Μη-αντιβιοτική Προφύλαξη για Λοιμώξεις του Ουροποιητικού Συστήματος

Οι λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος, είναι συνήθη αλλά και ενοχλητικά προβλήματα υγείας. Επηρεάζουν, κυρίως, ένα 50% των γυναικών, ενώ το ποσοστό των ανδρών είναι πολύ μικρότερο, στη διάρκεια της ζωής τους.

 

Το ανθρώπινο σώμα είναι εφοδιασμένο με πολλούς αμυντικούς μηχανισμούς, για να μπορεί να διατηρεί το ουροποιητικό σύστημα στείρο μικροβίων. Ανάμεσα τους, είναι τα ούρα με το όξινο ΡΗ τους, ο κόλπος με την φυσιολογική του χλωρίδα αλλά και τα ειδικά αντισώματα που διαθέτει, η ουρήθρα και η ουροδόχος κύστη.

 

Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί εισέρχονται στην ουρήθρα και ανταγωνίζονται με την φυσιολογική χλωρίδα που υπάρχει εκεί. Η ροή των ούρων, παρασύρει τα ελεύθερα μικρόβια, αλλά και τα κύτταρα της ουρήθρας, στα οποία έχουν προσκολληθεί μικρόβια και αποβάλλονται με τα ούρα.

 

Ακόμη, η παραγωγή ανοσοσφαιρινών και κυτοκινών, δημιουργούν συνθήκες φραγμού για τα παθογόνα. Η ουροδόχος κύστη, διαθέτει τους δικούς της αμυντικούς μηχανισμούς και εμποδίζει την προσκόλληση των μικροβίων, είτε με το στρώμα του επιθηλίου, είτε με πρωτεΐνες που προσκολλώνται στα Ρ ινίδια της Ε. Coli, εμποδίζοντας την προσκόλληση, είτε με τις μηχανικές της συσπάσεις, είτε με την ροή των ούρων, που εμποδίζουν την στάση και τον αποικισμό της κύστης.   

 

 

Οι αιτίες των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος είναι πολλές

 

Στις γυναίκες, λόγω της ανατομίας τους, το μικρό μήκος της ουρήθρας, συμβάλλει σε μολύνσεις από το περίνεο. Ακόμη, μια εγκυμοσύνη με τις ορμονικές και ανατομικές μεταβολές που προκαλεί, δημιουργεί τις προϋποθέσεις για λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος. Η σεξουαλική δραστηριότητα πολλές φορές δημιουργεί τις συνθήκες για λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος. Το στάδιο της εμμηνόπαυσης, με τις μεταβολές που δημιουργούνται στο επιθήλιο του βλεννογόνου είναι παράγοντας που μπορεί να συντελέσει σε λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος.

 

Οι γυναίκες που έχουν υποστεί μια τέτοια λοίμωξη του ουροποιητικού συστήματος, είναι πολύ πιθανό να υποτροπιάζουν από καιρό σε καιρό.

 

Ορισμένες λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος είναι απλά οδυνηρές (μερικές φορές πολύ οδυνηρές) και ενοχλητικές. Μερικοί άνθρωποι είναι πιο ευαίσθητοι από άλλους. Ωστόσο, κάποιες λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος - ειδικά εάν είναι χρόνιες, επαναλαμβανόμενες ή δεν αντιμετωπιστούν άμεσα και σωστά - μπορεί να είναι αρκετά επικίνδυνες.

 

Κάτω από τέτοιου είδους συνθήκες, τα μικρόβια μπορεί να «ανέβουν» στα νεφρά (ανιούσα λοίμωξη), όπου η λοίμωξη μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές βλάβες, ακόμη και σε νεφρική ανεπάρκεια.

 

Οι λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος είναι στην πλειονότητα τους μικροβιακές.

Ο πιο κοινός αιτιολογικός παράγοντας είναι τα gram-αρνητικά μικρόβια. Αν και το 90% των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος, προκαλούνται από την Ε. Coli, το υπόλοιπο 10% προκαλείται από βακτήρια γνωστά ως Chlamydia, Mycoplasma, Neisseria gonorrhea και άλλα. Σε αντίθεση με την Ε. Coli, αυτή η κατηγορία των μικροβίων, μεταδίδονται μέσω σεξουαλικής επαφής και σπάνια προκαλούν πιο σοβαρές λοιμώξεις τόσο στην ουροδόχο κύστη όσο και στα νεφρά. 

To Escherichia coli (Ε. Coli) αντιπροσωπεύει το 80% των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος, ενώ άλλα gram -αρνητικά μικρόβια, συμπεριλαμβανομένης της Klebsiella pneumoniae, του proteus mirabilis και του Enterobacter aerogenes συμβάλλουν κάπως λιγότερο στη συχνότητα εμφάνισης λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος.  

Οι gram θετικοί κόκκοι αντιπροσωπεύουν λιγότερες λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος απ’ ότι τα gram-αρνητικά μικρόβια. Μεταξύ των εμπλεκόμενων μικροοργανισμών είναι και ο staphylococcus saprophyticus (υπεύθυνος για το 10-15% των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος σε γυναίκες ηλικίας 20-25 ετών), οι enterococci και ο staphylococcus aureus (είναι συνηθέστεροι σε άτομα με πέτρες στην ουροποιητική οδό ή που έχουν καθετήρα).  

Σχεδόν το ένα τρίτο των γυναικών με δυσουρία και άλλα συμπτώματα λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος έχουν «στείρα ούρα» - με ή χωρίς πυοσφαίρια. Στην περίπτωση των «στείρων ούρων» και των πυοσφαιρίων, οι αιτιολογικοί παράγοντες συχνά είναι η σεξουαλική μετάδοση, με το neisseria gonorrheae ή το chlamydia trachomatis.

Οι μη μικροβιακοί αιτιολογικοί παράγοντες περιλαμβάνουν το μυκόπλασμα (ureaplasma urealyticum ή mycoplasma hominis), και την candida albicans (ειδικά σε διαβητικούς ή ασθενείς με καθετήρα).  

Η ιατρική αντιμετώπιση των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος περιλαμβάνει τη χρήση των αντιβιοτικών, επειδή η πλειονότητα των λοιμώξεων του ουροποιητικού συστήματος είναι μικροβιακές.  

To Ε. Coli, το πιο συνηθισμένο παθογόνο που σχετίζεται με τις λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος, έχει μελετηθεί εκτενώς για τον προσδιορισμό των τρόπων δράσης του. Μία παράμετρος που είναι ουσιαστική για την μολυσματική  δράση του, είναι η ικανότητά του να προσκολλάται στα επιθηλιακά κύτταρα του ουροποιητικού συστήματος.  

Η προσκόλληση των μικροβίων στα ουροεπιθηλιακά κύτταρα είναι το πρώτο και σημαντικό βήμα για την έναρξη της λοίμωξης.  

Τόσο για την Ε.coli όσο και για τον Proteus, οι κροσσοί́, τα πρωτεϊνικά́ τριχοειδή́ εξαρτήματα της επιφάνειας, μεσολαβούν για την πρόσδεση των μικροβίων σε ειδικούς υποδοχείς των επιθηλιακών κυττάρων. Στην άκρη κάθε κροσσού είναι μια γλυκοπρωτεΐνη (συνδυασμός υδατανθράκων και πρωτεΐνης) που ονομάζεται λεκτίνη που προγραμματίζεται να δεσμεύεται στο πρώτο μόριο της μαννόζης που συναντά.   

Τι είναι η D-Μαννόζη; 

H D-μαννόζη είναι ένα απλό σάκχαρο, που έχει ιδιαίτερη συμβολή στον μεταβολισμό, μέσω του ρόλου της στην γλυκοζυλίωση ορισμένων πρωτεϊνών. Η D-μαννόζη απορροφάται ταχέως και φτάνει σε περίπου 30 λεπτά στα περιφερικά όργανα και στη συνέχεια εκκρίνεται από το ουροποιητικό σύστημα. Δεν μπορεί να μετατραπεί σε γλυκογόνο, επομένως, δεν αποθηκεύεται στο σώμα. Ακόμη η μακροχρόνια χρήση της D-μαννόζης, σε συγκεντρώσεις έως και 20%, δεν έδειξε καμία παρενέργεια στον ανθρώπινο μεταβολισμό.

Μηχανισμός Δράσης 

Ο μηχανισμός δράσης της, εκφράζεται μέσω αναστολής της προσκόλλησης του Ε. Coli στα ουροεπιθηλιακά κύτταρα μέσω της πρωτεΐνης επιφανείας FimH. Με την άμεση δέσμευση της FimH στην D-μαννόζη που συνδέεται με μια πρωτεΐνη-φορέα, η οποία είναι υπεύθυνη για την εξειδίκευση του υποδοχέα. Ιn vitro μελέτες έχουν εντοπίσει την ειδική λεκτίνη για τη μαννόζη στην επιφάνεια των προσκολλημένων στελεχών της Ε. Coli. Υπάρχουν και άλλες μελέτες in vitro που έχουν διασαφηνίσει τον μηχανισμό προσκόλλησης.

 

Η D-μαννόζη κατέχει κυρίαρχη θέση στους υποδοχείς των κυττάρων της ουροδόχου κύστης, όσον αφορά το ουροπαθογόνο της Ε. Coli.

 

Το 1^ο στάδιο πρόσφυσης περιλαμβάνει την, ευαίσθητη στη μαννόζη, πρόσδεση της FimH στο επιθήλιο της ουροδόχου κύστης. Το τοίχωμα της ουροδόχου κύστεως είναι επικαλυμμένο με διάφορες πρωτεΐνες γλυκοζυλιωμένες με μαννόζη, όπως η πρωτεΐνη Tamm-Horsfall (THP) που παρεμβαίνει άμεσα στην πρόσφυση των μικροβίων στον βλεννογόνο. Η πρωτεΐνη Tamm-Horsfall (ΤΗΡ) μπορεί να προσδεθεί στο Ε. Coli με έναν ειδικό δεσμό, ο οποίος μπορεί να ανασταλεί από εξωγενή D-μαννόζη.

 

Αναστέλλοντας την πρόσφυση των μικροβίων στο επιθήλιο της ουροποιητικής οδού, η D- μαννόζη μιμείται τη λειτουργία του επιθηλιακού φραγμού της ουροποιητικής οδού

Η διαδικασία της μικροβιακής προσκόλλησης στην κυτταρική επιφάνεια είναι ένας κρίσιμος παράγοντας για την εμφάνιση των περισσότερων  λοιμώξεων. Αυτό συμβαίνει επειδή, συγκεκριμένες λεκτίνες στο μικροβιακό τοίχωμα είναι ικανές να δεσμεύουν μόρια, όπως η D-μαννόζη και η L-φουκόζη, που διανέμονται στην ανθρώπινη κυτταρική επιφάνεια. 

 

Τα μόρια της μαννόζης δρουν ως «υποδοχείς», καλώντας τους κροσσούς της Ε. Coli να προσκολληθούν. Οι κροσσοί της E. Coli είναι οργανίδια επιφανείας που μεσολαβούν στη δέσμευση σε δομές που περιέχουν D-μαννόζη. 

---

Βιβλιογραφία

• Kasper DL, Fauci AS, Longo DL, et al. Harrison’s Principles of Internal Medicine.16th ed. New York, NY: McGraw Hill; 2005.

• Foxrnan B. Recurring urinary tract infection: incidence and risk factors. Am J Public Health. 1990; 80:331-3. 


• NICKEL JC. Practical management of recurrent urinary tract infections in premenopausal women. Rev Urol 2005; 7:11-17. 


• GUPTA K, STAMM WE. Pathogenesis and management of recurrent urinary tract infections in women. World J Urol 1999; 17: 415-420. 


• ALTON G, HASILIK M, NIEHEUS R, FANA F, FREEZE HH. Direct manipulation of mannose for mammalian glycoprotein biosynthesis. Glycobiology 2001; 8: 285-295. 


• SHARON N. Carbohydrates as future anti-adhesion drugs for infectious diseases Biochim Biophys Ac- ta 2006; 1760: 527-537. 


• PAK J, PU Y, ZHANG ZT, HASTY DL, WU XR. Tamm- Horsfall protein binds to type 1 fimbriated Escherichia coli and prevents coli form binding to uroplakin Ia and Ib receptors. J Biol Chem 2001; 276: 9924-9930.

• KLEIN T, ABGOTTSPON D, WITTWER M, RABBANI S, HEROLD J, JIANG X, KLEEB S, LUTHI C, SCHARENBERG M, BEZENCON J, GULBER E, PANG L, SMIESKO M, CUTTING B, SCHWARDT O, ERNST B. FimH antagonists for the oral treatment of urinary tract infections: from de- sign and synthesis to in vitro and in vivo evaluation. J Med Chem 2010; 53: 8627-8641. 


• Fowler J E, Jr., Stamey TA. Studies of introital colonization in women with recurrent urinary infections. Vll. The role of bacterial adherence. J Urol. 1977; 117:472-6. 


• Ofek 1, Goldhar J, Esltdat Y, Sharon N. The importance of mannose specific adhesins (lectins) in infections caused by Escherichia coli. Scand J Infect Dis Suppl. 1982; 33:61-7.

• Herman RH. Mannose metabolism. 1. Am J Chn Nutr. 1971:24: -188-98. 


• Ofek I, Beachey EH. Mannose binding and epithelial cell adherence of Escherichia coli. Infect Immun 1978; 22:247-254. 


• Hung CS, Bouckaert J, Hung D, et al. Structural basis of tropism of Escherichia coli to the bladder during urinary tract infection. Mol Microbiol 2002; 44:903-915. 


• Firon N, Ashkenazi S, Mirelman D, et al. Aromatic alpha-glycosides of mannose are powerful inhibitors of the adherence of type1 fimbriated Escherichia coli to yeast and intestinal epithelial cells. Infect Immun 1987; 55:472-476. 


• Schaeffer AJ, Chmiel JS, Duncan JL, Falkowski WS. Mannose-sensitive adherence of Escherichia coli to epithelial cells from women with recurrent urinary tract infections. J Urol 1984; 131:906-910. 


• Wellens A, Garofalo C, Nguyen H, et al. Intervening with urinary tract infections using anti-adhesives based on the crystal structure of the FimH- oligomannose-3 complex. PLoS ONE 2008;3: e2040.