Fizjologia układu moczowego

Mocz jest tworzony przez nefrony znajdujące się wewnątrz nerek. Produkcja moczu jest sposobem organizmu na eliminację nadmiaru wody, produktów odpadowych i soli. Po powstaniu w nefronach, mocz przepływa przez kilka struktur w nerce. Z nerki, mocz przepływa do moczowodów w dół do pęcherza moczowego poprzez ruchy perystaltyczne. Skurcz pęcherza w wyniku mikcji (zwanej również oddawaniem moczu) powoduje zwężenie dolnego końca moczowodu, aby zapobiec cofaniu się moczu ku górze. Pęcherz trzyma mocz do momentu oddania moczu, który opróżnia się przez cewkę moczową. U kobiety leży ona powyżej otworu pochwy. U mężczyzny, otwór cewki moczowej znajduje się na końcu penisa. Wewnętrzny zwieracz cewki moczowej znajduje się na przecięciu cewki moczowej i pęcherza moczowego. Zewnętrzny zwieracz cewki moczowej znajduje się u podstawy cewki moczowej, a jego kontrolą kieruje świadomy układ nerwowy. Pęcherz moczowy i wewnętrzny zwieracz cewki moczowej są unerwione przez autonomiczny układ nerwowy. Kiedy pęcherz kurczy się i opróżnia mocz, pracują poziomy krzyżowe (S2-S4) rdzenia kręgowego poprzez włókna przywspółczulne autonomicznego układu nerwowego. Kiedy pęcherz potrzebuje zatrzymać mocz, zwieracz cewki moczowej jest pobudzany przez części piersiowego i lędźwiowego rdzenia kręgowego (T11-L2) poprzez włókna współczulne. Pojedynczy zmysł wyczuwa, że pęcherz jest pełny przez receptory rozciągania w tkance pęcherza i wysyła impuls do części krzyżowej rdzenia kręgowego. Po zgromadzeniu około 300 mL moczu, pęcherz kurczy się, a wewnętrzny mięsień zwieracza cewki moczowej rozluźnia się, a osoba odczuwa potrzebę oddania moczu (McCance & Huether, 2019).

W normalnych zdrowych osobach istnieje kilka mechanizmów, które próbują zapobiec inwazji bakterii na pęcherz lub postępowi w górę przez górne drogi moczowe. Mechanizmy te zazwyczaj działają razem, aby zapobiec zakażeniu i obejmują:

• Proces oddawania moczu wypłukuje większość bakterii z cewki moczowej
• U kobiet: Komórki wydzielające śluz w cewce moczowej pomagają uwięzić bakterie, aby nie mogły przemieszczać się w górę
• W mężczyznach: długość cewki moczowej oraz prostata i związane z nią gruczoły tworzą wydzieliny osłaniające bakterie przed inwazją
• Kilka czynników działa w celu stworzenia efektu bakteriobójczego: wysoka osmolalność i niskie PH moczowodu, obecność uromoduliny (białko syntetyzowane w nerkach), oraz komórki nabłonka dróg moczowych
• Gdy pęcherz się kurczy, zamyka się połączenie moczowodowo-pęcherzowe (funkcjonalna jednokierunkowa zastawka, gdzie moczowody prowadzą do pęcherza), tym samym zapobiegając wznoszeniu się moczu do góry do górnych dróg moczowych
• W dystalnej cewce moczowej, zwieracz cewki moczowej zapobiega przemieszczaniu się bakterii do góry

Jeżeli bakterie skutecznie wnikną do organizmu, układ odpornościowy rekrutuje receptory toll-podobne (TLR4), które rozpoznają patogen i dalej rekrutują neutrofile i makrofagi, aby wywołać fagocytozę. Na zdolność patogenu do wywołania infekcji wpływa zjadliwość konkretnego patogenu i specyficzna odpowiedź immunologiczna danej osoby. Jeśli układ odpornościowy nie odpowie wystarczająco szybko, patogen może być w stanie nadmiernie się namnożyć i zalać mechanizm obronny jednostki, powodując UTI (McCance & Huether, 2019).

Rysunek 1. Układ moczowy (Charity, 2016)

Typy zakażeń układu moczowego:

Zakażenia układu moczowego są wywoływane przez bakterie, które dokonują inwazji na komórki nabłonka układu moczowego, powodując podrażnienie i stan zapalny tych komórek. Infekcja może rozpocząć się w cewce moczowej i może postępować swoją drogę do pęcherza moczowego, moczowodów lub nerek. Zakażenie cewki moczowej lub pęcherza moczowego jest znane jako zakażenie dolnych dróg moczowych, podczas gdy zakażenie moczowodów, miedniczek nerkowych lub tkanki nerek stanowi zakażenie górnych dróg moczowych. Kobiety są bardziej podatne na infekcje dróg moczowych ze względu na swoją anatomię. Ich cewka moczowa jest krótsza niż cewka moczowa mężczyzny i dlatego bakterie mogą łatwiej dotrzeć do pęcherza moczowego. Ponadto, otwór cewki moczowej u kobiet znajduje się bliżej odbytu, co ułatwia bakteriom migrację z odbytu do cewki moczowej.

Jak wspomniano wcześniej, istnieją dwa główne czynniki, które przyczyniają się do rozwoju UTI:

1.) Zdolność konkretnego patogenu do wywołania infekcji

2.) Siła mechanizmów obronnych jednostki przeciwko konkretnemu patogenowi (McCance & Huether, 2019)

Faktory ryzyka: Osoby najbardziej narażone na zakażenia dróg moczowych to kobiety, osoby o obniżonej odporności, dzieci w wieku przedpokwitaniowym, pacjenci z cewnikami moczowymi, kobiety otrzymujące antybiotyki, które mogą zakłócać florę pochwy, osoby z historią cukrzycy, kobiety po menopauzie, aktywne seksualnie i kobiety w ciąży (McCance & Huether, 2019).

Ostre zapalenie pęcherza moczowego:

Najczęstszym miejscem występowania UTI, ostrego zapalenia pęcherza moczowego, jest zapalenie pęcherza moczowego. Mocz jest zanieczyszczony przez bakterie, które sprawiają, że jego droga do pęcherza. Najczęściej UTI występuje poprzez odwrócony ruch bakterii lub patogenów (najczęściej Escherichia coli) z jelita (gdzie zwykle przebywa) aż do cewki moczowej następnie do pęcherza (McCance & Huether, 2019). Migracja tej szczególnej bakterii z okolicy okołoodbytniczej do otworu cewki moczowej może być spowodowana słabym wycieraniem po wypróżnieniu, stosunkiem seksualnym lub trzymaniem moczu, ponieważ oddawanie moczu pomaga wypłukać bakterie z organizmu. Escherichia coli posiada kilka mechanizmów, które czynią ją bardziej zjadliwą i odporną na działanie systemu immunologicznego. Wytwarzają one toksyny zwane cytotoksyną czynnik nekrotyzujący-1 i hemolizę i są odporne na działanie dopełniacza. Inne bakterie, które mogą powodować UTI współpracują ze sobą, aby stworzyć biofilm, który pomaga w efektywnym rozmnażaniu i opiera się mechanizmom obronnym gospodarza, jak również leczeniu antybiotykami, które mogą być przepisane. Bakterie E.coli mają szczególne cechy strukturalne, takie jak fimbrie typu 1, które przyczepiają się do komórek nabłonka układu moczowego, a ich flagella pomaga popychać je w górę rzeki. U niektórych kobiet genetyka sprawia, że są one bardziej podatne na zakażenia niektórymi szczepami E.coli. Inne patogeny, które mogą przyczynić się do zakażenia to Staphylococcus saprophyticus, Pseudomonas, Proteus i Klebsiella. Grzyby takie jak Candida, wirusy i pasożyty takie jak Schistosoma haematobium są również częstym źródłem infekcji. Zapalenie pęcherza moczowego, lub zapalenie pęcherza moczowego, może spowodować, że komórki nabłonka pęcherza moczowego staną się czerwone, ropopodobne lub wysiękowe, co jest widoczne w cystoskopii, procedury, w której wprowadzenie elastycznej rurki jest używane do oglądania struktur pęcherza moczowego (McCance & Huether, 2019)

Zapalenie pęcherza moczowego powoduje wspólne objawy UTI w postaci bólu w dolnej części pleców, pilności, częstotliwości i bolesnego oddawania moczu, znanego również jako dyzuria. Zapalenie powoduje również, że receptory rozciągania na powierzchni pęcherza powodują, że dana osoba czuje się tak, jakby miała pełny pęcherz, nawet jeśli oddaje tylko niewielką ilość moczu. Inne objawy to ból w dole brzucha, krwiomocz (krew w moczu) i mętny mocz. Starsi dorośli z UTI mogą wykazywać dezorientację i mogą być bezobjawowi w odniesieniu do objawów ze strony układu moczowego (McCance & Huether, 2019).

Śródmiąższowe zapalenie pęcherza moczowego/zespół bolesnego pęcherza

Śródmiąższowe zapalenie pęcherza moczowego (IC) lub znane również jako zespół bolesnego pęcherza moczowego (PBS) powoduje przewlekły ból związany z dolnymi drogami moczowymi, a dokładniej z pęcherzem. Osoby cierpiące na to doświadczają objawu bólu lub uczucia ucisku przez okres dłuższy niż 6 tygodni, ale nie można zidentyfikować żadnej infekcji. Chociaż przyczyna śródmiąższowego zapalenia pęcherza moczowego nie jest znana, odpowiedź autoimmunologiczna wyzwala stan zapalny, który zwiększa wrażliwość neuronów w błonie śluzowej pęcherza, czyniąc ją bardziej podatną na kolonizację bakteryjną. Zapalenie i stwardnienie ściany pęcherza moczowego może również powodować powstawanie krwotocznych owrzodzeń i zmniejszenie pojemności pęcherza moczowego. Komórki nabłonkowe pęcherza moczowego wydzielają również czynnik antyproliferacyjny (AFP), który blokuje wzrost komórek wewnętrznej ściany pęcherza moczowego i powoduje zwiększenie czucia pęcherza moczowego (McCance & Huether, 2019)

Ostre odmiedniczkowe zapalenie nerek

Ostre odmiedniczkowe zapalenie nerek to zakażenie jednego lub obu górnych dróg moczowych. Ostre odmiedniczkowe zapalenie nerek jest zwykle związane z drobnoustrojami E. coli, Proteus i Pseudomonas. Najczęstszymi czynnikami ryzyka są niedrożność dróg moczowych i odpływ moczu z pęcherza, a także płeć żeńska. Te określone mikroorganizmy powodują, że mocz staje się bardziej zasadowy poprzez rozkład mocznika na amoniak, a to zwiększa ryzyko tworzenia się kamieni. Zakażenie może rozprzestrzeniać się wzdłuż moczowodów lub poprzez krwiobieg. Wywołuje to proces zapalny i może powodować niepotrzebne gromadzenie się płynów, zapalenie lub ropny mocz. Zwykle zajęte są obie nerki, jak również kanaliki nerkowe, ale rzadko powoduje to niewydolność nerek. Leczenie następuje z odkładaniem się tkanki bliznowatej, zwłóknieniem i zanikiem kanalików dotkniętych chorobą po fazie ostrej. Osoby te doświadczają tych samych objawów, co osoby z ostrym zapaleniem pęcherza moczowego, oprócz gorączki, dreszczy, bólu w bokach i tkliwości kostno-kostnej (McCance & Huether, 2019).

Przewlekłe odmiedniczkowe zapalenie nerek

Przewlekłe odmiedniczkowe zapalenie nerek to nawracające zakażenie nerek, które prowadzi do bliznowacenia. Różne przyczyny są idiopatyczne, przewlekłe UTI’s, kamica nerkowa lub nawracające epizody ostrego odmiedniczkowego zapalenia nerek. Przewlekłe UTI uniemożliwiają eliminację bakterii i uruchamiają proces zapalny, który prowadzi do zniszczenia lub zaniku kanalików, znacznego zbliznowacenia i upośledzenia zdolności zagęszczania moczu. Wszystkie one ostatecznie prowadzą do przewlekłej niewydolności nerek (McCance & Huether, 2019).

Rysunek 2. Patogeneza zakażeń dróg moczowych (Dominguez, 2019)

Klasyfikacje zakażeń dróg moczowych:

Niepowikłane UTI: łagodne UTI, bez powikłań, występują w prawidłowych drogach moczowych

Powikłane (gorączkowe): nieprawidłowości w układzie moczowym lub osoba ma problem zdrowotny, który osłabia mechanizmy obronne gospodarza (HIV, cukrzyca, kamica nerkowa, odmiedniczkowe zapalenie nerek, przeszczep nerki)

Nawracające UTI: trzy lub więcej UTI w ciągu 12 miesięcy lub 2 lub więcej wystąpień w ciągu 6 miesięcy

– Nawrót: drugi UTI wywołany przez ten sam patogen w ciągu 2 tygodni od pierwszego leczenia

-Reinfekcja: UTI występujący dłużej niż 2 tygodnie po zakończeniu leczenia tego samego lub innego patogenu

(McCance & Huether, 2019)

Diagnostyka i leczenie

W ostrym zapaleniu pęcherza moczowego diagnozę stawia się poprzez ocenę kliniczną, identyfikację czynników ryzyka specyficznych dla pacjenta oraz obserwację objawów występujących u pacjenta. Ponadto, wykonuje się badanie moczu w celu sprawdzenia wyglądu i stężenia próbki moczu. W celu zidentyfikowania konkretnego patogenu zostanie wykonany posiew moczu. Zostanie przepisany antybiotyk przeznaczony do leczenia konkretnego mikroorganizmu. Jeśli u pacjenta występują bardziej ogólnoustrojowe objawy, takie jak gorączka, dreszcze lub ból w dole brzucha, należy podejrzewać odmiedniczkowe zapalenie nerek. Wykonany zostanie również posiew moczu i badanie moczu. Obecność białych krwinek w moczu wskazuje na odmiedniczkowe zapalenie nerek, ale nie zawsze są one obecne w moczu. Przepisuje się leczenie antybiotykami dla konkretnego patogenu. U osób z powikłanym odmiedniczkowym zapaleniem nerek konieczne może być wykonanie posiewów krwi i badań obrazowych układu moczowego. W przypadku nawracających zakażeń układu moczowego może być wskazane obrazowanie ultrasonograficzne lub cytoskopia, aby uzyskać lepszy obraz układu moczowego (McCance & Huether, 2019).