Pathogenese von Harnwegsinfektionen

Wege der Harnwegsinfektion

Bei Harnwegsinfektionen werden drei Infektionswege diskutiert: aufsteigend (oder urinogen), hämatogen und lymphogen.

Der urinogene (oder aufsteigende) Infektionsweg kommt am häufigsten bei Kindern vor. Der aufsteigende Infektionsweg wird durch die Besiedlung des Scheidenvorhofs, des periurethralen Bereichs, des Präputialsacks und der distalen Teile der Harnröhre mit uropathogenen Mikroorganismen begünstigt. Normalerweise wird die Besiedlung mit uropathogener Flora bei Mädchen durch eine normale vaginale Mikroflora verhindert. Diese besteht hauptsächlich aus Laktobazillen, die Milchsäure (senken den vaginalen pH-Wert) und Wasserstoffperoxid produzieren, wodurch ein ungünstiges Umfeld für das Wachstum uropathogener Mikroben entsteht. Eine Verletzung der vaginalen Mikroflora kann mit Östrogenmangel und verminderter lokaler IgA-Sekretion einhergehen. Bei wiederkehrenden Harnwegsinfektionen sinkt der Spiegel des sekretorischen IgA stark und die Sekretion von Lysozym ist gestört. Bei Neugeborenen ist die Konzentration des sekretorischen IgA im Urin extrem niedrig, was ein Risikofaktor für die Entwicklung einer Harnwegsinfektion in der Neugeborenenperiode darstellt.

Das Eindringen von Mikroben aus dem periurethralen Bereich in die Harnröhre wird normalerweise durch den Harnfluss behindert. Je häufiger und reichlicher das Wasserlassen, desto geringer ist daher das Risiko einer aufsteigenden Harnwegsinfektion. Eine kürzere Harnröhre bei Mädchen und Turbulenzen im Harnfluss während des Wasserlassens erleichtern das Eindringen von Bakterien in die Blase und zählen zu den Hauptgründen für die höhere Häufigkeit von Harnwegsinfektionen bei Mädchen. Neben Harnwegs- und lokalen Immunitätsstörungen kann frühe sexuelle Aktivität das Eindringen von Mikroorganismen in die Harnröhre begünstigen. Beim Geschlechtsverkehr ist die äußere Öffnung der Harnröhre mechanischen Einflüssen ausgesetzt, die das Eindringen uropathogener Mikroben, die den Vaginalbereich besiedeln, erleichtern.

In Ländern, in denen die Beschneidung Tradition ist, kommt es bei Jungen nur sehr selten zu Harnwegsinfektionen.

Der hämatogene Infektionsweg ist am wahrscheinlichsten bei bakteriellen Infektionen, Sepsis und apostematöser Nephritis. Das Vorhandensein eines lymphogenen Infektionswegs ist umstritten. Es gibt eine Hypothese über die lymphogene Migration von Mikroorganismen, die mit ihrer Translokation vom Darm in die mesenterialen Lymphknoten und in den Blutkreislauf verbunden ist.

Entwicklung einer Infektion in der Blase

Das Eindringen uropathogener Bakterien in die Harnblase geht nicht immer mit der Entwicklung eines entzündlichen Prozesses einher. Obwohl Urin ein guter Nährboden ist, sind die Harnwege bei gesunden Kindern mit Ausnahme des distalen Teils der Harnröhre steril. Neben der mechanischen Auswaschung von Mikroben durch den Urinfluss gibt es eine Reihe von Schutzfaktoren, die die Sicherheit der Blasenschleimhaut gewährleisten. Die Zellschicht des Übergangsepithels ist mit einem Film aus Mukopolysacchariden (Glykosaminoglykan mit hydrophilen Eigenschaften) bedeckt. Die Glykosaminoglykanschicht verhindert den Kontakt von Bakterien mit dem Uroepithel und erschwert ihre Adhäsion. Exogene mechanische und chemische Einflüsse zerstören die Mukopolysaccharidschicht. Innerhalb von 24 Stunden kann sich diese Schicht jedoch erholen und ihre Schutzwirkung behalten.

Normalerweise werden Bakterien in der Blase innerhalb von 15 Minuten zerstört. Der lokale Schutz des Organs nimmt stark ab, wenn die Restharnmenge zunimmt. Es ist bekannt, dass die Bakterienkonzentration in der Blase bei häufiger Entleerung um ein Vielfaches abnimmt, was eine Möglichkeit ist, Harnwegsinfektionen vorzubeugen. Bei Kleinkindern (bis 4–5 Jahre) wird jedoch eine physiologische Unfähigkeit zur vollständigen Entleerung der Blase festgestellt. Eine unvollständige Blasenentleerung wird häufig vor dem Hintergrund chronischer Verstopfung beobachtet.

Die antimikrobiellen Eigenschaften des Urins beruhen auf seiner hohen Osmolarität, seinem niedrigen pH-Wert sowie seinem hohen Gehalt an Harnstoff und organischen Säuren. Bei Säuglingen sind diese Eigenschaften deutlich weniger ausgeprägt, was zu einer erhöhten Anfälligkeit für Harnwegsinfektionen beiträgt. Im normalen Urin enthaltene Uromucoide (z. B. Tamm-Horsfatt-Protein) und Oligosaccharide verhindern die Adhäsion mannoseempfindlicher E. coli-Stämme am Uroepithel.

Bei Entwicklungsstörungen (z. B. vesikovaginalen und vesikointestinalen Fisteln) können Mikroorganismen unter Umgehung der Harnröhre in die Blase eindringen.

Entwicklung einer Infektion in den Harnleitern und im Nierenparenchym

Normalerweise wird das Eindringen von Bakterien in die Harnleiter und ihr Aufstieg ins Nierenbecken durch den Verschluss der Harnleiteröffnungen und deren distal gerichtete Peristaltik verhindert. Eine Verletzung dieser Faktoren und andere Varianten von Störungen der normalen Urodynamik, die zu einer Erweiterung der Harnleiter führen, erleichtern den aufsteigenden Transport von Mikroorganismen.

Die Entwicklung einer Infektion im Nierenparenchym wird von der Synthese antibakterieller Antikörper begleitet, die gegen O- und K-Antigene sowie P-Fimbrien von E. coli gerichtet sind. Die Konzentration der Antikörper im Blutserum steht in direktem Zusammenhang mit dem Schweregrad der Entzündung und der Bildung von Herden der Nierenparenchymschrumpfung. Zusammen mit der Synthese von Antikörpern wird die Phagozytose aktiviert. Infolge der intravaskulären Aggregation von Granulozyten und Ödemen kann sich eine lokale Ischämie entwickeln, die zur Bildung von Sklerose führt. Eine erhöhte Konzentration von IgG und IgA stimuliert die Bildung von Komplement, was wiederum die Aktivität von Entzündungsmediatoren erhöht. Eine lokale Entzündung im Nierenparenchym verhindert die Ausbreitung der Infektion vom Ort ihrer Entwicklung aus. Im Lumen der Nierentubuli werden unter dem Einfluss einer Entzündung Lysozym und Superoxidase freigesetzt, was zur Bildung von Sauerstoffradikalen führt, die nicht nur für Bakterien, sondern auch für Tubuluszellen toxisch sind.

Die Nierenpapillen und das Nierenmark sind am anfälligsten für mikrobielle Entzündungsprozesse. Dies erklärt sich durch die geringere Blutflussintensität, den niedrigeren pH-Wert, die höhere Osmolarität und die höhere Ammoniumkonzentration im Vergleich zur Nierenrinde. Diese Faktoren schaffen günstige Bedingungen für das Bakterienwachstum und unterdrücken die Chemotaxis der Leukozyten.

Es ist bekannt, dass bei Neugeborenen, die nicht zu einer vollständigen Immunantwort fähig sind, der Infektionsprozess im Nierenparenchym dazu neigt, sich zu generalisieren und einen septischen Verlauf zu nehmen; niedrige Nierendurchblutungswerte begünstigen in dieser Altersgruppe die Entwicklung einer Nierenschrumpfung.

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