Odmiedniczkowe zapalenie nerek – Patofizjologia i mechanizm

Odmiedniczkowe zapalenie nerek
Patofizjologia i mechanizm

Odmiedniczkowe zapalenie nerek (pyelonephritis) jest bakteryjnym zakażeniem nerek, najczęściej wynikającym z wstępującego zakażenia układu moczowego, głównie przez uropatogenny szczep Escherichia coli (UPEC), odpowiedzialny za 70-90% niepowikłanych i 21-54% powikłanych zakażeń. Patogeneza obejmuje kolonizację okolic cewki moczowej, przyleganie bakterii do nabłonka dróg moczowych za pomocą fimbriów typu 1 i P oraz innych adhezyn, a następnie migrację do nerek, gdzie dochodzi do inwazji, uszkodzenia nabłonka i wywołania ostrej odpowiedzi zapalnej. Kluczową rolę odgrywa aktywacja receptorów Toll-podobnych (TLR4) i kaskada immunologiczna, prowadząca do uwalniania cytokin i chemokin, co może skutkować bliznowaceniem miąższu nerkowego i przewlekłą chorobą nerek (PChN). Czynniki ryzyka to m.in. przeszkoda w odpływie moczu, refluks pęcherzowo-moczowodowy, ciąża, cukrzyca, immunosupresja oraz interwencje medyczne jak cewnikowanie.

Patogeneza odmiedniczkowego zapalenia nerek

Drogi zakażenia nerek
Czynniki patogenne w odmiedniczkowym zapaleniu nerek

Mechanizmy patogenezy

Kolonizacja i adhezja bakterii
Inwazja i kolonizacja tkanek nerkowych
Odpowiedź zapalna gospodarza
Uszkodzenie tkanek nerkowych

Czynniki wirulencji bakterii

Adhezyny bakteryjne
Toksyny i enzymy bakteryjne
Systemy pozyskiwania żelaza
Biofilmy bakteryjne

Czynniki ryzyka i predyspozycje do odmiedniczkowego zapalenia nerek

Czynniki anatomiczne i strukturalne
Czynniki hormonalne i fizjologiczne
Czynniki metaboliczne i immunologiczne
Czynniki jatrogenne

Mechanizmy obronne gospodarza

Fizyczne mechanizmy obronne
Immunologiczne mechanizmy obronne
Molekularne mechanizmy obronne

Konsekwencje i powikłania odmiedniczkowego zapalenia nerek

Ostre powikłania
Przewlekłe powikłania
Komplikacje w ciąży

Nowe kierunki w leczeniu odmiedniczkowego zapalenia nerek

Terapie alternatywne do antybiotyków
Probiotyki w leczeniu i profilaktyce
Nowe antybiotyki
Kolejne rozdziały

Patogeneza odmiedniczkowego zapalenia nerek

Odmiedniczkowe zapalenie nerek (pyelonephritis) jest bakteryjnym zakażeniem powodującym stan zapalny nerek. Najczęściej występuje jako powikłanie wstępującego zakażenia układu moczowego (UTI), które rozprzestrzenia się z pęcherza moczowego ku górze do nerek, chociaż zakażenie może być również rozprzestrzeniane drogą krwiopochodną¹. Zrozumienie mechanizmów patogenezy odmiedniczkowego zapalenia nerek jest kluczowe dla skutecznego leczenia i zapobiegania poważnym powikłaniom, takim jak urosepsa, ropień nerki czy trwałe uszkodzenia miąższu nerki.

Drogi zakażenia nerek

Bakterie mogą dotrzeć do nerek trzema głównymi drogami¹:

Droga wstępująca – najczęstsza droga zakażenia, szczególnie u kobiet. Bakterie jelitowe kolonizują najpierw okolice cewki moczowej i przedsionek pochwy, następnie przemieszczają się przez cewkę moczową do pęcherza, a stamtąd przez moczowody do nerek¹². Ten mechanizm odpowiada za większość przypadków odmiedniczkowego zapalenia nerek.
Droga krwiopochodna – rzadziej spotykana, zazwyczaj występuje u pacjentów osłabionych, z obniżoną odpornością lub z przeszkodą w odpływie moczu¹. Bakterie docierają do nerek przez krew w wyniku bakteriemii. Typowymi patogenami krwiopochodnymi są Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Pseudomonas aeruginosa i Candida albicans³.
Droga limfatyczna – najrzadziej występująca droga zakażenia. Zakażenie może rozprzestrzeniać się przez naczynia limfatyczne w wyniku zwiększonego ciśnienia na pęcherz moczowy⁴².

Czynniki patogenne w odmiedniczkowym zapaleniu nerek

Najczęstszym patogenem powodującym odmiedniczkowe zapalenie nerek jest uropatogenny szczep Escherichia coli (UPEC), który odpowiada za 70-90% niepowikłanych zakażeń układu moczowego i 21-54% powikłanych zakażeń⁵. Inne bakterie odpowiedzialne za odmiedniczkowe zapalenie nerek to⁶:

W zakażeniach szpitalnych częściej spotyka się szczepy Klebsiella, Proteus, Enterococcus, Pseudomonas i inne bakterie rzadko występujące w zakażeniach pozaszpitalnych⁶. Większość zakażeń rozpoczyna się jako zakażenie dolnych dróg moczowych (zapalenie pęcherza i zapalenie gruczołu krokowego)⁶.

Mechanizmy patogenezy

Patogeneza odmiedniczkowego zapalenia nerek to złożony proces obejmujący kilka kluczowych etapów, które prowadzą do rozwoju zakażenia i uszkodzenia tkanki nerkowej.

Kolonizacja i adhezja bakterii

Pierwszym etapem w patogenezie odmiedniczkowego zapalenia nerek jest kolonizacja okolic cewki moczowej przez bakterie pochodzące z flory jelitowej⁷. Uropatogenne E. coli (UPEC) obecne w mikroflorze jelitowej mogą zainfekować układ moczowy dzięki ekspresji specyficznych czynników wirulencji, które umożliwiają przyleganie i kolonizację dolnych dróg moczowych⁸.

Adhezyny znajdujące się na powierzchni błony bakteryjnej są odpowiedzialne za początkowe przyłączenie do tkanek układu moczowego⁹. Uropatogenne E. coli posiadają liczne czynniki wirulencji, w tym:

Fimbrie typu 1 (wrażliwe na mannozę) – umożliwiają przyleganie do uroplakin na powierzchni nabłonka pęcherza¹⁰¹¹
Fimbrie P (oporne na mannozę) – wiążą się z glikolipidami obecnymi na błonach komórkowych nerek i odgrywają kluczową rolę w rozwoju odmiedniczkowego zapalenia nerek⁹¹²
Inne adhezyny – fimbrie S, fimbrie F1C, adhezyny Dr¹³

Po początkowym przyłączeniu, bakterie P. mirabilis wytwarzają fimbrie MR/P (mannose-resistant Proteus-like), które ułatwiają tworzenie biofilmu i kolonizację pęcherza oraz nerek, co jest kluczowe dla tworzenia biofilmu związanego z cewnikiem¹⁰¹⁴.

Inwazja i kolonizacja tkanek nerkowych

Po przyleganiu do nabłonka pęcherza moczowego, bakterie mogą przemieszczać się w górę przez moczowody do nerek¹⁵. W nerkach UPEC musi przylgnąć, aby przeciwdziałać sile przepływu moczu i umożliwić replikację oraz tworzenie bakteryjnych skupisk w nerkach (kidney bacterial communities, KBCs)¹⁶.

Badania wykazały, że fimbrie typu 1 odgrywają istotną rolę w kolonizacji nerek podczas odmiedniczkowego zapalenia nerek¹⁶. Po wniknięciu do nefronu, bakterie muszą przylgnąć, aby oprzeć się sile przepływu moczu i umożliwić replikację oraz tworzenie ognisk zakażenia.

Po inwazji nabłonka nerkowego i następującym uszkodzeniu tkanki lokalnej przez UPEC, uruchamiana jest kaskada zdarzeń, które rozwijają się w ciągu 3-4 godzin. Komórki nabłonka nerkowego przechodzą znaczące zmiany w cytoszkielecie, co prowadzi do nieprawidłowego funkcjonowania połączeń międzykomórkowych, złuszczania nabłonka i zaburzenia bariery nabłonkowej¹².

Odpowiedź zapalna gospodarza

Nerki zakażone E. coli rozwijają ostrą odpowiedź zapalną poprzez uwalnianie chemokin i innych czynników zapalnych¹⁷. Poza miejscową odpowiedzią zapalną, może to ostatecznie prowadzić do bliznowacenia miąższu nerki.

Odpowiedź immunologiczna gospodarza przeciwko inwazyjnym patogenom jest skoordynowanym procesem, który angażuje delikatną równowagę komórek odpornościowych, różnych cytokin i chemokin, które wspólnie chronią drogi moczowe przed uropatogenami¹⁸.

Wrodzona odpowiedź immunologiczna jest aktywowana poprzez kaskadę sygnałową receptorów Toll-podobnych (TLR). Głównym receptorem TLR eksponowanym przez komórki nabłonka dróg moczowych jest TLR4, który rozpoznaje lipopolisacharyd (LPS), fimbrie P i fimbrie typu 1 na powierzchni UPEC¹⁹. Po aktywacji, TLR4 i MyD88 wyzwalają wydzielanie pentraksyny 3 (PTX3), zwiększając zdolność fagocytarną neutrofili przeciwko UPEC i bezpośrednio wpływając na dojrzewanie fagosomów²⁰.

Dynamika neutrofili w odpowiedzi na zakażenie bakteryjne w pęcherzu była systematycznie badana z wykorzystaniem modeli mysich. Infiltracja neutrofili zwykle osiąga szczyt 6 godzin po infekcji, po czym następuje stopniowy spadek napływu, co przypisuje się zmniejszeniu obciążenia bakteryjnego lub odpowiedzi na cytokiny przeciwzapalne²¹.

Uszkodzenie tkanek nerkowych

Cytokiny zapalne, toksyny bakteryjne i inne procesy reaktywne prowadzą do całkowitego zajęcia nerek (odmiedniczkowego zapalenia nerek) i mogą prowadzić do sepsy i wstrząsu septycznego¹⁷.

Modele zwierzęce pokazują odkładanie kolagenu w obszarach blisko ropni nerkowych, co sugeruje, że tkanka łączna zastępuje funkcjonalną tkankę nerkową, aby ograniczyć rozprzestrzenianie się bakterii. Prawdopodobnie kombinacja zaburzonych barier komórkowych nerek i zlokalizowanego stanu zapalnego, uwalniania cytokin, krzepnięcia i niedotlenienia przyczynia się do bliznowacenia nerek¹⁷.

Gdy odpowiedź zapalna staje się niekontrolowana, funkcjonalny miąższ nerki może zostać zastąpiony przez macierz pozakomórkową, prowadząc do bliznowacenia nerek¹⁹. Ryzyko bliznowacenia nerek znacznie wzrasta po drugim epizodzie odmiedniczkowego zapalenia nerek, co podkreśla znaczenie strategii identyfikacji dzieci z wyższym ryzykiem nawracających infekcji¹⁹.

Czynniki wirulencji bakterii

Zdolność bakterii do skutecznego wywołania zakażenia w układzie moczowym zależy od różnych czynników wirulencji, które ułatwiają kolonizację, inwazję i przetrwanie w środowisku układu moczowego.

Adhezyny bakteryjne

Adhezyny ułatwiają kolonizację E. coli w układzie moczowym poprzez przyleganie do komórek nabłonkowych gospodarza. Przyleganie to sprzyja utrzymywaniu się organizmu w pęcherzu moczowym i stanowi rezerwuar dla wstępującego zakażenia w układzie moczowym²². Główne typy adhezyn to:

Fimbrie typu 1 – odgrywają kluczową rolę w początkowym przyleganiu do nabłonka pęcherza moczowego. Jednostka FimH tworzy szczególnie silne wiązania z uroplakiną, która jest eksponowana na komórkach nabłonka dróg moczowych, ułatwiając przyleganie i proliferację UPEC na powierzchni nabłonka²³.
Fimbrie P – wiążą się z glikolipidami obecnymi w nerkach, co ułatwia rozwój odmiedniczkowego zapalenia nerek⁹.
Adhezyny Dr – wiążą się z antygenem grupy krwi Dr, co również przyczynia się do kolonizacji układu moczowego²⁴.

Toksyny i enzymy bakteryjne

Uropatogeny produkują różne toksyny i enzymy, które uszkadzają tkanki gospodarza i promują przetrwanie bakterii²⁵:

Hemolizyna alfa – cytolityczne białko toksyczne, które lizie czerwone krwinki wszystkich ssaków, a nawet ryb, i jest toksyczne dla komórek gospodarza, powodując zapalenie, uszkodzenie tkanek i upośledzenie mechanizmów obronnych gospodarza²⁶. Tworzy pory w komórkach nabłonka i promuje ich lizę, ułatwiając pozyskiwanie żelaza i składników odżywczych przez bakterie²⁷.
Toksyna martwiczo-cytotoksyczna 1 (CNF1) – powoduje apoptozę lub złuszczanie komórek, co może ułatwiać rozprzestrzenianie się bakterii w układzie moczowym²⁸.
Ureaza – enzym produkowany przez kilka uropatogenów, w tym P. mirabilis, S. saprophyticus, K. pneumoniae i P. aeruginosa. Szczególnie ważna dla kolonizacji i przetrwania podczas zakażeń P. mirabilis i S. saprophyticus¹⁰. Hydrolizuje mocznik, uwalniając amoniak i CO2, co zwiększa pH moczu i sprzyja tworzeniu kamieni nerkowych lub pęcherzowych²⁹.
Sat (secreted autotransporter toxin) – proteaza serynowa, która pośredniczy w efektach cytopatycznych na linie komórkowe nerek i pęcherza in vitro oraz powoduje uszkodzenia tkanek i odpowiedzi immunologiczne u zakażonych myszy²⁷.

Systemy pozyskiwania żelaza

Bakterie i gospodarz konkurują o dostępne żelazo, które jest niezbędne do transportu tlenu i magazynowania, syntezy DNA, transportu elektronów i metabolizmu nadtlenków. Patogenne bakterie, w tym UPEC, opracowały sposoby dostępu do żelaza, produkując systemy transportu żelaza zależne od sideroforów²⁶.

UPEC wykazują wiele mechanizmów pozyskiwania żelaza od gospodarza, głównie systemów siderofor-receptor sideroforów, ale także pobierania hemu²⁶. Enterobaktyna jest jednym z mechanizmów pozyskiwania żelaza. Interesujące jest to, że UPEC może modyfikować enterobaktynę poprzez glikozylację; glikozylowana enterobaktyna, znana jako salmochelina, nie jest rozpoznawana i sekwestrowana przez lipokalinę-2, umożliwiając UPEC uniknięcie mechanizmu obronnego gospodarza zapośredniczonego przez lipokalinę-2²⁷.

Biofilmy bakteryjne

Tworzenie biofilmu przez E. coli jest ważnym czynnikiem wirulencji, który może również chronić bakterie przed działaniem antybiotyków i w ten sposób przyczyniać się do oporności. Ostatnie badania wykazały, że produkcja biofilmu w E. coli, zapośredniczona przez współekspresję curli i celulozy, wspiera długoterminowe przetrwanie UPEC w układzie moczowym, otaczając organizm obojętną, hydrofobową macierzą pozakomórkową³⁰.

Biofilmy bakteryjne odgrywają ważną rolę w zakażeniach układu moczowego, odpowiadając za utrzymywanie się zakażeń, które prowadzą do nawrotów i wznowy¹³. Bakterie również namnażają się w wyniku ochrony biofilmu, a jeśli zakażenie nie jest leczone, może postępować do odmiedniczkowego zapalenia nerek i bakteriemii³¹.

Produkcja substancji polimerycznych pozakomórkowych przez bakterie przylegające do cewnika pułapkuje te kryształy, umożliwiając tworzenie krystalicznego biofilmu, który chroni społeczność przed układem odpornościowym gospodarza i przed antybiotykami³².

Czynniki ryzyka i predyspozycje do odmiedniczkowego zapalenia nerek

Rozwój odmiedniczkowego zapalenia nerek jest ułatwiony przez różne czynniki ryzyka i predyspozycje, które zwiększają podatność na zakażenie lub ułatwiają rozprzestrzenianie się bakterii w drogach moczowych.

Czynniki anatomiczne i strukturalne

Anatomiczne i strukturalne nieprawidłowości dróg moczowych mogą zwiększać ryzyko odmiedniczkowego zapalenia nerek²⁹:

Przeszkoda w odpływie moczu – najważniejszy czynnik. Niweluje efekt przepłukiwania przepływem moczu, pozwala na gromadzenie się moczu (zastój moczu), zapewniając bakteriom medium do namnażania się, i zmienia przepływ krwi wewnątrznerkowej, wpływając na dostarczanie neutrofili²⁹.
Refluks pęcherzowo-moczowodowy (VUR) – występuje u znacznej liczby młodych dziewcząt z zakażeniami układu moczowego. Może dodatkowo przyczyniać się do wstecznego rozprzestrzeniania się bakterii z pęcherza moczowego do nerki³³.
Krótka cewka moczowa u kobiet – ułatwia uropatogenom łatwiejszy dostęp do pęcherza moczowego³⁴.
Ciało obce w układzie moczowym – cewniki moczowe lub kamienie w układzie moczowym zapewniają obojętną powierzchnię do kolonizacji bakterii³⁵.

Czynniki hormonalne i fizjologiczne

Zmiany hormonalne i fizjologiczne mogą zwiększać podatność na zakażenia układu moczowego, w tym odmiedniczkowe zapalenie nerek:

Ciąża – od 6. tygodnia, z nasileniem w 22-24. tygodniu, u około 90% kobiet w ciąży rozwija się poszerzenie moczowodów, które utrzymuje się do porodu (wodonercze ciążowe). Zwiększona objętość pęcherza i zmniejszone napięcie pęcherza, wraz ze zmniejszonym napięciem moczowodu, przyczyniają się do zwiększonego zastoju moczu i refluksu pęcherzowo-moczowodowego³⁶.
Fizjologiczny wzrost objętości osocza – podczas ciąży zmniejsza stężenie moczu. Do 70% kobiet w ciąży rozwija glikozurię, co sprzyja rozwojowi bakterii w moczu³⁶.
Wzrost stężenia progestagenów i estrogenów w moczu – może prowadzić do zmniejszonej zdolności dolnych dróg moczowych do przeciwdziałania inwazyjnym bakteriom. To zmniejszenie zdolności może być spowodowane zmniejszonym napięciem moczowodu lub umożliwieniem selektywnego wzrostu niektórych szczepów bakterii³⁶.
Rola estrogenu – w patogenezie zakażeń układu moczowego jest kontrowersyjna. Badania in vitro wykazały, że estrogen umożliwia przyleganie uropatogenów do komórek nabłonkowych pochwy. Jednak inne badania sugerują również, że niedobór estrogenu u kobiet w okresie pomenopauzalnym może zwiększać ryzyko zakażenia układu moczowego⁹.

Czynniki metaboliczne i immunologiczne

Zaburzenia metaboliczne i immunologiczne mogą zwiększać podatność na odmiedniczkowe zapalenie nerek:

Cukrzyca – osoby z cukrzycą mają zwiększone ryzyko zakażeń. W przypadku cukrzycy zakażenie układu moczowego jest częstsze i ma gorsze wyniki³⁷.
Oporność na insulinę – myszy przedcukrzycowe z opornością na insulinę mają zwiększoną podatność na zakażenia układu moczowego, niezależnie od hiperglikemii lub glikozurii³⁷.
Osłabiony układ odpornościowy – choroby takie jak HIV i cukrzyca typu 2 utrudniają układowi odpornościowemu zwalczanie zarazków. Niektóre leki również osłabiają odpowiedź układu odpornościowego i zwiększają ryzyko zakażeń³⁸.
Przewlekła choroba nerek (PChN) – pacjenci z PChN w stadium 2-5, pacjenci poddawani regularnej przewlekłej dializoterapii (hemo- lub dializie otrzewnowej) oraz pacjenci cierpiący z powodu dysfunkcji przeszczepu nerki są narażeni na wysokie ryzyko rozwoju zakażeń, np. zakażeń układu moczowego i/lub sepsy (urosepsy)³⁹.

Czynniki jatrogenne

Interwencje medyczne mogą zwiększać ryzyko odmiedniczkowego zapalenia nerek:

Cewnikowanie – zabieg ten znacznie zwiększa ryzyko zakażenia układu moczowego, w tym odmiedniczkowego zapalenia nerek⁴⁰.
Narażenie szpitalne – (pół-)inwazyjne interwencje urologiczne i cewnikowanie w połączeniu z powtarzanymi kuracjami przeciwdrobnoustrojowymi zwiększają ryzyko nadmiernego wzrostu organizmów o zwiększonej oporności przeciwdrobnoustrojowej⁴¹.
Immunosupresja – różne pierwotne choroby nerek (np. kłębuszkowe zapalenie nerek z minimalnymi zmianami, błoniaste KZN, ogniskowe stwardniające kłębuszkowate zapalenie nerek) są leczone lekami immunosupresyjnymi, co zwiększa ryzyko zakażeń⁴².

Mechanizmy obronne gospodarza

Organizm ludzki posiada szereg mechanizmów obronnych, które chronią układ moczowy przed zakażeniami. W odmiedniczkowym zapaleniu nerek dochodzi do przełamania tych mechanizmów przez patogeny.

Fizyczne mechanizmy obronne

Układ moczowy posiada kilka fizycznych mechanizmów obronnych⁴³:

Ciągły jednokierunkowy przepływ moczu – pomaga minimalizować zakażenia układu moczowego, a wszystko, co zakłóca ten przepływ, zwiększa podatność gospodarza na zakażenie³⁴.
Wysoki przepływ moczu – czynnik gospodarza, który zapobiega zakażeniu nerek⁴⁴.
Wysoka osmolalność – wysokie stężenie amoniaku w moczu to czynniki chroniące przed zakażeniem nerek⁴⁴.

Immunologiczne mechanizmy obronne

Układ odpornościowy odgrywa kluczową rolę w obronie przed zakażeniami układu moczowego⁴³:

Fagocytoza – neutrofile napływające do miejsca zakażenia posiadają wewnętrzne zdolności do zabijania patogenów²⁰. Fagocytoza bakterii w moczu jest maksymalna przy pH 6,5-7,5 i osmolalności 485 mOsm; wartości odbiegające od tych zakresów prowadzą do znacznie zmniejszonej lub nieobecnej fagocytozy²⁵.
Receptory Toll-podobne (TLR) – rozpoznają patogen i dalej rekrutują neutrofile i makrofagi w celu indukcji fagocytozy⁴³. Stymulacja TLR w komórkach nabłonkowych pęcherza wyzwala produkcję cytokin, które odgrywają kluczową rolę w inicjowaniu wrodzonej odpowiedzi immunologicznej⁴⁵.
Makrofagi – przede wszystkim rezydują w blaszce właściwej i mięśniu wypieracza, bezpośrednio angażują się w aktywność fagocytarną przeciwko UPEC obecnym w komórkach nabłonkowych pęcherza, przy czym te w mięśniu są bardziej aktywne w fagocytozie UPEC⁴⁶.
Komórki tuczne – podczas zakażenia UPEC, komórki tuczne wydzielają chymazę i tryptazę do komórek nabłonkowych pęcherza, bezpośrednio przyczyniając się do odłączania komórek nabłonkowych pęcherza i zakłócenia bariery nabłonkowej⁴⁷.
Komórki NK – funkcja obronna komórek NK podczas zakażeń układu moczowego wywołanych przez UPEC jest również znana jako znacząca⁴⁷.

Molekularne mechanizmy obronne

Na poziomie molekularnym organizm posiada również mechanizmy obronne przeciwko patogenom:

Uromodulina – glikoproteina o masie 85-95 kDa, wyłącznie syntetyzowana przez komórki grubego ramienia wstępującego pętli Henlego, jest głównym moczowym inhibitorem tworzenia kamieni nerkowych i działa jako potężna defensyna przeciwbakteryjna specyficzna dla nerek⁴⁸. Stężenie uromoduliny w moczu, jak również w surowicy, zmniejsza się stopniowo wraz ze stadium PChN⁴⁸.
NGAL (Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin) – komórki nerkowe uwalniają NGAL, gdy bakterie atakują nerkę lub gdy komórki wykrywają bakterie w pęcherzu moczowym poprzez wciąż nieznany mechanizm⁴⁹.
Defensyny – substancje przeciwbakteryjne uwalniane przez nerki, które pomagają zapobiegać rozwojowi bakterii w drogach moczowych⁴⁹.
Prawidłowa mikrobiota – kolonizacja bakterii mogłaby być hamowana przez normalną mikrobiotę, taką jak Staphylococcus epidermidis, Lactobacillus spp. i Corynebacteria³⁵.

Konsekwencje i powikłania odmiedniczkowego zapalenia nerek

Nieleczone lub nieodpowiednio leczone odmiedniczkowe zapalenie nerek może prowadzić do poważnych konsekwencji i powikłań.

Ostre powikłania

Ostre powikłania odmiedniczkowego zapalenia nerek mogą być zagrażające życiu:

Ropień nerki – jeśli nie otrzymasz leczenia, zakażenie nerki może spowodować poważne problemy, takie jak ropień nerki. Dzieje się tak, gdy ropa gromadzi się wewnątrz tkanki nerkowej³⁸.
Bakteriemia/sepsa – bakterie mogą rozprzestrzeniać się do innych części ciała, takich jak płuca i krwiobieg³⁸. Gdy bakterie z zakażenia nerki przedostają się do krwi, mogą rozprzestrzeniać się przez organizm i do narządów. Jest to nagły przypadek medyczny i wymaga natychmiastowego leczenia³⁸.
Ostra niewydolność nerek (AKI) – włoskie wieloośrodkowe badanie retrospektywne przeanalizowało dane od 849 pacjentów pediatrycznych hospitalizowanych z powodu gorączkowego zakażenia układu moczowego, aby ocenić częstość występowania i czynniki ryzyka AKI w tej populacji. Wśród kohorty, u 124 (14,6%) zdiagnozowano AKI⁵⁰. Częstość występowania AKI wśród dzieci z gorączkowym zakażeniem układu moczowego jest niepokojąca, ponieważ AKI znacznie zwiększa ryzyko PChN⁵⁰.

Przewlekłe powikłania

Przewlekłe powikłania odmiedniczkowego zapalenia nerek mogą prowadzić do trwałych uszkodzeń nerek:

Przewlekłe odmiedniczkowe zapalenie nerek – nawracające zakażenie nerki prowadzące do bliznowacenia. Różne przyczyny to idiopatyczne, przewlekłe zakażenia układu moczowego, kamienie nerkowe lub nawracające epizody ostrego odmiedniczkowego zapalenia nerek²⁸.
Bliznowacenie nerek – może prowadzić do przewlekłej choroby nerek, nadciśnienia tętniczego i niewydolności nerek⁵¹.
Mechanizmy bliznowacenia – gdy bakteryjna infekcja dociera do nerki, wrodzona odpowiedź immunologiczna wywołuje zlokalizowane zapalenie. Jeśli to zapalenie jest szybko leczone i pozostaje przejściowe, miąższ nerki może w pełni się zregenerować¹⁹.
Przewlekła choroba nerek (PChN) – bliznowacenie nerek może prowadzić do PChN, nadciśnienia tętniczego i niewydolności nerek⁵¹.

Komplikacje w ciąży

Powikłania matczyne i noworodkowe zakażenia układu moczowego podczas ciąży mogą być druzgocące. 30% pacjentek z nieleczonym bezobjawowym bakteriomoczem rozwija objawowe zapalenie pęcherza moczowego, a do 50% rozwija odmiedniczkowe zapalenie nerek. Bezobjawowe bakteriomocz jest również związane z opóźnieniem wzrostu wewnątrzmacicznego i noworodkami o niskiej masie urodzeniowej⁵².

Schieve i współpracownicy przeprowadzili badanie z udziałem 25 746 kobiet w ciąży i odkryli, że obecność zakażenia układu moczowego była związana z przedwczesnym porodem (początek porodu przed 37. tygodniem ciąży), zaburzeniami nadciśnieniowymi w ciąży (takimi jak nadciśnienie wywołane ciążą i stan przedrzucawkowy), anemią (poziom hematokrytu poniżej 30%) i zapaleniem owodni⁵².

Nowe kierunki w leczeniu odmiedniczkowego zapalenia nerek

W związku z rosnącą opornością na antybiotyki wśród uropatogenów, poszukiwane są nowe strategie leczenia odmiedniczkowego zapalenia nerek.

Terapie alternatywne do antybiotyków

Opracowywane są nowe terapie, które mogą uzupełniać lub częściowo zastępować antybiotyki:

Szczepionki – opracowywane są szczepionki skierowane przeciwko bakteryjnym czynnikom, które są niezbędne do początkowego przylegania i progresji choroby (takim jak adhezyny, toksyny, proteazy i siderofory)⁵³.
Małe inhibitory cząsteczkowe – zapobiegają interakcjom adhezyna-receptor⁵³.
D-mannoza – badania sugerują, że wolna D-mannoza w moczu ma potencjał do nasycenia struktur FimH E. coli i następnie zablokowania adhezji E. coli do komórek nabłonkowych dróg moczowych. Ta tak zwana inhibicja kompetycyjna jest uważana za jeden z potencjalnych mechanizmów zapobiegania rozwojowi zakażenia układu moczowego⁵⁴.
Mannozydy – nowe małocząsteczkowe inhibitory FimH mogą ograniczyć ciężkość eksperymentalnego odmiedniczkowego zapalenia nerek¹⁶.

Probiotyki w leczeniu i profilaktyce

Probiotyki mogą stanowić obiecujące podejście w leczeniu i zapobieganiu odmiedniczkowemu zapaleniu nerek:

Skuteczność kliniczna – probiotyki wykazały pozytywne efekty w leczeniu i zapobieganiu różnym zakażeniom żołądkowo-jelitowym i układu moczowego poprzez rozpoznawanie mikrobioty komensalnej i przywracanie ekosystemu mikrobowego po zaburzeniu równowagi lub zakażeniu⁵⁵.
Mechanizm działania – związki chemiczne obecne w ziołowych lekach ewoluowały, aby chronić roślinę przed patogennymi mikroorganizmami, i dlatego mogą zapobiegać lub leczyć zakażenia u zwierząt. Wiele z tych związków jest wydalanych przez nerki, więc są szczególnie przydatne jako środki antyseptyczne dla dróg moczowych⁵⁵.
Lactobacillus fermentum szczep 417 – wykazał odpowiednie właściwości przeciwadhezyjne przeciwko ludzkim bakteriom patogennym⁵⁶.

Nowe antybiotyki

Opracowywane są również nowe antybiotyki o unikalnych mechanizmach działania:

Gepotidacyn – antybiotyk z triazaacenaftylenowej, działa poprzez hamowanie replikacji bakteryjnego DNA poprzez nowatorski mechanizm. Dzięki zatwierdzeniu gepotidacynu, będziemy mieć unikalny mechanizm działania i kolejną opcję leczenia o zmniejszonej oporności ze względu na jego mechanizm działania⁵⁷.

Zrozumienie patogenezy odmiedniczkowego zapalenia nerek jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii leczenia i zapobiegania tej chorobie. Badania nad interakcjami gospodarz-patogen dostarczają cennych informacji, które mogą prowadzić do nowych terapii wykraczających poza tradycyjne antybiotyki, co jest szczególnie ważne w obliczu rosnącej oporności na antybiotyki wśród uropatogenów.

Kolejne rozdziały

Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.

Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.

Materiały źródłowe

#1 Acute Pyelonephritis – StatPearls – NCBI Bookshelf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519537/
Acute pyelonephritis is a bacterial infection causing inflammation of the kidneys. Pyelonephritis generally occurs as a complication of an ascending urinary tract infection (UTI), which spreads from the bladder superiorly to the kidney, although the infection may also be spread hematogenously. […] Bacteria can reach the kidneys in two ways: hematogenous spread or through an ascending infection from the lower urinary tract. Hematogenous spread is uncommon and usually occurs in patients who are debilitated, immunocompromised, or have ureteral obstructions. Bacterial access to the kidneys would be through the bloodstream via bacteremia. […] Most patients will get acute pyelonephritis through an ascending infection. Following contamination of the periurethral area with a pathogen from the rectum, the bacteria will first attach to urethral mucosal epithelial cells and eventually travel to the bladder. From there, the bacteria must overcome the natural host defenses and multiply fast enough to allow progression up the ureter to the kidneys.
#1 Urinary Tract Infection, UTI – Pathogenesis, Route of Infection
https://studymicrobio.com/urinary-tract-infection-uti-pathogenesis-route-of-infection/
Bacteria can invade and cause a Urinary Tract Infection (UTI) via 3 major routes: […] It is the most common course of infection in females. But mostly it is associated with instrumentation (eg. urinary catheterization, cystoscopy) and is the most common cause of hospital-acquired Urinary Tract Infection (UTI) in both sexes. […] For Urinary Tract Infection (UTI) to occur by the ascending pathway, enteric gram-negative bacteria and other microorganisms that originate in the Gastro-Intestinal (GI) tract must be able to colonize the vaginal cavity or the periurethral area. […] Once these organisms gain access to the bladder, they may multiply and then pass up to the ureters to the kidneys. […] In hospitalized patients, soon patients are colonized with bacteria endemic to the institution, often gram-negative aerobic and facultative bacilli carrying resistance markers.
#2 Acute complicated urinary tract infection (including pyelonephritis) in adults – UpToDate
https://www.uptodate.com/contents/acute-complicated-urinary-tract-infection-including-pyelonephritis-in-adults
Urinary tract infections (UTIs) include cystitis (infection of the bladder/lower urinary tract) and pyelonephritis (infection of the kidney/upper urinary tract). The pathogenesis of UTI begins with colonization of the vaginal introitus or urethral meatus by uropathogens from the fecal flora, followed by ascension via the urethra into the bladder. Pyelonephritis develops when pathogens ascend to the kidneys via the ureters. Pyelonephritis can also be caused by seeding of the kidneys from bacteremia. It is possible that some cases of pyelonephritis are associated with seeding of the kidneys from bacteria in the lymphatics. […] This topic will review the approach to adults with acute complicated UTI, which we define as a UTI that has possibly extended beyond the bladder (ie, UTI with fever or other systemic symptoms, suspected or documented pyelonephritis, and UTI with sepsis or bacteremia).
#3 Pathophysiology of Urinary tract infection | PPT
https://www.slideshare.net/slideshow/pathophysiology-of-urinary-tract-infection/231910007
Bacteria Get Access from Urethra and Ascends Females are more prone due to: Small urethra Gram negative organism radiate from perianal area to urethra ( due to close proximity) Susceptibility of epithelium […] Two potential routes : The hematogenous route, The ascending route […] HEMATOGENOUS ROUTE Because the kidneys receive 20% to 25% of the cardiac output, any microorganism that reaches the bloodstream can be delivered to the kidneys. The major causes of hematogenous infection are S. aureus, Salmonella species, P. aeruginosa, and Candida species. […] THE ASCENDING ROUTE Bacterias gain access from the urethra to the bladder, then from the bladder to the kidneys via the ureters.
#4 Urinary Tract Infection, UTI – Pathogenesis, Route of Infection
https://studymicrobio.com/urinary-tract-infection-uti-pathogenesis-route-of-infection/
Urinary Tract Infection (UTI) may also occur by the hematogenous or blood-borne route. […] The presence of yeast (usually Candida albicans), Mycobacterium tuberculosis, Salmonella spp., Leptospira spp., or S. aureus in the urine often indicates pyelonephritis acquired via hematogenous spread or the descending route. […] Urinary Tract Infection (UTI) through this pathway may be the result of increased pressure on the bladder that causes the lymphatic flow to the kidneys.
#5 Acute Pyelonephritis: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
https://emedicine.medscape.com/article/245559-overview
Acute pyelonephritis results from bacterial invasion of the renal parenchyma. Bacteria usually reach the kidney by ascending from the lower urinary tract. […] The development of infection is influenced by bacterial factors and host factors. […] Bacteria may also reach the kidney via the bloodstream. Hematogenous sources of gram-positive organisms, such as Staphylococcus, are intravenous drug abuse and endocarditis. […] Most bacterial data are derived from research with Escherichia coli, which accounts for 70-90% of uncomplicated UTIs and 21-54% of complicated UTIs. […] A subset of E coli, the uropathogenic E coli (UPEC), also termed extraintestinal pathogenic E coli (ExPEC), accounts for most clinical isolates from UTIs. […] UPEC genes encode several postulated virulence factors (VFs), including adhesins, siderophores, protectins, and toxins, as well as having the metabolic advantage of synthesizing essential substances.
#6 Pyelonephritis – Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Pyelonephritis
Pyelonephritis is inflammation of the kidney, typically due to a bacterial infection. Symptoms most often include fever and flank tenderness. Other symptoms may include nausea, burning with urination, and frequent urination. Complications may include pus around the kidney, sepsis, or kidney failure. […] It is typically due to a bacterial infection, most commonly Escherichia coli. Risk factors include sexual intercourse, prior urinary tract infections, diabetes, structural problems of the urinary tract, and spermicide use. The mechanism of infection is usually spread up the urinary tract. Less often infection occurs through the bloodstream. […] Most cases of community-acquired pyelonephritis are due to bowel organisms that enter the urinary tract. Common organisms are E. coli (70-80%) and Enterococcus faecalis. Hospital-acquired infections may be due to coliform bacteria and enterococci, as well as other organisms uncommon in the community (e.g., Pseudomonas aeruginosa and various species of Klebsiella). Most cases of pyelonephritis start off as lower urinary tract infections, mainly cystitis and prostatitis. E. coli can invade the superficial umbrella cells of the bladder to form intracellular bacterial communities (IBCs), which can mature into biofilms. These biofilm-producing E. coli are resistant to antibiotic therapy and immune system responses, and present a possible explanation for recurrent urinary tract infections, including pyelonephritis. […] Chronic pyelonephritis implies recurrent kidney infections and can result in scarring of the renal parenchyma and impaired function, especially in the setting of obstruction. A perinephric abscess (infection around the kidney) and/or pyonephrosis may develop in severe cases of pyelonephritis.
#7 The Pathogenesis of Urinary Tract Infections | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/19318
In healthy patients most uropathogens originate from rectal flora and enter the urinary tract via the urethra into the bladder. This is known as the ascending route and uropathogens initially adhere to and colonise urothelium of the distal urethra. […] In patients with established cystitis up to 50% of infections may ascend into the upper urinary tracts and most episodes of pyelonephritis are caused by ascension of bacteria from the bladder through the ureter and into the renal pelvis. […] Bacterial virulence factors play a significant role in determining whether an organism will invade the urinary tract and the level of infection acquired. Uropathogenic E. coli (UPEC) is present within bowel flora and pathogenic strains of this microorganism can infect the urinary tract by expressing specific virulence factors that permit adherence and colonisation of the lower urinary tract.
#8 The Pathogenesis of Urinary Tract Infections | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/19318
In healthy patients most uropathogens originate from rectal flora and enter the urinary tract via the urethra into the bladder. This is known as the ascending route and uropathogens initially adhere to and colonise urothelium of the distal urethra. […] In patients with established cystitis up to 50% of infections may ascend into the upper urinary tracts and most episodes of pyelonephritis are caused by ascension of bacteria from the bladder through the ureter and into the renal pelvis. […] Bacterial virulence factors play a significant role in determining whether an organism will invade the urinary tract and the level of infection acquired. Uropathogenic E. coli (UPEC) is present within bowel flora and pathogenic strains of this microorganism can infect the urinary tract by expressing specific virulence factors that permit adherence and colonisation of the lower urinary tract.
#9 The Pathogenesis of Urinary Tract Infections | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/19318
Adhesins found on the surface of the bacterial membrane are responsible for initial attachment onto urinary tract tissues. […] Type 1 pili are also referred to as mannose sensitive pili and they are commonly expressed in pathogenic and non pathogenic strains of E. coli. […] P fimbriated pili or mannose resistant strains of E. coli are associated with uncomplicated pyelonephritis as the receptor for P fimbriae is the major glycolipid component present on renal cell membranes. […] The role of oestrogen in the pathogenesis of UTIs is controversial. In vitro studies have demonstrated that oestrogen permits adherence of uropthogens to vaginal epithelial cells. However, other studies also suggest that oestrogen deficiency in postmenopausal females may increase the risk of UTI.
#10 Urinary tract infections: epidemiology, mechanisms of infection and treatment options
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4457377/
Consequently, the uropathogens are able to cross the tubular epithelial barrier to access the blood stream, initiating bacteraemia. […] The uropathogens that cause uncomplicated UTIs, including UPEC, K. pneumoniae and S. saprophyticus, have the ability to bind directly to the bladder epithelium, which is composed of the umbrella cells. […] UPEC and K. pneumoniae bind to uroplakins, which are the major protein components of the umbrella cell apical membrane. […] Following initial attachment, P. mirabilis produces mannose-resistant Proteus-like (MR/P) pili, which are CUP pili that facilitate biofilm formation and colonization of the bladder and kidneys, and are crucial for catheter-associated biofilm formation. […] Urease is encoded by several uropathogens, including P. mirabilis, S. saprophyticus, K. pneumoniae and P. aeruginosa, and is important for colonization and persistence during P. mirabilis and S. saprophyticus UTIs.
#11 :: Immune Network ::
https://immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
A prominent pathogen causing UTI is uropathogenic Escherichia coli (UPEC), which accounts for 80% of infections. Among the fimbriae expressed by UPEC, FimH unit forms particularly strong bonds with uroplakin, which is expressed on urothelial cells, facilitating attachment and proliferation of UPEC on the epithelial surface. […] Although UPEC is classified as an extracellular pathogen, it has the ability to invade cells and establish intracellular bacterial niches within urothelial cells, thereby contributing to persistent and recurrent infections. […] During the initial stage of UTIs, UPEC attaches to and colonizes epithelial cells, necessitating hosts to establish a solid physical barrier that hinders or inhibits the attachment of pathogens during the early infection stages. […] Therefore, the presence of diverse immune cells in bladder tissues, complemented by the mobilization of bloodstream-immune cells when tissue-resident cells are insufficient, underscores the intricate and dynamic nature of the body’s defense mechanisms against bacterial infections in the urinary tract.
#12
https://link.springer.com/article/10.1007/s00467-025-06695-4
Febrile urinary tract infections are caused by uropathogenic Escherichia coli (UPEC) in approximately 80% of cases. This strain of E. coli can migrate from the colon to the bladder, and may ascend through the ureters to the kidneys, causing acute pyelonephritis. […] To overcome this barrier, bacteria must adhere to the tubular epithelium using surface ligands, primarily P fimbriae, type 1 fimbriae, and other adhesins. […] After adhering to the epithelium, UPEC invades the interstitium via complement-mediated internalization. […] The invasion of the kidney epithelium and subsequent local tissue damage by UPEC triggers a cascade of events that unfold within 3 to 4 h. Tubuloepithelial cells undergo significant cytoskeletal rearrangements, resulting in the malfunction of intercellular junctions, epithelial shedding, and disruption of the epithelial barrier. […] The innate immune response plays a critical role in combating urinary tract infection (UTI). However, some mechanisms that effectively eradicate the infection can also inflict significant damage on kidney tissues.
#13 Urinary Tract Infections: The Current Scenario and Future Prospects
https://www.mdpi.com/2076-0817/12/4/623
UPEC strains express a broad spectrum of virulence factors, but their ability to cause UTIs is fundamentally related to their ability to produce a number of adhesins that can facilitate adhesion under different environmental conditions. […] The main virulence factors involved in host cell adhesion are Type 1 and Type 2 fimbriae, P fimbriae, Dr adhesion, S fimbriae, and F1C fimbriae. […] Biofilm formation by these pathogenic bacteria requires specific virulence factors that play a key role in inducing adhesion to host epithelial cells or catheter materials. […] Bacterial biofilms play an important role in UTIs, being responsible for the persistence of infections that result in recurrence and relapse.
#14 KoreaMed Synapse
https://synapse.koreamed.org/articles/1142156
After the first attachment, P. mirabilis produces mannose-resistant Proteus-like (MR/P) pili (CUP pili) that activate biofilm formation and colonization of the kidney and bladder; these are critical for catheter-associated biofilm formation. […] P. mirabilis fabricates two toxins: hemolysin (HpmA) and Proteus toxic agglutinin (Pta), which have been implicated in tissue damage and dissemination to the kidneys, initiating acute pyelonephritis. […] Historically, it was believed that P. mirabilis did not produce siderophores, unlike other members of the Enterobacteriaceae family. […] This study also led to the identification of proteobactin, a novel siderophore system, and a yersiniabactin-related siderophore system in P. mirabilis, which were developed for Fe3+ acquisition. […] UTI caused by P. mirabilis is characterized by urolithiasis and is affected by urease, a Ni2+-dependent metalloenzyme crucial for colonization of the kidney and bladder. […] The highly active P. mirabilis urease produces rapid crystal formation, which is trapped within the polysaccharides produced by the attached bacterial cells.
#15 Urinary Tract Infection, UTI – Pathogenesis, Route of Infection
https://studymicrobio.com/urinary-tract-infection-uti-pathogenesis-route-of-infection/
Bacteria can invade and cause a Urinary Tract Infection (UTI) via 3 major routes: […] It is the most common course of infection in females. But mostly it is associated with instrumentation (eg. urinary catheterization, cystoscopy) and is the most common cause of hospital-acquired Urinary Tract Infection (UTI) in both sexes. […] For Urinary Tract Infection (UTI) to occur by the ascending pathway, enteric gram-negative bacteria and other microorganisms that originate in the Gastro-Intestinal (GI) tract must be able to colonize the vaginal cavity or the periurethral area. […] Once these organisms gain access to the bladder, they may multiply and then pass up to the ureters to the kidneys. […] In hospitalized patients, soon patients are colonized with bacteria endemic to the institution, often gram-negative aerobic and facultative bacilli carrying resistance markers.
#16 Ascension and Adhesion of Uropathogenic Escherichia coli during Pyelonephritis
https://openscholarship.wustl.edu/art_sci_etds/2372/
The ability of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) to successfully establish an infection within the urinary tract relies on the pathogen to be able to navigate the complex interactions between pathogen and host. […] We also demonstrated the presence and localization of kidney bacterial communities (KBCs) that nucleate renal abscess formation, and identified KBC formation as a key pathogenic stage in pyelonephritis. […] Once UPEC arrives within a nephron, it must adhere in order to withstand the shear force of urine flow and to enable replication and ultimately KBC formation. […] However, we demonstrated an essential role for type 1 pili in colonizing the kidney during pyelonephritis and showed that mannosides (novel small-molecule inhibitors of FimH) can limit the severity of experimental pyelonephritis.
#17 Acute Pyelonephritis – StatPearls – NCBI Bookshelf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519537/
Kidneys infected with E coli will develop an acute response by releasing chemokines and other inflammatory factors. Besides the local inflammatory response, this can ultimately result in scarring of the renal parenchyma. Animal models show collagen deposition in areas near renal abscesses, suggesting that connective tissue replaces functional renal tissue to contain bacterial dissemination. Likely, a combination of disrupted renal cell barriers and localized inflammation, cytokine release, clotting, and hypoxia contribute to renal scarring. Inflammatory cytokines, bacterial toxins, and other reactive processes lead to complete renal involvement (pyelonephritis) and may progress to sepsis and septic shock.
#18 :: Immune Network ::
https://www.immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
The innate immune response against invading pathogens is a synchronized process that involves a delicate balance of innate immune cells, various cytokines, and chemokines, all coming together to safeguard the bladder against the uropathogens. […] The urinary bladder harbors a diverse array of innate immune cells, including tissue-resident innate immune cells such as macrophages, innate lymphoid cells (ILCs), dendritic cells, mast cells, and T cells, which play defensive roles. […] However, when these immune cells are insufficient to deal with rapidly proliferating bacterial infections, the body mobilizes non-resident immune effector cells from the bloodstream, such as neutrophils, monocytes, and NK cells, to actively participate in host defense. […] Neutrophils can secrete metalloproteinase-9, which facilitates their penetration of the basement membrane.
#19
https://link.springer.com/article/10.1007/s00467-025-06695-4
When a bacterial infection reaches the kidney, the innate immune response triggers localized inflammation. If this inflammation is promptly treated and remains transient, the kidney parenchyma can recover fully. […] The innate immune response is activated through the Toll-like receptor (TLR) signalling cascade. The primary TLR expressed by uroepithelial cells is the TLR4, which recognizes the LPS, P fimbriae, and type 1 fimbriae on UPEC surfaces. […] The risk of kidney scarring increases significantly after the second fUTI, underscoring the importance of strategies to identify children at higher risk of recurrent infections. […] The inflammatory response plays a crucial role in clearing the infection. However, when the inflammation becomes uncontrolled, functional kidney parenchyma can be replaced by extracellular matrix, leading to kidney scarring.
#20 :: Immune Network ::
https://www.immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
Neutrophils infiltrating the site of infection possess intrinsic capabilities to kill pathogens, the signaling mechanism mediated by TLR4 and MyD88 triggers the secretion of pentraxin 3 (PTX3), thereby enhancing the phagocytic ability of neutrophils against UPEC and directly influencing phagosome maturation. […] The defensive function of macrophages against UPEC has been demonstrated in experiments depleting monocytes/macrophages using clodronate liposomes. […] Macrophages employ CD14 as a coreceptor for PRRs to recognize gram-negative bacteria, thereby regulating the expression of cytokines associated with immune cell influx. […] During UPEC infection, mast cells secrete chymase and tryptase into the epithelial cells of the bladder, directly contributing to the detachment of bladder epithelial cells and the disruption of the urothelial barrier.
#21 :: Immune Network ::
https://immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
Neutrophils can secrete metalloproteinase-9, which facilitates their penetration of the basement membrane. […] The dynamics of neutrophils in response to bacterial infection in the bladder have been systematically investigated using murine models. Neutrophil infiltration typically peaks at 6 h post-infection, followed by a gradual decline in influx attributed to a reduction in bacterial load or response to anti-inflammatory cytokines. […] Infiltrating neutrophils primarily exert antimicrobial effects through phagocytosis, using reactive oxygen species such as superoxide anion, hydrogen peroxide, hydroxyl radical, and hypochlorous acid, as well as neutral proteases such as elastase and cathepsin G, to intracellularly eradicate bacteria. […] The bladders of PTX3-deficient mice exhibited a significantly higher number of bacteria than normal mice, highlighting the importance of the PTX3 gene in controlling infection.
#22 The Pathogenesis of Escherichia coli Urinary Tract Infection | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/56154
UPEC VFs are grouped by functional categories as adhesins, toxins, iron acquisition systems, and protectins. VFs are encoded by genes located on chromosomes or plasmids, with some being exclusively chromosomal, others exclusively or principally plasmid-associated, and some either chromosomal or plasmid-associated. Consequently, VFs may be vertically or horizontally transmitted, further contributing to the complexity of understanding the role played by specific VF genes in UTI pathogenesis. […] Adhesins, which appear as hair-like fibers called fimbriae (or pili), facilitate the colonization with E. coli in the urinary tract by attaching to host epithelial cells. This attachment promotes the persistence of the organism in the bladder, and serves as a reservoir for ascending infection in the urinary tract.
#23 :: Immune Network ::
https://www.immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
A prominent pathogen causing UTI is uropathogenic Escherichia coli (UPEC), which accounts for 80% of infections. Among the fimbriae expressed by UPEC, FimH unit forms particularly strong bonds with uroplakin, which is expressed on urothelial cells, facilitating attachment and proliferation of UPEC on the epithelial surface. […] Although UPEC is classified as an extracellular pathogen, it has the ability to invade cells and establish intracellular bacterial niches within urothelial cells, thereby contributing to persistent and recurrent infections. […] During the initial stage of UTIs, UPEC attaches to and colonizes epithelial cells, necessitating hosts to establish a solid physical barrier that hinders or inhibits the attachment of pathogens during the early infection stages. […] Therefore, host is often vulnerable to infections until adaptive immunity takes effect. Innate immune cells make up for this short lag in responses and associated weakness.
#24 Urinary Tract Infection (UTI) and Cystitis (Bladder Infection) in Females: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
https://emedicine.medscape.com/article/233101-overview
In general, there are 3 main mechanisms responsible for UTIs: colonization with ascending spread, hematogenous spread, periurogenital spread. […] Uropathogenic bacteria, derived from a subset of fecal flora, have traits that enable adherence, growth, and resistance of host defenses. These traits facilitate colonization and infection of the urinary tract. […] Adhesins are bacterial surface structures that enable attachment to host membranes. In E coli infection, these include both pili (ie, fimbriae) and outer-membrane proteins (eg, Dr hemagglutinin that binds to Dr blood group antigen). P fimbriae, which attach to globoseries-type glycolipids found in the colon and urinary epithelium, are associated with pyelonephritis and cystitis and are found in many E coli strains that cause urosepsis.
#25 Acute Pyelonephritis: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
https://emedicine.medscape.com/article/245559-overview
No single VF is sufficient or necessary to promote pathogenesis. Apparently, multiple VFs are necessary to ensure pathogenesis, although adhesins play an important role. […] Evidence suggests that the pathogenesis of pyelonephritis takes a 2-step path. First, UPEC attaches to the epithelium and triggers an inflammatory response involving at least 2 receptors, glycosphingolipid (GSL) and Toll-like receptor 4 (TLR4). […] Second, as a result of the inflammatory response, chemokines (eg, interleukin-8 [IL-8], which is chemotactic for PMNs) are released and attach to the neutrophil-activating chemokine receptor 1 (CXCR1), allowing PMNs to cross the epithelial barrier into the urine. […] Several other host factors militate against symptomatic UTI. Phagocytosis of bacteria in urine is maximized at pH 6.5-7.5 and osmolality of 485 mOsm; values deviating from these ranges lead to significantly reduced or absent phagocytosis.
#26 The Pathogenesis of Escherichia coli Urinary Tract Infection | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/56154
Bacteria and the host compete for available iron, which is needed for oxygen transport and storage, DNA synthesis, electron transport, and metabolism of peroxides. Pathogenic bacteria, including UPEC, have devised ways of accessing iron by producing siderophore-mediated iron transport systems. UPEC exhibit multiple mechanisms for extracting iron from the host, mainly siderophore-siderophore receptor systems, but also heme uptake. […] Most hemolytic UPEC strains secrete a heat-labile cytolytic protein toxin known as alpha hemolysin, which is encoded by a polycistronic operon. The hemolysin determinants are located on the bacterial chromosome in human isolates of E. coli, in contrast to the plasmid location among animal strains. Alpha hemolysin lyses red cells of all mammals and even of fish, and is toxic to host cells resulting in inflammation, tissue injury, and impaired host defenses.
#27 KoreaMed Synapse
https://synapse.koreamed.org/articles/1142156
UPEC fabricates three main types of toxin: -hemolysin (HlyA), cytotoxic necrotizing factor 1 (CNF1), and secreted autotransporter toxins. HlyA forms pores in the umbrella and promotes their lysis, facilitating iron and nutrient acquisition by the bacteria. […] UPEC also secretes autotransporter toxins. Sat (secreted autotransporter toxin) is a serine protease that intercedes in the cytopathic effects on the kidney and bladder cell lines in vitro and causes tissue damage and immune responses in infected mice. […] Another important factor that supports host colonization is the ability to evade the host immune response. Iron is a crucial nutrient that must be obtained by UPEC during an infection, and enterobactin represents one mechanism of iron procurement. […] Interestingly, UPEC can revise enterobactin by glycosylation; glycosylated enterobactin, known as salmochelin, are not identified and sequestered by lipocalin-2, enabling UPEC to escape the host defense mechanism mediated by lipocalin-2.
#28 Pathophysiology of an UTI | Urinary Tract Infection Case Study
https://u.osu.edu/utieducation/pathophysiology-of-uti/
Escherichia coli has several mechanisms that makes it more virulent and resistant to the immune system. They produce toxins called cytotoxin necrotizing factor-1 and hemolysis and they are resistant to complement. Other bacteria that can cause UTIs work together to create a biofilm that helps with efficient reproduction and resists the defense mechanisms of the host as well as the antibiotic treatment that may be prescribed. […] The inflammation and hardening of the wall of the bladder can also create hemorrhagic ulcers and a decrease in bladder capacity. […] Pyelonephritis is an infection of one or both upper urinary tracts. Acute pyelonephritis is usually associated with the microorganisms E. coli, Proteus, and Pseudomonas. […] Chronic pyelonephritis is recurrent infection of the kidney which leads to scarring. Various causes are idiopathic, chronic UTIs, renal stones, or recurrent episodes of acute pyelonephritis. Chronic UTIs prevent the elimination of bacteria and triggers the inflammatory process which leads to destruction or atrophy of the tubules, significant scarring and impaired urine concentrating ability.
#29 Acute Pyelonephritis: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
https://emedicine.medscape.com/article/245559-overview
Complicated UTI is an infection of the urinary tract in which the efficacy of antibiotics is reduced because of the presence of one or more of the following: structural abnormalities of the urinary tract, functional abnormalities of the urinary tract, metabolic abnormalities predisposing to UTIs, unusual pathogens, recent antibiotic use, recent urinary tract instrumentation. […] Obstruction is the most important factor. It negates the flushing effect of urine flow; allows urine to pool (urinary stasis), providing bacteria a medium in which to multiply; and changes intrarenal blood flow, affecting neutrophil delivery. […] Unusual organisms include Mycoplasma, Pseudomonas, and urea-splitting organisms. […] Urea-splitting organisms produce urease, which hydrolyzes urea, yielding ammonia, bicarbonate, and carbonate; this leads to a more alkaline urine and allows crystal formation (staghorn calculus) from the supersaturation of carbonate apatite and struvite. […] Complications of obstruction with superimposed infection include hydronephrosis, pyonephrosis, urosepsis, and xanthogranulomatous pyelonephritis.
#30 The Pathogenesis of Escherichia coli Urinary Tract Infection | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/56154
UPEC also express outer membrane proteins, such as traT and Iss, which may enhance serum resistance through avoidance of complement killing. Bacteria are killed by normal human serum through the lytic activity of the complement system. Resistance of E. coli to killing by serum results from the individual or combined effects of capsular polysaccharide, O-polysaccharide side chains, and surface proteins. […] Biofilm production by E. coli is an important VF which may also protect bacteria from antibiotic action and so contribute to resistance. Recent studies have shown that biofilm production in E. coli, mediated by co-expression of curli and cellulose, supports long-term survival of UPEC in the urinary tract by surrounding the organism with an inert, hydrophobic extracellular matrix.
#31 Pathogenesis of Urinary Tract Infections | Encyclopedia MDPI
https://encyclopedia.pub/entry/45913
Bacteria also multiply as a result of biofilm protection, and if the infection is left untreated, it can progress to pyelonephritis and bacteremia. […] The spread of UTIs is closely linked to the effectiveness of a number of strategies that uropathogens have developed to adhere to and invade host tissues. […] Often, the infection does not seem particularly severe, especially in the early stages, but it can worsen significantly in the presence of complicating factors. […] Complicating factors that are involved in the progression of UTI are biofilms, urinary stasis due to obstruction, and catheters. […] The use of spermicides may also increase the risk of UTI in women. […] Asymptomatic UTIs should be treated only in selected cases, such as pregnant women, neutropenic patients, and those undergoing genitourinary surgery, as antibiotic treatment may contribute to the development of bacterial resistance. […] In contrast, symptomatic UTIs are commonly treated with antibiotics that can alter the intestinal and vaginal microbiota, increasing the risk factors for the spread of multidrug-resistant microorganisms.
#32 Urinary tract infections: epidemiology, mechanisms of infection and treatment options
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4457377/
The production of extracellular polymeric substances by bacteria attached to the catheter traps these crystals, allowing the formation of a crystalline biofilm, which protects the community from the host immune system and from antibiotics. […] The high activity level of the P. mirabilis enzyme induces rapid crystal formation, and these crystals become trapped within the polysaccharides produced by attached bacterial cells, forming crystalline biofilms on catheters.
#33 Azthena logo with the word Azthena
https://www.news-medical.net/health/Pyelonephritis-Pathology.aspx
Ascending route of infection is the underlying cause found in the cases of acute pyelonephritis. […] Vesicoureteral reflux (VUR) can be found in a significant number of young girls with urinary tract infections. This can further contribute to the retrograde spread of bacteria from the bladder to the kidney. […] The pathogenesis of chronic pyelonephritis is more complex and related to anatomical features of the malpighian pyramids (triangular sections of tissue that constitute the inner substance of the kidney). […] Chronic pyelonephritis usually affects patients that are predisposed to urinary reflux into the renal pelvis (by VUR, obstructive uropathy or struvite calculi).
#34 Urinary Tract Infection (UTI) and Cystitis (Bladder Infection) in Females: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
https://emedicine.medscape.com/article/233101-overview
Most uropathogens gain access to the urinary tract via an ascending route. The shorter length of the female urethra allows uropathogens easier access to the bladder. The continuous unidirectional flow of urine helps to minimize UTIs, and anything that interferes with this increases the host’s susceptibility to UTI.
#35 Deep insights into urinary tract infections and effective natural remedies | African Journal of Urology | Full Text
https://afju.springeropen.com/articles/10.1186/s12301-020-00111-z
In most cases, these uropathogens begin to colonize the surface of the perineum and periurethral and precede the development of infection. Colonization of bacteria could be inhibited by the normal microbiota, such as Staphylococcus epidermidis, Lactobacillus spp, and Corynebacteria. Additionally, bacterial colonization and initial infection were eliminated by host defense mechanisms in the bladder. The foreign bodies such as urinary catheters or stone in the urinary tract provide an inert surface for bacterial colonization. […] Several types of antibiotics have been used to treat UTIs. Antibiotic therapy is an effective approach and reduces the duration of symptoms. […] In the last decades, the extensive use of antibiotics has resulted in the emergence of antibiotic-resistant bacterial pathogens and leads to the spread of antibiotic resistance. Additionally, because of the chronic nature of UTIs and the potential for antibiotic resistance, a promising approach to prevention and treatment is favorable.
#36 Urinary Tract Infections During Pregnancy | AAFP
https://www.aafp.org/pubs/afp/issues/2000/0201/p713.html
Pregnant women are at increased risk for UTIs. Beginning in week 6 and peaking during weeks 22 to 24, approximately 90 percent of pregnant women develop ureteral dilatation, which will remain until delivery (hydronephrosis of pregnancy). Increased bladder volume and decreased bladder tone, along with decreased ureteral tone, contribute to increased urinary stasis and ureterovesical reflux. Additionally, the physiologic increase in plasma volume during pregnancy decreases urine concentration. Up to 70 percent of pregnant women develop glycosuria, which encourages bacterial growth in the urine. Increases in urinary progestins and estrogens may lead to a decreased ability of the lower urinary tract to resist invading bacteria. This decreased ability may be caused by decreased ureteral tone or possibly by allowing some strains of bacteria to selectively grow. These factors may all contribute to the development of UTIs during pregnancy.
#37
#38 Kidney Infections: Symptoms, Causes, Treatments, and Prevention
https://www.webmd.com/a-to-z-guides/kidney-infections-symptoms-and-treatments
Any problem in your urinary tract that keeps pee from flowing as it should can raise your chances of a kidney infection, such as a blockage in your urinary tract. Anything that slows or stops the flow of pee through your urinary tract lets bacteria back up into your kidneys. […] A weak immune system. Diseases like HIV and type 2 diabetes make it harder for your immune system to fight off germs. Some medicines also turn down your immune system response and increase your risk of infections. […] If you don’t get treatment, a kidney infection can cause serious problems like kidney abscess. This happens when pus collects inside the kidney tissue. The bacteria may spread to other parts of your body like your lungs and bloodstream. […] When bacteria from a kidney infection get into your blood, they can spread through your body and into your organs. This is a medical emergency and needs treatment right away.
#39 Urinary tract infections in patients with renal insufficiency and dialysis â epidemiology, pathogenesis, clinical symptoms, diagnosis and treatment | Publisso
https://books.publisso.de/en/journals/id/volume9/id000076
Epidemiological studies show an increasing number of patients worldwide suffering from chronic kidney diseases (CKD), which are associated with a risk for progression to end-stage kidney disease (ESKD). […] CKD patients stage 25, patients with regular chronic dialysis treatment (hemo- or peritoneal dialysis), and patients suffering from kidney allograft dysfunction are at high risk to develop infections, e.g. urinary tract infections (UTI) and/or sepsis (urosepsis). […] These groups show metabolic disturbance, chronic inflammation, and impaired immunocompetence. […] A wide variety of other pathogens may be involved in UTI. […] Urological interventions, catheterization, as well as repeated courses of antibiotics contribute to an increased challenge of antimicrobial resistance. […] The treatment strategies for this population are based on the same principles as in patients with normal renal function.
#40 CEUFast – UTIs Complicated (Including Pyelonephritis) In Adults
https://ceufast.com/course/complicated-utis-including-pyelonephritis-in-adults
Urinary tract infections (UTIs) include cystitis (infection of the bladder/lower urinary tract) and pyelonephritis (infection of the kidney/upper urinary tract). The pathogenesis of UTI begins with colonization of the vaginal introitus or urethral meatus by uropathogens from the fecal flora, followed by ascension via the urethra into the bladder. Pyelonephritis develops when pathogens ascend to the kidneys via the ureters. Pyelonephritis can also be caused by seeding of the kidneys from bacteremia. It is possible that some cases of pyelonephritis are associated with seeding of the kidneys from bacteria in the lymphatics. […] Uropathogens that cause complicated UTIs follow the same initial steps as those described for uncomplicated infections, including: Step 1: Periurethral colonization; Step 2: Progression to the urethra and migration to the bladder; However, in order for the pathogens to cause infection, the bladder must be compromised. The most common cause of a compromised bladder is catheterization.
#41 GMS | GMS Infectious Diseases | Urinary tract infections in patients with renal insufficiency and dialysis – epidemiology, pathogenesis, clinical symptoms, diagnosis and treatment
https://www.egms.de/static/de/journals/id/2021-9/id000076.shtml
Epidemiological studies show an increasing number of patients worldwide suffering from chronic kidney diseases (CKD), which are associated with a risk for progression to end-stage kidney disease (ESKD). […] CKD patients stage 25, patients with regular chronic dialysis treatment (hemo- or peritoneal dialysis), and patients suffering from kidney allograft dysfunction are at high risk to develop infections, e.g. urinary tract infections (UTI) and/or sepsis (urosepsis). […] A wide variety of other bacteriae, such as Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp., Staphylococci, and Enterococci were detected to cause UTI in these patients. […] Nosocomial exposure, (semi-)invasive urological interventions, and catheterizations in combination with repeated courses of antimicrobial therapy increase the risk of overgrowth of organisms with augmented antimicrobial resistance.
#42 Urinary tract infections in patients with renal insufficiency and dialysis â epidemiology, pathogenesis, clinical symptoms, diagnosis and treatment | Publisso
https://books.publisso.de/en/journals/id/volume9/id000076
However, drugs cleared by the kidney or by dialysis membranes need dose adjustment. […] Antimicrobials with potential systemic toxicity and nephrotoxicity should be administered with caution. […] The risk for developing UTI also depends on the underlying kidney disease. […] High-risk groups are patients suffering from diabetic nephropathy, nephrotic syndrome, and hypoproteinaemia, patients with analgesic nephropathy, autosomal dominant polycystic kidney disease, Randall plaques (suburothelial interstitial Ca/P nanoparticles), and renal stone formers. […] A variety of primary kidney diseases (e.g. minimal change glomerulonephritis (GN), membranous GN, focal sclerosing glomerulopathy) are treated with immunosuppressive agents. […] Early diagnosis of UTI may be missed easily in those patients with no or only minor clinical symptoms.
#43 Pathophysiology of an UTI | Urinary Tract Infection Case Study
https://u.osu.edu/utieducation/pathophysiology-of-uti/
In normal healthy individuals, there are several mechanisms that attempt to prevent bacteria from invading the bladder or progressing up through the upper urinary tracts. […] If bacteria were to successfully invade, the immune system recruits toll-like receptors (TLR4) which recognize the pathogen and further recruits neutrophils and macrophages to induce phagocytosis. The ability of the pathogen to produce infection is influenced by the virulence of the specific pathogen and individuals specific immune response. […] The most common site of a UTI, acute cystitis, is inflammation of the bladder. The urine is contaminated by bacteria that make its way up to the bladder. Most commonly a UTI occurs through the reversed movement of bacteria or pathogens (most commonly Escherichia coli) from the gut (where it usually resides) up to the urethra then to the bladder.
#44 Approach to urinary tract infections – Indian Journal of Nephrology
https://indianjnephrol.org/approach-to-urinary-tract-infections-2/
The understanding of the pathogenesis and epidemiology of urinary tract infections can facilitate early recognition and possible prevention. […] Studies on pathogenesis have elucidated specific interactions between the host and microbes that are causally related to bacteriuria. Bacteria in the enteric flora periodically gain access to the genitorurinary tract. […] After periurethral colonization, uropathogens gain access to the bladder via the urethra, to kidney via ureters and to prostate via the ejaculatory ducts. […] Bladder infection sets the stage for subsequent migration to the kidneys where organisms such as P-fimbriated E. coli adhere to renal tubular cells. Outside the setting of obstructive uropathy, this strain of E. coli is the most common cause of pyelonephritis. […] Other host factors that prevent a renal infection are high osmolality, high ammonium concentration, phagocytes and high urine flow rate.
#45 :: Immune Network ::
https://www.immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
The expression of uroplakin by bladder umbrella cells facilitates the attachment of UPEC fimbriae, thereby promoting infection, with the attached UPEC serving as a reservoir for persistent infection within the epithelial cells. […] Stimulation of TLRs in bladder epithelial cells triggers the production of cytokines that play a pivotal role in initiating innate immune responses. […] Through these mechanisms, bladder epithelial cells play a role in inhibiting the formation of intracellular bacterial communities (IBCs) and ultimately contributing to direct UPEC clearance. […] Despite these initial responses, pathogens adapt to colonize and invade epithelial cells, prompting various components of the innate immune system to act, with neutrophils playing a pivotal role.
#46 :: Immune Network ::
https://immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
The infection prompts an immediate mobilization of various innate immune cells, such as M, neutrophils, mast cells, NK cells, innate lymphoid cells, and T cells. […] Upon recognition of UPEC through TLRs on bladder epithelial cells, IL-8 secretion induces neutrophil recruitment to the infected epithelial cells. […] Macrophages that predominantly reside in the lamina propria and detrusor muscle directly engage in phagocytic activity against UPEC present in bladder epithelial cells, with those in the muscle being more active in phagocytosing UPEC. […] Therefore, to compensate for their limited function, macrophages swiftly induce a neutrophil influx into the infected tissue. […] The defensive function of macrophages against UPEC has been demonstrated in experiments depleting monocytes/macrophages using clodronate liposomes.
#47 :: Immune Network ::
https://immunenetwork.org/DOIx.php?id=10.4110/in.2024.24.e31
During UPEC infection, mast cells secrete chymase and tryptase into the epithelial cells of the bladder, directly contributing to the detachment of bladder epithelial cells and the disruption of the urothelial barrier. […] Upon UPEC infection, mast cells secrete chymase and tryptase into the epithelial cells of the bladder, directly contributing to the detachment of bladder epithelial cells and the disruption of the urothelial barrier. […] The host defense function of NK cells during UTIs caused by UPEC is also known to be significant. […] During UTI infection, bladder epithelial cells secrete stromal cell-derived factor 1, initiating immune cell influx, including recruitment of NK cells. […] The expression of uroplakin by bladder umbrella cells facilitates the attachment of UPEC fimbriae, thereby promoting infection, with the attached UPEC serving as a reservoir for persistent infection within the epithelial cells. […] Bladder epithelial cells play a role in inhibiting the formation of intracellular bacterial communities (IBCs) and ultimately contributing to direct UPEC clearance.
#48 Urinary tract infections in patients with renal insufficiency and dialysis â epidemiology, pathogenesis, clinical symptoms, diagnosis and treatment | Publisso
https://books.publisso.de/en/journals/id/volume9/id000076
CKD and HD patients show elevated endotoxin serum levels and a chronic microinflammatory status, mainly due to an increased translocation of bacteria and microbial material from the intestine. […] The importance of toll-like receptors (TLR) (pattern recognition receptors) and the role of defensins in the pathogenesis of UTI, especially TLR2 and TLR4, and alterations in the expression of TLR in CKD patients were repeatedly confirmed. […] The chronic inflammatory status of CKD parallels a decrease in the cellular expression of human leukocyte antigen DR isotype (HLA-DR), TLR2 as well as TLR4, and impairs immune defence. […] Phagocytes not only kill and eliminate bacteria, they also produce cytokines and activate other components of the immune system, among them lymphocyte and monocyte proinflammatory CD14+ and CD16++ monocyte subpopulations.
#49 Natural Substance Produced by Kidneys Prevents UTIs | Columbia University Irving Medical Center
https://www.cuimc.columbia.edu/news/natural-substance-produced-kidneys-prevents-utis
A urinary tract infection confined to the bladder is usually just irritating, but an infection that spreads to the kidney can cause permanent organ damage and even death due to sepsis. […] The finding helps explain why some people are more prone to urinary tract infections (UTIs) and may lead to new ways to fight the infections, says the studys senior investigator Jonathan Barasch, MD, PhD, professor of medicine and of pathology cell biology. […] Though it is well known that the kidney continually releases antimicrobial substances that help prevent the growth of bacteria in the urinary tract, less is known about how the kidney responds after an infection takes hold. […] The kidney cells release NGAL when bacteria invade the kidney or when the cells detect bacteria in the bladder through a still-unknown mechanism.
#50
https://link.springer.com/article/10.1007/s00467-025-06695-4
An Italian multicenter retrospective study analysed data from 849 pediatric patients hospitalized for fUTI to assess the prevalence and risk factors for AKI in this population. Among the cohort, 124 (14.6%) were diagnosed with AKI. […] The prevalence of AKI among children with fUTI is concerning, as AKI significantly increases the risk of CKD.
#51 Kidney infection – Symptoms and causes – Mayo Clinic
https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/kidney-infection/symptoms-causes/syc-20353387
A kidney infection is a type of urinary tract infection (UTI). A kidney infection may begin in the tube that carries urine from the body (urethra) or in the bladder. The infection can travel to one or both kidneys. A kidney infection is also called pyelonephritis. […] A kidney infection needs prompt medical treatment. If not treated properly, an infection can cause lasting damage to the kidneys. Or the bacteria can spread to the bloodstream and cause a dangerous infection. […] Bacteria that enter the urinary tract through the urethra can multiply and travel to your kidneys. This is the most common cause of kidney infections. […] Bacteria from an infection in another part of the body also can spread through the bloodstream to the kidneys. In rare cases, an artificial joint or heart valve that becomes infected can cause a kidney infection. […] If left untreated, a kidney infection can lead to potentially serious complications, such as kidney scarring. This can lead to chronic kidney disease, high blood pressure and kidney failure. […] A kidney infection can cause bacteria to spread through the bloodstream.
#52 Urinary Tract Infections During Pregnancy | AAFP
https://www.aafp.org/pubs/afp/issues/2000/0201/p713.html
The maternal and neonatal complications of a UTI during pregnancy can be devastating. Thirty percent of patients with untreated asymptomatic bacteriuria develop symptomatic cystitis and up to 50 percent develop pyelonephritis. Asymptomatic bacteriuria is also associated with intrauterine growth retardation and low-birth-weight infants. Schieve and associates conducted a study involving 25,746 pregnant women and found that the presence of UTI was associated with premature labor (labor onset before 37 weeks of gestation), hypertensive disorders of pregnancy (such as pregnancy-induced hypertension and preeclampsia), anemia (hematocrit level less than 30 percent) and amnionitis. While this does not prove a cause and effect relationship, randomized trials have demonstrated that antibiotic treatment decreases the incidence of preterm birth and low-birth-weight infants. A risk of urosepsis and chronic pyelonephritis was also found. In addition, acute pyelonephritis has been associated with anemia.
#53 Urinary tract infections: epidemiology, mechanisms of infection and treatment options | Nature Reviews Microbiology
https://www.nature.com/articles/nrmicro3432
Uropathogens carry multiple virulence factors involved in the pathophysiology of UTIs. […] Knowledge about the mechanism of action of these virulence factors is being used to develop new therapeutics against UTIs. […] Therapies that are currently in the initial stages of development include vaccines targeting bacterial factors that are essential for initial attachment and disease progression (such as adhesins, toxins, proteases and siderophores), and small-molecule inhibitors that prevent adhesin-receptor interactions. […] In this Review, we discuss how basic science studies are elucidating the molecular details of the crosstalk that occurs at the host-pathogen interface, as well as the consequences of these interactions for the pathophysiology of UTIs. […] This review details the importance of biofilm formation for the survival and persistence of different pathogens and the threat that represents in clinical settings. In addition, it discusses novel alternative strategies for the prevention of biofilm formation. […] This pivotal study shows that blocking the interaction between the bacterial adhesin and the host receptor through vaccination can prevent UTIs in mice. […] This study identifies the role of key FimH residues in protein conformation and virulence.
#54 Role of D-mannose in urinary tract infections â a narrative review | Nutrition Journal | Full Text
https://nutritionj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12937-022-00769-x
Research suggests that free D-mannose in urine has the potential to saturate E. coli FimH structures, and subsequently block E. coli adhesion to urinary tract epithelial cells. This so-called competitive inhibition is considered as one of the potential mechanisms for preventing UTI development. […] The affinity between FimH and mannosides shown in vitro and animal models will presumably prevent the bacterial entry and infection of the urinary tract cells and thus provide therapeutic value and scientific rationale for mannose supplementation as a prophylactic treatment for UTIs in humans.
#55 Deep insights into urinary tract infections and effective natural remedies | African Journal of Urology | Full Text
https://afju.springeropen.com/articles/10.1186/s12301-020-00111-z
Complementary and alternative medicine (CAM) has been recognized as an effective approach for the treatment of infection by antibiotic-resistant bacteria. […] The chemical compounds presented in herbal medicines evolved to protect the plant from pathogenic microorganisms and therefore could prevent or treat infections in animals. Many of these compounds are renally excreted so that they are specifically useful as urinary antiseptic agents. Two major mechanisms are involved in the antimicrobial properties of these compounds. Some of them directly kill microbes and some of them interfere with microbial adhesion to epithelial cells. […] Probiotics are living microorganisms which when administered in certain numbers exert a health benefit on the host. The clinical efficacy of probiotics for adjunct treatment in the treatment of different gastrointestinal and urinary tract infections has been addressed previously. They have demonstrated positive effects in the treatment and prevention of rotavirus diarrhea and alleviation of the antibiotic-associated intestinal adverse effects by recognizing the commensal microbiota and also restoration of the microbial ecosystem after an imbalance or infection. Probiotics are clinically proven to be effective in the management of UTI including accelerating recovery after UTI and also decreasing recurrent UTI in children.
#56 Deep insights into urinary tract infections and effective natural remedies | African Journal of Urology | Full Text
https://afju.springeropen.com/articles/10.1186/s12301-020-00111-z
The ability of a clinically isolated probiotic, L. fermentum strain 417, to adhere to human intestinal was studied. L. fermentum strain 417 showed appropriate anti-adhesive properties against human pathogenic bacteria. […] Taken together, the results of these aforementioned studies demonstrated the potential benefit of probiotics in controlling UTI.
#57 Expert discusses unique mechanism of action of UTI treatment gepotidacin
https://www.urologytimes.com/view/expert-discusses-unique-mechanism-of-action-of-uti-treatment-gepotidacin
Gepotidacin, a triazaacenaphthylene antibiotic, works by inhibiting bacterial DNA replication through a novel mechanism. […] With this approval, we’ll have a unique mechanism of action. We’ll have another treatment option [with] reduced resistance due to its mechanism of action, and I think that’s really going to drive value in the space, especially among the antimicrobials. […] Its a new MOA [mechanism of action], and that’s what’s exciting about this treatment.