In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Krankheitserregerüberprüften die Forscher das aktuelle Verständnis der Zusammensetzung und zeitlichen Dynamik mikrobieller Nischen im weiblichen Fortpflanzungstrakt.
Lernen: Das Kontinuum mikrobieller Ökosysteme entlang des weiblichen Fortpflanzungstrakts: Auswirkungen auf Gesundheit und Fruchtbarkeit. Bildnachweis: Orawan Pattarawimonchai/Shutterstock
Hintergrund
Mikrobiota ist die Summe mikrobieller Populationen in einer bestimmten Umgebung, während das Mikrobiom das gesamte Ökosystem darstellt, einschließlich Bakterien- und Wirtsgenome und Umweltfaktoren. Diese Faktoren tragen zur resultierenden Funktionsfähigkeit/Dysfunktionalität des Ökosystems bei und beeinflussen die Stoffwechselwege, die eine gegenseitige Kommunikation zwischen Organsystemen ermöglichen.
Es hat sich herausgestellt, dass mehrere Erkrankungen wie Diabetes, Fettleibigkeit, vorzeitige Wehen, bakterielle Vaginose (BV) und Reizdarmerkrankung (IBD) mit einer veränderten Mikrobiota einhergehen. Ein wachsendes Forschungsinteresse konzentriert sich auf die Assoziation der Stoffwechselaktivität des Darms mit der urogenitalen Gesundheit. In der vorliegenden Studie diskutierten die Forscher die Zusammensetzung, zeitliche Dynamik und Charakterisierung von Mikroben im weiblichen Fortpflanzungstrakt.
Vaginales Mikrobiom
Ein gesundes Mikrobiom der Vagina wurde als eines beschrieben, dessen Zusammensetzung von Mitgliedern der Lactobacillaceae-Familie dominiert wird. Sie sind gut angepasst und dienen als erste Verteidigungslinie gegen die Ansiedlung von Krankheitserregern. Das Nebenprodukt der Fermentation, Milchsäure, trägt dazu bei, einen niedrigen vaginalen pH-Wert zwischen 3,5 und 4,2 aufrechtzuerhalten, wodurch viele eindringende Mikroben gehemmt werden.
Darüber hinaus produzieren Laktobazillen Bacteriocine, die als Schmalspektrum-Antibiotika wirken und das Vaginalmilieu schützen. Die Forscher identifizierten fünf verschiedene Gemeinschaftszustandstypen (CSTs I bis V) der vaginalen Mikrobiota. CST-I, -II, -III und -V werden von Laktobazillen dominiert, während CST-IV sowohl obligate als auch fakultative Anaerobier enthält. Von den beiden CST-IV-Subtypen ist nur CST-IV-B dysbiotisch.
Frauen wechseln während des Menstruationszyklus zwischen CSTs. Verschiedene Studien haben CSTs untersucht, um die Dynamik des vaginalen Mikrobioms zu verstehen, und darauf hingewiesen, dass gesunde Frauen wahrscheinlich zwei bis drei Wochen lang ein CST aufrechterhalten. Eine Studie kam zu dem Schluss, dass häufige CST-Verschiebungen und spezifische Bakterienarten Dysbiose und symptomatische Störungen stark vorhersagen.
Darüber hinaus wurden Variationen der mikrobiellen Zusammensetzung zwischen den Arten über Rassen/Ethnien hinweg dokumentiert. Afroamerikanische und hispanische Frauen bevorzugen CST-IV-A, während asiatische und kaukasische Frauen Lactobacillus-dominant sind. CSTs können sich auch mit zyklischen Änderungen von Östrogen, pH-Wert, Menses, Glykogengehalt und der Einführung exogener Bakterienarten ändern.
Mitwirkende Faktoren der vaginalen Dysbiose
Östrogen erhöht den Lactobacillus-Spiegel, indem es die Verfügbarkeit von freiem Glykogen in der Vaginalschleimhaut erhöht. Sinkende Östrogenspiegel und erhöhte pH- und Eisenspiegel aufgrund von Menstruationsblut entlang des Vaginalkanals verursachen mikrobielle Zusammensetzungsänderungen, die die Anfälligkeit für Krankheitserreger erhöhen können. Östrogenspiegel fallen auch nach der Menopause, und postmenopausale Frauen haben ein erhöhtes Risiko für HWI, BV und andere Dysbiose-bedingte Komplikationen.
Sperma verursacht komplexe Veränderungen im vaginalen Mikrobiom. Die Samenflüssigkeit enthält immunaktive Moleküle, die Entzündungsreaktionen der weiblichen Genitalien fördern/hemmen und Veränderungen in der Schleimhaut hervorrufen, um Schwangerschaftsveränderungen zu verstärken. Frauen wiederum haben einen immunsuppressiven Mechanismus, um Entzündungsreaktionen auf Samen abzuwenden. Frauen scheiden während des Orgasmus Oxytocin aus, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Entzündungsreaktionen auf Samen verringert wird.
Dennoch kann eine Immunsuppression Frauen anfällig für schädliches Wachstum von Kommensalen und pathogenen Mikroben machen, was möglicherweise zu sexuell übertragbaren Infektionen (STIs) führt. Außerdem kann die Empfängnisverhütung auch die mikrobielle Umgebung der Frau beeinflussen. Hormonelle Intrauterinpessaren (IUPs) verursachen Veränderungen des Östrogenspiegels, die zu schützenden Wirkungen im vaginalen Mikrobiom führen, während orale hormonelle Empfängnisverhütung die Assoziation zwischen Östrogen und Darmbakterien negativ beeinflussen kann.
Bakterielle Vaginose
BV ist bei Frauen im gebärfähigen und menopausalen Alter üblich und wird mit üblem Geruch und Ausfluss in Verbindung gebracht. Sie ist gekennzeichnet durch einen sinkenden vaginalen pH-Wert, Verlust/Abnahme von Milchsäure-produzierenden Mikroben und erhöhte Mengen an fakultativen Mikroben und opportunistischen Anaerobiern. Eine Studie berichtete über eine umgekehrte Assoziation zwischen symptomatischer BV und Urobiom-Diversität. Schwerwiegende Auswirkungen auf die reproduktive Gesundheit wurden mit BV in Verbindung gebracht, wie z. B. Salpingitis, Adenomyose, Endometritis und entzündliche Erkrankungen des Beckens (PID).
Darüber hinaus kann eine chronische/wiederkehrende BV das Risiko von Unfruchtbarkeit und unerwünschten Schwangerschaftsausgängen erhöhen. Die für BV empfohlene Erstlinientherapie ist Metronidazol/Clindamycin. Es wurde jedoch festgestellt, dass BV nach der Behandlung mit Metronidazol bei 58 % der Frauen erneut auftrat, was die Notwendigkeit unterstreicht, die derzeitigen therapeutischen Ansätze für BV zu verbessern.
Immunantworten und Redoxpotential
Pathogene Bakterien/Viren binden an einen Toll-like-Rezeptor (TLR) und lösen so Typ-1-Helfer-T-Zellen (Th1) oder Th17-Antworten aus. Die Th1-Antwort umfasst Makrophagen, den Cluster der Differenzierungs-8-T-Zellen (CD8+) und Interferon (IFN)-γ, während die Th17-Antwort durch Interleukin (IL)-17A, IL-17F und IL-22 gekennzeichnet ist. Pathogene Bakterien führen Neutrophile und Makrophagen dazu, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu erzeugen, die das Redoxpotential und den pH-Wert in Uterus und Vagina beeinflussen.
Eine Studie beobachtete, dass Frauen mit BV ein geringeres Redoxpotential und somit ein reduzierteres Milieu der Vagina als gesunde Frauen hatten. Kurzkettige Fettsäuren beeinflussen das vaginale Redoxpotential. Eine reduzierte Umgebung kann zu immunologischen Veränderungen und einem übermäßigen Wachstum von BV-assoziierten Anaerobiern im vaginalen Ökosystem führen, was zur BV-Pathogenese führt.
Abschließende Bemerkungen
Die Definition eines eubiotischen/gesunden Mikrobioms war schwer fassbar. Obwohl Korrelationen zwischen Krankheitszuständen und spezifischen Bakterienarten beobachtet werden, sind die kausalen Gründe für die Pathogenese der Krankheit und die Faktoren, die die Rückkehr zur Homöostase beeinflussen, komplex.
Obwohl die Zusammensetzungsklassifizierung für die Kategorisierung des Mikrobioms wertvoll ist, deuten Berichte darauf hin, dass die Zusammensetzung von Mikroben individualisiert ist und gelegentlich Korrelationen mit Krankheitszuständen aufweist. Die Autoren schlugen vor, die aktuellen wissenschaftlichen Vorstellungen/Hypothesen durch einen ganzheitlichen Ökosystemansatz zu untersuchen, um zu verstehen, was Gesundheit im urogenitalen Mikrobiom definiert.
Referenz:
- Nakama C., Thompson B., Szybala C., McBeth A., Dobner P., Zwickey H. (2022). Das Kontinuum mikrobieller Ökosysteme entlang des weiblichen Fortpflanzungstrakts: Auswirkungen auf Gesundheit und Fruchtbarkeit. Krankheitserreger. doi: 10.3390/pathogens11111244 https://www.mdpi.com/2076-0817/11/11/1244
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