CHAPITRE 4
PARTIE B / Microorganismes et santé
Chapitre 4 : AGENTS PATHOGÈNES ET MALADIES VECTORIELLES INFECTIEUSES
Diffusion - 24 Quizz 1 agents pathogènes ouverte du 12/04/24 de 13h10 à 17h05
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BO
Certaines maladies causées par des agents pathogènes sont transmises directement entre êtres humains ou par le biais d’animaux tels que les insectes (maladies vectorielles). Les agents pathogènes (virus, certaines bactéries ou certains eucaryotes) vivent aux dépens d’un autre organisme, appelé hôte (devenu leur milieu biologique), tout en lui portant préjudice (les symptômes). La propagation du pathogène se fait par changement d’hôte. Il exige soit un contact entre hôtes, soit par le milieu ambiant (air, eau), soit un vecteur biologique qui est alors l’agent transmetteur indispensable du pathogène (il assure la maturation et/ou la multiplication du pathogène). Le réservoir de pathogènes peut être humain ou animal (malade ou non). La propagation peut être plus ou moins rapide et provoquer une épidémie (principalement avec des virus). La connaissance de la propagation du pathogène (voire, s’il y en a un, du vecteur) permet d’envisager les luttes individuelles et collectives. Les comportements individuels et collectifs permettent de limiter la propagation (gestes de protection, mesures d’hygiène, vaccination, etc.). Le changement climatique peut étendre la transmission de certains pathogènes en dehors de leurs zones historiques.
Les maladies émergentes
Comment expliquer l’apparition de nouvelles maladies ? Modification du climat, mondialisation des échanges, augmentation de la population humaine, déforestation, multiplication des contacts entre l’homme et l’animal... les facteurs à l’œuvre sont nombreux. Pour Antoine Flahault, épidémiologiste, c’est à la convergence de causes à la fois sociales, économiques et environnementales, qu’il faut chercher les raisons de leur émergence…
Tous les microorganismes ne sont pas pathogènes.
Parmi ces microorganismes, on distingue des agents pathogènes responsables d’une série de modifications du fonctionnement de l’organisme que l’on appelle communément « maladie infectieuse ».
Si ces agents sont pathogènes, c'est qu’ils ne vivent habituellement pas dans notre organisme.
Nous allons les trouver dans ce que l’on nomme des réservoirs (entités assurant la conservation d’un agent pathogène biologique et sa fourniture au sujet réceptif).
Les réservoirs peuvent être un milieu ambiant (sol, eau) ou bien un milieu biologique (humain malade de manière chronique ou animal malade ou porteur sain).
Les agents pathogènes changent d'hôte et peuvent nous atteindre : c'est la propagation.
La moindre blessure ou irritation correspond à une porte ouverte à la contamination.
Pour cela, ils franchissent les barrières naturelles de notre organisme, première ligne de défense contre les agents pathogènes :
la peau, barrière hermétique renforcée par les poils et la présence d’un ensemble de microorganismes symbiotiques appelé microbiote
les muqueuses renforcées par une épaisse couche de mucus, des cils et parfois des sécrétions acides (appareil digestif, appareil reproducteur) dont l’objectif est de limiter la survie de microorganismes indésirables.
Lors de la contamination, l'agent pathogène se développe aux dépens de l'organisme hôte qui devient alors son milieu biologique.
Le cycle de vie des agents pathogènes peut ainsi inclure un ou plusieurs hôtes.
Quand l’infection se déclenche, le système immunitaire se met en route et cherche à éliminer l’agent pathogène. L’individu infecté peut-être sujet à de nombreux symptômes (modification du fonctionnement de l’organisme) qui peuvent être préjudiciables voir mortels.
Il arrive que l’infection soit asymptomatique : l’individu peut alors être porteur sain. Ces porteurs sains peuvent constituer un réservoir pour le pathogène.
I. Les microorganismes à l'origine des maladies infectieuses :
A) les virus qui ne sont pas considérés comme des êtres vivants qui mesurent en général entre 10 et 100 nanomètres.
Ne possédant pas de structure cellulaire, ils sont incapables de se multiplier seuls et pour ce faire vont détourner la machinerie cellulaire à leur profit. Ce sont donc obligatoirement des parasites intracellulaires
Le cas du coronavirus in englisch in the text ;) but it's translated plus loin
Les coronavirus sont des virus à ARN très répandus chez les mammifères et les oiseaux. Leur nom provient de la conformation des spicules* qui recouvrent les particules virales, leur donnant un aspect de couronne.
Raj and colleagues have identified the cell-surface protein DPP4 as the receptor for hCoV-EMC, a new coronavirus that causes severe respiratory infections in humans. DPP4 is expressed on non-ciliated cells in the human airway. The virus is also able to use the homologous protein in bats for infection, which suggests that direct and reversible transmission of the virus between bats and humans may occur (although transmission through an intermediate host remains a possibility). By contrast, another pathogenic coronavirus (SARS-CoV), which binds to the ACE2 receptor on ciliated airway cells, probably cannot be transmitted directly and is likely to have jumped from bats to humans through evolutionary processes in intermediate hosts, such as civet cats. Open arrows indicate putative routes of transmission, crosses indicate evidence against transmission and a question mark indicates speculation on transmission
Raj et ses collègues ont identifié la protéine de surface cellulaire DPP4 comme le récepteur de hCoV-EMC, un nouveau coronavirus qui provoque de graves infections respiratoires chez l'homme. Le DPP4 (une protéine de surface) est exprimé (=produit puis inséré) sur les cellules non ciliées des voies aériennes humaines. Le virus est également capable d'utiliser la protéine homologue (le même DPP4) chez les chauves-souris, ce qui suggère qu'une transmission directe et réversible du virus entre les chauves-souris et les humains peut se produire (bien que la transmission par un hôte intermédiaire reste une possibilité). En revanche, un autre coronavirus pathogène (SARS-CoV), qui se lie au récepteur ACE2 sur les cellules des voies respiratoires ciliées, ne peut probablement pas être transmis directement et est susceptible d'avoir sauté des chauves-souris à l'homme par le biais de processus évolutifs chez des hôtes intermédiaires, tels que les civettes. Des flèches indiquent des voies de transmission présumées, des croix indiquent des preuves contre la transmission et un point d'interrogation indique une spéculation sur la transmission.
B) les bactéries, cellules procaryotes, mesurant de 1 à 10 µm, peuvent être soit intra, soit extracellulaires.
Celles-ci se multiplient par division cellulaire et présentent donc une courbe de croissance exponentielle de leur population. On les observe soit dans les cellules, soit entre les cellules
C) les champignons, organismes eucaryotes, soit uni, soit pluricellulaires, ont une taille qui varie de 10 µm pour les levures à plusieurs centimètres pour les champignons filamenteux.
D) les organismes animaux eucaryotes qui peuvent être soit unicellulaires comme les amibes mesurant entre 1 µm à 5 mm, soit encore pluricellulaires comme les vers (1 mm à 20 m pour le ténia), des acariens (200 µm) ou encore des insectes comme les poux (de 0,2 à 0,3 cm).
Poux ci-dessus
Acarien ci-contre.
Tête de tænia (vers solitaire) ci-contre observée au microscope (grossissement x40) sur laquelle on distingue une série de crochets et 4 ventouses pour se fixer
II. La propagation des agents pathogènes
Les agents pathogènes se propagent dans l’environnement et peuvent nous atteindre.
A) la transmission directe
Celle-ci peut s’effectuer par l’intermédiaire du milieu ambiant :
la terre peut transmettre par exemple le bacille tétanique
l’air peut véhiculer des micros gouttelettes de salive séchée contenant des virus comme celui de la varicelle ou du Covid 19
l’eau, si elle est souillée par des excréments, peut contenir des bactéries de type Escherichia coli responsables de violentes diarrhées.
Ci-contre un éternuement et les particules projetées.
Mais la transmission peut aussi s’effectuer par contact direct entre un hôte contaminé et un hôte sain :
Les mains sont la principale zone de contact entre humains et peuvent porter de nombreuses Escherichia coli, notamment en cas de manquement à l’hygiène.
Les contacts avec les sécrétions sexuelles ou le sang peuvent transmettre de nombreux virus comme celui du VIH.
Dans le cas de l’infection au VIH, on observe une phase dite de latence pouvant durer plusieurs années et durant laquelle le système de défense arrive à contenir (ralentir) l’infection sans pour autant éliminer les virus : l’individu reste alors contagieux. Cependant, au bout de six à huit ans (sans traitement) le système immunitaire de l’individu séropositif (contaminé par le virus) ne ralentira plus l’infection et ne sera plus efficace contre aucun autre agent pathogène. Des maladies opportunistes vont alors apparaître : c’est la phase SIDA (Syndrome de l’ImmunoDéficience Acquise).
La phase SIDA apparaît, car la cellule-cible du VIH est un lymphocyte T (le LT4) qui est une cellule importante pour la coordination des défenses immunitaires. Or, en se multipliant à l’intérieur de ces cellules, le virus provoque la mort de celles-ci. Ainsi, sans ces lymphocytes en quantité suffisante, les autres cellules de défense ne peuvent s’organiser et le système devient moins efficace.
B) la transmission vectorielle
La transmission peut également s’effectuer par l’intermédiaire de vecteurs dont on distingue trois catégories :
des vecteurs passifs comme par exemple des vêtements souillés (Gale)
des vecteurs biologiques dans lesquels se réalise une multiplication à l’identique de l’agent sans transformation de celui-ci. On peut citer le cas des mammifères canidés vecteurs du virus de la rage ou encore les moustiques vecteurs des virus de la dengue et du chikungunya.
des hôtes intermédiaires dans lesquels il y a transformation et reproduction du parasite. Les mammifères sont capables de transmettre des formes intermédiaires de parasite et on peut citer le cas du bœuf pouvant transmettre le ténia ou encore le mouton pouvant transmettre un ver du foie, la douve. On peut citer également des insectes piqueurs comme la mouche tsé tsé à l’origine de la transmission d’un organisme unicellulaire parasite, le trypanosome, responsable de la maladie du sommeil, ou encore le moustique transmettant également un unicellulaire parasite responsable du paludisme et appelée Plasmodium falciparum.
Aujourd’hui 80% de la population mondiale est menacée par une maladie à transmission vectorielle. Au total, les principales maladies à transmission vectorielle tuent plus de 700 000 personnes par an, les populations des régions tropicales et subtropicales défavorisées sont les plus exposées. D’autres maladies à transmission vectorielle comme l’encéphalite à tiques sont un sujet d’inquiétude grandissant dans les régions tempérées.L’urbanisation rapide non planifiée, les augmentations massives des voyages et du commerce à l’échelle internationale, la modification des pratiques agricoles et d’autres évolutions environnementales accélèrent la propagation des vecteurs à l’échelle mondiale, ce qui met en danger de plus en plus de gens. Les personnes malnutries et celles dont le système immunitaire est affaibli sont particulièrement exposées. L’action contre les vecteurs s'inscrit dans plusieurs objectifs du développement durable, par exemple en distribuant de l’eau assainie à plus d’individus.
III. Des moyens de lutte
On appelle prophylaxie l’ensemble des méthodes qui visent à protéger d’un individu ou des populations contre la propagation d’un agent pathogène. Un traitement prophylactique vise à prévenir l'apparition d'une maladie, tandis qu'un traitement curatif permet de guérir d'une maladie contractée.
A ) Dans un premier temps, elle vise à prévenir l’apparition de l’agent au sein d’une population. Pour ce faire il est nécessaire d’étudier à la fois l’hôte, le vecteur et l’agent. Ceci permet de mettre en place des traitements efficaces, des vaccins. Une grande campagne de vaccination a été efficace pour éradiquer la rage en Europe.
Cela permet également d’agir au niveau environnemental quand il s’agit de vecteurs animaux comme par exemple des désinsectisations dans le cadre du traitement collectif du chikungunya ou de la dengue. Le changement climatique peut étendre la zone à risque de certaines maladies. Par exemple, le territoire du moustique anophèle, vecteur du paludisme, s'étend à de nouvelles zones plus chaudes.
B) Dans un deuxième temps la prophylaxie consiste à limiter la propagation de l’agent. Pour cela les autorités ont pour devoir d’éduquer les populations en incitant celles-ci à se vacciner, à renforcer leurs gestes d’hygiène et encourager l’utilisation de moyens de protection (gants, masques, moustiquaires, vêtements longs, préservatif… moyens dépendant de l’agent concerné). Les moyens utilisés mis en œuvre pour cette prévention dépendent très nettement du niveau de richesse du pays concerné
Les autorités peuvent également mettre en place des dépistages, imposer des quarantaines afin d’éviter la propagation de l’agent ou la contamination de vecteurs jusqu’à présent sains.
Enfin la prophylaxie consiste également à limiter l’aggravation par des traitements appropriés et des soins palliatifs le cas échéant (soulagement de la douleur).
Séquences nucléiques et protéiques, phylogénies, structures spatiales du Coronavirus
Pourquoi le port du masque chirurgical pourrait freiner l’épidémie
Des chercheurs de l'Université du Maryland et de l'Université de Hong Kong viennent de montrer que le port d’un masque chirurgical pourrait limiter grandement la propagation des coronavirus humains saisonniers. Si on savait que leur transmission se fait via les gouttelettes excrétées par la toux ou les éternuements, leur étude montre qu’elle peut également se faire par la diffusion dans l’air de minuscules gouttelettes aérosolisées, soit par la simple inspiration du souffle d’une personne infectée à proximité, qu’elle présente ou non des symptômes. Or, en comparant chez des personnes infectées l’ARN de virus exhalé avec et sans masque chirurgical, les chercheurs américains et chinois ont constaté que son utilisation a significativement réduit la quantité d’ARN viral détectable dans les aérosols et, dans une moindre mesure, dans les gouttelettes respiratoires.
Bien que leurs travaux aient eu lieu avant l’épidémie de Covid-19, les chercheurs soulignent que le SARS-CoV-2 et les coronavirus saisonniers sont très proches et ont une taille similaire. Selon eux, le port du masque chirurgical pourrait ainsi contribuer à ralentir la propagation du SARS-CoV-2.
IV. La prévalence
L'épidémiologie est la science qui étudie au sein des populations la fréquence et la répartition des problèmes de santé au cours du temps ainsi que le rôle des facteurs qui les déterminent.
Les études épidémiologiques utilisent deux notions pour caractériser l'état de santé d'une population.
Prévalence : nombre de cas d'une maladie donnée à un moment donné dans une population.
Incidence : nombre de nouveaux cas d'une maladie donnée pendant une période donnée dans une population
Si la prévalence est locale et que le nombre de cas est stable au cours des années, on parlera d’endémie.
Si au contraire le nombre de cas augmente sur un territoire donné, on parlera d’épidémie.
Si l’épidémie s’étend aux territoires voisins et finit par toucher le monde entier, on parlera de pandémie.
BILAN :
Pour vous entraîner ...
Mais tous les micro-organismes ne sont pas pathogènes. On appelle microbiote, l’ensemble des micro-organismes qui vivent sur et dans le corps d’un hôte. On va distinguer le microbiote de la peau, le microbiote digestif (microbiote buccodentaire et microbiote du tractus digestif) ainsi que le microbiote vaginal
Regardez la vidéo suivante :
Agents pathogènes – SVT – SANTÉ 2nde –
Mathrix Lien :
https://www.youtube.com/watch?v=H__3zkpFEyE
Les micro-organismes sont des organismes qu’on ne peut pas voir à l’œil nu.
1) Quels sont les différents types de micro-organismes ?
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Ils sont obligatoirement intracellulaire pour survivre, cela signifie que pour survivre ils doivent pénétrer dans une cellule
Dans le cas du COVID-19 ne peut pas survivre sur les objets très longtemps, pour se multiplier et survivre il doit infecter une personne, entrer dans ses cellules et plus précisément dans les cellules pulmonaires c’est-à-dire des poumons.
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(une croissance exponentielle cela signifie qu’elles vont se multiplier très vite).
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Souvenez-vous (rappels de ce que l’on a vu cette année) :
Les organismes procaryotes comme les bactéries n’ont pas de noyau et les organismes eucaryotes possèdent un noyau et d’autres compartiments à l’intérieur de la cellule.
Les organismes unicellulaires sont constitués que d’une seule cellule et les organismes pluricellulaires sont constitués de plusieurs cellules organisées en organes.
2) Complétez le document suivant :
Micro-organismes vivant obligatoirement à l’intérieur de nos cellules :
Micro-organismes pouvant vivre à l’intérieur de nos cellules ou à l’extérieur :
Micro-organismes vivant obligatoirement à l’extérieur de nos cellules (par exemple sur notre peau ou sur nos muqueuses*) :
3) Comment appelle-t-on les microorganismes qui nous colonisent mais nous aident à vivre ?
4) Comment appelle-t-ton les microorganismes qui provoquent chez nous des maladies ?
Un réservoir à agents pathogènes est une entité (un endroit ou un être vivant) qui assure la conservation d’un agent pathogène (c’est-à-dire qui stocke l’agent pathogène) et sa fourniture au sujet réceptif (c’est-à-dire qui le transmet à un être vivant qui peut lui tomber malade).
5) Quels sont les différentes catégories de réservoirs à pathogènes ?
- milieu
comme par exemple ou
- milieu
comme par exemple ou
Dans le cas du COVID-19, les chauves-souris et le pangolin sont des réservoirs. N’hésitez pas à regarder sur internet à quoi ressemble le Pangolin et à lire cet article :
https://www.futura-sciences.com/sante/actualites/coronavirus-pangolin-source-coronavirus- proches-sars-cov-2-79290/
Un porteur sain est un être vivant qui peut avoir le microorganisme pathogène en lui mais qui n’est pas malade.
Même si cela est très rare de voir des humains porteurs sains dans le cas du COVID-19 certaines personnes sont porteurs sains, la plupart des enfants par exemple.
Les agents pathogènes se propagent dans l’environnement et peuvent nous atteindre. La contamination correspond à l’envahissement d’un organisme vivant par un micro-organisme. Notre corps possède des remparts pour éviter cette contamination.
6) Comment s’effectue la transmission ?
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Dans le cas du COVID-19 la transmission s’effectue par l’air via des microgouttelettes qui sont libérées lorsqu’un malade éternue, c’est-pourquoi il est recommandé de porter un masque pour ne pas contaminer les autres si vous êtes malade (les soignants portent un masque particulier dit FFP2 qui filtre l’air inspiré et empêche donc d’être contaminé) et par contact avec un malade ou avec un objet recouvert de projections d’un malade, c’est pourquoi il faut se laver les mains avec de l’eau et du savon ou avec une solution hydro alcoolique.
Dans la vidéo, c’est le VIH (le Virus de L’Immunodéficience Humaine) qui provoque la maladie appelée SIDA pour Syndrome de l’Immuno Déficience Humaine qui vous est présenté.
Le COVID-19 est un virus qui agit de façon similaire, il pénètre dans les cellules pulmonaires et va injecter son matériel génétique à la cellule pulmonaire infectée puis l’obliger à fabriquer ses constituants. C’est ainsi que la cellule pulmonaire infectée va produire des milliers de virus et va mourir. Les cellules pulmonaires permettent le passage de l’air (et en particulier du dioxygène) depuis les poumons vers le sang ainsi la mort de ces cellules provoque une détresse respiratoire c’est-à-dire des difficultés à respirer ce qui nécessite l’usage dans les cas graves d’un respirateur.
La transmission des agents pathogènes peut donc s’effectuer par l’intermédiaires de vecteurs.
7) Quelles sont les trois catégories de vecteurs ?
- comme par exemple des vêtements souillés ;
- dans lequel il y aura transformation et reproduction du parasite ;
- qui ne font que transporter et transmettre l’agent en lui permettant simplement de se multiplier sans se transformer (c’est le cas du virus de la rage par exemple dans les chiens ou encore des virus de la dengue ou du chikungunya dans les moustiques).
Suite à la contamination il va y avoir une période d’incubation pendant laquelle l’agent se multiplie et où l’individu contaminé est asymptomatique (c’est-à-dire qu’il ne présente pas de symptôme) et non contagieux.
Quand l’infection se déclenche, le système immunitaire se met en route et cherche à éliminer l’agent pathogène. L’individu infecté peut-être sujet à de nombreux symptômes (c’est- à-dire des modifications du fonctionnement de l’organisme) qui peuvent être préjudiciables (c’est-à-dire qui vont nous gêner) voir mortels. Il arrive que l’infection soit asymptomatique : l’individu peut alors être porteur sain.
Dans le cas du COVID-19 certaines personnes sont porteurs sains, la plupart des enfants par exemple.
La prophylaxie est l’ensemble des méthodes qui visent à protéger un individu ou des populations contre la propagation d’un agent pathogène.
8) Quelles sont les trois grandes méthodes de prophylaxie ?
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On va donc étudier l’hôte (l’être vivant qui tombe malade), le vecteur (l’être vivant qui transmet la maladie) et l’agent (le micro-organisme pathogène).
On va pouvoir ainsi, mener des actions sur l’environnement et anticiper les changements climatiques.
9) Citez deux actions environnementales menées pour lutter contre la propagation du paludisme :
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10) Expliquez comment le réchauffement climatique contribue à ce que certaines maladies apparaissent dans des zones où elles n’existaient pas auparavant (citez un exemple).
On va étudier le cycle évolutif de l’agent c’est-à-dire son cycle de vie de façon à mettre en place des traitements efficaces et des vaccins qu’on utilisera au moment opportun de ce cycle.
11) Dans quel but est-il important d’éduquer les populations ?
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12) Comment peut-on limiter la propagation d’un agent pathogène ?
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Connaissez-vous les gestes barrières pour limiter la propagation du Covid-19 ?
Les gants et le port d’un masque permettent de limiter la propagation du virus ainsi que le confinement imposé depuis le 19 mars 2020 en France.
Un traitement semble possible. Il s’agit de la chloroquine. Le professeur Raoult a effectué un essai clinique sur 80 patients. Il indique que la chloroquine associée à un antibiotique (l’azithromycine) est efficace contre le COVID-19. La chloroquine est normalement utilisée contre la paludisme. La chloroquine est l’un des quatre traitements testés actuellement dans le cadre de l’essai clinique européen Discovery mené dans plusieurs pays sur 3200 patients dont 800 cas graves en France.
Les premiers résultats du professeur Raoult indique que 83% des patients ayant reçu la chloroquine ont connu une diminution de la quantité de virus dans leurs corps. Cependant, seuls 26 patients sont allés au bout de l’étude (les autres ont abandonné l’essai en cours de route). Ceci est donc statistiquement trop peu pour conclure. Par ailleurs, on ne peut pas savoir si ces résultats s’expliquent par une guérison naturelle car les malades ayant bénéficié de ce traitement étaient relativement jeunes et l’équipe médicale n’a pas utilisé de groupe témoin c’est-à-dire des patients qui ne sont pas soumis au même traitement. Enfin, un patient de 86 est décédé malgré ce traitement.
Pour aller plus loin, vous pouvez lire l’article de pour la science au lien suivant : https://www.pourlascience.fr/sr/covid-19/vaccins-et-traitements-contre-le-covid-19-les-principales- pistes-19021.php
Cet article est compliqué mais les paragraphes « Le cas de la chloroquine » et « Vers un vaccin » sont courts et faciles.
De nombreuses équipes de recherche travaillent dans tous les pays pour mettre en place un vaccin commercialisable au plus vite. Les premiers des 45 participants au test ont reçu leur première injection.
13) Comment peut-on limiter l’aggravation d’une maladie ?
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L’ensemble de ces méthodes de protection correspond à une lutte individuelle et collective.
À ce moment-là du questionnaire vous devez être arrivé à 16 min 28 de la vidéo.
La prévalence est la mesure de l’état de santé d’une population c’est-à-dire le nombre de cas à un instant T en un lieu donné.
Vous pouvez faire une recherche sur internet en indiquant dans un moteur de recherche les termes « prévalence covid-19 France » et vous obtiendrez le nombre de cas confirmés de Covid-19 à l’instant de votre recherche.
14) Indiquer la date et l’heure et le chiffre trouvé :
15) Complétez le texte ci-dessous.
Si la prévalence est locale et que le nombre de cas est stable au cours des années on parle d’ (par exemple : le paludisme).
Si la prévalence est locale mais que le nombre de cas augmente sur un territoire donné, on parlera d’ (par exemple : la grippe).
Si le nombre de cas augmente et qu’ils s’étendent aux territoires voisins et finit par toucher le monde entier, on parlera de (c’est le cas du COVID-19).
Mots clés (dont il faut connaître la définition) : pathogène, vecteur, réservoir à pathogène, cycle évolutif, épidémie/endémie, modes de transmission, traitements, prophylaxie, vaccins, porteur sain.