Le infezioni delle vie urinarie

Prof. Piergiorgio Catalanotti

aprile 2015

Pielonefrite

Cistite

Uretrite, Infezioni da Chlamydia

Pionefrosi

Corticale

Midollare (piramide)

Rene

Uretere

Vescica

Alte vie urinarie

Uretra

Basse vie urinarie Corticale

Midollare (piramide)

PelviPionefrite

Infezioni da Staphylococcus

Nefrone

Glomerulo

Arteria renale

Vena renale

Uretere

Arteria renale

Vena renaleGlomerulonefrite

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Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

10-20 % delle donne, in tutte le età, max dopo 60-65 anni

Alla nascita prevale nel maschio

Malformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureterale

Fattori predisponenti

Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

Malformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureterale

Donna: 4-8%. Uomo: < 0,5% Nell‛uomo, rara a 50 a., si ha nel 30-40 % dopo i 60 a.

Nella gravida è frequente

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Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

Malformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureterale

Frequenti nel maschio alla nascita

Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

Malformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureterale Risoluzione spontanea o intervento chirurgico

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Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

Difetti anatomiciMalformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureteraleTumoriIpertrofia prostaticaCalcolosi ureterale

Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

Infezioni di tipo iatrogeno

Malformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureterale

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Sesso ed età

GravidanzaAttività sessuale

Diabete mellito

Malformazioni

Cateterismo

Manovre strumentali

Ostruzioni

Patologie predisponenti

Riflusso vescico-ureterale

Iperuricemia ImmunodepressioneM. neurologiche

Sistemi biologici

Sistemi antibatterici

Proteina di Tamm-HorsfallPresenza di mucina sulla mucosa vescicaleNicchia ecologica dell‛uretra distale

Sistemi immunitari

Proteina urinaria contenente mannosio: si lega ai batteri dotati di fimbrie 1, facilitandone l‛eliminazione

Meccanismi di difesa

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Sistemi biologici

Sistemi antibatterici

Proteina di Tamm-HorsfallPresenza di mucina sulla mucosa vescicaleNicchia ecologica dell‛uretra distale

Sistemi immunitari

Staphylococcus epidermidisCorynebacterium spp.Escherichia coli Mycobacterium smegmatis

Staphylococcus epidermidisCorynebacterium spp.Escherichia coliEnterobacteriaceae spp.Mycobacterium smegmatisLactobacillus spp.Streptococcus spp.PeptostreptococcusBacteroidesVeillonellaCandida

uretra maschile uretra femminile

Sistemi biologici

Sistemi antibatterici

Proteina di Tamm-HorsfallPresenza di mucina sulla mucosa vescicaleNicchia ecologica dell‛uretra distale

Attività antibatterica della secrezione prostatica

Sistemi immunitariLa mucosaLa fagocitosiL‛immunità specifica umorale

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Le più frequenti tra le infezioni nosocomiali

Infezioni più frequenti dopo le infezioni respiratorie

Il maggior ricorso all‛antibioticoterapia

Il maggiore impegno del laboratorio

Epidemiologia

Escherichia coliStaphylococcus saprophyticusProteus spp.Enterobacteriaceae spp.Enterococcus spp.Staphylococcus aureusPseudomonas aeruginosaAnaerobi Gram negativiMycobacterium tuberculosis Mycobacterium aviumMycobacterium intracellulare

Eziologia delle I.V.U. comunitarie Batteri

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Escherichia coliProteus spp. Klebsiella pneumoniaeEnterobacter spp.Enterobacteriaceae spp.Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter spp.Enterococcus spp.Staphylococcus epidermidisStaphylococcus aureus

Eziologia delle I.V.U. nosocomiali Batteri

Candida albicansCandida spp.

Eziologia delle I.V.U. Miceti

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CytomegalovirusEpstein-Barr VirusAdenovirusVirus dell‛epatite B (HBV)Coxackie virus A e BEchovirusVirus della parotiteVirus del morbilloHantavirusPoliomavirus

Eziologia delle I.V.U. Virus

Escherichia coliWWW.SUNHOPE.IT

La nicchia di E. coli è la mucosa del colon, in relazione alla capacitàdi utilizzare il gluconato più efficientemente di altre specie.

Bacillo Gram negativo mobile della normale popolazione intestinale umana già poche ore dopo la nascita

O127 H6, NM

O128 H2, H12

O142 H6

EHEC O26 H11, H32, NM

O55 H7

O111ab H8, NM

O113 H21

O117 H14

O157 H7

EAEC O3 H2

O15 H18

O44 H18

O86 NM

O77 H18

O111 H21

O127 H2

O?a H10

EIEC O28ac NM

O29 NM

O112ac NM

O124 H30, NM

O136 NM

O143 NM

O144 NM

O152 NM

O159 H2, NM

O164 NM

O167 H4, H5, NM

ETEC O6 H16

O8 H9

O11 H27

O15 H11

O20 NM

O25 H42, NM

O27 H7

O78 H11, H12

O128 H7

O148 H28

O149 H10

O159 H20

O173 NM

EPEC O55 H6, NM

O86 H34, NM

O111 H2, H12, NM

O119 H6, NM

O125ac H21

O126 H27, NM

O127 H6, NM

O128 H2, H12

O142 H6

Classificazione secondo Kauffman e White

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Questi ceppi commensali raramente causano malattie, eccetto in pazienti compromessi o quando ècompromessa l‛integrità anatomica delle mucose (es. peritonite).Sono occasionalmente patogeni (i) per le vie urinarie, (ii) per le meningi, o (iii) per le vie intestinali.

Escherichia coli commensale

Escherichia coli commensaleL‛evoluzione di E. coli da microrganismo commensale a microrganismo patogeno è legata all‛acquisizione di specifici determinanti di patogenicità. Di conseguenza un determinato ceppo acquista la capacità di adattarsi a differenti ambienti dell‛ospite e conseguentemente di causare differenti infezioni e malattie nell‛uomo.

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mutazioni puntiformi e conversione genica, riarriangiamenti (es., inversione o traslocazione), inserzione di nuovo DNA (es. integrazione di plasmidi, trasposizione);scambi orizzontali di elementi genetici mobili quali plasmidi coniugativi, batteriofagi, elementi di inserzione, isole genomiche, e meccanismi di ricombinazione.

L‛evoluzione del genoma avviene per:

Kaper 2004

TransposoniTransposoni

Sindrome entero-emorragica

Dissenteria

Diarrea

Fagi Plasmidi

Infezioni urinarie

E. coli commensale

Meningite

Isole di patogenicità

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L‛acquisizione di geni o di isole di patogenicitàcodificanti per specifici prodotti altera le dimensioni del genoma batterico:

ceppo non patogeno E. coli K-12: 4.639.221 bp

enteroemorragico E. coli O157:H7 ceppo EDL933: 5.528.445 bp

uropatogeno E. coli ceppo CFT073: 5.231.428 bp

Patotipi di E. coli e sindromi cliniche

E. coli enteropatogeni (EPEC)E. coli enteroemorragici (EHEC)E. coli enterotossigeni (ETEC) E. coli enteroaggregativi (EAEC)E. coli enteroinvasivi (EIEC) E. coli diffusamente aderenti (DAEC)

Sindromi enteriche/diarroiche

E. coli sepsi-meningite associato (MNEC)

Sepsi /meningite

Infezioni delle vie urinarie

E. coli uropatogeno (UPEC)

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Fattori di virulenza battericaADESINE Consentono il legame di un microrganismo ai tessuti

dell‛ospite

INVASINE Rendono il microrganismo capace di invadere cellule o tessuti dell‛ospite

IMPEDINE Permettono al microrganismo di evadere uno o piùmeccanismi di difesa dell‛ospite

AGGRESSINE Causano danno diretto all‛ospite (enzimi, esotossine)

MODULINE Provocano danni indiretti all‛ospite modulando la rete delle citochine; es. LPS (lipopolisaccaride), porine, LTA (acido lipoteicoico), TA (acido teicoico), peptidoglicano, etc

E. coli uropatogeno - UPEC

Esame microscopico delle urine

UPEC sono responsabili del 90% delleinfezioni urinarie (UTI)

E. coli Polimorfonucleati

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1.Colonizzazione dell‛area periuretrale e invasioneper via ascendentedell‛uretra e della vescica

2. Adesione di E. coli allecellule vescicali mediante fimbrie di tipo 1LL‛‛adesione impedisce adesione impedisce ll‛‛eliminazione dei batterieliminazione dei batteri

Patogenesi delle infezioni dellebasse vie urinarie da UPEC

Colorazione Giemsa Microscopia elettronica, SEM

Adesione di E. coli

Esperimento di adesione di E. coli a cellule Hep-2 dopo 2 h di incubazione.

Si notano numerosi batteri adesi sulla superficie cellulare.

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3. L‛invasione è accompagnata dalla formazione sulla superficie vescicale di strutture “pod-like” che contengono i batteri all‛interno di una matrice polisaccaridica circondata da un mantello di uroplakina. Questo biofilm batterico adeso alle cellule potrebbe agire come serbatoio per le recidive

Patogenesi delle infezioni dellebasse vie urinarie da UPEC

4. Internalizzazione dei batteri nelle cellule vescicali (meccanismo di protezione dalle difese dell‛ospite)

5. Moltiplicazione dei batteri intracellulari

6. Induzione della produzione di citochineinfiammatorie, responsabili della sintomatologia delle UTI.

7. Esfoliazione e apoptosi delle cellule contenenti i batteri internalizzati

Patogenesi delle infezioni dellebasse vie urinarie da UPEC

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4. L‛emolisina insieme con altri prodotti batterici incluso LPS potrebbe danneggiare il rene e indurre una risposta infiammatoria.

5. L‛emolisina incrementa produzione di IL-6 e IL-8, secrezione di Sat, citossinavacuolizzante, che danneggia i glomeruli ed ècitopatica per l‛epitelio

Patogenesi delle infezioni delle alte vie urinarie da UPEC

Via ascendente

Via ematogena

Via linfatica

Patogenesi delle infezioni delle alte vie urinarie

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Protocollo di

indagine microbiologica

Prescrizione

Raccolta o prelievo del campioneTrasportoEsame diretto

Protocollo di

indagine microbiologica

Prescrizione

Raccolta o prelievo del campioneTrasportoEsame diretto

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Il campione, proveniente da una mucosanormalmente sterile, si contamina nel passaggio attraverso un distretto normalmente colonizzato da una popolazione microbica residente.

L‛azione meccanica di lavaggio dellaminzione.

Urina come terreno di coltura.

Tecnica del mitto intermedio

Bustine adesive pediatriche

Cateterismo

Puntura sovrapubica

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Urine emesse al risveglio

Raccolta o prelievo prima ditrattamenti antibiotici

Protocollo di

indagine microbiologica

Prescrizione

Raccolta o prelievo del campioneTrasportoEsame diretto

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Protocollo di

indagine microbiologica

Prescrizione

Raccolta o prelievo del campioneTrasportoEsame diretto

Rilevazione della batteriuria mediante saggio dei nitriti

◊ Campione: prime urine del mattino

◊ Ricerca dei nitriti prodotti dai nitrati Infezione da Enterobacteriaceae: reazione positivaInfezione da altre batteri (Staphylococcus saprophyticus, Pseudomonas spp. o enterococchi): reazione negativa

◊ Tempo di produzione del nitrito è 4 h

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Cause di piuria sterile

◊ Precedente terapia antibiotica◊ Mancata crescita del microrganismo

per procedura errata◊ Contaminazione con secrezioni

vaginali◊ Corpo estraneo◊ Anomalie delle vie urinarie

Scattering della luce

I fasci della luce laser sono deviati incontrando cellule batteriche

Il numero e la forma delle cellule incontrate condizionano l‛entitàdella deviazione

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Colorazione di Gram

se > 3 x 106 diluire 1/4

0,6 mL

0,5 mL

incubare 10 min

Müller Hinton

incubare 180 min

campioni positivi dopo 20 - 30 min

procedere con l‛urinocoltura

2 dischi

L‛urinocoltura

1.Determinazione della carica batterica2.Ricerca di microrganismi patogeni

Esame colturale delle urine: metodo Esame colturale delle urine: metodo gold standard per lgold standard per l‛‛identificazioneidentificazione

della batteriuriadella batteriuria

3.Ricerca del Potere Antibatterico Residuo (PAR test)

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Dip-slide

Metodi manuali

Ansacalibrata

Ansa calibrata

24 h a 37°C

risultato x 100 = UFC/mL

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Dip-slide a 2, 3,4 o 5 terreni

Dip-slide a 2, 3,4 o 5 terreni

Cystine Lactose Electrolyte Deficient (CLED) Agar

Mac Conkey Agar (Enterobacteriaceae)e/o

Cetrimide Agar (Pseudomonadaceae)e/o

Bile Esculin Agar (Enterococchi)Slanetz and Bartley Agar (Enterococchi)

e/oMalt Agar (miceti)

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Determinazione della carica batterica totale suCystine Lactose Electrolyte Deficient (CLED) Agar

103 UFC/mL103 UFC/mL 104UFC/mL 5x104 UFC/mL

105 UFC/mL 106UFC/mL 107 UFC/mL

Cystine Lactose Electrolyte Deficient (CLED) Agar

Escherichia coli

Proteus vulgaris

Staphylococcus aureus

Enterococcus faecalis

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Pseudomonas spp.

Proteus spp.

Klebsiella spp.

Mac Conkey Agar

ebsiella spp.Escherichia coli

Cetrimide Agar

Pseudomonas spp.

Malt Agar

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Fattori che influenzano la conta delle colonie

- stato di idratazione - frequenza con cui il paziente urina- presenza di antibiotici- presenza di ostruzione ureterale - neutropenia

Interpretazione dell‛urinocoltura

Carica batterica < 103 UFC/mL

urinocoltura negativa

Carica batterica > 103 - < 105 UFC/mL

urinocoltura sospetta

Carica batterica > 105 UFC/mL

urinocoltura positivaKass H.E., 1957

mitto intermedio

Interpretazione dell‛urinocoltura

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Carica batterica > 103 UFC/mL

urinocoltura positiva

Stamm

puntura sovrapubica

Interpretazione dell‛urinocoltura

Il campione di urina viene Il campione di urina viene seminato su una piastra di seminato su una piastra di agaragar--germi.germi.La mancata crescita del La mancata crescita del germe incluso nellgerme incluso nell‛‛agar agar circostante lcircostante l‛‛inoculo inoculo testimonia la presenza di testimonia la presenza di sostanze ad attivitsostanze ad attivitààantimicrobicaantimicrobica

P.A.R. test

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