GARDNERELLA VAGINALIS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, ŽIVOTNÍ CYKLUS - BIOLOGIE - 2025

Gardnerella vaginalis patří do čeledi Bifidobacteriaceae v pořadí Bifidobacteriales of Actinobacteria. Tento druh je charakterizován, protože se může chovat jako grampozitivní nebo grampozitivní v závislosti na kmeni a kultivačním médiu.

Je fakultativní anaerobní, při fermentačním procesu produkuje hlavně kyselinu octovou. Je pleomorfní (má dva strukturální tvary) a může být tvarován jako bacil nebo kokos (zaoblený).

OBRÁZEK: Pohled na Gardnerella vaginalis z mikroskopu. Autor: Dr. FC Turner, prostřednictvím Wikimedia Commons

Zaoblené (kokobacily) a protáhlé (bacily) formy se mohou vyskytovat ve stejném kmeni v různých stádiích vývoje. Podobně může být ovlivněn typ barvení, které představují (grampozitivní nebo negativní).

Když byl poprvé popsán, byl umístěn do rodu Haemophilus. Následně byly prokázány morfologické a funkční rozdíly druhu. Nachází se v rodu Gardnerella, který je tvořen jedním druhem.

Obecné vlastnosti

G. vaginalis je fakultativní anaerobní, ačkoli některé kmeny mohou být anaerobní.

Hlavním produktem fermentace cukrů je kyselina octová. Některé kmeny však mohou produkovat kyselinu mléčnou, mravenčí nebo jantarovou. Při fermentaci nevznikají žádné plyny.

Tyto bakterie mohou fermentovat různé typy cukrů, jako je dextrin, glukóza, maltóza a škrob.

K rozpoznání tohoto druhu jsou nejdůležitější vlastnosti hydrolýza škrobu a hippurátu (aromatická organická sloučenina). Rovněž vytvářejí hemolýzu v přítomnosti lidské krve, ale nikoli v ovčí krvi.

G. vaginalis je považován za hlavní původce vaginální bakteriózy. Druh je součástí bakteriální mikroflóry vagíny, ale může být virulentní.

Vaginální bakterióza je spojena s výskytem nerovnováhy mikrobioty ve vagíně. Laktobacily, které produkují velké množství peroxidu vodíku, jsou nahrazeny anaerobními bakteriemi.

Druh G. vaginalis inhibuje růst laktobacilu a pH vagíny může stoupnout na hodnoty blízké 7. Bakterie má schopnost degradovat muciny, které jsou vylučovány v epiteliálních buňkách vagíny.

Nejzřetelnějšími příznaky vaginální bakteriózy je produkce bílého nebo nažloutlého výboje a zápach. Může to být také svědění a červené.

Nejběžnější formy infekce jsou nechráněný sex a mají více sexuálních partnerů. Je také běžné získat nemoc ze sdílení sexuálních hraček nebo pomocí IUD (intrauterinního zařízení).

Nejběžnější léčbou je použití antibiotik, jako je metronidazol a klindamycin.

Kulturní mediální podmínky

Optimální teplota pro vývoj bakterií se pohybuje v rozmezí 35 - 37 ° C, i když se mohou vyvíjet od 25 do 42 ° C. Rozsah pH je 6 - 6,5, ale k určitému růstu může dojít při pH 4,5.

Kolonie nejsou v ovčí krvi hemolytické. Produkují hemolýzu rostoucí v lidské a králičí krvi.

Jsou považovány za „náročné“ bakterie, protože pro svůj růst v kultivačních médiích vyžadují určité specifické živiny. Mezi nimi máme přítomnost biotinu, kyseliny listové, thiaminu, riboflavinu a purinů / pyramid.

Bylo pozorováno, že v přítomnosti fermentovatelných sacharidů a peptonů je růst bakterií v médiu zrychlen.

Genetika

Velikost genomu v G. vaginalis je 1 490 - 1 700 párů bází, s obsahem GC v rozmezí od 41 do 43% mezi různými kmeny. Jádro genomu (geny sdílené všemi kmeny) je pouze 716 genů. Tímto způsobem, že pouze 27% genomu je společné pro všechny studované kmeny druhu.

V molekulárních studiích prováděných na různých kmenech bylo zjištěno, že se vyskytují nejméně čtyři různé skupiny. Tyto skupiny mají různou velikost genomu a vztah GC k sobě navzájem.

Taxonomie

Tento druh byl poprvé izolován v roce 1953 Leopoldem. Tento autor získal bakterie z genitourinárního systému lidí.

Izolace odpovídala bakterii, která se chovala jako gramnegativní, byla imobilní a bez přítomnosti kapsle. Tato první kultura byla připravena na krevním agaru při teplotě 37 ° C.

Leopold usoudil, že tento druh souvisí s rodem Haemophilus. Pozdnější, Gardner a Dukes v roce 1955 identifikoval to jako Haemophilus vaginalis, kvůli jeho Gram negativní skvrně a tvaru bacilu. Kromě toho se domnívali, že je příčinou charakteristického vaginálního výtoku.

Když však studium druhu pokračovalo, bylo zjištěno, že pro jeho vývoj nevyžadují některé prvky nezbytné pro růst druhu Haemophilus. Na druhé straně bakterie vykazovaly tendenci udržovat krystalové fialové zbarvení v Gramově zbarvení.

Tyto charakteristiky naznačují, že druh byl více příbuzný rodu Corynobacterium, což je grampozitivní skupina Actinobacteria. Zinnemann a Turner ji proto v roce 1963 označili za Corynobacterium vaginale.

Rod

V 80. letech 20. století byly prováděny různé studie s biochemickými a molekulárními technikami a pozorování pomocí transmisního elektronového mikroskopu. Greenwood a Picket určují, že neexistuje žádný rod s charakteristikami tohoto druhu.

Autoři navrhují nový rod jménem Gardnerella na počest Gardnera, který je monospecifický (pouze s jedním druhem). Ukazují, že bakterie rodu jsou gramnegativní vůči variabilním, tyčinkovitým a mají laminovanou buněčnou stěnu.

V současnosti se rod nachází v čeledi Bifidobacteriaceae z řádu Bifidobacteriales z Actinobacteria. Nedávné molekulární studie ukazují, že tento druh tvoří kladu s druhem rodu Bifidobacterium (B. coryneforme a B. minimimum).

Morfologie

Bakterie jsou pleomorfní bacily přibližně 0,5 um široké a 1,5 až 2,5 um dlouhé. Na rozdíl od jiných aktinobaktérií netvoří vlákna.

Kolonie mají průměr 0,4 až 0,5 mm po 48 hodinách inkubace. Tyto kolonie jsou zaoblené, neprůhledné a hladké. Po této inkubační době rostou v průměru více než 0,5 mm. Životaschopnost kolonií se rychle ztratí.

Buněčná zeď

Struktura buněčné stěny v bakteriích určuje jejich reakci na Gramovo barvení.

V případě gramnegativních skupin představují vnější membránu, která je pokryta polysacharidy, proteiny a fosfolipidy. Stěna má tři vrstvy pokryté tenkou vrstvou peptidoglykanů.

U Gram pozitivních skupin je zeď silná a představuje amorfní matrice propletené peptidoglykany. Množství peptidoglykanů ve zdi zřejmě určuje, zda je Gramovo barvení negativní nebo pozitivní.

V případě G. vaginalis má ultrastruktura buněčné stěny tendenci být grampozitivní. Kmeny mají tendenci reagovat jako grampozitivní ve fázi exponenciálního růstu. Když je však kultura starší, peptidoglykanová vrstva se stává velmi tenkou a reaguje jako gramnegativní.

Buněčná stěna druhu má v závislosti na svém chemickém složení různé organické sloučeniny. Mezi ně patří N-acetylglukosamin, alanin, kyselina asparagová a glutamová, glycin a lysin.

Vnější vrstva z polysacharidu

Je vidět, že mimo buněčnou stěnu je vrstva složená z polysacharidů. Má tendenci tvořit síť vláken, která mohou vzájemně propojovat buňky.

Tato vrstva se považuje za relevantní v mechanismech přilnavosti G. vaginalis k epiteliálním buňkám vagíny. Rovněž může být příčinou tvorby skupin buněk v kultivačním médiu.

Fimbriae

Okolo bakterií byly pozorovány malé fimbrie (krátké vlasy). Mají průměr mezi 3-7,5 nm. Buňky s fimbrií jsou běžné v izolátech od pacientů s bakteriální vaginitidou. V případě kmenů získaných v kultuře je přítomnost fimbrií méně konstantní.

Životní cyklus

Jako všechny bakteriální buňky se G. vaginalis asexuálně reprodukuje binárním štěpením. Zaprvé dochází k duplikaci DNA a každá dceřinná bakterie je vybavena genetickým doplňkem totožným s genetickým doplňkem mateřské buňky.

Jakmile se bakterie začnou dělit, vytvoří kolonie. Když se začnou tvořit kolonie G. vaginalis, buňky mohou nabývat různých tvarů.

Ve 24hodinovém kultivačním médiu byly pozorovány malé kokobacily a mírně prodloužené formy.

Typ kultivačního média může ovlivnit tvar a reakci na Gramovo zbarvení druhu. Buňky rostoucí na vaginálním agaru bývají velmi krátké, gramnegativní tyčinky. V škrobových kulturách byly bakterie pleomorfnější, shlukované a Gram variabilní.

V případě kultur prováděných z krve infikovaných pacientů se bakterie chovají jako grampozitivní. K tomu také dochází v exponenciální fázi růstu kolonií v různých kultivačních médiích.

Nákaza

G. vaginalis je hlavním původcem vaginální bakteriózy. Gardner v roce 1954 potvrdil, že druh byl příčinou nemoci, a to použitím Kochových postulátů.

Někteří autoři nepovažují vaginální bakteriózu za pohlavně přenosné onemocnění, protože infekce není způsobena vnějším patogenem, ale druhem, který je normálně přítomen ve vaginální mikroflóře.

Styk však může zvýšit infekci zavedením přebytečných bakterií do pochvy. Rovněž bylo naznačeno, že může dojít k nakažení pomocí intrauterinních zařízení (IUD) nebo sdílením sexuálních hraček.

K infekci dochází, když existuje nerovnováha v pH vagíny (> 4,5), což podporuje vývoj G. vaginalis na druhu Lactobacillus.

Když trpíte touto chorobou, mohou nastat různé komplikace. Bakterémie (vypouštění bakterií do krve) může nastat po císařském řezu. Podobně to může způsobit septikémii u novorozenců, způsobit předčasné porody nebo infekce po hysterektomii.

epidemiologie

Ve provedených studiích bylo pozorováno, že vaginální bakterióza se vyskytuje u 10–20% žen. Tato procenta však zvyšují určité rizikové faktory.

U pacientů s pohlavně přenosnými infekcemi se procento zvyšuje na 36%. Vyskytuje se také u 28% žen, které podstoupily potrat.

Na druhou stranu, i když je častější u žen, které změnily sexuální partnery, onemocnění bylo pozorováno u žen, které neměly aktivní sexuální život. U žen, které jsou v menopauze, nebyl výskyt onemocnění hodnocen.

Černí pacienti jsou zjevně náchylnější k onemocnění. U venkovské ugandské populace byl její výskyt zaznamenán u 50% hodnocených žen.

Příznaky

Většina žen s vaginální bakteriózou je asymptomatická. V případě příznaků jsou hlavními příznaky bílé nebo nažloutlé vaginální výboje. Tento tok se zvyšuje s menstruací nebo po nechráněném sexu

Také existuje špatný vaginální zápach způsobený produkcí putrescinu a kadaverinu. Na druhé straně může být vaginální zarudnutí a svědění. Přesné krvácení je vidět na vulvě.

Diagnóza

Při návštěvě lékaře s výše uvedenými příznaky se hodnotí různé aspekty. Je studováno pH vagíny, předpokládá se, že může dojít k infekci, pokud je vyšší než 4,5.

Podobně se provádí mikroskopická studie vaginálního výboje, aby se zjistila přítomnost klíčových buněk. Jedná se o epitelové buňky v pochvě, které jsou obklopeny bakteriemi.

V současné době je nejpřesnějším způsobem diagnostiky onemocnění provedení testu PCR k genetické identifikaci G. vaginalis.

Léčba

G. vaginalis je citlivý na různá antibiotika včetně ampicilinu, karbenicilinu, oxacilinu, penicilinu a vankomycinu. Bylo pozorováno, že kmeny reagují mimo jiné na tetracyklin a gentaminycin.

Na druhé straně, metrodinazol je docela účinný in vivo, ale dává různé výsledky v kulturách in vitro.

Nejběžnější způsoby léčby tohoto onemocnění zahrnují použití metronidazolu nebo klindamycinu. Aplikace může být orální nebo vaginální krémy.

V případě perorální aplikace se obvykle používá metronidazol a léčba trvá asi sedm dní. Při aplikaci vaginálních krémů mohou být založeny na metronidazolu nebo klindamycinu, který se aplikuje jeden až dva týdny.

U těhotných pacientů s tímto onemocněním se doporučuje orální léčba, protože je považována za bezpečnější a účinnější.

Tato léčba může mít některé vedlejší účinky, jako je nauzea, bolesti žaludku, kašel a kovová chuť v ústech.

Existují alternativní způsoby léčby, například užívání probiotik, které mohou pomoci zabránit recidivě. Podobně aplikace kyseliny borité ukázala určitou účinnost.

Reference

1. Ahmed A, J Earl. Chcete-li retchless. S Hillier. LK Rabe. T Cherpes. E Powell. B Xanthos, R Eutsey, NL Hiller. R Boissy, M Dahlgren.B Hala JW Costerton. JC Post. FZ Hu a GD Ehrlich (2012) Srovnávací genomická analýza 17 klinických izolátů Gardnerella vaginalis poskytuje důkazy o mnohonásobně geneticky izolovaných cladech odpovídajících subspeciaci na genovary. Journal of Bacteriology 194: 3922-3937.
2. Castellanos D, Galuppo C a V Da Silva (2010) Bakteriální vaginóza: klinické, epidemiologické a mikrobiologické rysy. HU Magazine, Juiz de For 36: 223-230.
3. Catlin, W (1992) Gardnerella vaginalis: charakteristika, klinické úvahy a kontroverze. Clinical Microbiology Reviews 5: 213-237.
4. Hay, P (2002) Bakteriální vaginóza. Žurnál dětství, porodnictví a gynekologie. Září / říjen: 36-40.
5. Storms V a P Vandamme (2015) Gardnerella. In: Whitman WB (editor) Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., ve spojení s 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 a BA Wilson (2010) Srovnávací genomika kmenů Gardnerella vaginalis odhaluje podstatné rozdíly v potenciálu metabolické virulence. Plos ONE 5: 1-15.