Der er to muligheder for at blive infektionssyg i de øvre urinveje: Enten ascenderer et patogen nedefra eller også spredes et patogen med blodet. Nedefra er den suverænt hyppigste årsag til pyelonefrit E. coli, mens hæmatogen spredning mere skyldes S. aureus, salmonella eller candida. Hvis man finder S. aureus i urinen hos en patient uden kateter, så skal krydse fingre for, at man venylerede, før man opstartede tazocin: Sandsynligheden er for hæmatogen spredning.

Urinvejspatogene E. coli eller ekstraintestinalt patogene E. coli (ganske mundret kaldet UPEC eller ExPEC) har to problemer for urinvejene: De har små adhærende pili på sig, så de griber fat i blærevæggen. Pili hjælper også til at danne biofilm-lignende områder på fremmedlegemer, fx katetre. Samtidig producerer UPEC et eksotoksin, der blandt andet river urotelet i stykker og gør kolonisering nemmere.

Fremmedlegemer der kommer ind nedefra er et problem, men fremmedlegemer oppefra er også et problem, dels som adhærens for bakterier, dels hvis de stopper urinflowet til.

Når bakterierne er adhæreret og begynder at formere, går det galt. Hvis du selv vil læse og se nogle fine illustrationer, så tjek fx Choong et al. (2015):

1. Bakterierne spreder sig op i nyretubuli, men holdes tilbage af basalmembranen.
2. Blodet i de peritubulære kapillærer koagulerer som et forsøg på at isolere infektionen. Vævet bliver oxygendepleteret, nekrotisk, ødematøst og fyldt med polymorfnukleære.
3. Flow bliver forstyrret, det hydrostatiske tryk stiger bagud og dilaterer tubuli. Det generelt stigende hydrostatiske tryk i det renale parenchym kan resultere i faldende den glomerulære filtrationsrate.
4. Kombinationen af neutrofil aktivering og bakteriel toksinproduktion giver samtidig direkte nefronskade.
5. Ascenderer bakterierne yderligere, får man bakteriæmi. Ifølge Gupta & Trautner (2021) sker det i 20-30 % af tilfælde.

.

I tillæg til den direkte skade forårsaget af immunresponset (fx lokaliseret koagulation og neutrofil aktivering) og specifikke patogeners virulensfaktorer, har man også problemer forbundet med febrilia, kvalme og opkastning: Patienten dehydrerer, og man risikerer et prærenalt nyresvigt. Samtidig kommer med pyelonefrit risikoen for urosepsis.