1. Normal Flora By Dr. Humodi A. Saeed
Associate Prof. of Medical Microbiology
College of Medical Laboratory Science
Sudan University of Science and Technology
E mail address:

2. Normal Flora

3. Normal Flora Definition
Normal flora is the mixture of microorganisms (bacteria and fungi) that are regularly found at any anatomical site of human body like:

4. Normal Flora Skin Eyes (i.e.Cunjunctiva) Nose (i.e. Respiratory tract)
Mouth (i.e Human Oral Cavity)
Ears
Urogenetal tract
Elementry tract

5. Normal Flora
Resident flora
Acquired rapidly during & after birth

6. Normal Flora
Resident flora
Reflects age of person

7. Normal Flora
Resident flora
Changes continuously through out life .

8. Normal Flora
Resident flora
Reflects nutrition of person

9. Normal Flora
Resident flora
Reflects genetics of person

10. Normal Flora Resident flora
90% is S. epidermidis; S. aureus, may be in moist areas

11. Normal Flora
Resident flora
Reflects environment of person

12. Normal Flora
Resident flora
Reflects sex of person

13. Normal Flora Sterile tissues
In a healthy human, the internal tissues such as:
blood
brain
muscle
cerbrospinal fluid (csf.)
are normally free of microorganisms.

14. Importance of The Normal Flora (Advantages)
1. They constitute a protective host defense mechanism
by occupying ecological niches.

15. Importance of The Normal Flora (Advantages)
2. They produce vitamin B and vitamin K in intestine.

16. Importance of The Normal Flora (Advantages)
3. The oral flora contribute to immunity by inducing low levels of circulating and secretory antibodies that may cross react with pathogens.

17. Importance of The Normal Flora (Advantages)
4. The oral bacteria flora exert microbial antagonism against nonindigenous species by production of inhibitory fatty acids, peroxides, bacteriocins, etc.

18. Importance of The Normal Flora (Advantages)
5. The normal flora may antagonize other bacteria through the production of substances which inhibit or kill nonindigenous species.

19. Importance of The Normal Flora (Disadvantages)
1. They can cause disease in the following:
a) When individuals become immunocompromised or debilitated.
b) When they change their usual anatomic location.

20. Importance of The Normal Flora
2. The oral flora of humans may harm their host since some of these bacteria are pathogens or opportunistic pathogens

21. Estimation of the Normal flora
It has been calculated that the normal flora human body about 1012 bacteria on the skin, 1010 in the mouth, and 1014 in the gastrointestinal tract.

22. Normal Flora of the Skin
The most important sites are:
1. Axilla
2. Groin
3. Areas between the toes

23. Normal Flora of the Skin
The majority of skin microorganisms are found in the most superficial layers of the epidermis and the upper parts of the hair follicles.

24. Normal Flora of the Skin
Important bacteria:
1. Staphylococcus epidermidis
2. Micrococcus sp.
3. Corynebacteria sp.
4. Mycobacterium smegmatis

25. Normal Flora of the Cunjunctiva
1. Staphylococcus epidermidis
2. Corynebacterium sp.
3. Propoinibacteriumacnes)
4. Staphylococcus aureus
5. Viridans streptococci
6. Neisseria sp.
7. Haemophilus influenzae

26. Pathogens which do infect the conjunctiva
Neisseria onorrhoeae
Chlamydia trachomatis

27. Normal Flora of the Respiratory Tract
A) The nares (nostrils)
1. Staphylococcus epidermidis
2. Corynebacteria
Staphylococcus aureus
4. Neisseria sp.
5. Haemophilus sp
6. Streptococcus pneumoniae

28. Normal Flora of the Respiratory Tract
B) The upper respiratory tract (nasopharynx).
1. Non-hemolytic streptococci
2. Alpha-hemolytic streptococci
3. Neisseria sp.
4. Streptococcus pneumoniae
5. Streptococcus pyogenes
6. Haemophilus influenzae
7. Neisseria meningitidis

29. Normal Flora of the Respiratory Tract
C) The lower respiratory tract (trachea, bronchi, and pulmonary tissues):
Usually sterile.
The individual may become susceptible to infection by pathogens descending from the nasopharynx e.g.
H. influenzae
S. pneumoniae).

30. Normal Flora of the Human Oral Cavity
Oral bacteria include:
1. Viridans streptococci
2. Lactobacilli
3. Staphylococci (S. aureus and S. epidermidis)
4. Corynebacterium sp.
5. Bacteroides sp.
6. Streptococcus sanguis (dental plaque)
7. Streptococcus mutans (dental plaque)
8. Actinomyces sp.

31. The Normal Flora of The Ears (i.e. external ear)
The external ears contains avariety of microorganisms. These include:
1. Staphylococcus epidermidis
2. Staphylococcus aureus
3. Corynebacterium sp

32. Normal flora of the Urogenital Tract
a) The anterior urethra
1. Staphylococcus epidermidis
2. Enterococcus faecalis
3. lpha-hemolytic streptococci.
4. Some enteric bacteria (e.g. E. coli, Proteus sp.)
5. Corynebacteria sp.
6. Acinetobacter sp.
7. Mycoplasma sp.
8. Candida sp.
9. Mycobacterium smegmatis

33. Normal flora of the Urogenital Tract
b) The vagina
1. Corynebacterium sp.
2. Staphylococci
3. Nonpyogenic streptococci
4. Escherichia coli
Lactobacillus acidophilus
Flavobacterium sp.
7. Clostridium sp.
8. Viridans streptococci
9. Other Enterobacteria

34. Normal Flora of the Gastrointestinal Tract (GIT)
In humans, the GIT flora are influenced by:
1. Age
2. Diet
3. Cultural conditions
4. The use of antibiotics

35. Normal Flora of the Gastrointestinal Tract (GIT)
At birth
The entire intestinal tract is sterile, but bacteria enter with the first feed. The initial colonizing bacteria vary with the food source of the infant.

36. Normal Flora of the Gastrointestinal Tract (GIT)
In breast-fed
1. Bifidobacteria account for more than 90% of the total intestinal bacteria.
2. Enterobacteriaceae
3. Enterococci
4. Bacteroides
5. Staphylococci
6. Lactobacilli
7. Clostridia

37. Normal Flora of the Gastrointestinal Tract (GIT)
In bottle-fed infants
Bifidobacteria are not predominant. When breast-fed infants are switched to a diet of cow's milk or solid food, bifidobacteria are progressively joined by:
1. Enterics
2. Bacteroides
3. Enterococci
4. Lactobacilli
5. Clostridia

38. Normal Flora of the Gastrointestinal Tract (GIT)
In the upper GIT of adult humans
mainly acid-tolerant lactobacilli
e.g. Helicobacter pylori

39. Normal Flora of the Gastrointestinal Tract (GIT)
The proximal small intestine
1. Lactobacilli
2. Enterococcus faecalis
3. Coliforms
4. Bacteroides

40. The flora of the large intestine (colon)
1. Enterococci
2. Clostridia
3. lactobacilli
4. Bacteroides
5. Bifidobacterium (Bifidobacterium bifidum)
6. Escherichia coli
7. Methanogenic bacteria
8. Viridans streptococci
9. Staphylococcus sp.
10. Proteus sp.
11. Candida albicans (Yeast)
12. Mycoplama sp.

41. THANK YOU

43. أين توجد هذه الأحياء الدقيقة ؟
المجموعات الخمسة سابقة الذكر والتي تكون علم الأحياء الدقيقة تعتبر عالية التوزع في الطبيعة إذ أنها توجد في كل مكان تقريباً حيث تحمل بالهواء من سطح الأرض إلي أعلى طبقات الجو ، فهي توجد في:
1. التربة حتى في أعماقها البعيدة.
2. المياه ؛ أنهار ، بحار ، محيطات.
3. الهواء.
4. أجسام الحيوانات و جهازها الهضمي.
5. جسم الإنسان و جهازه الهضمي.
6. السطوح سواء كانت صناعية أو طبيعية.
وعموماً توجد حيثما توفرت الرطوبة و الغذاء.

44. أقسام علم الأحياء الدقيقة: قسم علم الأحياء الدقيقة وفقا لاماكن تواجد هذه الكائنات إلى الآتي:
1. علم ميكروبيولوجيا الأغذية Food microbiology:
يهتم بدراسة ميكروبات الأغذية و نشاطاتها السلبية و الإيجابية التي تحدثها في الأغذية.

45. 2. علم ميكروبيولوجيا التربة Soil microbiology:
يهتم بدراسة ميكروبات التربة و نشاطاتها ودورها في زيادة خصوبة التربة وغيرها.

46. 3. علم الميكروبيولوجيا الطبية Medical microbiology:
يهتم بدراسة الميكروبات المسببة للأمراض من حيث اكتشافها عن طريق التشخيص و بالتالي معرفة طرق العلاج.

47. 4. علم ميكروبيولوجيا الزراعة Agricultural microbiology:
يهتم بدراسة الميكروبات التي تؤثر على الزراعة من الناحية الإيجابية والسلبية.

48. 5. علم ميكروبيولوجيا الصناعة Industrial Microbiology:
ويهتم بدراسة الميكروبات المستخدمة في الصناعة كصناعة المضادات الحيوية والفايتمينات والإنزيمات والكحولات وغيرها.

49. 6. علم ميكروبيولوجيا المياه والمجاري Water and Sewage Microbiology:
ويهتم بدراسة ميكروبات المياه والمجاري ونشاطاتها.
كما قسم هذا العلم تبعاً لطبيعة الدراسة إلى الآتي:
1. علم بيئة الأحياء الدقيقة Microbial ecology:
يهتم بدراسة بيئة الأحياء الدقيقة.
2. علم فسيولوجيا الأحياء الدقيقة Microbial Physiology:
يهتم بدراسة وظائف الأعضاء.

50. تطور علم الأحياء الدقيقة Development of Microbiology:
أثار اكتشاف الكائنات الدقيقة غير المنظورة بالعين المجرة على يد العالم الهولندي أنتوني فان ليفنهوك Antony Van Leeuwenhock عدة تساؤلات من أهمها كان السؤال : من أين أتت هذه الكائنات؟

51. نظرية التوالد الذاتي Spontaneous Generation Theory:
أجرى جون نيدهام ( ) تجربته على اللحم حيث وضع مرق اللحم في زجاجات وسدها بإحكام باستخدام الفلين، ثم سخنها لقتل ما بها من كائنات حية ، وبعد أيام قام بفحصها فوجدها تعج بالكائنات الحية وخرج بخلاصه مفادها ان هذه الكائنات تنشأ أصلا من المرق.

52. دحض نظرية التوالد الذاتي Disproof of Spontaneous Generation:
1. تجربة لازارو اسبلانزاني Lazaro Spallanzani Experiment:

53. 2. تجربة فرانزشولز وثيودور شوان Franz Schulz & Theodor Schwan:

54. 3. تجارب أخرى:
في نفس تلك الفترة أوضح شرودر Schroeder وفون دسخ Von Dusch ان دورق المرق الذي غلي لفترة طويلة وسد بقطن معقم يبقى معقما وذلك لان القطن له القدرة على حجز الميكروبات وإمرار الهواء معقماً.

55. فترة باستير Louis Pasteu:
يعتبر العالم الفرنسي لويس باستير ( م) مؤسس ومنشئ علم الأحياء الدقيقة، وأهم مساهماته في هذا المجال:

56. هـ درس مرض الجمرة الخبيثة Anthrax واكتشف الميكروب المسبب للمرض Bacillus anthracis عام 1877.
و- وفي عام 1880 عزل الميكروب المسبب لمرض كوليرا الدجاج.
ز- استطاع أن يمنِّع الدجاج ضد مرض الكوليرا وذلك بحقنه بنفس الباكتيريا وهي فاقدة القدرة على إحداث المرض.
ح- اكتشف الميكروب المسبب لمرض الكلبRabies .
أ- تفسير ظاهرة تخمر الكحول حيث عزاها لوجود الخمائر yeast وهذه حقيقة علمية إلي يومنا هذا.
ب- استنتج أن العصويات Bacilli تنتج حامض اللاكتيك Lactic acid من السكر.
ج- إكتشف عملية البستره Pasteurization المستخدمة حتى اليوم في معامل الألبان.
د- إكتشف المرض الذي يصيب دودة القز وهو المرض المعروف بـ Pebrine وبذلك أنقذ صناعة الحرير في فرنسا.

57. فترة روبرت كوخ Robert Koch:
يلقب بأب علم الأحياء الدقيقة إذ أن للعالم روبرت كوخ إسهامات كبيرة جداً في هذا العلم ظلت تدرس بنجاح حتى اليوم منها:

58. هـ عزل الميكروب المسبب لمرض السل Mycobacterium tuberculosis وعرف في حينها باسمه Koch's bacilli.
و- وفي عام 1883 اكتشف الميكروب المسبب لمرض الكوليرا Vibrio cholerae.
ز- وتوج أعماله بوضع فرضيات عرفت باسمه أي فرضيات كوخ Koch's Postulates وهذه الفرضيات تستخدم بنجاح حتى اليوم وهي:
أ- عزل ميكروب الجمرة الخبيثة من دم حيوان مريض في صورة نقيةPure culture ويعتبر أول من أدخل مفهوم المزرعة النقية.
ب- ذكر الطريقة المناسبة لمكافحة المرض وذلك بحرق الحيوان المصاب أو دفنه إلي أعماق بعيدة.
ج- استطاع أن يركب الكاميرا على الميكروسكوب واستخدامها لتصوير الميكروبات تحت المجهر.
د- في عام 1881 استخدم الجلاتين في أوساط تنمية الميكروبات مما ساعد على عزل الميكروبات بصورة نقية ويعتبر روبرت كوخ أول من أدخل مفهوم المزرعة النقية Pure culture.

59. Neisseria gonorrhoeae Mycobacterium leprae Chlamydia trachomatis
ومؤخراً استثني من هذه الفرضيات الميكروبات التي لا تنمو على المستنبتات الصناعية في المعمل أو تلك التي لا تحدث أمراض في الحيوانات ومن أمثلتها:
Neisseria gonorrhoeae
Mycobacterium leprae
Chlamydia trachomatis
Treponema pallidum
1. في أي مرض معدي Infectious disease لابد من وجود الميكروب.
2. يمكن عزل هذا الميكروب في مزرعة نقية Pure culture.
3. حقن أي من حيوانات التجارب بهذا الميكروب يحدث نفس الأعراض.
4. يمكن استخلاص نفس الميكروب من حيوان التجارب مرة أخرى.

60. النظرية الميكروبية:
ظهرت هذه النظرية كنتيجة طبيعية لدحض نظرية التوالد الذاتي وتنص على أن الكائنات الدقيقة تنشا من آباء تشبهها ، أي أنها لا تنشأ من العدم وهذا ما أثبته باستير كما ورد سابقاً.

61. شكل 1: تركيب الخلية الباكتيرية
التركيب الجزيئي للخلية الباكتيرية Molecular Structure of Bacterial Cell
تتكون الخلية الباكتيرية من ثلاثة أقسام معقدة التركيب:
غشاء الخلية The cell membrane.
جدار الخلية The cell wall.
السيتوبلازم The cytoplasm.
شكل 1: تركيب الخلية الباكتيرية

62. غشاء الخلية Cell membrane: يعرف بعدة أسماء مترادفة و ترمز لمسمى واحد.
كيميائياً يتكون من طبقتين من الدهون الفسفوريه Phospholipids كل طبقة لها مجموعة قطبية Polar group تتجه خارجياً ، وسلسلة طرفية من الحامض الدهني Fatty acid-side chain غير قطبية تتجه إلي الداخل.
إضافة لذلك يحتوي غشاء الخلية على مجموعة من البروتينات موزعة موضعياً على الطبقتين.
الغشاء السيتوبلازمي Cytoplasmic Membrane:
الغشاء الخلوي Celullar Membrane:
الغشاء البروتوبلازمي Protoplasmic Membrane:

63. أهم هذه البروتينات: 1. السيتوبلازم الذي يحتوي:
DAN أو ما يعرف بالجهاز النووي.
Ribosomes العضيات المسئولة عن تخليق البروتين.
الماء Water.
أيونات غير عضوية Inorganic ions.
أحماض أمينية Amino acids.
حبيبات الميتاكروماتيك (Volutin) Metachromatic granule حيث تمد الخلية بمصدر الفوسفات phosphate و الطاقة
البروتنيات الناقلة Transport protein التي تربط بعض المواد و تدخلها إلي سيتوبلازم الخلية.
البروتينات المستخدمة في طاقة الأيض Energy metabolism.
البروتينات المستخدمة في تخليق جدار الخلية The cell wall.
من جهة أخرى فان غشاء الخلية يحيط بـ:

64. جلوكوز Glucose.
كبريت Sulpher.
دهون Lipid.
جليكوجين Glycogen.

65. 2. الميزوزومات Mesosomes:
التي تلعب دور في عملية الانقسام. كما أنها ترتبط بـ DNA الخلية وغشائها الخلوي.
وظائف غشاء الخلية:
يتحكم في دخول وخروج المواد بين الخلية و الوسط الموجودة فيه.
عدد من الإنزيمات تفرز من الغشاء الخلوي.
يشكل حاجز أزموزي Osmatic barrier لمواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض.

66. من جهة أخرى يعتبر غشاء الخلية:
رقيق جداً Very delicate organelle.
يتميز بنشاط إستقلابى عالي Highly active metabolically.
ويعمل بالنفاذية الانتخابية Selective permeability في حمل المواد بين السيتوبلازم والبيئة المحيطة بالخلية .

67. جدار الخلية Cell wall: يشكل الطبقة التي تلي غشاء الخلية إلي الخارج مباشرة وهو:
جزء مهم من تركيب كل الباكتيريا ماعدا الجنس .Mycoplasma.
له تركيب كيميائي يعتبر خاص بالباكتيريا فقط.
يعطي الخلية الباكتيرية القوة المطلوبة Rigidity والشكل المميز.
يشكل موقعا لتأثير المضادات الحيوية Antibiotics فيما يعرف " السمية الانتخابية " Selective toxicity حيث أن خلايا الإنسان لا تمتلك هذا الجدار.
يمنع الخلية من الانفجار عندما توضع في وسط منخفض الأسموزية Hypotonic أي أنه يشكل حائط صد للغشاء الخلوي في حالة التمدد غير الطبيعي Abnormal expansion.
يسمى بالببتيدوجلبكان Peptidoglycan لا نه يتكون من سكريات متعددة Polysaccharides ترتبط بروابط ببتدية Peptide bonds.
أهم السكريات التي تشارك في تكوينهN-acetyl glugsamine (NAG), Acetylmuramic acid (NAM).

68. الفرق بين الجدار الخلوي للباكتيريا الموجبة و السالبة جرام: :Differences between Gram +ve and Gram -ve bacterial cell wall
هنالك بعض الاختلافات التي تميز جدار الباكتيريا الموجبة جرام من تلك السالبة جرام يمكن تلخيصها في جدول (1).
جدول 1: الاختلافات الأساسية بين الباكتيريا موجبة جرام والباكتيريا سالبة جرام
الباكتيريا السالبة جرام
الباكتيريا الموجبة جرام
جدارها الخلوي :
1. رقيق Thin
1. سميك Thick
2. أقل انضغاطاً Less compact
2. منضغط Compact
3. كمية الببتيدوجليكان قليلة
3. يتكون كلياً من الببتيدوجليكان
4. لا يحتوي حمض Teichoic
4. يحتوي حمض Teichoic
5. لا يحتوي حمض Lipoteichoic
5. يحتوي حمض Lipoteichoic
6.يحتوي على طبقة خارجية تتكون
من: سكردهني متعد Lipoprohysaccharide
بروتين دهني Lipoprotein
دهون فسفورية Phospholipid
6. يحتوي بروتين سطحي

69. الأشكال الناتجة عن تحطم الجدار الخلوي:
يتأثر الجدار الخلوي للباكتيريا بعدد من المضادات الحيوية أشهرها البنسلين Penicillin وعدد من المطهرات والانزيمات الحالة Lyses enzymes أشهرها الليزوزيم Lysosyme ولذلك عندما توضع الخلية الباكتيرية في محلول يحتوي البنسلين أو الليزوزيم تعطي الآتي:

70. البروتوبلاست Protoplast:
عبارة عن باكتيريا موجبة جرام Gram +ve فقدت جدارها الخلوي كليا أو جزئيا بواسطة البنسلين أو الليزوزيم.

71. 2. الاسفيروبلاست Spheroplast:
عبارة عن باكتيريا سالبة جرام Gram -ve فقد جدارها الخلوي كليا أو جزئيا بواسطة البنسلين أو الليزوزيم.

72. 3. أشكال L. L-Forms:
وهذه عبارة عن خلايا باكتيرية ينقصها الجدار الخلوي، ويمكن أن تكون نشطة وتحدث المرض اذا وجدت الظروف الملائمة لنموها خصوصا الوسط الغذائي ذا الاسموذيه المناسبة.

73. ويشمل تركيب الخلية الباكتيرية عصيات أخرى قد تكون مميزة لبعض الأنواع الباكتيرية دون غيرها ، هذه التراكيب هي:
الغلاف The capsule:
يطلق علية أحياناً اسم الطبقة الهلامية Slime layer وهي ليست ذات أهمية حيوية خاصة في عمليتي البناء والهدم كما أنها ليست من مميزات جميع الخلايا الباكتيرية ، بل تميز بعضها مثل:

74. وظائف الغلاف The Function of capsule :
يلعب الغلاف دورا أساسيا في حماية الخلية الباكتيرية من الابتلاع phogocytosis بواسطة البالعات phagocytes .
الطبيعة الكيمائية للغلاف The chemical nature of capsule:

75. يلعب الغلاف دورا أساسيا في حماية الخلية الباكتيرية من الابتلاع phogocytosis بواسطة البالعات phagocytes .
2.يحمى الغلاف الخلية الباكتيرية من الالتهام بواسطة لاقمات الباكتيرية Bacteriophages .
3. يحمى الغلالف الخلية الباكتيرية من الجفاف.