Клинико-диагностическое значение исследования содержания мочевины и других азотсодержащих компонентов в биологических жидкостях

I. Значение количественного определения мочевины в крови и моче.

Мочевина образуется в печени в орнитиновом цикле при окончательном обезвреживании аммиака. Около 90% мочевины выводится с мочой. Мочевина фильтруется в клубочках, частично пассивно реабсорбируется и секретируется в канальцах. Концентрация мочевины в сыворотке крови отражает соотношение скорости ее образования и выведения с мочой. Мочевина свободно проходит через мембраны клеток паренхиматозных органов, эритроцитов, слюнных желез. Будучи осмотически активным веществом и относительно легко проникая через мембраны клеток, она увлекает за собой воду, что приводит к отеку тканей паренхиматозных органов, миокарда, головного мозга, вызывая нарушение функции сердечно-сосудистой и других жизненно важных систем организма. Референтные значения мочевины в сыворотке крови: 2,5–8,32 ммоль/л. Увеличение концентрации: острые и хронические заболевания почек (мочевина в крови повышена, в моче снижена); увеличение синтеза мочевины при повышенном распаде тканевых белков (мочевина в крови и моче повышена). Уменьшение концентрации: снижение синтеза мочевины при функциональной недостаточности печени (гепатит, цирроз, острая гепатодистрофия, отравление мышьяком), белковом голодании. В этом случае показатели мочевины будут низкими и в крови и в моче.

II. Значение количественного определения мочевой кислоты в крови и моче.

Мочевая кислота (2-, 6-, 8-триоксипурин) образуется при распаде пуриновых оснований в печени и слизистой оболочке кишечника.

Различают следующие известные методы количественного определения концентрации мочевой кислоты.

1. Химические с колориметрическим завершением, основанные на способности мочевой кислоты восстанавливать фосфорно-вольфрамо­вую, мышьяково-молибденовую кислоту, железо-синеродистый калий и другие вещества с образованием окрашенных соединений и взаимодействовать с реактивом Фолина–Дениса, а также на ее участии в фенолгипохлоритной реакции.

2. Прямые фотометрические, в которых используется принцип регистрации поглощения мочевой кислотой светового потока с длиной волны 293 нм.

3. Энзиматические (уриказные), наиболее точные и специфичные. Под действием фермента уриказы мочевая кислота расщепляется до аллантоина, СО₂, пероксида водорода. Результаты реакции учитываются разными способами. Выраженность окраски фотометрируемого раствора прямо пропорциональна концентрации мочевой кислоты в анализируемой биологической жидкости.

Увеличение уровня мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) отмечается при заболевании почек (остром и хроническом гломерулонефрите, первично и вторично сморщенной почке), содержание ее в моче при этом снижается. При подагре мочевая кислота в крови и моче повышается.

III. Синтез креатина и образование креатинина. Значение количественного определения креатина и креатинина в крови и моче.

В синтезе креатина участвуют три аминокислоты: аргинин, глицин, S-аденозилметионин.

1. Синтез начинается в почках:

Кровь

(трансамидиназа) (почки)

Трансамидиназа – органоспецифичный индикаторный фермент, который используется главным образом для диагностики заболеваний почек. Максимальная активность трансамидиназы в крови наблюдается при хроническом пиелонефрите, хроническом нефрите, остром диффузном гломерулонефрите.

2. С током крови гуанидинацетат переносится в печень, где подвергается метилированию с образованием креатина:

3. Из плазмы крови креатин захватывается клетками различных органов, но главным образом клетками мозга, сердечной и скелетных мышц. Там из креатина при участии креатинфосфокиназы (КФК, КК) образуется креатинфосфат, резервный макроэрг.

Свободная энергия гидролиза макроэргической связи креатинфосфата (∆G^0ʹ = –43,05 кДж/моль) используется клеткой для регенерации АТФ из АДФ и Ф_н (∆G^0ʹ = + 30,5 кДж/моль, субстратное фосфорилирование).

Содержание креатинфосфата в мышце в состоянии покоя в несколько раз превышает количество АТФ. Реакция легкообратима.

А

Б

 

Креатинфосфат играет большую роль в обеспечении энергией работающей мышцы в начальный период (Б). В этом случае образуется АТФ путем субстратного фосфорилирования и креатин, который может превращаться неферментативно в креатинин или снова в креатинфосфат в покоящейся мышце. КФК является индикаторным ферментом и обладает органоспецифичностью: изоформа ММ – в скелетных мышцах, МВ – в миокарде, ВВ – в мозге. Определение активности фермента КФК и его изоферментов проводится для диагностики инфаркта миокарда, миопатий, мышечных дистрофий и др. В результате неферментативного дефосфорилирования, главным образом в мышцах (реакция необратима), креатинфосфат превращается в креатинин (А), который поступает в кровь и затем выводится с мочой. В плазме крови количество креатина невелико и в основном присутствует креатинин (50–175 мкмоль/л). Если уровень креатина в крови достигает 0,12 ммоль/л, он появляется в моче. Креатин в моче взрослых людей в норме практически отсутствует. Креатинурия наблюдается при прогрессирующей мышечной дистрофии (миопатии). Креатинин и креатин являются компонентами остаточного азота крови. Определение содержания креатина и креатинина в крови и моче используется для характеристики интенсивности работы мышц в спортивной медицине и при некоторых патологических состояниях. Основное диагностическое использование креатинина – это оценка почечной фильтрации. При нарушении фильтрации в почках происходит нарастание креатинина в крови и снижение его в моче. По содержанию креатинина в крови и моче можно рассчитать клиренс креатинина. Данный показатель позволяет оценить скорость почечной фильтрации. При нарушении клубочковой фильтрации в почках клиренс креатинина снижается, а количество креатинина и других компонентов остаточного азота в крови сильно возрастает. При данной патологии слюнные железы берут на себя функцию выведения креатинина и мочевины, количество которых в смешанной слюне возрастает в 5–10 раз. Повышение экскреции креатинина с мочой может наблюдаться при лихорадочных состояниях, недостаточности функций печени, инфекционных заболеваниях, а также при высоких физических нагрузках. По количеству выделяемого креатинина можно судить об интенсивности физической нагрузки у спортсменов и тренированности мышц. Снижение креатинина в крови связано с мышечной дистрофией, тяжелыми формами поражения мозга. Уменьшение креатинина в моче может быть связано с атрофией мышц, параличами, хроническими заболеваниями почек (амилоидоз).

Определение содержания креатинина в сыворотке (плазме) крови и моче основано на реакции Яффе.

Принцип метода: креатинин в щелочной среде реагирует с пикриновой кислотой с образованием комплекса желто-красного цвета. Скорость образования комплекса пропорциональна содержанию креатинина в исследуемом материале. Нормы: в сыворотке крови женщины – 44–88 мкмоль/л, мужчины – 44–100 мкмоль/л (нормы могут варьировать в зависимости от конкретного метода); в моче – 4,4–17,7 ммоль/сут.

IV. Значение количественного определения аминокислот в крови и моче.

Соотношение между содержанием отдельных аминокислот в крови и моче неодинаково. Концентрация той или иной аминокислоты, выделяемой с мочой, зависит от ее содержания в плазме крови и степени ее реабсорбции в канальцах, то есть от ее клиренса.

Аминокислоты поступают в кровь при переваривании белков пищи, распаде белков тканей, а также в результате синтеза заменимых аминокислот в организме. Гипераминоацидемия и гипераминоацидурия возникают при заболеваниях паренхимы печени, когда в ней нарушаются процессы дезаминирования и трансаминирования, при этом свободные аминокислоты накапливаются в крови.

Генетические дефекты ферментов метаболизма отдельных аминокислот (энзимопатии) приводят к нарушению их обмена, накоплению аминокислот и их патологических метаболитов в крови, а следовательно, выделению в больших количествах с мочой (внепочечная гипераминоацидурия). Например, гиперглицинемия и глицинурия; фенилкетонурия, которая сопровождается гиперфенилаланинемией и появлением в моче фенилпирувата, фениллактата; гипергомоцистеинемия и гомоцистеинурия, гомоцистинурия; алкаптонурия и др. Нарушения метаболизма аминокислот могут быть первичными (врожденными) или вторичными (приобретенными). Первичные аминоацидопатии обычно наследуются аутосомно-рецессивно или сцеплено с Х-хромосомой и проявляются в раннем детском возрасте. Заболевания развиваются вследствие генетически обусловленного дефицита ферментов и/или транспортных белков, связанных с метаболизмом определенных аминокислот. В литературе описано более 30 вариантов аминоацидопатий. Определение содержания аминокислот и их производных в крови позволяет выявить врожденные и приобретенные нарушения аминокислотного обмена. В клинико-лабораторной диагностике в качестве основного метода исследования при скрининге аминоацидопатий используется высокоэффективная жидкостная хроматография. Клинические проявления многих аминоацидопатий можно предотвратить или ослабить при ранней диагностике и своевременном начале адекватного лечения.

Повышение содержания аминокислот в крови и повышение экскреции их с мочой возникает также при усиленном распаде тканевых белков (миопатии, обширные травмы, гипертиреоз, злокачественные новообразования, длительное лечение аналогами глюкокортикоидов и др. состояния). Уменьшение содержания аминокислот в крови наблюдается при белковом голодании и нарушении процесса реабсорбции аминокислот в почках. Нарушения реабсорбции аминокислот в почках могут быть приобретенные (хронические нефриты, нефрозы) и врожденные (синдром де Тони–Дебре–Фанкони, болезнь Хартнупа и др.). Следствием нарушения реабсорбции аминокислот в почках является многократное увеличение их экскреции с мочой (почечная гипераминоацидурия).

V. Значение количественного определения общего билирубина в крови.

Общий  билирубин относится к компонентам остаточного азота крови.

В эритроцитах содержание гемоглобина составляет 80%, время жизни эритроцита 110–120 дней. Распад эритроцитов и гемоглобина происходит в клетках мононуклеарных фагоцитов. Наибольшее число таких клеток в селезенке, печени, костном мозге. При распаде гема образуется билирубин. Образованный в клетках билирубин является токсическим веществом, удаляется из них и, поступая в кровь, взаимодействует с альбуминами. Образованное комплексное соединение билирубин-альбумин называется неконъюгированный билирубин (НБ). НБ имеет свойства: токсичен, гидрофобен, адсорбирован на альбумине, не проходит через почечный эпителий, не дает прямой реакции с диазо-реактивом Эрлиха (непрямой билирубин). НБ с помощью альбумина поступает для детоксикации в печень. В гепатоцитах, в реакции конъюгации с глюкуроновой кислотой, при участии ТФ образуется билирубин-диглюкуронид. Это – конъюгированный билирубин (КБ). КБ имеет свойства: не токсичен, гидрофилен, не связан с белками, легко проникает через почечный барьер, дает прямую реакцию с диазореактивом Эрлиха (прямой билирубин). Этот билирубин (КБ) может проникать в кровяные капилляры. В плазме крови на долю НБ приходится 75%, а КБ – 25% от общего билирубина, который в норме составляет 8–20,5 мкмоль/л. Появление желтухи отмечается обычно при уровне билирубина в крови более 34 мкмоль/л. Причинами гипербилирубинемии могут быть:

1) повышенный гемолиз эритроцитов (за счет непрямого билирубина), гемолитическая желтуха;

2) нарушение функций печени (за счет обеих фракций), паренхиматозная желтуха;

3) задержка оттока желчи (за счет прямого билирубина), обтурационная желтуха. Снижение содержания общего билирубина наблюдается при апластической анемии, лейкозе в острой форме, туберкулезной интоксикации. Ранняя диагностика этих заболеваний необходима для своевременного назначения лечения и благоприятного прогноза болезни.

VI. Значение количественного определения индикана в сыворотке крови.

Избыток триптофана в кишечнике под действием ферментов микрофлоры превращается в индол, который всасывается в кровь и в печени обезвреживается до индикана. Увеличение содержания индикана в крови и моче свидетельствует об усилении гниения белков в кишечнике, а уменьшение говорит о снижении обезвреживающей функции печени.

Тестовые задания

Выберите правильный ответ

1. ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ МОЧЕВИНЫ В КРОВИ И СНИЖЕНИЕ его В МОЧЕ ПРОИСХОДИТ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИИ

а) мышц

б) сердца

в) печени

г) почек

2. ПОНИЖЕНИЕ УРОВНЯ МОЧЕВИНЫ В КРОВИ И МОЧЕ ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ СОЛЕЙ АММОНИЯ В МОЧЕ ПРОИСХОДИТ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИИ

а) печени

б) почек

в) мышц

г) сердца

3. ЗАБОЛЕВАНИЕ МЫШЦ (МИОПАТИЯ) СОПРОВОЖДАЕТСЯ УМЕНЬШЕНИЕМ СОДЕРЖАНИЯ В КРОВИ

а) креатина

б) креатинина

в) билирубина

г) индикана

4. НАРУШЕНИЕ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА ПРИ ПАТОЛОГИИ МЫШЦ (ДИСТРОФИИ И МИОПАТИИ) СОПРОВОЖДАЕТСЯ ПОВЫШЕНИЕМ В КРОВИ И ПОЯВЛЕНИЕМ В МОЧЕ АЗОТСОДЕРЖАЩЕГО КОМПОНЕНТА

а) креатина

б) билирубина

в) креатинина

г) индикана

5. ПОВЫШЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МОЧЕВОЙ КИСЛОТЫ В КРОВИ НАЗЫВАЕТСЯ

а) гипераммониемия

б) гиперурикемия

в) гиперкетонемия

г) гипергликемия

6. НАРУШЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЕЙ АММОНИЯ ИЗ АММИАКА И СНИЖЕНИЕ ИХ СОДЕРЖАНИЯ В МОЧЕ ПРОИСХОДИТ ПРИ

а) заболевании почек

б) дистрофии мышц

в) патологиях сердца

г) поражении печени

7. ПРОДУКЦИОННАЯ АЗОТЕМИЯ ВОЗНИКАЕТ В РЕЗУЛЬТАТЕ

а) нарушения экскреции в почках

б) усиленного распада белков тканей

в) недостаточности белков в пище

г) нарушения орнитинового цикла

8. ПОВЫШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АММИАКА В КРОВИ В РЕЗУЛЬТАТЕ НАРУШЕНИЯ РЕАКЦИЙ ЕГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ НАЗЫВАЕТСЯ

а) гипераммониемия

б) гиперурикемия

в) гиперкетонемия

г) гипергликемия

9. СОДЕРЖАНИе МОЧЕВИНЫ ПРИ ПАТОЛОГИИ ПОЧЕК

а) снижается в крови и моче

б) повышается в крови и моче

в) повышается в крови и снижается в моче

г) снижается в крови и повышается в моче

10. СОДЕРЖАНИе МОЧЕВИНЫ ПРИ ПАТОЛОГИИ ПЕЧЕНИ

а) повышается в крови и моче

б) снижается в крови и моче

в) повышается в крови снижается в моче

г) снижается в крови и повышается в моче

11. СОДЕРЖАНИе КРЕАТИНИНА ПРИ ПАТОЛОГИИ ПОЧЕК

а) повышается в крови и моче

б) снижается в крови и моче

в) снижается в крови и повышается в моче

г) повышается в крови и снижается в моче

 

Ответы на тестовые задания

1: г	5: б	9: в
2: а	6: а	10: б
3: б	7: б	11: г
4: а	8: а