Experimenteller Beitrag zum Infektionsweg der Coli-Pyelonephritis

Summary

The hematogenous and the ascending routes of infection are mainly discussed in the pathogenesis of pyelonephritis (pn). Animal experiments were initiated to study the efficiency of either route and the influence of additional factors, such as virulence of the infecting organisms, application of hormones, or mechanical lesions on the kidney.

440 female Albino Wistar rats—22 groups of 20 animals each—were infected by intravenous injection or transurethral instillation of 10⁸–10⁹ organisms, suspended in 1 ml of saline. The applied strains of E. coli were serum sensitive (serotypes 16:1:·, and 111:58:2) or serum resistant (serotypes 2:1:4, 22:13:1, and 25:19:12). The following depot hormones were injected intramuscularly: estradiol undecylate, 0.5/kg/week or 10 mg/rat/week; 17-hydroxyprogesterone capronate, 200 mg/kg/week; or 6-methylprednisolone, 6 mg/kg/2 weeks. Renal lesions were produced by temporary ligature of the left ureter (macrotrauma) or by endovesical instillation of 1 ml of sterile saline (microtrauma). Three weeks after the last infection the animals were killed. An evaluation was made by quantitative culture of the homogenised kidneys and of the urine samples.

The ascending route of infection (Table 1) was not effective without additional facilitating factors, except for the E. coli O 2 strain; due to application of hormones pn occurred with the serum resistant strains in a significant number of kidneys, but not with the serum sensitive strains. Hormones or microtrauma alone did not render the hematogenous route of infection (Table 2) effective, whereas the combination of both hormone and microtrauma resulted in a high incidence of renal infection (Fig. 2). Ligature of the ureter made the kidneys equally susceptible to infection by both routes, irrespective of the virulence of the E. coli strain.

Histological studies on the microtrauma of the kidneys produced by endovesical instillation of 1 ml of saline or India ink confirmed the findings of other authors cited. Morphologically there was no difference between hematogenous (Fig. 3) and ascending pn.

It is concluded that in the pathogenesis of pn both the hematogenous and the ascending routes of infection are possible. The E. coli organisms will take the one pathway or the other depending on the infection-facilitating factors that prevail in the individual case.

Zusammenfassung

An 440 weiblichen Wistar-Ratten wurde geprüft, welche Faktoren für einen hämatogenen oder ascendierenden Infektionsweg der Coli-Pn bestimmend sind. Die Infektion erfolgte mit serumsensiblen oder serumresistenten E. coli-Stämmen durch i.v. Injektion bzw. endovesicale Instillation. Der Infekt wurde gebahnt hormonal durch i.m. Injektion von Oestradiol, Progesteron oder Prednisolon und/oder mechanisch durch temporäre Ureterligatur bzw. Instillationstrauma. Die Sektion erfolgte stets 3 Wochen nach der letzten Keimapplikation.

Ohne Bahnung führte nach transurethraler Instillation nur E. coli O 2 zu einer hohen Pn-Quote. Während mittels Ureterligatur ascendierende und hämatogene renale Infekte unabhängig von der Erregervirulenz zu bahnen waren, konnten nach endovesicaler Applikation durch Steroide nur mit serumresistenten Erregern höhere Pn-Quoten erzielt werden. Bei kombinierter Infektbahnung durch Injektion von Oestradiol bzw. Progesteron und transurethrale Kochsalzinstillation wurde ein signifikanter Anstieg der hämatogenen Infektrate gegenüber singulärer Verwendung dieser Bahnungsfaktoren gesichert.

Es wird gefolgert, daß für die Manifestation einer Coli-Pn sowohl der ascendierende als auch der hämatogene Infektionsweg möglich ist. Über die Effizienz des Infektionsweges entscheidet ausschließlich die aktuelle Infektkonstellation, die durch Virulenz des Erregers und Resistenz des Makroorganismus bestimmt sowie durch Art, Angriffspunkt und Intensität der Infektbahnung modifiziert wird.