Physiologie van het urinestelsel

Urine wordt gevormd door nefronen die zich in de nieren bevinden. De productie van urine is de manier van het lichaam om overtollig water, afvalproducten en zout af te voeren. Na de vorming in de nefronen, stroomt de urine door verschillende structuren in de nier. Vanuit de nier stroomt de urine via peristaltische bewegingen in de urineleiders omlaag naar de blaas. Het samentrekken van de blaas door middel van mictie (ook wel urineren genoemd), zorgt ervoor dat het onderste uiteinde van de urineleider zich vernauwt om te voorkomen dat de urine naar boven terugstroomt. De blaas houdt de urine vast tot het moment van urineren, waardoor de urine via de plasbuis wordt geleegd. Bij een vrouw ligt deze boven de vaginale opening. Bij de man ligt de plasbuisopening aan het uiteinde van de penis. De inwendige urethrale sluitspier bevindt zich op het kruispunt van de urinebuis en de blaas. De uitwendige urethrale sluitspier bevindt zich aan de basis van de urinebuis en het bewuste zenuwstelsel stuurt de controle ervan. De blaas en de interne urethrale sluitspier worden geïnnerveerd door het autonome zenuwstelsel. Wanneer de blaas samentrekt en de urine leegt, zijn de sacrale niveaus (S2-S4) van het ruggenmerg aan het werk via de parasympathische vezels van het autonome zenuwstelsel. Wanneer de blaas urine moet vasthouden, wordt de urethrale sluitspier geprikkeld door delen van het ruggenmerg van de borst- en lendenwervels (T11-L2) via sympathische vezels. Een individu voelt dat de blaas vol is door rekreceptoren in het blaasweefsel en zendt een impuls naar het sacrale deel van het ruggenmerg. Na de accumulatie van ongeveer 300 mL urine, trekt de blaas samen en ontspant de interne urethrale sluitspier, en voelt een individu de noodzaak om te urineren (McCance & Huether, 2019).

In normale gezonde individuen zijn er verschillende mechanismen die proberen te voorkomen dat bacteriën de blaas binnendringen of zich opwerken via de bovenste urinewegen. Deze mechanismen werken meestal samen om infectie te voorkomen en zij omvatten:

• Het proces van urineren spoelt de meeste bacteriën uit de urinebuis
• Bij vrouwen: Slijm afscheidende cellen in de urinebuis helpen bacteriën op te sluiten zodat ze niet naar boven kunnen
• Bij mannen: de lengte van de urinebuis en de prostaat en bijbehorende klieren maken afscheidingen om bacteriën af te schermen
• Verschillende factoren werken om een bacteriedodend effect te creëren: hoge osmolaliteit en lage PH van het ureum, aanwezigheid van uromoduline (een eiwit dat in de nieren wordt gesynthetiseerd), en de epitheelcellen van de urinewegen
• Wanneer de blaas samentrekt, sluit de ureterovesicale junctie (functionele eenrichtingsklep waar de urineleiders in de blaas uitkomen) zich, en verhindert zo dat de urine opstijgt naar de bovenste urinewegen
• In de distale urethra verhindert de urethrale sluitspier de opwaartse beweging van bacteriën

Als bacteriën met succes binnendringen, recruteert het immuunsysteem toll-like receptoren (TLR4) die de ziekteverwekker herkennen en verder neutrofielen en macrofagen rekruteren om fagocytose te induceren. Het vermogen van de ziekteverwekker om infectie te veroorzaken wordt beïnvloed door de virulentie van de specifieke ziekteverwekker en de specifieke immuunrespons van het individu. Als het immuunsysteem niet snel genoeg reageert, kan de ziekteverwekker zich overmatig vermenigvuldigen en het afweermechanisme van het individu overspoelen, waardoor een UTI ontstaat (McCance & Huether, 2019).

Figuur 1. The Urinary System (Charity, 2016)

Types of Urinary Tract Infection:

Urinary tract infections are caused by bacterium that invade the urinary epithelium cells causing irritation and inflammation of these cells. De infectie kan beginnen in de urinebuis en kan zich uitbreiden tot de blaas, de urineleiders of de nieren. Infectie van de urinebuis of de blaas wordt een infectie van de lagere urinewegen genoemd, terwijl infectie van de urineleiders, het nierbekken of het nierweefsel een infectie van de hogere urinewegen wordt genoemd. Door hun anatomie zijn vrouwen vatbaarder voor urineweginfecties. Hun urinebuis is korter dan die van een man, waardoor bacteriën gemakkelijker de blaas kunnen bereiken. Bovendien ligt de urinebuisopening van een vrouw dichter bij de anus, waardoor bacteriën gemakkelijker van de anus naar de urinebuis kunnen migreren.

Zoals eerder gezegd, zijn er twee belangrijke factoren die bijdragen tot de ontwikkeling van een UTI:

1.) Het vermogen van de specifieke ziekteverwekker om infectie te veroorzaken

2.) De sterkte van de afweermechanismen van een individu tegen de specifieke ziekteverwekker (McCance & Huether, 2019)

Risicofactoren: Personen die het meeste risico lopen op urineweginfecties zijn vrouwen, immuungecompromitteerde personen, prepuberale kinderen, patiënten met urinekatheters, vrouwen die antibiotica krijgen die de vaginale flora kunnen onderbreken, personen met een voorgeschiedenis van diabetes mellitus, postmenopauzale vrouwen, seksueel actieve en zwangere vrouwen (McCance & Huether, 2019).

Acute Cystitis:

De meest voorkomende plaats van een UTI, acute blaasontsteking, is een ontsteking van de blaas. De urine is besmet met bacteriën die zich een weg naar de blaas banen. Meestal ontstaat een UTI door de omgekeerde beweging van bacteriën of ziekteverwekkers (meestal Escherichia coli) vanuit de darm (waar deze meestal verblijft) omhoog naar de urinebuis en vervolgens naar de blaas (McCance & Huether, 2019). De migratie van deze specifieke bacterie van het perianale gebied naar de urethraopening kan het gevolg zijn van slecht afvegen na een stoelgang, geslachtsgemeenschap of het ophouden van urine, omdat urineren helpt de bacteriën uit het lichaam te spoelen. Escherichia coli heeft verschillende mechanismen die hem virulenter maken en resistent tegen het immuunsysteem. Ze produceren toxinen, cytotoxine necrotiserende factor-1 en hemolyse genaamd, en ze zijn resistent tegen complement. Andere bacteriën die UTI’s kunnen veroorzaken werken samen om een biofilm te vormen die helpt bij een efficiënte voortplanting en weerstand biedt tegen de afweermechanismen van de gastheer en tegen de antibioticumbehandeling die kan worden voorgeschreven. De E.coli-bacterie heeft bijzondere structurele kenmerken zoals type-1 fimbriae die zich vasthechten aan de uroepitheelcellen en hun flagellen helpen om ze stroomopwaarts te duwen. Bij sommige vrouwen zorgt de genetica ervoor dat zij vatbaarder zijn voor infectie door sommige stammen van E.coli. Andere ziekteverwekkers die tot infectie kunnen bijdragen zijn Staphylococcus saprophyticus, Pseudomonas, Proteus en Klebsiella. Schimmels zoals Candida, virussen en parasieten zoals Schistosoma haematobium zijn ook veel voorkomende infectiebronnen. Door de blaasontsteking kunnen de epitheelcellen van de blaas er rood, pusachtig of exsudaat uitzien, zoals zichtbaar wordt bij een cystoscopie, een procedure waarbij een flexibele buis wordt ingebracht om de structuren van de blaas te bekijken (McCance & Huether, 2019)

De ontsteking van de blaas veroorzaakt de veelvoorkomende UTI-symptomen van lage rugpijn, aandrang, frequentie en pijnlijk plassen, ook wel dysurie genoemd. De ontsteking veroorzaakt ook de rekreceptoren op het oppervlak van de blaas, waardoor iemand het gevoel heeft een volle blaas te hebben, ook al plast hij maar een klein beetje. Andere symptomen zijn pijn in de flank, hematurie (bloed in de urine) en troebele urine. Oudere volwassenen met UTI’s kunnen verwarring vertonen en kunnen asymptomatisch zijn met betrekking tot urinaire symptomen (McCance & Huether, 2019).

Interstitiële Cystitis/Painful Bladder Syndrome

Interstitiële Cystitis (IC) of ook bekend als Painful Bladder Syndrome (PBS) creëert een chronische pijn die verband houdt met de lagere urinewegen, meer specifiek, de blaas. Personen die hiermee te maken hebben, ervaren langer dan 6 weken een pijn- of drukgevoelig symptoom, maar er kan geen infectie worden vastgesteld. De oorzaak van interstitiële cystitis is niet bekend, maar een auto-immuunreactie veroorzaakt een ontsteking die de gevoeligheid van neuronen in het slijmvlies van de blaas verhoogt, waardoor het kwetsbaarder wordt voor kolonisatie door bacteriën. De ontsteking en verharding van de blaaswand kunnen ook leiden tot hemorragische zweren en een afname van de blaascapaciteit. De epitheelcellen van de blaas scheiden ook antiproliferatieve factor (AFP) af die de celgroei van de binnenwand van de blaas blokkeert en een verhoogd blaasgevoel veroorzaakt (McCance & Huether, 2019)

Acute pyelonefritis

Pyelonefritis is een infectie van een of beide bovenste urinewegen. Acute pyelonefritis wordt meestal in verband gebracht met de micro-organismen E. coli, Proteus, en Pseudomonas. Urinewegobstructie en terugvloeiing van urine uit de blaas zijn de meest voorkomende risicofactoren, samen met het feit dat men vrouw is. Deze micro-organismen maken de urine alkalischer door de splitsing van ureum in ammoniak, en dit verhoogt het risico op steenvorming. De infectie kan zich verspreiden langs de urineleiders of via de bloedbaan. Dit brengt het ontstekingsproces op gang en kan leiden tot onnodige vochtophoping, ontsteking of purulente urine. Meestal zijn beide nieren betrokken, evenals de niertubuli, maar dit veroorzaakt zelden nierfalen. Genezing treedt op met afzetting van littekenweefsel, fibrose, en atrofie van de aangetaste tubuli na de acute fase. Deze personen ervaren dezelfde symptomen als die met acute cystitis naast koorts, koude rillingen, pijn in de flank en costovertebrale tederheid (McCance & Huether, 2019).

Chronische pyelonefritis

Chronische pyelonefritis is recidiverende infectie van de nier die leidt tot littekenvorming. Verschillende oorzaken zijn idiopathisch, chronische UTI’s, nierstenen, of terugkerende episodes van acute pyelonefritis. Chronische UTI’s verhinderen de eliminatie van bacteriën en brengen het ontstekingsproces op gang dat leidt tot vernietiging of atrofie van de tubuli, aanzienlijke littekenvorming en een verminderd vermogen tot urineconcentratie. Dit alles leidt uiteindelijk tot chronisch nierfalen (McCance & Huether, 2019).

Figuur 2. Pathogenesis of Urinary Tract Infection (Dominguez, 2019)

Classificaties van Urinary Tract Infections:

Uncomplicated UTI: milde UTI, zonder complicaties, komen voor in normale urinewegen

Complicated (febrile): afwijking in het urinewegstelsel of individu heeft een gezondheidsprobleem dat de afweer van de gastheer aantast (HIV, diabetes, nierstenen, pyelonefritis, niertransplantatie)

Recidiverende UTI: drie of meer UTI’s in 12 maanden of 2 of meer voorvallen binnen 6 maand

-Relapse: een tweede UTI veroorzaakt door dezelfde ziekteverwekker binnen 2 weken na de eerste behandeling

-Herinfectie: een UTI die optreedt meer dan 2 weken na het voltooien van de behandeling voor dezelfde of een andere ziekteverwekker

(McCance & Huether, 2019)

Diagnose en behandeling

In acute cystitis wordt de diagnose gesteld door middel van een klinische beoordeling, identificatie van patiëntspecifieke risicofactoren, en observatie van de symptomen van de patiënt. Daarnaast wordt een urineonderzoek uitgevoerd om het uiterlijk en de concentratie van het urinemonster te bekijken. Een urinekweek zal worden uitgevoerd om de aanwezige specifieke ziekteverwekker te identificeren. Er wordt een antibioticum voorgeschreven om het aanwezige specifieke micro-organisme te behandelen. Als een persoon zich presenteert met meer systemische symptomen zoals koorts, koude rillingen of pijn in de flank, moet pyelonefritis worden vermoed. Een urinekweek en urineonderzoek zullen ook worden uitgevoerd. Witte bloedceluitstortingen in de urine wijzen op pyelonefritis, maar zijn niet altijd aanwezig in de urine. Een behandeling met antibiotica voor de specifieke ziekteverwekker wordt voorgeschreven. Bij personen met gecompliceerde pyelonefritis kunnen bloedkweken en beeldvorming van de urinewegen noodzakelijk zijn. Bij recidiverende urineweginfecties kan beeldvorming met echografie of cytoscopie geïndiceerd zijn om een beter visueel beeld van het urinewegsysteem te krijgen (McCance & Huether, 2019).