Ekosistem vagina normal adalah sangat kompleks. LactobaciIIus merupakan spesies bakteri yang dominan (flora normal) pada vagina perempuan usia subur, tetapi ada juga bakteri-bakteri lain yaitu bakteri aerob dan anaerob. Pada saat vaginosis bakterial muncul, terdapat pertumbuhan yang berlebihan dari beberapa spesies bakteri yang ditemukan, dimana dalam keadaan normal ada dalam konsentrasi rendah. Diketahui ada 4 kategori dari bakteri vagina yang berhubungan dengan vaginosis bakterial yaitu:
1. Gardnerella vaginalis.
2. Mycoplasma hominis.
c. Bakteri anaerob: Mobiluncus spp dan Bacteroides spp.
a. Gardnerella vaginalis.
Berbagai literatur selama 30 tahun terakhir membuktikan bahwa G. vaginalis berhubungan dengan vaginosis bakterial. Bagaimanapun, dengan media kultur yang Iebih sensitif G.vaginalis dapat diisolasi dalam konsentrasi yang tinggi pada perempuan tanpa tanda-tanda infeksi vagina. Dengan media selektif tampak G.vaginalis 40 – 50% pada semua perempuan usia subur. Gardnerella vaginalis diisolasi sekitar > 90% pada perempuan dengan vaginosis bakterial. Saat ini dipercaya bahwa G.vaginalis berinteraksi dengan bakteri anaerob dan M. hominis menyebabkan vaginosis bakterial.
b. Mycoplasma hominis.
Ditemukan Mycoplasma hominis sebanyak 63% pada vaginosis bakterial dan 10% pada perempuan normal. Ditemukan Mycoplasma hominis dan G.vaginalis dalam cairan vagina pada vaginosis bakterial. Pertumbuhan Mycoplasma hominis mungkin distimulasi oleh putrescine, satu dari amin yang konsentrasinya meningkat pada vaginosis bakterial.
Konsentrasi normal bakteri dalam vagina biasanya 10⁵ organisme/ml cairan vagina dan meningkat menjadi 10⁸⁻⁹ organisme/ml pada vaginosis bakterial. Terjadi peningkatan konsentrasi G.vaginalis dan bakteri anaerob termasuk Bacteroides, Peptostreptococcus dan Mobilincus Spp sebesar 100 — 1000 kali lipat.
c. Bakteri anaerob
Bacteroides Spp. (Prevotella dan Prophyromonas) diisolasi sekitar 76% dan Peptococcus (Peptostreptococcus) 36% dari penderita vaginosis bakterial, dan pada perempuan normal kedua tipe anaerob secara bermakna lebih jarang ditemukan. Penemuan spesies anaerob dihubungkan secara langsung dengan penurunan laktat dan peningkatan suksinat dan asetat pada cairan vagina. Setelah terapi metronidasol, Bacteroides dan Peptostreptococcus tidak ditemukan lagi dan laktat kembali menjadi asam organik predominan dalam cairan vagina. Bakteri anaerob berinteraksi dengan G.vaginalis menyebabkan vaginosis bakterial. Peneliti lain memperkuat adanya hubungan antara bakteri anaerob dan vaginosis bakterial. Menurut pengalaman, Bacteroides Spp paling sering dihubungkan dengan vaginosis bakterial. Mikroorganisme anaerob lainnya adalah Mobilincus Spp, merupakan batang anaerob lengkung ditemukan pada vaginosis bakterial. Dalam vagina, Mobilincus Spp selalu ditemukan bersama dengan organisme lainnya yang menyebabkan vaginosis bakterial.