Патологические составные части мочи, методы их обнаружения. Протеинурия, глюкозурия. Мочевые камни.

Тема 12.

Лекция 19. Биохимия мочи

Особенности строения почек. Механизм образования мочи.

Свойства и состав мочи.

Органические компоненты нормальной мочи.

Патологические составные части мочи, методы их обнаружения. Протеинурия, глюкозурия. Мочевые камни.

Краткое содержание	Конспект
1. Особенности строения почек. Механизм образования мочи
Почкиявляются парным органом. Они потребляют больше энергии, чем другие ткани, получают до 25% сердечного выброса, за 1 минуту на 1 г ткани почек поступает 4-5 мл крови и фильтруется 1000‑1300 мл крови. Особенностью почечного кровотока является его постоянство благодаря способности почек влиять на системное артериальное давление (в пределах 90-190 мм рт.ст), и таким образом повышать или понижать кровенаполнение приносящих почечных артериол. Моча – биологическая жидкость, c помощью которой из организма выводиться многие продукты обмена. Моча образуется в результате фильтрации плазмы крови в капиллярных клубочках нефрона и дальнейшей реабсорбции. Состав мочи коррелирует с составом крови, отображает функцию почек, в том числе мочевыводящих путей. Прозрачность Нормальная свежевыпущенная моча прозрачна (в мочевом пузыре моча стерильна).   Диурез –выделение мочи за единицу времени. Распознаютсуточный, дневной и ночной диурез. Одним из методов диагностики болезней почек считаетсябиохимический анализ мочи. Основная структурно-функциональная единица почек – нефрон.   Механизм образования мочи В нефроне происходят три главных процесса: фильтрация в клубочках, реабсорбция и секреция в канальцах. Клубочковая фильтрация – это пассивный процесс. В условиях покоя у взрослого человека около 1/4 крови, выбрасываемой в аорту левым желудочком сердца, поступает в почечные артерии. Иными словами, через обе почки у взрослого мужчины проходит около 1300 мл крови в минуту, у женщин несколько меньше. Общая фильтрационная поверхность клубочков почек составляет примерно 1,5 м2. В канальцах реабсорбируется 99% воды, натрия, хлора, гидрокарбоната, аминокислот, 93% калия, 45% мочевины и т.д. Из первичной мочи в результате реабсорбции образуется вторичная, или окончательная, моча, которая затем поступает в почечные чашки, лоханку и по мочеточникам попадает в мочевой пузырь. Секреция и реабсорбцияразличных веществ регулируются ЦНС и гормональными факторами. Для исследования способности почек к фильтрации используются геморенальные пробы, в которых оценивают скорость выхода вещества в мочу. Критерием этого процесса является показатель клиренса. Клиренспоказывает, какой объем плазмы полностью очищается от вещества за 1 минуту. В обычной клинико-лабораторной практике исследуют клиренс креатинина, т.к. при сбалансированной диете его концентрация в крови постоянна. Для оценки клиренса креатинина используют пробу Реберга: 1. Обследуемый выпивает 400-500 мл воды или слабого чая и опорожняет мочевой пузырь. 2. Через 30 мин определяют концентрацию креатинина в крови. 3. Через 1 час собирается моча. Рассчитывается минутный диурез и определяется концентрация креатинина в моче. В норме клиренс равен 80-120 мл/мин.   Регуляция водного обмена Антидиуретический гормон (вазопрессин) – его секреция и синтез возрастает при активации барорецепторов сердца в результате снижения давления крови, при уменьшении внутрисосудистого объема крови на 7-10%; возбуждении осморецепторов гипоталамуса – при нарастании осмоляльности внеклеточной жидкости даже менее чем на 1% (при почечной обезвоживании или печеночной недостаточности). Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (система РААС) – активируется при уменьшении давления в почечных приносящих артериолах или снижение концентрации ионов Na в моче дистальных канальцев. Конечная цель работы данной системы – усилить реабсорбцию Na в конечных отделах нефрона. Это влечет за собой увеличение потока воды в клетки.	Схематическое изображение нефрона. Плазма крови фильтруется через клубочки (гломерулы). Фильтрат попадает в боуменову капсулу и затем течет вниз по длинному почечному канальцу, выстланному эпителиальными клетками. Моча в канальце постепенно концентрируется путем удаления воды в окружающие его кровеносные капилляры. Ряд веществ, например глюкоза, подвергается обратному всасыванию в кровь, тогда как другие выделяются в мочу, причем в обоих случаях перенос веществ идет против градиента концентрации. Эти процессы активного транспорта требуют большого расхода АТР клетками почечных канальцев.     Строение юкстамедуллярного (а) и коркового (б) нефронов. I корковое вещество; II мозговое вещество; А наружная зона мозгового вещества; Б внутренняя зона мозгового вещества; 1 сосудистый клубочек; 2 капсула почечного клубочка; 3 проксимальный каналец (извитая часть); 4 проксимальный каналец (прямая часть); 5 нисходящее тонкое колено петли нефрона; 6 восходящее тонкое колено петли нефрона; 7 восходящее толстое колено петли нефрона; 8 дистальный извитой каналец; 9 связующий каналец; 10 собирательная трубка; 11 собирательная почечная трубочка.     Процессы секреции и реабсорбции     Процессы, происходящие в проксимальном канальце (желтым цветом обозначен активный Na+,K+-транспорт) В проксимальном канальце реабсорбция почти всех веществ происходит с использованием градиента ионов Na+. Таким вторично-активным транспортомреабсорбируются аминокислоты, глюкоза, органические кислоты, витамины. Также здесь осуществляется эндоцитоз большинства белков и пептидов. Одновременно с реабсорбцией происходит секреция молекул аммиака.
2. Свойства и состав мочи
Количество выделяемой за сутки мочи (диурез) в норме у взрослых людей колеблется от 1000 до 2000 мл и составляет в среднем 50-80% от объема принятой жидкости. Суточное количество мочи ниже 500 мл и выше 2000 мл у взрослых считается патологическим. В норме днем выделяется больше мочи, чем ночью. Соотношение между дневным и ночным диурезом составляет от 4:1 до 3:1. Цвет мочи в норме колеблется от соломенно-желтого до насыщенного желтого. Окраска мочи зависит от содержания в ней пигментов: урохрома. Моча насыщенного желтого цвета обычно концентрированная, имеет высокую плотность и выделяется в относительно небольшом количестве. Бледная (соломенного цвета) моча чаще имеет низкую относительную плотность и выделяется в большом количестве. Нормальная моча прозрачна. Относительная плотность мочи у взрослого человека в течение суток колеблется в довольно широких пределах (от 1,002 до 1,035), что связано с периодическим приемом пищи, воды и потерей жидкости организмом (потоотделение и др.). Чаще она равна 1,012-1,020. Реакция мочи (рН) в норме при смешанной пище кислая или слабокислая (рН 5,3-6,5). Плотные веществамочи (около 60 г в суточном количестве) представлены как органическими, так и неорганическими веществами. Таблица → Минеральные соли– в норме суточная моча содержит натрия 130-261 ммоль, калия 61-79 – ммоль, кальция – 2,5-6,25 ммоль, неорганического фосфора – около 33 ммоль. Калий в моче – показатель суточного выделения из организма главного внутриклеточного катиона. Изменения выделения калия с мочой характеризует нарушения его поступления в организм, обмена и выделения. Количество калия, выделяющегося с мочой, в большой степени зависит от возраста и диеты. Натрийв моче – показатель, характеризующий состояние обмена и выделения важнейшего внеклеточного катиона. Выделение натрия с мочой изменяется с возрастом и очень зависит от его поступления с пищей и состояния водного баланса организма. У новорожденных этот показатель - клиренс натрия - равен лишь 20% от показателя у взрослых.
3. Органические компоненты нормальной мочи
Мочевина составляет большую часть органических веществ, входящих в состав мочи. В среднем за сутки с мочой взрослого человека выводится около 30 г мочевины (от 12 до 36 г). Общее количество азота, выделяемого с мочой за сутки, колеблется от 10 до 18 г. Количество мочевины в моче обычно повышается при употреблении пищи, богатой белками, при всех заболеваниях, сопровождающихся усиленным распадом белков тканей (лихорадочные состояния, опухоли, гипертиреоз, диабет и т.д.), а также при приеме некоторых лекарственных средств (например, ряда гормонов). Содержание выделяемой с мочой мочевины уменьшается при тяжелых поражениях печени (печень является основным местом синтеза мочевины в организме), заболеваниях почек (особенно при нарушенной фильтрационной способности почек), а также при приеме инсулина и др. Суточное выделение креатинина для каждого человека – величина довольно постоянная и отражает в основном его мышечную массу. У мужчин на каждый 1 кг массы тела за сутки выделяется с мочой от 18 до 32 мг креатинина, а у женщин – от 10 до 25 мг. Креатин в моче взрослых людей в норме практически отсутствует. Он появляется либо при употреблении значительных количеств креатина с пищей, либо при патологических состояниях. Как только уровень креатина в сыворотке крови достигает 0,12 ммоль/л, он появляется в моче. Аминокислоты в суточном количестве мочи составляют около 1,1 г. В моче выше всего концентрация глицина и гистидина, затем глутамина, аланина, серина. Амилаза – фермент, вырабатываемый поджелудочной и слюнными железами, участвующий в переваривании белков. Большая часть амилазы крови выделяется почками. Повышение амилазы в моче может свидетельствовать о поражении поджелудочной железы или околоушных слюнных желез. В отличии от амилазы крови, амилаза в моче остается повышенной в течение 1-2 недель после стихания острого периода заболевания.	Креатинин – продукт распада креатинфосфата, участвующего в работе мышц. Данный показатель в крови является достаточно стабильным и зависит в основном от объема мышечной массы, фильтруется почками, но при этом не подвергается реабсорбции (обратное всасывание). Таким образом, креатинин является показателем почечной фильтрации.
4. Патологические составные части мочи, методы их обнаружения. Протеинурия, глюкозурия. Мочевые камни
В нормальной моче не встречаются в аналитически определяемых количествах такие вещества, как: белки, глюкоза, ацетоновые (кетоновые) тела, желчные и кровяные пигменты. В моче кровь может быть обнаружена либо в форме красных кровяных клеток (гематурия), либо в виде растворенного кровяного пигмента (гемоглобинурия). Нормальная моча человека содержит минимальные количества глюкозы, которые не обнаруживаются обычными качественными пробами. При патологических состояниях содержание глюкозы в моче увеличивается (глюкозурия). В нормальной моче кетоновые (ацетоновые) тела встречаются лишь в самых ничтожных количествах (не более 0,01 г в сутки). Кетоновые тела выделяются с мочой не только при сахарном диабете, но и при голодании, исключении углеводов из пищи. Кетонурия наблюдается при заболеваниях, связанных с усиленным расходом углеводов: например, при тиреотоксикозе, кровоизлияниях в подпаутинные пространства, черепно-мозговых травмах. В норме моча содержит минимальное количество билирубина, которое не может быть обнаружено обычными качественными пробами. Повышенное выделение билирубина, при котором обычные качественные пробы на наличие билирубина в моче становятся положительными, называется билирубинурией. Она встречается при закупорке желчного протока и заболевании паренхимы печени. В моче уробилин, точнее стеркобилин, присутствует всегда в незначительном количестве. Концентрация его резко возрастает при гемолитической и печеночной желтухах. В норме моча содержит лишь очень малые количества порфиринов I типа (до 300 мкг в суточном количестве). Однако выделение порфиринов может резко возрасти (в 10-12 раз) при заболеваниях печени и пернициозной анемии. При врожденной порфирии имеет место сверхпродукция порфиринов I типа (уропорфирина I и копропорфирина I). В этих случаях в суточном количестве мочи обнаруживается до 10 мг смеси этих порфиринов. При острой порфирии отмечается экскреция с мочой повышенных количеств уропорфирина III, копропорфирина III, а также порфобилиногена. Патологические изменения Цвет мочи может быть: темно-желтый – поносы, токсикозы, рвота, лихорадка, гемолитическая желтуха. светло-желтый – сахарный и несахарный диабет, нефросклероз. красно-бурый – миоглобинурии, остром инфаркте миокарда. зеленый –паренхиматозная желтуха, гепатит.   При патологииполиурия отмечается при заболеваниях почек (хронические нефриты и пиелонефриты), сахарном диабете и других патологических состояниях. Большое количество мочи выделяется при несахарном диабете (diabetes insipidus) - 15 л в сутки и более. Уменьшение суточного количества мочи (олигурия) наблюдается при недостаточном приеме жидкости, лихорадочных состояниях (значительное количество воды удаляется из организма через кожу), рвоте, поносе, токсикозах, остром нефрите и т.д. В случае тяжелых поражений почечной паренхимы (при острых диффузных нефритах), мочекаменной болезни (закупорка мочеточников), отравлениях свинцом, ртутью, мышья ком, при сильных нервных потрясениях возможно почти полное прекращение выделения мочи (анурия). Длительная анурия ведет к уремии. При некоторых патологических состояниях (начальные формы сердечной декомпенсации, цистопиелиты и т.д.) моча в большем количестве выделяется ночью, чем днем. Это состояние называется никтурией. При патологии цвет мочи может быть красным, зеленым, коричневым и т.д. в зависимости от наличия в ней не встречающихся в норме красящих веществ. Например, красный или розово-красный цвет мочи наблюдается при гематурии и гемоглобинурии, а также после приема антипирина, амидопирина, сантонина и других лекарственных средств. Коричневый или красно бурый цвет встречается при высокой концентрации в моче уробилина и билирубина. Мутность мочи может быть вызвана солями, клеточными элементами, бактериями, слизью, жиром (липурия). Резко кислая реакция мочи наблюдается при лихорадочных состояниях, сахарном диабете (особенно при наличии кетоновых тел в моче), голодании и т.д. Щелочная реакция мочи отмечается при циститах и пиелитах (микроорганизмы способны разлагать мочевину с образованием аммиака уже в полости мочевого пузыря), после сильной рвоты, приеме некоторых лекарственных средств (например, бикарбоната натрия), употреблении щелочных минеральных вод и т.д. Гипераминоацидурия встречается при заболеваниях паренхимы печени. Это объясняется нарушением в печени процессов дезаминирования и трансаминирования. Наблюдается гипераминоацидурия также при тяжелых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, обширных травмах, миопатии, коматозных состояниях, гипертиреозе, лечении кортизоном и АКТГ и при других состояниях. Известны также нарушения обмена отдельных аминокислот. Многие из этих нарушений имеют врожденный или наследственный характер. Примером может служить фенилкетонурия. Причина заболевания - наследственно обусловленный недостаток фенилаланин 4 монооксигеназы в печени, вследствие чего метаболическое превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин блокировано. Результат такого блокирования - накопление в организме фенилаланина и его кетопроизводных и появление их в большом количестве в моче. Обнаружить фенилкетонурию очень просто с помощью хлорида железа: спустя 2--3 мин после добавления в мочу нескольких капель раствора хлорида железа появляется оливково зеленая окраска. Другим примером может служить алкаптонурия (гомогентизинурия). При алкаптонурии в моче резко увеличивается концентрация гомоген тизиновой кислоты - одного из метаболитов обмена тирозина. В результате моча, оставленная на воздухе, резко темнеет. Причина нарушений метаболизма при алкаптонурии заключается в недостатке оксидазы гомогентизиновой кислоты. Известны также врожденные болезни: гиперпролинемия (возникает в результате недостатка фермента пролиноксидазы, следствие - пролинурия); гипервалинемия (врожденное нарушение обмена валина, что сопровождается резким повышением концентрации валина в моче); цитруллинемия (врожденное нарушение цикла образования мочевины, обусловленное недостатком фермента аргининсукцинат синтетазы, с мочой выделяется увеличенное количество цитруллина) и др. Общий белокв моче здорового человека не определяется за исключением функциональной протеинурии (например, после тяжелой физической нагрузки). Протеинурия (белок в моче) может появляться при следующих заболеваниях: инфекции, аллергические реакции, иммунизация, аутоиммунные заболевания почек, сахарный диабет, хронические инфекции почек, миеломная болезнь. Появление белка в моче называется протеинурией. Самая большая потеря белка происходит при поражении гломерулярного аппарата. Почечнаяпротеинурия возникает при поражении почек: поражение почечного фильтра – повышение проницаемости гломерул (нарушение эндотелия, базальной мембраны, дефект подоцитов), снижение кровотока в почках (замедление, уменьшение объема крови). Внепочечныепротеинурии: данный вид протеинурия возникает при воспалении в мочеточниках, мочевом пузыре, уретре, предстательной железе. Также в моче определяют белок Бенс-Джонса, что характерно для миеломной болезни, макроглобулинемии Вальденстрема. Функциональная почечная протеинурия (временная) – при стрессах, отрицательных эмоциях, при длительной физической нагрузке (маршевая), при длительном нахождении в положении стоя (чаще у детей), холодовая.   Мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуриновых оснований. За сутки с мочой выделяется около 0,7 г мочевой кислоты. Обильное потребление пищи, содержащей нуклеопротеины, вызывает через некоторое время увеличенное выделение с мочой мочевой кислоты экзогенного происхождения. И, наоборот, при питании, бедном пуринами, выделение мочевой кислоты снижается до 0,2 г в сутки. Повышенное выделение мочевой кислоты наблюдается при лейкемии, полицитемии, гепатитах и подагре. Содержание мочевой кислоты в моче повышается также при приеме ацетилсалициловой кислоты и ряда стероидных гормонов. Наряду с мочевой кислотой в моче всегда содержится небольшое количество пуринов как эндо-, так и экзогенного происхождения. Гиппуровая кислота в небольшом количестве всегда определяется в моче человека (около 0,7 г в суточном объеме). Она представляет собой соединение глицина и бензойной кислоты. Повышенное выделение гиппуровой кислоты отмечается при употреблении преимущественно растительной пищи, богатой ароматическими соединениями, из которых образуется бензойная кислота. При поражении печени образование гиппуровой кислоты нарушается, поэтому количество последней в моче резко снижается.	Биохимический анализ мочивключает следующие показатели: • pH • Альбумин • α-амилаза • Глюкоза • Дезоксипиридинолин (ДПИД) • Калий, • Натрий • Кальций • Креатинин • Мочевая кислота • Мочевина • Общий белок • Фосфор   Мочевые камни Мочевые камни - это плотные образования, встречающиеся в мочевыводящих путях. Мочевые камни могут располагаться в паренхиме почек, в чашках, лоханках, мочеточниках, мочевом пузыре и мочеиспускательном канале. Величина, форма и консистенция мочевых камней разнообразны. Мелкие мочевые камни имеют вид песчинок, большое количество которых образует так называемый мочевой песок. Более крупные мочевые камни обычно имеют округлую, овальную или, реже, корраловидную форму. Общим в структуре мочевых камней является наличие так называемого ядра, вокруг которого расположена различной толщины оболочка, или тело камня. Примерно треть или более таких камней состоит из Са3(РО4)2, MgNH4PO4, CaC2O4 или их смесей, т.е. это щавелевокислые (оксалатные), фосфорнокислые (фосфатные) или смешанные мочевые камни. Часто образование камней происходит в результате хронического защелачивания мочи в мочевом пузыре и почечных лоханках, которое является следствием бактериальной инфекции. Образованию камней способствуют избыточное выделение ионов Са2+, например, при гиперпаратиреоидозе, остеопорозе (в частности, вызванном неподвижностью) и необычайно высокое содержание Са2+ в пище. Кроме того, камни, состоящие из оксалата кальция, патогномоничны для оксалурии (наследственное нарушение метаболизма глицина, при котором практически весь синтезированный глицин окисляет ся через глиоксиловую кислоту до щавелевой кислоты). У больных подагрой, как правило, встречаются камни, состоящие в основном из мочевой кислоты (C5H4N4O3), реже - из ее аммониевой или натриевой соли. Эти камни получили название мочекислых, или уратных. Отложение цистина (цистиновые камни) почти постоянно наблюдается у больных цистинурией. Следует отметить, что изучение этиологических факторов, определение химического состава мочевых камней имеют важное значение для профилактики и лечения почечнокаменной болезни.