Virtsaelimistön fysiologia
Virtsan muodostavat munuaisten sisällä olevat nefronit. Virtsan tuotanto on elimistön tapa poistaa ylimääräinen vesi, jätteet ja suolat. Muodostuttuaan nefronissa virtsa virtaa useiden munuaisten rakenteiden läpi. Munuaisesta virtsa virtaa peristalttisen liikkeen avulla virtsaputkiin alaspäin virtsarakkoon. Virtsarakon supistuminen virtsankarkailun (tunnetaan myös nimellä virtsaaminen) kautta saa virtsajohtimen alapään supistumaan, jotta virtsan takaisinvirtaus ylöspäin estyy. Virtsarakko pidättää virtsan, kunnes virtsaaminen tapahtuu, jolloin virtsa tyhjenee virtsaputken kautta. Naisella tämä sijaitsee emättimen aukon yläpuolella. Miehellä virtsaputken aukko sijaitsee peniksen päässä. Virtsaputken sisäinen sulkijalihas on virtsaputken ja virtsarakon risteyskohdassa. Ulkoinen virtsaputken sulkijalihas on virtsaputken tyvessä, ja tietoinen hermosto ohjaa sen ohjausta. Virtsarakon ja sisäisen virtsaputken sulkijalihaksen toimintaa hermottaa autonominen hermosto. Kun virtsarakko supistuu ja tyhjentää virtsaa, selkäytimen ristiselän tasot (S2-S4) toimivat autonomisen hermoston parasympaattisten kuitujen välityksellä. Kun virtsarakon on pidätettävä virtsaa, virtsaputken sulkijalihaksen toimintaa kiihdyttävät rinta- ja lannerangan selkäytimen osat (T11-L2) sympaattisten kuitujen kautta. Yksilö aistii virtsarakon olevan täynnä virtsarakon kudoksessa olevien venytysreseptorien avulla ja lähettää impulssin selkäytimen ristiselän osaan. Kun virtsaa on kertynyt noin 300 ml, virtsarakko supistuu ja virtsaputken sisäinen sulkijalihas rentoutuu, ja yksilö tuntee tarvetta tyhjentää (McCance & Huether, 2019).
Normaaleilla terveillä yksilöillä on useita mekanismeja, jotka pyrkivät estämään bakteereja tunkeutumasta rakkoon tai etenemästä ylöspäin ylempien virtsateiden kautta. Nämä mekanismit toimivat yleensä yhdessä estääkseen infektion, ja niihin kuuluvat:
- Virtsaaminen pesee suurimman osan bakteereista pois virtsaputkesta
- Naisilla: Virtsaputken limaa erittävät solut auttavat vangitsemaan bakteerit, jotta ne eivät pääse liikkumaan ylöspäin
- Miehillä: Virtsaputken pituus sekä eturauhanen ja siihen liittyvät rauhaset tuottavat eritteitä, jotka suojaavat bakteereja tunkeutumiselta
- Monet tekijät vaikuttavat bakteereja tuhoavan vaikutuksen aikaansaamiseksi: virtsan korkea osmolaliteetti ja matala PH-arvo, uromoduliinin läsnäolo (munuaisissa syntetisoitu proteiini) ja virtsateiden epiteelisolut
- Kun virtsarakko supistuu, ureterovesikaalinen liitos (toiminnallinen yksisuuntainen venttiili, josta virtsaputket johtavat virtsarakkoon) sulkeutuu, ja estää näin virtsan nousun ylöspäin ylempiin virtsateihin
- Distaalisessa virtsaputkessa virtsaputken sulkijalihas estää bakteerien liikkumisen ylöspäin
Jos bakteerit pääsevät onnistuneesti tunkeutumaan, immuunijärjestelmä rekrytoi tollin kaltaisia reseptoreita (TLR4), jotka tunnistavat taudinaiheuttajan ja rekrytoivat edelleen neutrofiilejä ja makrofaageja fagosytoosin käynnistämiseksi. Patogeenin kykyyn tuottaa infektio vaikuttavat tietyn patogeenin virulenssi ja yksilön erityinen immuunivaste. Jos immuunijärjestelmä ei reagoi tarpeeksi nopeasti, taudinaiheuttaja voi pystyä lisääntymään liikaa ja tulvimaan yksilön puolustusmekanismia aiheuttaen virtsatietulehduksen (McCance & Huether, 2019).
Kuvio 1. Taudinaiheuttajan lisääntyminen. Virtsateiden järjestelmä (Charity, 2016)
Virtsatieinfektiotyypit:
Virtsatieinfektiot aiheuttavat bakteerit, jotka tunkeutuvat virtsateiden epiteelisoluihin aiheuttaen näiden solujen ärsytystä ja tulehdusta. Infektio voi alkaa virtsaputkesta ja edetä virtsarakkoon, virtsaputkiin tai munuaisiin. Virtsaputken tai virtsarakon infektiota kutsutaan alempien virtsateiden infektioksi, kun taas virtsaputkien, munuaisaltaan tai munuaiskudoksen infektio muodostaa ylempien virtsateiden infektion. Naiset ovat yleensä alttiimpia virtsatieinfektioille anatomiansa vuoksi. Heidän virtsaputkensa on lyhyempi kuin miehen virtsaputki, joten bakteerit pääsevät helpommin virtsarakkoon. Lisäksi naisten virtsaputken aukko sijaitsee lähempänä peräaukkoa, jolloin bakteerien on helpompi siirtyä peräaukosta virtsaputkeen.
Kuten aiemmin mainittiin, virtsatietulehduksen kehittymistä edistää kaksi päätekijää:
1). Tietyn patogeenin kyky tuottaa infektio
2.) Yksilön puolustusmekanismien vahvuus tiettyä patogeeniä vastaan (McCance & Huether, 2019)
Riskitekijät: Yksilöt, joilla on suurin riski saada virtsatieinfektioita, ovat naiset, immuunipuutteiset henkilöt, esipuberteetti-ikäiset lapset, potilaat, joilla on virtsakatetri, naiset, jotka saavat antibiootteja, jotka voivat häiritä emättimen mikroflooraa, henkilöt, joilla on aiemmin ollut diabetes mellitus, vaihdevuosien jälkeiset naiset, seksuaalisesti aktiiviset ja raskaana olevat naiset (McCance & Huether, 2019).
Akuutti kystiitti:
Yleisin virtsatietulehduksen aiheuttaja, akuutti kystiitti, on virtsarakon tulehdus. Virtsa on saastunut bakteereilla, jotka kulkeutuvat virtsarakkoon. Tavallisimmin virtsatietulehdus syntyy bakteerien tai taudinaiheuttajien (tavallisimmin Escherichia coli) käänteisen liikkeen kautta suolistosta (jossa se tavallisesti sijaitsee) ylös virtsaputkeen ja sitten virtsarakkoon (McCance & Huether, 2019). Tämän nimenomaisen bakteerin siirtyminen perianaalialueelta virtsaputken aukkoon voi johtua huonosta pyyhkimisestä suolen tyhjennyksen jälkeen, yhdynnästä tai virtsan pidättelystä, sillä virtsaaminen auttaa huuhtelemaan bakteerit pois kehosta. Escherichia coli -bakteerilla on useita mekanismeja, jotka tekevät siitä entistä virulentimman ja vastustuskykyisemmän immuunijärjestelmää vastaan. Ne tuottavat toksiineja, joita kutsutaan sytotoksiini-nekrotisoivaksi tekijäksi 1 ja hemolyysiksi, ja ne ovat vastustuskykyisiä komplementille. Muut bakteerit, jotka voivat aiheuttaa virtsatietulehduksia, työskentelevät yhdessä luodakseen biofilmin, joka auttaa tehokkaassa lisääntymisessä ja vastustaa isännän puolustusmekanismeja sekä mahdollisesti määrättyä antibioottihoitoa. E.coli-bakteereilla on erityisiä rakenteellisia ominaisuuksia, kuten tyypin 1 fimbriat, jotka kiinnittyvät uroepiteelisoluihin, ja niiden lippulat auttavat työntämään niitä ylävirtaan. Joillakin naisilla genetiikka tekee heistä alttiimpia joidenkin E.coli-kantojen aiheuttamalle infektiolle. Muita infektiota aiheuttavia patogeenejä ovat Staphylococcus saprophyticus, Pseudomonas, Proteus ja Klebsiella. Sienet, kuten Candida, virukset ja loiset, kuten Schistosoma haematobium, ovat myös yleisiä tartuntalähteitä. Kystiitti eli virtsarakon tulehdus voi aiheuttaa sen, että virtsarakon epiteelisolut näyttävät punaisilta, märkimäisiltä tai eritteisiltä, mikä näkyy kystoskopiassa, toimenpide, jossa taipuisan putken asettamisen avulla tarkastellaan virtsarakon rakenteita (McCance & Huether, 2019)
Virtsarakon tulehdus aiheuttaa yleisiä virtsatietulehduksen oireita, joita ovat matala selkäkipu, kiire, tiheä virtsaamistarve ja kivulias virtsaaminen, joka tunnetaan myös nimellä dysuria. Tulehdus aiheuttaa myös sen, että virtsarakon pinnalla olevat venytysreseptorit saavat yksilön tuntemaan, että hänellä on rakko täynnä, vaikka hän virtsaisi vain pienen määrän. Muita oireita ovat kylkikipu, hematuria (verta virtsassa) ja samea virtsa. Iäkkäät aikuiset, joilla on virtsatietulehdus, voivat osoittaa sekavuutta ja voivat olla oireettomia virtsaamisoireiden suhteen (McCance & Huether, 2019).
Interstitiaalinen kystiitti / kivulias rakko-oireyhtymä
Interstitiaalinen kystiitti (IC) tai tunnetaan myös nimellä kivulias rakko-oireyhtymä (Painful Bladder Syndrome (PBS)) synnyttää kroonista kipua, joka liittyy alempiin virtsateihin, tarkemmin sanottuna virtsarakoon. Tätä sairastavilla henkilöillä esiintyy kipua tai paineen tunnetta yli 6 viikon ajan, mutta infektiota ei voida tunnistaa. Vaikka interstitiaalisen kystiitin syytä ei tunneta, autoimmuunivaste laukaisee tulehduksen, joka lisää hermosolujen herkkyyttä virtsarakon limakalvolla, mikä tekee siitä alttiimman bakteerien kolonisaatiolle. Tulehdus ja virtsarakon seinämän kovettuminen voivat myös aiheuttaa verenvuotohaavaumia ja virtsarakon kapasiteetin vähenemistä. Virtsarakon epiteelisolut erittävät myös antiproliferatiivista tekijää (AFP), joka estää virtsarakon sisäseinämän solukasvua ja aiheuttaa lisääntynyttä virtsarakon tuntoa (McCance & Huether, 2019)
Akuutti pyelonefriitti
Pyelonefriitti on yhden tai molempien ylempien virtsateiden infektio. Akuutti pyelonefriitti liittyy yleensä mikro-organismeihin E. coli, Proteus ja Pseudomonas. Virtsatietukos ja virtsan takaisinvirtaus virtsarakosta ovat yleisimpiä riskitekijöitä, samoin kuin naiseus. Nämä tietyt mikro-organismit tekevät virtsasta emäksisempää pilkkomalla ureaa ammoniakiksi, mikä lisää kivien muodostumisen riskiä. Infektio leviää mahdollisesti virtsaputkia pitkin tai verenkierron kautta. Tämä käynnistää tulehdusprosessin ja voi aiheuttaa tarpeetonta nesteen kertymistä, tulehdusta tai märkivää virtsaa. Molemmat munuaiset ovat yleensä mukana sekä munuaistiehyet, mutta tämä aiheuttaa harvoin munuaisten vajaatoimintaa. Paraneminen tapahtuu akuutin vaiheen jälkeen arpikudoksen kerrostumisen, fibroosin ja sairastuneiden tubulusten surkastumisen myötä. Näillä henkilöillä on samat oireet kuin akuuttia kystiittiä sairastavilla kuumeen, vilunväristysten, kylkikivun ja kylkiluiden arkuuden lisäksi (McCance & Huether, 2019).
Krooninen pyelonefriitti
Krooninen pyelonefriitti on toistuva munuaisten infektio, joka johtaa arpeutumiseen. Eri syitä ovat idiopaattinen, krooninen virtsatietulehdus, munuaiskivet tai toistuvat akuutit pyelonefriitit. Krooninen virtsatietulehdus estää bakteerien poistumisen ja käynnistää tulehdusprosessin, joka johtaa tubulusten tuhoutumiseen tai surkastumiseen, merkittävään arpeutumiseen ja heikentyneeseen virtsanerityskykyyn. Nämä kaikki johtavat lopulta krooniseen munuaisten vajaatoimintaan (McCance & Huether, 2019).
Kuva 2. Virtsatieinfektion patogeneesi (Dominguez, 2019)
Virtsatieinfektioiden luokitukset:
komplisoitumaton virtsatietulehdus: lievä virtsatietulehdus, ilman komplikaatioita, esiintyy normaaleissa virtsateissä
komplisoitunut (kuumeinen): Virtsateiden poikkeavuus tai henkilöllä on terveysongelma, joka heikentää isännän puolustuskykyä (HIV, diabetes, munuaiskivet, pyelonefriitti, munuaisensiirto)
Rekursiivinen virtsatietulehdus: kolme tai useampi virtsatietulehdus 12 kuukauden aikana tai 2 tai useampi virtsatietulehdus 6 kk:n sisällä
-Raportti: saman taudinaiheuttajan aiheuttama toinen virtsatietulehdus 2 viikon kuluessa ensimmäisestä hoidosta
-Useinfektio: virtsatietulehdus, joka ilmenee yli 2 viikkoa saman tai eri taudinaiheuttajan aiheuttaman hoidon päättymisen jälkeen
(McCance & Huether, 2019)
Diagnostiikka ja hoito
Akuutissa virtsatietulehduksessa diagnoosi asetetaan kliinisen arvion, potilaskohtaisten riskitekijöiden tunnistamisen ja potilaan oireiden havainnoinnin avulla. Lisäksi otetaan virtsatutkimus virtsanäytteen ulkonäön ja pitoisuuden tarkastelemiseksi. Virtsaviljely tehdään läsnä olevan spesifisen taudinaiheuttajan tunnistamiseksi. Määrätään antibiootti, joka on suunniteltu hoitamaan kyseistä mikro-organismia. Jos henkilöllä on enemmän systeemisiä oireita, kuten kuumetta, vilunväristyksiä tai kylkikipua, on syytä epäillä pyelonefriittiä. Virtsaviljely ja virtsa-analyysi tehdään myös. Virtsassa esiintyvät valkosoluvalmisteet viittaavat pyelonefriittiin, mutta niitä ei aina ole virtsassa. Tietyn taudinaiheuttajan antibioottihoito määrätään. Henkilöillä, joilla on komplisoitunut pyelonefriitti, veriviljelyt ja virtsateiden kuvantaminen voivat olla tarpeen. Toistuvissa virtsatieinfektioissa ultraääni- tai sytoskopiakuvaus voi olla aiheellinen, jotta virtsatiejärjestelmästä saadaan parempi visuaalinen kuva (McCance & Huether, 2019).