L'infezione del tratto urinario associata a un catetere vescicale rimane una delle più comuni infezioni correlate all’assistenza. L’appropriatezza nell’inserimento, come indicato nelle linee guida internazionali, la tempestiva rimozione insieme alla corretta tecnica di introduzione e gestione contribuiscono alla riduzione del rischio. Comprendere le modalità di ingresso dei microrganismi in vescica e i meccanismi patogenetici sono importanti per l’applicazione delle misure di prevenzione. Il sistema urinario è una delle principali vie attraverso il quale il corpo umano espelle i rifiuti metabolici. Il tratto urinario è diviso in due sezioni: il tratto superiore costituito dai reni e dagli ureteri, dove i rifiuti metabolici del corpo vengono convertiti in urina e altri prodotti; il tratto inferiore che comprende la vescica e l'uretra, dove l'urina immagazzinata nella vescica viene espulsa attraverso l'uretra.
L’uretra, l’ultimo tratto delle vie urinarie, può rappresentare nella catena delle infezioni sia una porta di uscita dei microrganismi attraverso la minzione che una potenziale porta per l’ingresso. L’orifizio uretrale esterno o meato urinario è in comunicazione con una zona del corpo umano fortemente colonizzata da microrganismi proveniente anche dall’intestino e dall’apparato genitale. Esistono alcuni meccanismi di difesa a tutela dell’infezione, quali:
Meccanismi di natura fisica
L’azione “lavante” delle urine
Lo sfaldamento delle cellule epiteliali
La peristalsi ureterale
Valvola vescico-ureterale
Epitelio di transizione stratificato (condotti escretori renali, vescica, tratto uretrale iniziale)
Meccanismi di natura chimica
pH acido delle urine (4.6- 6.0) e il pH acido vaginale (3.5-4.5): attività antibatterica
Presenza dell’urea nelle urine (antagonista contro i batteri anaerobi)
Lisozima e lattoferrina presenti nell'urina
Meccanismi di natura biologica
Microbiota
Risposta infiammatoria mucosale e produzione di immunoglobuline
Fagocitosi
Proteina di Tamm-Horsfall (contiene mannosio che legandosi ai pili tipo 1 dell’escherichia coli ne favorisce l’eliminazione)
Attività antibatterica della secrezione prostatica presente nell'urina
Mucina che maschera i recettori epiteliali per l’adesione batterica
L’inserimento di un catetere vescicale va a interferire in maniera negativa sulla maggior parte dei meccanismi di difesa rendendo più facile per i microrganismi stabilirsi in vescica e causare un’infezione.
I microrganismi possono arrivare in vescica attraverso il lume interno del catetere (via intraluminale) o lungo il diametro esterno (via extraluminale). Si parla di contaminazione precoce per via extraluminare quando l’introduzione dei microrganismi si verifica per inoculazione durante l’inserimento e di contaminazione tardiva per via extraluminare quando è causata dalla risalita dei microrganismi attraverso il sottile strato fluido che si viene a trovare tra il diametro esterno del catetere e la mucosa uretrale.
Si parla invece di contaminazione per via intraluminale quando si verifica un reflusso dei microrganismi dal lume interno verso la vescica a causa dell’interruzione del circuito chiuso o per contaminazione delle urine dalla sacca di raccolta.
Secondo uno studio prospettico pubblicato nel 1999 nel 66% degli episodi d’infezione sono dovuti alla risalita dei microrganismi per la via extraluminale mente il restante 34% è dovuto alla via intraluminale. I microrganismi presenti nella contaminazione per via extraluminale sono principalmente di tipo endogeno, provenienti dall’apparato gastro-intestinale, già presenti nella zona perineale che risalgono l’uretra dopo l’inserimento del catetere.
I microrganismi responsabili delle infezioni legati alla via intraluminale sono soprattutto di origine esogena, attraverso le mani degli operatori o la contaminazione durante la manipolazione del sistema di raccolta.
L’ingresso dei microrganismi all’interno della vescica rappresenta una condizione necessaria, ma non sufficiente al verificarsi dell’infezione, diversi fattori ne possono facilitare l’insorgere.
Presenza di urina residua
La punta del catetere presenta un’apertura per drenare l’urina all’esterno. Tale apertura viene a collocarsi sopra il palloncino gonfiabile che favorisce l’ancoraggio del catetere e ciò comporta inevitabilmente che una parte delle urine residui sotto il palloncino; secondo alcuni autori questa condizione può determinare la moltiplicazione di microrganismi favorita anche da mancato meccanismo di svuotamento della vescica.
Lesioni della parete uretrale
Durante l’inserimento del catetere si possono avere danni fisici alla parete uretrale che possono rappresentare una condizione favorevole per l’adesione e la moltiplicazione dei microrganismi.
Fattori di virulenza batterica
Per fattore di virulenza s’intende la capacità del patogeno di invadere l’ospite e avere il sopravvento sui meccanismi di difesa. Ogni microrganismo a specifici fattori di virulenza.
Adesione dei batteri
I microrganismi devono aderire al tratto urinario e/o al catetere perché si possa verificare l’infezione. Quando i microrganismi aderiscono alle cellule uroepiteliali, usando adesine specifiche, spesso sono proiezione dalla superficie della cellula batterica chiamate pili o fimbrie.
Questo può aiutare a iniziare o sostenere l'infezione nel tratto urinario ed è in parte dipendente dalla suscettibilità delle cellule epiteliali del paziente.
Formazione di biofilm
La struttura cellulare della vescica e il regolare svuotamento del suo contenuto impediscono solitamente ai batteri di moltiplicarsi a livelli critici o di aderire alla mucosa circostante. Quando è introdotto un oggetto estraneo come un catetere può verificarsi una contaminazione batterica.
Normalmente nella vescica i microrganismi sono presenti in uno stato planctonico, dove sono liberamente sospesi nelle urine. In questo stato è improbabile che causino un’infezione salvo che non siano presenti in gran numero, tanto da sopraffare le difese innate della vescica.
Quando un catetere urinario a permanenza è in posizione – così come qualsiasi altro dispositivo medico all'interno del corpo - i microrganismi possono attaccarsi al dispositivo medico formando vaste colonie legate insieme e solitamente racchiuse in una matrice polimerica nota come biofilm.
Un biofilm è definito come un’aggregazione complessa di microrganismi legati a una superficie l'uno dell'altro, da una matrice extracellulare composta da prodotti secreti degli organismi e/o da componenti dei microrganismi stessi.
Le cellule all'interno del biofilm possono essere legate in modo irreversibile alla superficie e tra loro tramite sostanze adesive secrete. Un biofilm può contenere solo una o più specie e gli organismi coinvolti possono essere batteri, lieviti, gram-negativi o gram-positivi.
Più a lungo è posizionato un catetere urinario più è probabile che un biofilm si formi sulla sua superficie e provochi un’infezione.
I pazienti cateterizzati a breve termine (≤ 7 giorni) sperimentano la formazione di biofilm nel 10-50% delle volte; tuttavia, praticamente tutti i pazienti che sono cateterizzati a lungo termine (> 28 giorni) presentano la formazione di biofilm.
Per i microrganismi far parte di un biofilm è altamente vantaggioso, poiché il gruppo insieme è molto più resiliente e resistente che qualsiasi singolo organismo planctonico. I vantaggi per un organismo che si trova all'interno di una comunità di biofilm includono la resistenza agli antimicrobici, la protezione dalle forze fisiche e la sicurezza dalla fagocitosi da parte delle cellule immunitarie.
La capacità dei biofilm di resistere agli agenti antimicrobici è particolarmente preoccupante, poiché i meccanismi di resistenza, come i geni che codificano per la resistenza antimicrobica, possono essere trasferiti in tutta la comunità e anche oltre quando i microrganismi lasciano il biofilm per diffondersi e moltiplicarsi.