Zoologie 2me ESAS Partie 02 - Protozoaires PDF

I. Organisation structurale des protozoaires La cellule des protozoaires, constituant à elle seule un être autonome, remplit toujours les fonctions qui, chez les Métazoaires sont dévolues à des appareils variés, constituées de cellules différenciées. Dans la cellule unique des protozoaires, ces di...

I. Organisation structurale des protozoaires La cellule des protozoaires, constituant à elle seule un être autonome, remplit toujours les fonctions qui, chez les Métazoaires sont dévolues à des appareils variés, constituées de cellules différenciées. Dans la cellule unique des protozoaires, ces diverses fonctions s’exercent grâce à des organites variés, à fonction locomotrice (pseudopodes, flagelles et cils), squelettique (microtubules), digestive (cytostome, vacuoles digestives), excrétrice et osmorégulatrice (vacuoles contractiles), défensive (trichocystes). La taille des protozoaires est généralement microscopique certains parasites ont moins de 1 μm de diamètre. Beaucoup de protozoaires ont quelques dizaines de microns, mais les plus grands peuvent mesurer jusqu’à plusieurs centimètres. Le cytoplasme Le cytoplasme transparent, homogène est généralement incolore. La viscosité varie avec les espèces et les conditions ambiantes (température). Les observations au microscope électronique permettent de distinguer un endoplasme interne, fluide (sol), riche en enclaves et un ectoplasme périphérique hyalin, visqueux (gel) et élastique. Les deux composants peuvent passer d’un état à l’autre.  Les organites cytoplasmiques La membrane plasmique ou plasmalemme La membrane plasmique, lipoprotéique, est généralement mince, résistante et élastique. Cette membrane cytoplasmique peut être renforcée extérieurement par une enveloppe squelettique de nature variée, calcaire, siliceuse ou chitineuse, qui joue un rôle de protection contre les agressions et la déshydratation. Le chondriome est un élément constant. Les mitochondries dont la taille semble proportionnelle à celle du protozoaire possèdent des crêtes tubulaires, plus ou moins nombreuses. La présence de crêtes lamellaires semble assez exceptionnelle. Le réticulum endoplasmique est présent chez tous les protozoaires étudiés. Sous sa forme granulaire, il se présente sous l’aspect de saccules aplatis, simples ou ramifiés. L’appareil de golgi Chez les Sporozoaires, les Amibes, les Ciliés, il est représenté par plusieurs dictyosomes de taille variable dispersés dans le cytoplasme. Chez la plupart des Flagellés, l’appareil de Golgi généralement indivis, est désigné sous le terme de d’appareil parabasal, cet organite de grande taille est en relation avec un filament émanent du centrosome, le filament parabasal. Le centrosome : Limité en période d’interphase au centriole ou diplosome, est un organite constant et permanent qui occupe, à proximité du noyau, une position fixe. Le centrosome remplit des fonctions variées : - Il participe à la division mitotique de nombreux protozoaires en formant le fuseau achromatique. -Il se divise souvent en un grand nombre de granules dont les fonctions et les destinées sont différentes. L’un de ces granules représente le centrosome vrai et conserve la faculté de se diviser ; les autres deviennent de manière irréversible, les cinétosomes ou grains basaux ou corpuscules basaux : centrioles producteurs de cils ou de flagelles. Les vacuoles pulsatiles ou contractiles : sont des formations permanentes, occupant des positions fixes. La contraction de ces vacuoles expulse le contenu dans le milieu ambiant ou dans un réservoir en relation avec le milieu extérieur ; certaines ont un orifice permanent (nombreux ciliés). Les vacuoles pulsatiles sont présentes chez les flagellés et les ciliés. Au cours de la division cellulaire, la vacuole pulsatile persiste dans l’un des individus fils tandis qu’une nouvelle apparaît dans l’autre. Les vacuoles pulsatiles participent au rejet des déchets du métabolisme et la régulation de la pression osmotique. Le noyau : de forme très variable, limité par une membrane nucléaire nette, contient un ou plusieurs nucléoles, chez les ciliés, il existe 2 types de noyaux : Un volumineux et granuleux noyau, le macronucléus à fonction trophique et un noyau de dimensions réduites, micronucléus  I. Respiration et circulation Les protozoaires dépendent exclusivement de la diffusion pour la respiration et la circulation de l’oxygène et des éléments nutritifs. La pellicule doit donc être perméable ce qui empêche les protozoaires de coloniser les milieux terrestres à moins que l’air soit continuellement saturé d’humidité. Les protozoaires, comme tous les organismes aquatiques, font face à des problèmes lorsque la température de l’eau est élevée. En effet, les besoins d’oxygène augmentent avec un accroissement de la température. Cependant, la solubilité de l’oxygène dans l’eau diminue, lorsque la température augmente. Les hautes températures sont donc défavorables à leur survie.  I. Reproduction 1. Sexuée Ou gamogonie est la fusion de 2 gamètes haploïdes qui engendre un œuf ou zygote diploïde. Ce dernier subit une méiose pour passer au stade diploïde. La reproduction sexuée ou gamogonie est caractérisée par la fusion de 2 cellules sexuelles complémentaires ou gamètes, haploïdes. Cette fécondation engendre un œuf (ou zygote ou copula) diploïde. La méiose réalise le passage de la phase diploïde (diplophase) à la phase haploïde (haplophase) compensant ainsi les effets de la fécondation. La reproduction sexuée joue un rôle secondaire chez les Protozoaires dont la majorité se multiplie par voie asexuée (Flagellés, Amibes), Elle est inconnue dans plusieurs groupes (Amibes). Elle a le plus souvent la signification d’une rénovation de l’individu grâce au remaniement et au renouvellement partiel de sa garniture chromosomique.  1. Asexuée Les Protozoaires se multiplient le plus souvent par voie asexuée; certains recourent régulièrement ou dans certaines conditions de milieu à la reproduction sexuée. Enfin, certains parcourent des cycles complexes où alternent de manière régulière des phases de multiplication asexuée et des phases de reproduction sexuée.. La multiplication asexuée La multiplication asexuée ou agamogonie qui correspond à une fragmentation de l’individu comporte une ou plusieurs mitoses : la plasmotomie suit immédiatement la caryocinèse Elle peut se présenter sous plusieurs aspects. - La division binaire longitudinale (Flagellés) ou transversale (Ciliés) résulte d'une mitose simple. La mitose se distingue de celle observée chez les Métazoaires par : -la persistance fréquente de la membrane nucléaire -l’absence de fuseau ou l’existence d’un fuseau intranucléaire -la persistance et la fragmentation des nucléoles Les différents types de mitose semblent caractéristiques des différents groupes naturels de Protozoaires. - La division multiple ou schizogonie fait suite à des mitoses répétées ; le cytoplasme se découpe en autant de territoires que de noyaux-fils ce qui isole des schizozoïtes (ex : Sporozoaires). -Le bourgeonnement: un ou plusieurs bourgeons apparaissent à la surface ou dans une cavité de l’organisme parental, entraînent un appareil nucléaire complet puis se détachent et reforment chacun un individu complet.  1. Cycle biologique Cycle évolutif de Plasmodium falciparum Le cycle se déroule successivement chez l’Homme (phase asexuée chez l’hôte intermédiaire) et chez l’anophèle (phase sexuée chez l’hôte définitif) (figure 3). - Chez l’Homme, le cycle est lui-même divisé en deux phases de multiplication asexuée (schizogonie ou mérogonie) : - La phase hépatique, ou pré-érythrocytaire ou exo-érythrocytaire, qui correspond à la phase d’incubation, cliniquement asymptomatique ; - La phase sanguine, ou érythrocytaire, qui correspond à la phase clinique de la maladie. Phase exo-érythrocytaire Les sporozoaires inoculés par l’anophèle femelle (moustique) restent pendant une trentaine de minutes maximum dans la peau, la lymphe et le sang. Beaucoup sont détruits par les macrophages, mais certains parviennent à gagner les hépatocytes. Les sporozoites s’y transforment en de volumineux schizontes de 30 à 40um, forme multinucléée, qui se découpe et donne de très nombreux schizozoites ou mérozoites, qui sont libérés dans le sang. La schizogonie hépatique est unique dans le cycle, la cellule hépatique ne pouvant être infectée que par des sporozoïtes - Phase érythrocytaire Très rapidement, les schizozoïtes pénètrent dans les globules rouges, et prennent une forme amiboïde. Ils se nourrissent aux dépens de l’hémoglobine. Au terme de leur croissance ces schizozoïtes multiplient leurs noyaux et se découpent en autant de schizozoïtes. A ce stade, le globule rouge parasité, éclate libérant de 8 à 32 schizozoites qui pénètrent dans de nouvelles hématies. Le cycle de schizogonie dure 48 heures et peut se répéter plusieurs fois. Les schizozoites assurent la propagation du parasite dans le sang du paludéen, mais ils ne peuvent pas vivre en dehors de l’organisme de sorte que la maladie n’est pas contagieuse d’homme à homme. Après un certain nombre de cycles érythrocytaires, certains schizozoites, se transforment en gamétocytes ou gamontes à potentiel mâle ou femelle, qui passent dans le sang périphérique, mais leur évolution, chez l’homme s’arrête à ce stade. La gamogonie ne peut se poursuivre que chez le second hôte, la femelle du genre Anophèle. Chez la femelle du genre Anophèle; la reproduction sexuée ou gamogonie Lorsqu’une une femelle du genre Anophèle pique un malade paludéen et absorbe son sang, les globules rouges sont digérés, ainsi que les schizozoites, mais les gamétocytes restent intacts. Le gamétocyte femelle se transforme en un volumineux gamète femelle, sphérique ou macrogamète. Le gamétocyte mâle multiplie son noyau et forme par perlage 4 à 6 gamètes mâles, uninucléés, aflagellés, serpentiformes, les microgamètes. La fécondation a lieu dans le mésenteron de l’Anophèle. La cellule-œuf ou oocinète traverse l’épithélium intestinal et se place entre cet épithélium et l’enveloppe péritonéale qui, distendue, fait saillie dans la cavité hémocoelienne et s’enkyste et subit une réduction chromatique, puis les mitoses et engendre de nombreux sporozoites (10 000) uninucléés, filiformes, qui rapidement gagnent les glandes salivaires de l’hôte, l’Anophèle. Lorsque la femelle infestée pique un homme, elle injecte les sporozoites avec sa salive anticoagulante. La durée de la phase sexuée est, à 25c°, de 20 jours pour Plasmodium falciparum.  VI. Formes de résistance Les Protozoaires s’enkystent dans certaines conditions défavorables : dessiccation progressive, pullulation appauvrissement des éléments nutritifs, variations de température ou pH, Le retour des conditions favorables permet l’ouverture du kyste et le Protozoaire reprend une vie active. La dessiccation progressive, la pullulation, l’appauvrissement des éléments nutritifs, la surcharge en substances de déchet, la variation de la température ou du pH sont des conditions défavorables, voir même néfastes aux Protozoaires. Certaines formes échappent par enkystement à ces conditions adverses ; ce processus est caractérisé par, la lyse des organites spécialisés (fibrilles, plaques squelettiques, flagelles, cils), la déshydratation poussée du cytoplasme, la sécrétion d’une coque protectrice épaisse, peu perméable, le ralentissement des échanges métaboliques. Ces kystes, généralement arrondis, supportent les conditions défavorables et peuvent assurer la propagation des espèces notamment chez les formes parasites. Le retour des conditions favorables permet l’ouverture du kyste et le Protozoaire reprend une vie active. La germination des kystes est fréquemment accompagnée d’une multiplication asexuée (ex : Amibes parasites) et de la libération de plusieurs individus. De même, des phénomènes sexuels peuvent avoir lieu à l'occasion de l'enkystement ou du dékystement (Sporozoaires).  VII. Ecologie Les protozoaires parasites causent de nombreux problèmes aux organismes qu’ils infectent. La malaria ou paludisme est l’une des maladies les plus répandues dans le monde et affecte toujours des millions des êtres humains. La maladie du sommeil, causée par les trypanosomes transmis par la mouche tsé-tsé. Certains flagellés aquatiques produisent des toxines qui peuvent causer la mort des poissons. Les mollusques filtreurs, comme les moules et les huîtres, peuvent ingérer de grandes quantités de ces flagellés sans être affectés. Toutefois les toxines accumulées peuvent causer des intoxications sévères chez les consommateurs des fruits de mer.  VIII. Systématique des Protozoaire 1. phylum des Sarcomastigophores Sous phylum des Sarcodina Sous phylum des mastigophores flagellés Super classe des Rhizopodes Super classe des Actinopodes Classe des Zoomastigophores membrane ondulante Sous classe des Foraminifères flagelle 2. Phylum/ Embranchement des Apicomplexes noyau cytoplasme 3. Phylum/ Embranchement des Ciliophores extrémité antérieure Kinotoplaste flagelle libre extrémité postérieure Fig. 6 – Schéma d’un flagellé  VIII. Systématique des Protozoaire 1. phylum des Sarcomastigophores Sous phylum des Sarcodina Sous phylum des mastigophores flagellés Super classe des Rhizopodes Super classe des Actinopodes Classe des Zoomastigophores Sous classe des Foraminifères Phylum1 – Sarcomastigophora Ils présentent soit des flagelles, pseudopodes, les flagelles et les pseudopodes à la fois. Sous/Phyllum1 – Mastigophora Se caractérisent par la présence de flagelles. - Classe des Zoomastigophorea Présence dans leur cycle un ou plusieurs flagelles. Ils comportent des formes libres, des formes parasites, et des formes symbiotes. Ordre des Kinetoplastida ‘’Trypanosomides’’ : A un seul flagelle dirigé vers l’avant, est relié à la masse cytoplasmique par une membrane ondulante. Phylum1 – Sarcomastigophora - Sous/Phyllum1 : Mastigophora - Classe des : Zoomastigophorea - Ordre des : Kinetoplastida - Espèces : Trypanosoma gambiense Espèces : Trypanosoma gambiense : L’agent de la maladie du sommeil dans l’Afrique tropicale et équatoriale transmis par la mouche tsé tsé (Glossina palpalis). *. Trypanosoma brucei Il provoque la naga, maladie redoutable des équidés africains. *. Trypanosoma evansi Agent de la surra des équidés et du débab des dromadaires. *. Leishmania donovani Leishmaniose viscérale (Kala-Azar, Maladies noire). *. Leishmania tropica : Agent du Bouton d’orient (Bouton de Biskra). Sous-phyllum 2 – Sarcodina Pseudopode Membrane cytoplasmique Corps déformable, capable d’émettre des expansions cytoplasmiques Noyau Endoplasme ‘’pseudopodes’’ Intervenant dans le déplacement et la phagocytose. Pseudopode rétracté Vacuole contractile Il existe des formes libres ou parasites. Vacuole Ectoplasme Super-classe : Rhisopoda digestive Figure 8 - Amoeba proteus Présence des pseudopodes locomoteurs et préhensiles. Leur classification est fondée sur : - Absence ou présence d’1 coquille externe et - Morphologie des pseudopodes (lobés, digités, filiformes,…) Espèces : Amoeba proteus (l’amibe protée). forme d’eau douce (500µ).Vit à la surface de la vase des eaux stagnantes et dans la terre humides. Amibe polymorphe, sphérique, émet des Pseudopodes. Entamoeba histolytica Parasite de l’intestin de l’homme. Elle existe sous deux formes 1.- Forme végétative mobile : forme hématophage et forme minuta. 2.- Forme kystique : résistants en particulier au suc gastriques, sont rejetés avec les excréments qui souillent l’eau et les aliments. Sous-phyllum 2 – Sarcodina Super-classe : Actinopoda * Existence de formes libres avec de fins pseudopodes rayonnants non locomoteurs, et de flagelles rigides. * Animaux marins. Espèce : Actinolophus pedunculatus  Embranchement 02 ; Apicomplexes Phylum : Apicomplexa Ils sont caractérisés à l'échelle ultrastructurale, par la présence d'un complexe apical, formé d'annaux polaires, absence de cils. Sexualité par syngamie. Toutes les espèces sont parasites. Classe: Sporozea Les sporozoaires sont des protozoaires parasites haplobiontiques, monoxènes ou hétéroxènes. Leur reproduction est très active et présente des phénomènes sexuels nets. Leur cycle de développement débute toujours par un stade vermiforme, le sporozoite, qui pénètre dans la cellule-hôte grossit considérablement, divise son noyau plusieurs fois, puis se divise en éléments uninucléés, les schizozoites, à l'origine des gamontes. Le zygote subit immédiatement, la réduction chromatique. L’oocyste est à l’origine des sporozoites. Dépourvus de structures de locomotion à l’état adulte, ces organismes se déplacent par glissement. Absence de pseudopodes ou interviennent que dans le processus de prise alimentaire. Parasites, haploïdes, dépourvus d’organite locomoteur. Les gamètes ♂ sont biflagellés. Classe 1 – Sporozoea Leur reproduction est très active et présente des phénomènes sexuels nets Sous/Classe – Coccidia : immobiles à l’état végétatif, parasites d’arthropodes, d’annélides et de vertébrés. Leur cycle présente, en alternance, une phase de gamogonie et une phase de schizogonie Plasmodium falciparum (Paludisme).  Embranchement 03 des Ciliophores Ciliophora Les Ciliés sont des protozoaires, qui, à un stade de leur cycle de vie, possèdent des cils, structure qui sert à la motilité. Les Ciliés sont, aussi les seuls protozoaires à avoir deux types de noyau : Le micronoyau (micronucléus) qui ne sert que pour l’héritage génétique et la reproduction sexuelle et le macronoyau (macronucléus) qui sert à la production d’ARNm et divers aspects de la croissance et du fonctionnement cellulaire. Les plus connus et les plus répandus des Ciliés sont probablement ceux appartenant au genre Paramecium. La plupart des Ciliés obtiennent leur nourriture en ingérant la matière particulaire, grâce à une région orale spécifique, sorte de bouche, appelée péristome, connectée, au cytostome sorte d’œsophage. Une fois à l’intérieur de la cellule, les particules de nourriture transitent par le cytostome pour aller dans le cytoplasme où elles sont enfermées dans une vacuole, structure, riches en enzymes digestives. En plus des cils, beaucoup de Ciliés ont des trichocystes. Ces filaments longs et fins, contractiles, sont ancrés sous la surface de couche extérieure de la cellule. Chez les Ciliés prédateurs, ces trichocystes s’accrochent à la proie et la paralysent avant qu’elle ne soit ingérée, et sont déchargés lorsque un prédateur touche au Cilié. La plupart des ciliés sont des formes libres.