GARDNERELLA VAGINALIS: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, CYKL ŻYCIOWY - BIOLOGIA - 2026

Gardnerella vaginalis należy do rodziny Bifidobacteriaceae należącej do rzędu Bifidobacteriales Actinobacteria. Gatunek ten charakteryzuje się tym, że może zachowywać się jak Gram dodatni lub Gram ujemny, w zależności od szczepu i podłoża hodowlanego.

Jest fakultatywnie beztlenowy, wytwarzając głównie kwas octowy w procesie fermentacji. Jest pleomorficzny (ma dwa kształty strukturalne) i może mieć kształt Bacillus lub kokos (zaokrąglony).

OBRAZ: Widok Gardnerella vaginalis pod mikroskopem. Autor: Dr. FC Turner, za Wikimedia Commons

Formy zaokrąglone (coccobacilli) i wydłużone (pałeczki) mogą występować w tym samym szczepie na różnych etapach rozwoju. Podobnie może mieć to wpływ na rodzaj obecnego zabarwienia (Gram dodatni lub ujemny).

Kiedy został po raz pierwszy opisany, został umieszczony w rodzaju Haemophilus. Następnie wykazano różnice morfologiczne i funkcjonalne gatunku. Znajdował się w rodzaju Gardnerella, który składa się z jednego gatunku.

Charakterystyka ogólna

G. vaginalis jest fakultatywnym beztlenowym, chociaż niektóre szczepy mogą być bezwzględnie beztlenowe.

Głównym produktem fermentacji cukrów jest kwas octowy. Jednak niektóre szczepy mogą wytwarzać kwas mlekowy, mrówkowy lub bursztynowy. W procesie fermentacji nie powstają żadne gazy.

Bakterie te mogą fermentować różne rodzaje cukrów, takie jak dekstryna, glukoza, maltoza i skrobia.

Aby rozpoznać ten gatunek, najważniejszymi cechami są hydroliza skrobi i hipuranu (aromatycznego związku organicznego). Podobnie powodują hemolizę w obecności krwi ludzkiej, ale nie krwi baraniej.

G. vaginalis jest uważana za główną przyczynę bakteriozy pochwy. Gatunek jest częścią mikroflory bakteryjnej pochwy, ale może stać się zjadliwy.

Bakterioza pochwy wiąże się z zachwianiem równowagi mikroflory pochwy. Tak więc pałeczki kwasu mlekowego, które wytwarzają duże ilości nadtlenku wodoru, zastępowane są bakteriami beztlenowymi.

Gatunek G. vaginalis hamuje wzrost Lactobacillus, a pH pochwy może wzrosnąć do wartości bliskich 7. Bakteria ma zdolność degradacji mucyn wydzielanych w komórkach nabłonka pochwy.

Najbardziej oczywistymi objawami bakteriozy pochwy są białe lub żółtawe wydzieliny oraz nieprzyjemny zapach. Może być również swędzący i zaczerwieniony.

Najczęstsze formy infekcji to seks bez zabezpieczenia i posiadanie wielu partnerów seksualnych. Często choruje się również w wyniku używania zabawek erotycznych lub wkładki domacicznej.

Najczęstsze metody leczenia to stosowanie antybiotyków, takich jak metronidazol i klindamycyna.

Warunki mediów kulturowych

Optymalna temperatura dla rozwoju bakterii waha się w granicach 35 - 37 ° C, chociaż mogą one rozwijać się w przedziale 25 - 42 ° C. Zakres pH wynosi 6 - 6,5, ale przy pH 4,5 może nastąpić pewien wzrost.

W krwi owczej kolonie nie są hemolityczne. Wytwarzają hemolizę rosnącą we krwi człowieka i królika.

Uważa się je za bakterie „wybredne”, ponieważ do wzrostu w pożywkach potrzebują określonych składników odżywczych. Wśród nich znajduje się biotyna, kwas foliowy, tiamina, ryboflawina i puryny / piramidy.

Zaobserwowano, że w obecności ulegających fermentacji węglowodanów i peptonów wzrost bakterii w pożywce jest przyspieszony.

Genetyka

Rozmiar genomu G. vaginalis wynosi 1 490–1700 par zasad, a zawartość GC w różnych szczepach waha się od 41–43%. Rdzeń genomu (geny wspólne dla wszystkich szczepów) to tylko 716 genów. W ten sposób, że tylko 27% genomu jest wspólne dla wszystkich badanych szczepów gatunku.

W badaniach molekularnych przeprowadzonych na różnych szczepach stwierdzono, że występują co najmniej cztery różne grupy. Grupy te mają różną wielkość genomu i stosunek GC do siebie.

Taksonomia

Gatunek został po raz pierwszy wyizolowany w 1953 roku przez Leopolda. Ten autor uzyskał bakterie z układu moczowo-płciowego mężczyzn.

Izolat odpowiadał bakterii, która zachowywała się jak Gram-ujemna, była nieruchoma i nie zawierała otoczki. Ta pierwsza hodowla została wykonana na agarze z krwią w temperaturze 37 ° C.

Leopold uznał, że gatunek był spokrewniony z rodzajem Haemophilus. Później Gardner i Dukes w 1955 roku zidentyfikowali go jako Haemophilus vaginalis, ze względu na jego barwienie Gram-ujemne i kształt Bacillus. Ponadto uważali, że była to przyczyna charakterystycznej wydzieliny z pochwy.

Jednak kontynuując badania gatunku ustalono, że nie są one potrzebne do rozwoju niektórych elementów niezbędnych do wzrostu gatunku Haemophilus. Z drugiej strony bakterie wykazywały tendencję do utrzymywania fioletowego zabarwienia w barwieniu metodą Grama.

Te cechy wskazywały, że gatunek był bardziej spokrewniony z rodzajem Corynobacterium, który jest Gram-dodatnią grupą Actinobacteria. Z tego powodu w 1963 roku Zinnemann i Turner zidentyfikowali go jako Corynobacterium vaginale.

Płeć

XX wieku prowadzono różne badania technikami biochemicznymi i molekularnymi oraz obserwacje za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Greenwood i Picket stwierdzają, że nie było rodzaju o cechach tego gatunku.

Autorzy proponują nowy rodzaj nazwany Gardnerella na cześć Gardnera, który jest jednogatunkowy (tylko z jednym gatunkiem). Wskazują, że bakterie z rodzaju są Gram-ujemne lub zmienne, mają kształt pałeczki i mają laminowaną ścianę komórkową.

Obecnie rodzaj znajduje się w rodzinie Bifidobacteriaceae z rzędu Bifidobacteriales z rzędu Actinobacteria. Ostatnie badania molekularne wskazują, że gatunek ten tworzy klad z gatunkami z rodzaju Bifidobacterium (B. coryneforme i B. minimimum).

Morfologia

Bakterie to pleomorficzne pałeczki o szerokości około 0,5 µm i długości 1,5-2,5 µm. W przeciwieństwie do innych Actinobacteria nie tworzą włókien.

Po 48 godzinach inkubacji kolonie mają średnicę 0,4-0,5 mm. Kolonie te są zaokrąglone, nieprzejrzyste i mają gładki wygląd. Po tym czasie inkubacji osiągają ponad 0,5 mm średnicy. Żywotność kolonii jest szybko tracona.

Ściana komórkowa

Struktura ściany komórkowej bakterii determinuje ich reakcję na barwienie metodą Grama.

W przypadku grup Gram-ujemnych stanowią one zewnętrzną błonę pokrytą polisacharydami, białkami i fosfolipidami. Ściana składa się z trzech warstw pokrytych cienką warstwą peptydoglikanów.

W przypadku grup Gram-dodatnich ściana jest gruba, przedstawiając amorficzne matryce przeplatane peptydoglikanami. Najwyraźniej ilość peptydoglikanów w ścianie decyduje o tym, czy barwienie metodą Grama jest ujemne czy dodatnie.

W przypadku G. vaginalis ultrastruktura ściany komórkowej jest zwykle Gram-dodatnia. Szczepy mają tendencję do reagowania jako Gram-dodatnie w wykładniczej fazie wzrostu. Jednakże, gdy kultura jest starsza, warstwa peptydoglikanu staje się bardzo cienka i reaguje jak bakteria Gram-ujemna.

W zależności od składu chemicznego ściana komórkowa gatunku zawiera różne związki organiczne. Należą do nich N-acetyloglukozamina, alanina, kwas asparaginowy i glutaminowy, glicyna i lizyna.

Warstwa zewnętrzna z polisacharydu

Widać, że na zewnątrz ściany komórkowej znajduje się warstwa złożona z polisacharydów. Ma tendencję do tworzenia sieci wątków, które mogą łączyć komórki ze sobą.

Uważa się, że ta warstwa ma znaczenie w mechanizmach przylegania G. vaginalis do komórek nabłonka pochwy. Podobnie może być przyczyną tworzenia się grup komórek w pożywce hodowlanej.

Fimbriae

Wokół bakterii zaobserwowano małe fimbrie (krótkie włosy). Mają one średnicę między 3-7,5 nm. Komórki z fimbriami są powszechne w izolatach od pacjentów z bakteryjnym zapaleniem pochwy. W przypadku szczepów uzyskanych w hodowli obecność fimbrii jest mniej stała.

Koło życia

Jak wszystkie komórki bakteryjne, G. vaginalis rozmnaża się bezpłciowo przez podział binarny. Po pierwsze, zachodzi duplikacja DNA i każda bakteria potomna jest wyposażona w dopełniacz genetyczny identyczny jak w komórce macierzystej.

Gdy bakterie zaczną się dzielić, tworzą kolonie. Kiedy kolonie G. vaginalis zaczynają się formować, komórki mogą przybierać różne kształty.

Małe coccobacilli i nieco bardziej wydłużone formy obserwowano w 24-godzinnych pożywkach hodowlanych.

Rodzaj pożywki może wpływać na kształt i reakcję na wybarwienie gatunku Grama. Komórki rosnące na agarze dopochwowym są zazwyczaj bardzo krótkimi pałeczkami Gram-ujemnymi. W hodowlach skrobi bakterie były bardziej pleomorficzne, skupione i zmienne w gramach.

W przypadku posiewów wykonywanych z krwi zakażonych pacjentów bakterie zachowują się jak Gram dodatnie. Dzieje się tak również w fazie wykładniczej wzrostu kolonii na różnych podłożach hodowlanych.

Zakażenie

G. vaginalis jest głównym czynnikiem wywołującym bakteriozę pochwy. Gardner w 1954 roku potwierdził, że gatunek był przyczyną choroby, stosując postulaty Kocha.

Niektórzy autorzy nie uważają bakteriozy pochwy za chorobę przenoszoną drogą płciową, ponieważ infekcja nie jest wywoływana przez patogen zewnętrzny, ale przez gatunek, który normalnie występuje w mikroflorze pochwy.

Jednak stosunek płciowy może zwiększyć infekcję, wprowadzając nadmiar bakterii do pochwy. Wskazano również, że może dojść do zakażenia w wyniku stosowania wkładek wewnątrzmacicznych (IUD) lub dzielenia się zabawkami erotycznymi.

Do zakażenia dochodzi, gdy występuje nierównowaga pH w pochwie (> 4,5), co sprzyja rozwojowi G. vaginalis na gatunkach Lactobacillus.

W przypadku choroby mogą wystąpić różne komplikacje. Po cięciu cesarskim może wystąpić bakteriemia (wydzielanie bakterii do krwi). Podobnie może powodować posocznicę u noworodków, powodować przedwczesne porody lub infekcje po histerektomii.

epidemiologia

W przeprowadzonych badaniach zaobserwowano, że bakterioza pochwy występuje u 10-20% kobiet. Istnieją jednak pewne czynniki ryzyka, które zwiększają te wartości procentowe.

U pacjentów z zakażeniami przenoszonymi drogą płciową odsetek ten wzrasta do 36%. Występuje również u 28% kobiet, które dokonały aborcji.

Z drugiej strony, chociaż występuje częściej u kobiet, które zmieniły partnerów seksualnych, chorobę obserwuje się u kobiet, które nie prowadziły aktywnego życia seksualnego. U kobiet w okresie menopauzy nie oceniano częstości występowania choroby.

Pacjenci rasy czarnej są najwyraźniej bardziej podatni na tę chorobę. W wiejskiej populacji Ugandy jego występowanie odnotowano u 50% ocenianych kobiet.

Objawy

Większość kobiet z bakteriozą pochwy przebiega bezobjawowo. W przypadku objawów główne z nich to produkcja białej lub żółtawej wydzieliny z pochwy. Przepływ ten zwiększa się wraz z miesiączką lub po odbyciu stosunku płciowego bez zabezpieczenia

Ponadto wydzielina się nieprzyjemny zapach z pochwy spowodowany wytwarzaniem putrescyny i kadaweryny. Z drugiej strony w pochwie może wystąpić zaczerwienienie i swędzenie. Na sromie można zobaczyć ostre krwotoki.

Diagnoza

Idąc do lekarza z wyżej wymienionymi objawami, oceniane są różne aspekty. Badane jest pH pochwy, uważa się, że może dojść do infekcji, gdy jest wyższe niż 4,5.

Podobnie przeprowadza się badanie mikroskopowe wydzieliny z pochwy w celu wykrycia obecności kluczowych komórek. Są to komórki nabłonkowe pochwy otoczone przez bakterie.

Obecnie najdokładniejszym sposobem zdiagnozowania choroby jest wykonanie testu PCR w celu genetycznej identyfikacji G. vaginalis.

Leczenie

G. vaginalis jest wrażliwy na różne antybiotyki, w tym ampicylinę, karbenicylinę, oksacylinę, penicylinę i wankomycynę. Zaobserwowano, że szczepy różnie reagują między innymi na tetracyklinę i gentaminycynę.

Z drugiej strony metrodinazol jest dość skuteczny in vivo, ale daje różne wyniki w kulturach in vitro.

Najczęstsze metody leczenia choroby obejmują stosowanie metronidazolu lub klindamycyny. Aplikacją mogą być kremy doustne lub dopochwowe.

W przypadku aplikacji doustnej zwykle stosuje się metronidazol, a kuracja trwa około 7 dni. W przypadku stosowania kremów dopochwowych można je oprzeć na metronidazolu lub klindamycynie, które są stosowane przez jeden do dwóch tygodni.

Pacjentkom w ciąży z chorobą zaleca się leczenie doustne, ponieważ uważa się je za bezpieczniejsze i skuteczniejsze.

Te zabiegi mogą mieć pewne skutki uboczne, takie jak nudności, bóle brzucha, kaszel i metaliczny posmak w ustach.

Istnieją alternatywne metody leczenia, takie jak przyjmowanie probiotyków, które mogą pomóc w zapobieganiu nawrotom. Podobnie, zastosowania kwasu borowego wykazały pewną skuteczność.

Bibliografia

1. Ahmed A, J Earl. Do Retchless. S Hillier. LK Rabe. T Cherpes. E Powell. B Xanthos, R Eutsey, NL Hiller. R Boissy, M. Dahlgren.B Hall JW Costerton. JC Post. FZ Hu i GD Ehrlich (2012) Porównawcze analizy genomiczne 17 izolatów klinicznych Gardnerella vaginalis dostarczają dowodów na istnienie wielu izolowanych genetycznie kladów zgodnych z podziałem na genowary. Journal of Bacteriology 194: 3922–3937.
2. Castellanos D, Galuppo C i V Da Silva (2010) Bakteryjne zapalenie pochwy: cechy kliniczne, epidemiologiczne i mikrobiologiczne. HU Magazine, Juiz de For a 36: 223-230.
3. Catlin, W (1992) Gardnerella vaginalis: charakterystyka, rozważania kliniczne i kontrowersje. Clinical Microbiology Reviews 5: 213-237.
4. Hay, P (2002) Bacterial vaginosis. Czasopismo pediatrii, położnictwa i ginekologii. Wrzesień / październik: 36-40.
5. Storms V i P Vandamme (2015) Gardnerella. W: Whitman WB (redaktor) Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., we współpracy z Bergey's Manual Trust.
6. Yeoman C, S Yildirim, S Thomas, AS Durkin, M Torralba, G Sutton, CJ Buhay, Y Ding, SP Dugan-Rocha, D Muzny, X Qin, RA Gibbs, S Leigh. R Stumpf, B White, SK Highlander, KE Nelson i BA Wilson (2010) Genomika porównawcza szczepów Gardnerella vaginalis ujawnia istotne różnice w potencjale zjadliwości metabolicznej. Plos ONE 5: 1-15.