Хронические ИМП развиваются, когда «острые» или «простые» инфекции остаются без лечения или не проходят стандартными методами лечения, такими как лекарства, отпускаемые без рецепта, или короткие курсы антибиотиков, которые обычно назначают терапевты.
Со временем бактерии, вызывающие ИМП, перемещаются из мочи в клетки стенки мочевого пузыря, где они защищены от антибиотиков, и их становится труднее убить. Бактерии вызывают воспаление клеток мочевого пузыря. Это позволяет бактериям «прилипать» к тканям, и их становится труднее вымыть. Изображения и текст ниже объясняют развитие хронической ИМП.
1. Здоровый мочевой пузырь и уретра.
Желтая часть - это моча, а розовая область - уротелий - тканевая выстилка мочевого пузыря и частей уретры.
Уротелий состоит из эпителиальных клеток - здесь видно пурпурное клеточное ядро.
Уротелим составляет около пяти клеток в глубину. Эксперты считают, что ячейка внизу переместится наверх примерно за 100 дней.
2. Ранняя фаза мочевой инфекции.
Нормальный мочевой пузырь не стерилен и содержит не менее 550 различных видов бактерий. В нем много микробов - бактерий, грибков и вирусов, плавающих в моче, но они находятся в комфортном балансе с телом и не вызывают симптомов.
Но некоторые микробы являются патогенами - бактериями, которые могут вызывать инфекции или болезни.
Бациллы - это всего лишь один из видов бактерий, которые могут вызывать инфекцию мочевыводящих путей - они показаны здесь зеленым цветом, плавающим в моче.
3. Изменения в тканевой оболочке мочевого пузыря.
Бактерии бациллы изменили форму и приняли форму круглых кокков - сферическую, яйцевидную или круглую форму. Они проникли в основание уротелия, а некоторые вошли в клетки. Это называется внутриклеточной колонизацией.
Когда бактерии, вызывающие инфекцию, попадают в клетки, они переходят в состояние покоя, похожее на спячку, и поэтому не делятся. Они могут жить в этих клетках в течение длительных периодов времени и переходить в свежие клетки - их называют «персистерами».
Персистеры подвержены атаке антибиотиков только тогда, когда они начинают делиться, поэтому, пока они спят, они выживают после лечения антибиотиками. Короткие курсы антибиотиков в высоких дозах убивают большое количество делящихся бактерий, но не могут достигнуть спящих.
Здесь бациллы проникают в клетки эпителия.
4. Воспаляется мочевой пузырь.
Клетки, колонизированные бактериями, вызывающими инфекцию, в данном случае бациллами, посылают в иммунную систему сигналы бедствия, что вызывает воспалительную реакцию.
Кровеносные сосуды расширяются, стенка мочевого пузыря становится красной или воспаленной. Некоторые из этих кровеносных сосудов могут лопнуть и пролить кровь в мочу, что будет обнаружено с помощью тест-полоски или микроскопии.
Привлекаемые химическими веществами, называемыми цитокинами, которые выделяются инфицированными клетками, бактерии начинают проникать в уротелий (тканевую выстилку мочевого пузыря и части уретры).
Белые кровяные тельца не могут обнаружить проблему, потому что бактерии прячутся внутри эпителиальных клеток. Но уротелиальные клетки обнаруживают проблему, и это противостояние приводит к хроническому воспалению и боли.
Это воспаление и боль могут сохраняться, несмотря на кажущиеся «нормальные» результаты мочи. Это потому, что стандартные тесты выглядят не в том месте. Бациллы безопасны, они бездействуют внутри уротелиальных клеток, а не в моче, собираемой для анализов.
Здесь вы можете увидеть, как бациллы внутри эпителиальных клеток и белые кровяные тельца, показанные красным, начинают прибывать.
5. Сохраняющееся воспаление вызывает утолщение уротелия.
Вся эпителиальная ткань утолщается при любом стрессе в результате процесса, называемого метаплазией (подумайте о коже на ногах).
Тканевая оболочка мочевого пузыря и частей мочевого пузыря утолщается, поскольку пытается сформировать защитный барьер. Но это не очень эффективно - микробы уже находятся внутри клеток.
И воспаление, и увеличенное количество уротелиальных клеток утолщают стенку эпителиальной ткани.
Это утолщение вызывает некоторую обструкцию, которая приводит к самому чувствительному симптому инфекции - мочеиспусканию. Симптомы мочеиспускания включают в себя нерешительность при мочеиспускании, ограниченный поток, прерывистость - остановку и начало, конечное ведение, пост-ведение и двойное мочеиспускание - ощущение, что вам нужно снова вернуться в туалет сразу после ухода.
Утолщенная и воспаленная стенка мочевого пузыря снижает емкость мочевого пузыря. Воспалительные химические вещества могут вызвать неправильное сокращение мышц мочевого пузыря. Оба вызывают такие симптомы, как необходимость чаще и срочно ходить или позывы к недержанию мочи - внезапное и сильное желание уйти.
Здесь вы можете увидеть утолщение и воспаление стенки мочевого пузыря.
6. В биопленке развиваются бактерии, вызывающие заболевание.
Биопленки - группы микробов, которые объединяются в желе и прилипают к внутренней или внешней части клеток - являются нормальной частью нашего тела. Они встречаются по всему нашему телу.
Но когда бактерии, которые могут вызвать инфекцию и болезнь, попадают в биопленку, эти бактерии перестают делиться и становятся невосприимчивыми к атаке антибиотиков. Спящие патогенные бактерии раздражают клетки и вызывают воспаление.
Время от времени патогенные бактерии могут просыпаться, бурно делиться, вырывать клетку и создавать новую инфекцию в новых клетках.
Подсчет лейкоцитов является лучшим маркером инфекции мочевыводящих путей, но его необходимо проводить сразу же на свежем, непряденом и неокрашенном образце мочи, исследуемом с помощью микроскопа и счетной камеры гемоцитометра.
Здесь вы можете увидеть белые клетки в моче, показанные фиолетовым цветом. Красные кровяные клетки в моче, которые иногда сопровождают воспаление мочевого пузыря, показаны красным. Микробы, показанные зеленым цветом, образуют биопленки на поверхности и внутри клеток.
7. Клетки инфицированы.
Патогенные бактерии убегают из сброшенных клеток, делятся и заражают новые свежие клетки у основания слизистой оболочки мочевого пузыря.
Естественная иммунная система организма реагирует на инфекцию, выделяя клетки. Это наиболее эффективный способ избавиться от инфекции.
Но бактерии обнаружили, что находятся внутри умирающей клетки. Они должны сбежать, проснувшись и энергично разделившись, чтобы создать микробный рой, который вырывается из клетки в мочу.
Продолжающееся деление вызывает «планктонную вспышку», которая может привести к приступу острого цистита.
Здесь проснулись бактерии-бациллы и вырываются из клеток с мочой. Здоровые клетки, лежащие в основе уротелия, заселяются вредными бактериями. Инфекция распространяется.
8. Постоянные микробы, спящие в клетках стенки мочевого пузыря, являются одним из признаков хронической инфекции.
Слева один микроб спит внутри клетки - мы называем его персистирующим микробом. Микроб просыпается и начинает делиться - это показано поэтапно по мере продвижения вправо. Когда клетка наполняется делящимися микробами, она повреждается, и делящиеся микробы просачиваются в тканевые пространства в стенке мочевого пузыря. Это вызывает острую вспышку.
В конце концов клетка умирает, и микробы продолжают делиться в тканевых пространствах. Если им будет предоставлена возможность, они создадут новые, спящие, персистеры внутри свежих ячеек.
Когда микробы делятся, они особенно подвержены атаке антибиотиков. Во время обострения короткие курсы антибиотиков могут привести к немедленному улучшению, только симптомы вернутся через несколько недель. Короткий курс антибиотиков не решает корня проблемы - существования спящих устойчивых микробов, которые ждут подходящего момента, чтобы снова вырваться из клеток.
Именно эти спящие бактерии периодически рассылают передовые микробы, чтобы проверить окружающую среду и посмотреть, настало ли время для них снова начать расти.
В этом сценарии, если передовые микробы чувствуют, что среда теперь подходит, они сигнализируют оставшимся клеткам проснуться и начать размножаться, что приведет к обнаруживаемым симптомам ИМП с помощью индикаторной полоски и анализа мочи в середине потока.
Однако, если «разведчики» сообщат плохие новости, колония будет лежать на дне до следующей возможности и не будет обнаружена в анализах мочи с помощью индикаторной полоски.
Вот почему диагностировать бактериальные внутриклеточные / биопленочные инфекции с помощью тест-полосок и анализов мочи в середине потока практически невозможно.
9. Хроническая инфекция в действии
Эти изображения оживляют хроническую инфекцию. Чтобы увидеть это в лаборатории, врачи используют специальные красители и различные светофильтры, чтобы понять сложность, происходящую внутри ваших клеток, стенки мочевого пузыря и микробиома.
Эти изображения были получены на основе недавних экспериментов в лабораториях Университетского колледжа Лондона с использованием клеток мочевого пузыря человека, живой культуры человеческого уротелия и мышиных моделей хронического цистита.
