identification pour les isolats cliniques.
Identification Biochimique
Le test à la catalase différencie Staphylococcus (positif) de Streptococcus (négatif). Le test à l’oxydase différencie Neisseria et Pseudomonas (positif) des Enterobacteriaceae (négatif). Le test de la coagulase distingue Staphylococcus aureus (positif) des autres staphylocoques. Les bandelettes API et les systèmes automatisés tels que VITEK et MALDI-TOF MS fournissent une identification biochimique rapide et complète.
