GARDNERELLA VAGINALIS: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, LEBENSZYKLUS - BIOLOGIE - 2025

Gardnerella vaginalis gehört zur Familie der Bifidobacteriaceae innerhalb der Bifidobacteriales-Ordnung der Actinobacteria. Diese Art ist dadurch gekennzeichnet, dass sie sich je nach Stamm und Kulturmedium grampositiv oder gramnegativ verhalten kann.

Es ist fakultativ anaerob und produziert hauptsächlich Essigsäure im Fermentationsprozess. Es ist pleomorph (es hat zwei strukturelle Formen) und kann wie ein Bazillus oder eine Kokosnuss (gerundet) geformt sein.

BILD: Mikroskopansicht von Gardnerella vaginalis. Autor: Dr. FC Turner, über Wikimedia Commons

Die abgerundeten (Coccobacilli) und länglichen (Bacilli) Formen können in verschiedenen Entwicklungsstadien im gleichen Stamm auftreten. Ebenso kann die Art der Färbung (grampositiv oder negativ) beeinflusst werden.

Als es erstmals beschrieben wurde, wurde es in die Gattung Haemophilus eingeordnet. Anschließend wurden die morphologischen und funktionellen Unterschiede der Arten nachgewiesen. Es befand sich in der Gattung Gardnerella, die aus einer einzigen Art besteht.

Allgemeine Charakteristiken

G. vaginalis ist fakultativ anaerob, obwohl einige Stämme obligat anaerob sein können.

Das Hauptprodukt der Fermentation von Zuckern ist Essigsäure. Einige Stämme können jedoch Milchsäure, Ameisensäure oder Bernsteinsäure produzieren. Bei der Fermentation entstehen keine Gase.

Diese Bakterien können verschiedene Arten von Zuckern wie Dextrin, Glucose, Maltose und Stärke fermentieren.

Um diese Spezies zu erkennen, sind die wichtigsten Merkmale die Hydrolyse von Stärke und Hippurat (aromatische organische Verbindung). Ebenso erzeugen sie eine Hämolyse in Gegenwart von menschlichem Blut, jedoch nicht in Schafblut.

G. vaginalis gilt als Hauptverursacher der Vaginalbakteriose. Die Art ist Teil der bakteriellen Mikroflora der Vagina, kann aber virulent werden.

Eine vaginale Bakteriose ist mit dem Auftreten eines Ungleichgewichts der Mikrobiota in der Vagina verbunden. Somit werden die Laktobazillen, die große Mengen Wasserstoffperoxid produzieren, durch anaerobe Bakterien ersetzt.

Die Art G. vaginalis hemmt das Wachstum von Lactobacillus und der pH-Wert der Vagina kann auf Werte nahe 7 ansteigen. Das Bakterium hat die Fähigkeit, die in den Epithelzellen der Vagina sekretierten Mucine abzubauen.

Die offensichtlichsten Symptome einer Vaginalbakteriose sind die Erzeugung eines weißen oder gelblichen Ausflusses und eines schlechten Geruchs. Es kann auch jucken und rot sein.

Die häufigsten Infektionsformen sind ungeschützter Sex und mehrere Sexualpartner. Es ist auch üblich, die Krankheit durch das Teilen von Sexspielzeug oder die Verwendung des IUP (Intrauterinpessar) zu bekommen.

Die häufigsten Behandlungen sind die Verwendung von Antibiotika wie Metronidazol und Clindamycin.

Kulturmedienbedingungen

Die optimale Temperatur für die Entwicklung der Bakterien liegt zwischen 35 und 37 ° C, obwohl sie sich zwischen 25 und 42 ° C entwickeln können. Der pH-Bereich liegt zwischen 6 und 6,5, bei pH 4,5 kann jedoch ein gewisses Wachstum auftreten.

Kolonien sind im Schafblut nicht hämolytisch. Sie produzieren eine Hämolyse, die im Blut von Menschen und Kaninchen wächst.

Sie gelten als "anspruchsvolle" Bakterien, da sie für ihr Wachstum in Kulturmedien bestimmte Nährstoffe benötigen. Unter diesen haben wir die Anwesenheit von Biotin, Folsäure, Thiamin, Riboflavin und Purinen / Pyramiden.

Es wurde beobachtet, dass in Gegenwart von fermentierbaren Kohlenhydraten und Peptonen das Wachstum der Bakterien im Medium beschleunigt wird.

Genetik

Die Genomgröße in G. vaginalis beträgt 1.490 bis 1.700 Basenpaare, wobei der GC-Gehalt zwischen den verschiedenen Stämmen zwischen 41 und 43% liegt. Das Kerngenom (Gene, die von allen Stämmen gemeinsam genutzt werden) besteht nur aus 716 Genen. Auf diese Weise sind nur 27% des Genoms allen untersuchten Stämmen der Art gemeinsam.

In molekularen Studien an verschiedenen Stämmen wurde festgestellt, dass mindestens vier verschiedene Gruppen auftreten. Diese Gruppen haben eine unterschiedliche Genomgröße und GC-Beziehung zueinander.

Taxonomie

Die Art wurde erstmals 1953 von Leopold isoliert. Dieser Autor erhielt die Bakterien aus dem Urogenitalsystem der Männer.

Das Isolat entsprach einem Bakterium, das sich als gramnegativ verhielt, unbeweglich und ohne die Anwesenheit einer Kapsel war. Diese erste Kultur wurde auf Blutagar bei einer Temperatur von 37 ° C hergestellt.

Leopold war der Ansicht, dass die Art mit der Gattung Haemophilus verwandt war. Später identifizierten Gardner und Dukes es 1955 als Haemophilus vaginalis, aufgrund seiner gramnegativen Färbung und Bazillusform. Darüber hinaus waren sie der Ansicht, dass dies die Ursache für einen charakteristischen Ausfluss aus der Scheide war.

Als die Untersuchung der Art fortgesetzt wurde, wurde jedoch festgestellt, dass einige Elemente, die für das Wachstum von Haemophilus-Arten erforderlich waren, für ihre Entwicklung nicht erforderlich waren. Andererseits zeigten die Bakterien eine Tendenz, die Kristallviolettfärbung in der Gram-Färbung beizubehalten.

Diese Eigenschaften zeigten, dass die Art eher mit der Gattung Corynobacterium verwandt war, einer grampositiven Gruppe von Actinobakterien. Aus diesem Grund identifizierten Zinnemann und Turner es 1963 als Corynobacterium vaginale.

Geschlecht

In den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden verschiedene Studien mit biochemischen und molekularen Techniken und Beobachtungen mit dem Transmissionselektronenmikroskop durchgeführt. Greenwood und Picket stellen fest, dass es keine Gattung mit den Merkmalen dieser Art gab.

Die Autoren schlagen eine neue Gattung namens Gardnerella zu Ehren von Gardner vor, die monospezifisch ist (mit nur einer Art). Sie weisen darauf hin, dass Bakterien der Gattung gramnegativ bis variabel, stabförmig und laminiert sind.

Derzeit befindet sich die Gattung in der Familie der Bifidobacteriaceae der Bifidobacteriales-Ordnung der Actinobacteria. Neuere molekulare Studien zeigen, dass die Art eine Klade mit Arten der Gattung Bifidobacterium (B. coryneforme und B. minimimum) bildet.

Morphologie

Bakterien sind pleomorphe Bazillen, die ungefähr 0,5 um breit und 1,5 bis 2,5 um lang sind. Im Gegensatz zu anderen Actinobakterien bilden sie keine Filamente.

Die Kolonien haben nach 48 Stunden Inkubation einen Durchmesser von 0,4 bis 0,5 mm. Diese Kolonien sind gerundet, undurchsichtig und sehen glatt aus. Nach dieser Inkubationszeit wachsen sie mit einem Durchmesser von mehr als 0,5 mm. Die Lebensfähigkeit der Kolonien geht schnell verloren.

Zellwand

Die Struktur der Zellwand in Bakterien bestimmt deren Reaktion auf Gram-Färbung.

Bei gramnegativen Gruppen weisen sie eine äußere Membran auf, die von Polysacchariden, Proteinen und Phospholipiden bedeckt ist. Die Wand besteht aus drei Schichten, die von einer dünnen Schicht Peptidoglycane bedeckt sind.

Bei grampositiven Gruppen ist die Wand dick und zeigt amorphe Matrizen, die mit Peptidoglykanen verflochten sind. Anscheinend bestimmt die Menge an Peptidoglykanen in der Wand, ob die Gram-Färbung negativ oder positiv ist.

Im Fall von G. vaginalis ist die Ultrastruktur der Zellwand tendenziell grampositiv. Stämme neigen dazu, in der exponentiellen Wachstumsphase als grampositiv zu reagieren. Wenn die Kultur jedoch älter ist, wird die Peptidoglycanschicht sehr dünn und reagiert als gramnegativ.

In Bezug auf seine chemische Zusammensetzung weist die Zellwand der Spezies verschiedene organische Verbindungen auf. Dazu gehören N-Acetylglucosamin, Alanin, Asparaginsäure und Glutaminsäure, Glycin und Lysin.

Polysaccharid-Außenschicht

Es ist zu sehen, dass sich außerhalb der Zellwand eine Schicht aus Polysacchariden befindet. Es neigt dazu, ein Netzwerk von Threads zu bilden, die Zellen miteinander verbinden können.

Diese Schicht wird als relevant für die Mechanismen der Adhäsion von G. vaginalis an die Epithelzellen der Vagina angesehen. Ebenso kann es die Ursache für die Bildung von Zellgruppen in den Kulturmedien sein.

Fimbrien

Um die Bakterien herum wurden kleine Fimbrien (kurze Haare) beobachtet. Diese haben einen Durchmesser zwischen 3-7,5 nm. Zellen mit Fimbrien sind in Isolaten von Patienten mit bakterieller Vaginitis häufig. Bei in Kultur erhaltenen Stämmen ist das Vorhandensein von Fimbrien weniger konstant.

Lebenszyklus

Wie alle Bakterienzellen vermehrt sich G. vaginalis ungeschlechtlich durch binäre Spaltung. Erstens tritt eine DNA-Duplikation auf und jedes Tochterbakterium ist mit einem genetischen Komplement ausgestattet, das mit dem der Mutterzelle identisch ist.

Sobald sich die Bakterien zu teilen beginnen, bilden sie Kolonien. Wenn sich Kolonien von G. vaginalis zu bilden beginnen, können die Zellen unterschiedliche Formen annehmen.

In 24-Stunden-Kulturmedien wurden kleine Kokkobazillen und etwas länger gestreckte Formen beobachtet.

Die Art des Kulturmediums kann die Form und Reaktion auf die Gram-Färbung der Spezies beeinflussen. Zellen, die auf Vaginalagar wachsen, sind in der Regel sehr kurze, gramnegative Stäbchen. In Stärkekulturen waren Bakterien pleomorpher, geclustert und gramvariabler.

Bei Kulturen, die aus dem Blut infizierter Patienten entnommen wurden, verhalten sich die Bakterien grampositiv. Dies tritt auch in der exponentiellen Phase des Wachstums der Kolonien in verschiedenen Kulturmedien auf.

Ansteckung

G. vaginalis ist der Hauptverursacher der Vaginalbakteriose. Gardner bestätigte 1954 durch Anwendung von Kochs Postulaten, dass die Art die Ursache der Krankheit war.

Einige Autoren betrachten die Vaginalbakteriose nicht als sexuell übertragbare Krankheit, da die Infektion nicht durch einen externen Erreger verursacht wird, sondern durch eine Art, die normalerweise in der Vaginalmikroflora vorhanden ist.

Geschlechtsverkehr kann jedoch die Infektion erhöhen, indem überschüssige Bakterien in die Vagina eingeführt werden. Ebenso wurde darauf hingewiesen, dass durch die Verwendung von Intrauterinpessaren (IUP) oder durch das Teilen von Sexspielzeug eine Ansteckung auftreten kann.

Eine Infektion tritt auf, wenn der pH-Wert der Vagina unausgewogen ist (> 4,5), was die Entwicklung von G. vaginalis bei Lactobacillus-Arten fördert.

Bei der Erkrankung können verschiedene Komplikationen auftreten. Eine Bakteriämie (Abgabe von Bakterien ins Blut) kann nach einem Kaiserschnitt auftreten. Ebenso kann es bei Neugeborenen zu Septikämie, vorzeitigen Entbindungen oder Infektionen nach einer Hysterektomie kommen.

Epidemiologie

In durchgeführten Studien wurde beobachtet, dass bei 10-20% der Frauen eine vaginale Bakteriose auftritt. Es gibt jedoch einige Risikofaktoren, die diese Prozentsätze erhöhen.

Bei Patienten mit sexuell übertragbaren Infektionen steigt der Prozentsatz auf 36%. Es tritt auch bei 28% der Frauen auf, die eine Abtreibung hatten.

Auf der anderen Seite wurde die Krankheit bei Frauen ohne aktives Sexualleben beobachtet, obwohl sie häufiger bei Frauen auftritt, die ihren Sexualpartner gewechselt haben. Bei Frauen in den Wechseljahren wurde die Inzidenz der Krankheit nicht bewertet.

Schwarze Patienten sind anscheinend anfälliger für die Krankheit. In einer ländlichen ugandischen Bevölkerung wurde das Auftreten bei 50% der bewerteten Frauen gemeldet.

Symptome

Die meisten Frauen mit vaginaler Bakteriose sind asymptomatisch. Bei Symptomen sind die wichtigsten Symptome die Entstehung eines weißen oder gelblichen Ausflusses. Dieser Fluss nimmt mit der Menstruation oder nach ungeschütztem Sex zu

Es gibt auch einen schlechten Vaginalgeruch aufgrund der Produktion von Putrescin und Cadaverin. Andererseits kann es zu Rötungen und Juckreiz in der Vagina kommen. Auf der Vulva sind punktgenaue Blutungen zu sehen.

Diagnose

Wenn Sie mit den oben genannten Symptomen zum Arzt gehen, werden verschiedene Aspekte bewertet. Wenn der pH-Wert der Vagina untersucht wird, wird angenommen, dass eine Infektion auftreten kann, wenn sie höher als 4,5 ist.

Ebenso wird eine mikroskopische Untersuchung des Vaginalausflusses durchgeführt, um das Vorhandensein von Schlüsselzellen festzustellen. Dies sind Epithelzellen in der Vagina, die von Bakterien umgeben sind.

Derzeit besteht die genaueste Methode zur Diagnose der Krankheit darin, einen PCR-Test durchzuführen, um G. vaginalis genetisch zu identifizieren.

Behandlung

G. vaginalis ist anfällig für verschiedene Antibiotika, einschließlich Ampicillin, Carbenicillin, Oxacillin, Penicillin und Vancomycin. Es wurde beobachtet, dass Stämme unter anderem unterschiedlich auf Tetracyclin und Gentaminycin reagieren.

Andererseits ist Metrodinazol in vivo ziemlich wirksam, liefert jedoch in In-vitro-Kulturen unterschiedliche Ergebnisse.

Die häufigsten Behandlungen zur Behandlung der Krankheit umfassen die Verwendung von Metronidazol oder Clindamycin. Die Anwendung kann orale oder vaginale Cremes sein.

Bei oraler Anwendung wird üblicherweise Metronidazol angewendet und die Behandlung dauert etwa sieben Tage. Wenn Vaginalcremes angewendet werden, können sie auf Metronidazol oder Clindamycin basieren, das ein bis zwei Wochen lang angewendet wird.

Für schwangere Patienten mit der Krankheit wird eine orale Behandlung empfohlen, da sie als sicherer und wirksamer angesehen wird.

Diese Behandlungen können einige Nebenwirkungen wie Übelkeit, Bauchschmerzen, Husten und metallischen Geschmack im Mund haben.

Es gibt einige alternative Behandlungen, wie die Einnahme von Probiotika, die helfen können, einen Rückfall zu verhindern. Ebenso haben Borsäureanwendungen eine gewisse Wirksamkeit gezeigt.

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