23.2: Бактеріальні інфекції сечовидільної системи

Цілі навчання

• Визначте найпоширеніші бактеріальні збудники, які можуть спричинити інфекції сечовивідних шляхів
• Порівняйте основні характеристики специфічних бактеріальних захворювань, що вражають сечовивідні шляхи

Інфекції сечовивідних шляхів (ІМП) включають інфекції уретри, сечового міхура та нирок і є загальними причинами уретриту, циститу, пієлонефриту та гломерулонефриту. Бактерії є найпоширенішими причинами ІМП, особливо в уретрі та сечовому міхурі.

цистит

Цистит найчастіше викликається бактеріальною інфекцією сечового міхура, але він також може виникати як реакція на певні методи лікування або подразники, такі як променева обробка, гігієнічні спреї або сперміциди. Загальні симптоми циститу включають дизурію (сечовипускання супроводжується печінням, дискомфортом або болем), піурію (гній у сечі), гематурію (кров у сечі) та біль у сечовому міхурі.

У жінок інфекції сечового міхура частіше зустрічаються, оскільки уретра коротка і розташована в безпосередній близькості від заднього проходу, що може призвести до інфекцій сечовивідних шляхів каловими бактеріями. Інфекції сечового міхура також частіше зустрічаються у людей похилого віку, оскільки сечовий міхур може не спорожнятися повністю, викликаючи виділення сечі; люди похилого віку також можуть мати слабшу імунну систему, що робить їх більш вразливими до інфекції. Такі стани, як простатит у чоловіків або камені в нирках як у чоловіків, так і у жінок, можуть вплинути на належний дренаж сечі та збільшити ризик інфекцій сечового міхура. Катетеризація також може збільшити ризик зараження сечового міхура (див. Справа в пункті: Цистит у літніх людей).

Грамнегативні бактерії, такі як кишкова паличка (найчастіше), Proteus vulgaris, синьогнійна паличка та Klebsiella pneumoniae викликають більшість інфекцій сечового міхура. До грампозитивних збудників, пов'язаних з циститом, відносяться коагулазонегативні Staphylococcus sapprophiticus, Enterococcus faecalis і Streptococcus agalactiae. Звичайний ручний аналіз сечі за допомогою щупа сечі або тест-смужки може бути використаний для швидкого скринінгу інфекції. Ці тест-смужки (рис.\(\PageIndex{1}\)) або утримуються в потоці сечі, або занурюються в зразок сечі для аналізу на наявність нітритів, лейкоцитарної естерази, білка або крові, які можуть вказувати на активну бактеріальну інфекцію. Наявність нітриту може свідчити про наявність кишкової палички або К. пневмонії; ці бактерії виробляють нітраредуктазу, яка перетворює нітрат в нітрит. Тест на лейкоцитарну естеразу (ЛЕ) виявляє наявність нейтрофілів як ознака активної інфекції.

Низька специфічність, чутливість або обидва, пов'язані з цими швидкими скринінговими тестами, вимагають обережності при інтерпретації результатів та їх використанні при діагностиці інфекцій сечовивідних шляхів. Тому за позитивними результатами LE або нітритів слід посів сечі для підтвердження інфекції сечового міхура. Культура сечі, як правило, здійснюється за допомогою агару крові та агару МакКонкі, і важливо культивувати чистий улов сечі, щоб мінімізувати забруднення нормальною мікробіотою статевого члена та піхви. Чистий улов сечі здійснюється шляхом першого промивання статевих губ і сечовипускального отвору пацієнток або статевого члена пацієнток чоловічої статі. Потім пацієнт виділяє невелику кількість сечі в унітаз, перш ніж припинити потік сечі. Нарешті, пацієнт відновлює сечовипускання, цього разу заповнюючи ємність, яка використовується для збору зразка.

Бактеріальний цистит зазвичай лікують фторхінолонами, нітрофурантоїном, цефалоспоринами або комбінацією триметоприму і сульфаметоксазолу. Знеболюючі препарати можуть забезпечити полегшення пацієнтам з дизурією. Лікування складніше у літніх пацієнтів, які відчувають більш високий рівень ускладнень, таких як сепсис та інфекції нирок.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Щуп сечі порівнюється з кольоровим ключем для визначення рівня різних хімічних речовин, білків або клітин в сечі. Аномальний рівень може вказувати на інфекцію. (Кредит: модифікація роботи Сюзанни Вакім)

Справа в пункті: Цистит у літніх людей

Роберт, 81-річний вдівець з раннім початком хвороби Альцгеймера, нещодавно був переведений до будинку престарілих, оскільки йому було важко жити самостійно. Протягом декількох тижнів після прибуття у нього розвинулася лихоманка і почала відчувати біль, пов'язаний з сечовипусканням. У нього також почалися епізоди плутанини і марення. Лікар призначив оглянути Роберт прочитав його досьє і помітив, що Роберт лікувався від простатиту декількома роками раніше. Коли він запитав Роберта, як часто він мочиться, Роберт пояснив, що намагався не пити занадто багато, щоб йому не довелося ходити до туалету.

Всі ці дані свідчать про те, що Роберт, ймовірно, має інфекцію сечовивідних шляхів. Вік Роберта означає, що його імунна система, ймовірно, почала слабшати, і його попередній стан простати може ускладнювати йому спорожнення сечового міхура. Крім того, уникнення Робертом рідини призвело до зневоднення та нечастого сечовипускання, що, можливо, дозволило інфекції закріпитися в його сечовивідних шляхах. Лихоманка і дизурія є загальними ознаками ІМП у пацієнтів різного віку, а ІМП у літніх пацієнтів часто супроводжуються помітним зниженням психічної функції.

Фізичні проблеми часто перешкоджають людям похилого віку сечовипускання так часто, як інакше. Крім того, неврологічні стани, які непропорційно впливають на людей похилого віку (наприклад, хвороба Альцгеймера та Паркінсона), також можуть зменшити їх здатність спорожняти сечовий міхур. Лікар Роберта зазначив, що у нього виникають труднощі з навігацією свого нового будинку, і рекомендував йому надати більше допомоги та контролювати споживання рідини. Лікар також взяв пробу сечі і призначив лабораторну культуру для підтвердження особистості збудника.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

1. Чому важливо виявити збудника при ІМП?
2. Чи повинен лікар призначати антибіотик широкого спектру дії або вузького спектру дії для лікування ІМП Роберта? Чому?

Інфекції нирок (пієлонефрит і гломерулонефрит)

Пієлонефрит, запалення нирки, може бути викликаний бактеріями, які поширилися з інших відділів сечовивідних шляхів (наприклад, сечового міхура). Крім того, пієлонефрит може розвинутися від бактерій, які подорожують по кровотоку до нирки. Коли інфекція поширюється з нижніх сечовивідних шляхів, збудниками зазвичай є калові бактерії, такі як кишкова паличка. Загальні ознаки та симптоми включають біль у спині (через розташування нирок), лихоманку та нудоту або блювоту. Груба гематурія (видима кров у сечі) зустрічається у 30— 40% жінок, але зустрічається рідко у чоловіків. ¹ Інфекція може стати серйозною, потенційно призвести до бактеріємії та системних ефектів, які можуть стати небезпечними для життя. Рубцювання нирки може виникати і зберігатися після того, як інфекція очистилася, що може призвести до дисфункції.

Діагностика пієлонефриту проводиться за допомогою мікроскопічного дослідження сечі, посіву сечі, аналізу на рівні лейкоцитарної естерази і нітритів, дослідження сечі на кров або білок. Також важливо використовувати посів крові для оцінки поширення збудника в кров. Візуалізація нирок може проводитися у пацієнтів високого ризику з діабетом або імуносупресією, літніх людей, пацієнтів з попередніми пошкодженнями нирок або для виключення обструкції в нирках. Пієлонефрит можна лікувати пероральними або внутрішньовенними антибіотиками, включаючи пеніциліни, цефалоспорини, ванкоміцин, фторхінолони, карбапенеми та аміноглікозиди.

Гломерулонефрит виникає при пошкодженні клубочків нефронів від запалення. Тоді як пієлонефрит зазвичай гострий, гломерулонефрит може бути гострим або хронічним. Найбільш добре охарактеризованим механізмом гломерулонефриту є постстрептококові наслідки, пов'язані з Streptococcus pyogenes горла і шкірними інфекціями. Хоча S. pyogenes безпосередньо не заражає клубочки нирки, імунні комплекси, що утворюються в крові між антигенами S. pyogenes і антитілами, осідають в капілярних ендотеліальних клітинних з'єднаннях клубочків і викликають ушкоджуючу запальну реакцію. Гломерулонефрит також може виникати у пацієнтів з бактеріальним ендокардитом (інфекцією та запаленням тканин серця); однак в даний час невідомо, чи є гломерулонефрит, пов'язаний з ендокардит, також імуноопосередкованим.

Лептоспіроз

Лептоспіри, як правило, нешкідливі спірохети, які зазвичай зустрічаються в грунті. Однак деякі патогенні види можуть викликати інфекцію під назвою лептоспіроз в нирках та інших органах (рис.\(\PageIndex{2}\)). Лептоспіроз може викликати лихоманку, головний біль, озноб, блювоту, діарею та висип з сильним м'язовим болем. Якщо захворювання продовжує прогресувати, може статися інфікування нирок, мозкових оболонок або печінки, що може призвести до недостатності органів або менінгіту. Коли нирки і печінка серйозно інфікуються, це називається хворобою Вейля. Легенева геморагічний синдром також може розвинутися в легенях, виникати жовтяниця.

Leptospira spp. широко зустрічаються у тварин, таких як собаки, коні, велика рогата худоба, свині та гризуни, і виводяться з сечею. Люди, як правило, заражаються, контактуючи із забрудненим грунтом або водою, часто під час плавання або під час повені; зараження також може відбуватися через контакт з рідинами організму, що містять бактерії. Бактерії можуть потрапляти в організм через слизові оболонки, травми шкіри або при попаданні всередину. Механізм патогенності недостатньо вивчений.

Лептоспіроз вкрай рідко зустрічається в Сполучених Штатах, хоча він ендемічний на Гаваях; 50% всіх випадків в США походять з Гаваїв. ² Це частіше зустрічається в тропічному, ніж у помірному кліматі, і особи, які працюють з тваринами або продуктами тваринного походження, найбільше схильні до ризику. Бактерії також можна культивувати в спеціалізованих середовищах, причому зростання спостерігається у відварі через кілька днів до чотирьох тижнів; однак діагностика лептоспірозу, як правило, проводиться за допомогою більш швидких методів, таких як виявлення антитіл до Leptospira spp. у зразках пацієнтів за допомогою серологічного тестування. Для діагностики можуть використовуватися полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), імуноферментний аналіз (ІФА), аглютинація слайдів та непрямі імунофлюоресцентні тести. Лікування лептоспірозу включає антибіотики широкого спектру дії, такі як пеніцилін і доксициклін. При більш серйозних випадках лептоспірозу антибіотики можуть вводитися внутрішньовенно.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): (а) Темне поле зору Leptospira sp. (b) Скануюча електронна мікрофотографія лептоспіри intergans, патогенного виду, показує відмінну морфологію спірохет цього роду. (кредит b: модифікація роботи Дженіс Карр, Центри контролю та профілактики захворювань)

Вправа\(\PageIndex{2}\)

• Яка найпоширеніша причина інфекції нирок?
• Які найпоширеніші симптоми ниркової інфекції?

Негонококовий уретрит (НГУ)

Існує дві основні категорії бактеріального уретриту: гонорейний і негонококовий. Гонорейний уретрит викликається Neisseria gonorrhoeae і пов'язаний з гонореєю, загальним ІПСШ. Ця причина уретриту буде обговорюватися в Бактеріальні інфекції репродуктивної системи. Термін негонококовий уретрит (НГУ) відноситься до запалення уретри, яке не пов'язане з N. gonorrhoeae. У жінок НГУ часто протікає безсимптомно. У чоловіків НГУ зазвичай є легким захворюванням, але може призвести до гнійних виділень і дизурії. Оскільки симптоми часто слабкі або відсутні, більшість інфікованих людей не знають, що вони заражені, але вони є носіями захворювання. Безсимптомні пацієнти також не мають підстав звертатися за лікуванням, і хоча і не є поширеним явищем, нелікований НГУ може поширюватися на репродуктивні органи, викликаючи запальні захворювання таза і сальпінгіт у жінок і епідидиміт і простатит у чоловіків. Важливі бактеріальні збудники, що викликають негонококовий уретрит, включають Chlamydia trachomatis, Mycoplasma genitalium, Ureaplasma urealyticum та Mycoplasma hominis.

C. trachomatis - важко піддається фарбуванню, грамнегативна бактерія з яйцеподібною формою. Внутрішньоклітинний збудник, С. Трахоматіс викликає найбільш часто повідомляється ІПСШ в Сполучених Штатах, хламідіоз. Хоча більшість осіб, інфікованих C. trachomatis, протікають безсимптомно, деякі пацієнти можуть мати НГУ. C. trachomatis також може спричинити неурогенітальні інфекції, такі як очна хвороба трахома (див. Бактеріальні інфекції шкіри та очей). Життєвий цикл C. trachomatis проілюстрований на малюнку 4.2.2.

C. trachomatis має безліч можливих факторів вірулентності, які в даний час вивчаються для оцінки їх ролі у спричиненні захворювання. До них відносяться поліморфні зовнішньомембранні протеїни автотранспортера, білки реакції на стрес та ефектори секреції III типу. Ефектори секреції III типу виявлено у грамнегативних збудників, включаючи C. trachomatis. Цей фактор вірулентності являє собою збірку з більш ніж 20 білків, які утворюють те, що називається ін'єкційною для передачі інших ефекторних білків, які націлені на інфіковані клітини господаря. Білки зовнішньої мембрани автотранспортера також є ефективним механізмом доставки факторів вірулентності, що беруть участь у колонізації, прогресуванні хвороби та ухиленні від імунної системи.

Інші види, пов'язані з НГУ, включають Mycoplasma genitalium, Ureaplasma urealyticum та Mycoplasma hominis. Ці бактерії зазвичай зустрічаються в нормальній мікробіоті здорових людей, які можуть придбати їх під час народження або при статевому контакті, але іноді вони можуть викликати інфекції, що призводять до уретриту (у чоловіків і жінок) або вагініту та цервіциту (у жінок).

M. genitalium є більш поширеною причиною уретриту в більшості умов, ніж N. gonorrhoeae, хоча зустрічається рідше, ніж C. trachomatis. Він відповідає приблизно за 30% рецидивуючих або персистуючих інфекцій, 20— 25% випадків нехламідійного НГУ та 15% - 20% випадків НГУ. M. genitalium прикріплюється до епітеліальних клітин і має значну антигенну варіацію, яка допомагає йому ухилятися від імунних реакцій господаря. Він має асоційовані з ліпідними мембранними білками, які беруть участь у викликанні запалення.

Кілька можливих факторів вірулентності були задіяні в патогенезі U. urealyticum (рис.\(\PageIndex{3}\)). До них відносяться білки уреаплазми фосфоліпаза А, фосфоліпаза С, множинно-смуговий антиген (МВА), уреаза та імуноглобулін α протеаза. Фосфоліпази є факторами вірулентності, що пошкоджують цитоплазматичну мембрану клітин-мішеней. Імуноглобулін α протеаза є важливим захистом від антитіл. Він може генерувати перекис водню, який може негативно впливати на мембрани клітин господаря через вироблення активних форм кисню.

Лікування відрізняється при гонорейному і негонококовому уретриті. Однак N. gonorrhoeae і C. trachomatis часто присутні одночасно, що є важливим міркуванням для лікування. НГУ найчастіше лікують за допомогою тетрациклінів (таких як доксициклін) та азитроміцину; еритроміцин є альтернативним варіантом. Тетрацикліни та фторхінолони найчастіше використовуються для лікування U. urealyticum, але стійкість до тетрациклінів стає все більшою проблемою. ³ Хоча тетрацикліни були лікуванням вибору для M. hominis, підвищення резистентності означає, що інші варіанти повинні бути використані. Кліндаміцин і фторхінолони є альтернативою. M. genitalium, як правило, сприйнятливий до доксицикліну, азитроміцину та моксифлоксацину. Як і інші мікоплазми, M. genitalium не має клітинної стінки і тому β-лактами (включаючи пеніциліни та цефалоспорини) не є ефективними методами лікування.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Мікроколонії Ureaplasma urealyticum (білі стрілки) на поверхні агару після анаеробної інкубації, візуалізовані за допомогою фазової контрастної мікроскопії (800 ×). Чорна стрілка вказує на клітинні уламки. (кредит: модифікація роботи Американського товариства мікробіології)

Вправа\(\PageIndex{3}\)

1. Які три найпоширеніші причини уретриту?
2. Які три члена нормальної мікробіоти можуть викликати уретрит?

Бактеріальні інфекції сечовивідних шляхів

Інфекції сечовивідних шляхів можуть спричинити запалення уретри (уретрит), сечового міхура (цистит) та нирок (пієлонефрит), а іноді можуть поширюватися на інші системи організму через кров. Малюнок\(\PageIndex{4}\) фіксує найважливіші особливості різних видів ІМП.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): Бактеріальні інфекції сечовивідних шляхів.

Ключові поняття та резюме

• Бактеріальний цистит зазвичай викликається каловими бактеріями, такими як кишкова паличка.
• Пієлонефрит - серйозна інфекція нирок, яка часто викликається бактеріями, які подорожують від інфекцій в інші місця сечовивідних шляхів і можуть спричинити системні ускладнення.
• Лептоспіроз - це бактеріальна інфекція нирки, яка може передаватися під впливом зараженої сечі тварин, особливо в забрудненій воді. Він частіше зустрічається в тропічному, ніж в помірному кліматі.
• Негонококовий уретрит (НГУ) зазвичай викликається C. trachomatis, M. genitalium, Ureaplasma urealyticum та M. hominis.
• Діагностика та лікування бактеріальних інфекцій сечовивідних шляхів різняться. Аналіз сечі (наприклад, для рівня лейкоцитарної естерази, рівня нітритів, мікроскопічної оцінки та культури сечі) є важливим компонентом у більшості випадків. Зазвичай використовуються антибіотики широкого спектру дії.

Виноски

1. 1 Тібор Фульп. «Гострий пієлонефрит» Medscape, 2015. http://emedicine.medscape.com/article/245559-overview.
2. 2 Центри з контролю та профілактики захворювань. «Лептоспіроз». 2015 рік. http://www.cdc.gov/leptospirosis/health_care_workers.
3. 3 Кен Б. «Ліки від інфекції уреаплазми». Медскейп, 2015. Медицина.medscape.com/стаття... 470-ліки.