Facteur de croissance

En biologie, un facteur de croissance est une substance nécessaire à la croissance d'un organisme ou micro-organisme, par exemple :

Par extension, en alimentation animale, ils désignent aussi des antibiotiques utilisés (de manière controversée en raison des risques de généralisation de phénomènes d'antibiorésistance induits par ces pratiques[1],[2], et en raison de leur caractère parfois illégal ou caché) pour doper la croissance d'animaux d'élevages[3]. A titre d'exemple pour l'Europe, l'avilamycine, la Flavomycine, le lasalocide, le monensine, la salinomycine sont très utilisés au début des années 2000 à des doses d'environ 20 grammes par tonne d'aliment, alors que d'autres comme l'Avoparcine, la bacitracine, le carbadox, l'olaquindox, la spiramycine, la tylosine et la virginiamycine sont interdits (en Europe) depuis 1997-1998)[4].

Définitions

Chaque micro-organisme a des besoins en facteurs de croissance bien spécifiques. Cependant certains n'en ont pas ; ils se développent à partir d'éléments simples et se contentent donc d'un milieu minimum. D'autres ont besoin d'un milieu extrêmement riche pour survivre (bactéries dites « exigeantes »). Les bactéries qui ont un besoin en facteur de croissance sont dites auxotrophes. Celles qui se contentent de constituants de bases sont qualifiées de prototrophes.

Par exemple, Proteus vulgaris est auxotrophe vis-à-vis de l'acide nicotinique, car incapable de croître sur un milieu de culture n'en contenant pas. Contrairement à Escherichia coli qui peut se cultiver sur un tel milieu car elle est capable de synthétiser l'acide nicotinique, elle est prototrophe.

Les principaux facteurs de croissance sont les bases azotées, certains acides aminés (acides aminés essentiels) et les vitamines.

Tous les facteurs de croissances sont indispensables à des concentrations très faibles (quelques microgrammes). Cependant si la concentration est trop faible, la croissance bactérienne est limitée et la population n'atteindra pas son optimum. Le facteur de croissance est alors un facteur limitant.

Notion de milieu minimum

Un milieu minimum est un milieu comportant les éléments chimiques strictement nécessaires à la croissance bactérienne, sous une forme utilisable par des bactéries n'ayant pas d'exigence particulière.

  • Composition d'un milieu minimum :
    • Une source de carbone et d'énergie, généralement le glucose.
    • Une source de potassium et de phosphore : K2HPO4
    • Une source d'azote et de soufre : (NH4)2SO4
    • Une source de magnésium : MgCl2
    • Une source de calcium : CaCl2
    • Une source de fer : on emploie le citrate de fer (le citrate a pour rôle de maintenir le fer en solution)
    • Une source d'oligo-éléments : sels de Cu, Zn, Co, Ni, B, Ti
    • Une source d'eau, indispensable à toute forme de vie: on utilise l'eau distillée (« stérile »)
    • Un tampon pH : il permet de maintenir un pH correct voire optimum: KH2PO4 par exemple
  • En l'absence de l'un de ces composants, les bactéries ne se développent pas, car elles ne peuvent synthétiser ces produits.
  • C'est l'adjonction de facteur(s) de croissance approprié(s) qui conduit au développement de bactéries exigeantes en micro-éléments.

Exploitation

Les besoins en facteurs de croissance des bactéries étant bien connus, ils sont utilisés dans la composition des milieux de culture pour sélectionner ou valoriser un genre bactérien.

La croissance des bactéries étant proportionnelle à la concentration en facteur de croissance, on peut utiliser cette capacité pour réaliser un dosage microbiologique. Pour cela, il faut disposer d'une souche bactérienne auxotrophe au facteur de croissance que l'on cherche à doser, et d'une gamme d'étalonnage du facteur de croissance.

Notes et références
  1. Sanders, P. (2001). Résistance aux antibiotiques en pratique vétérinaire. Etat des lieux et mesures de prévention. Antibiotiques, 3(4), 225-232.(résumé)
  2. Sanders, P., Bousquet-Mélou, A., Chauvin, C., & Toutain, P. L. (2011). Utilisation des antibiotiques en élevage et enjeux de santé publique. INRA Productions animales, 24(2), 199-204.
  3. Corpet, D. E. (2000). Mécanismes de la promotion de croissance des animaux par les additifs alimentaires antibiotiques. Revue de Médecine Vétérinaire, 151(2), 99-104.
  4. Corpet, D. E. (2000). Mechanism of antimicrobial growth promoters used in animal feed. Revue de Médecine Vétérinaire, 151(2), 99-104.(résumé)
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