Цилиндры мочи – цилиндрические образования, результат затвердевания белкового материала в просвете канальцев почек, а именно в нефроне. Как правило, их обнаружение свидетельствует про острое или хроническое поражение почек или почечной болезни; исключением являются гиалиновые цилиндры, которые могут обнаруживать в моче здоровых людей. Появление цилиндров связано с присутствием в моче несвойственных ей компонентов, или же белков в избыточном количестве. Они задерживаются в почках, откладываются на стенках протоков-канальцев и, когда размер образований становится достаточно большим, под давлением жидкости они выносятся и попадают в мочу, где их находят во время микроскопического исследования.
Цилиндры мочи чрезвычайно важны в клинических исследованиях, поскольку показывают состояние нефрона, в котором образовались. Можно считать, что они представляют собой биопсию почки без хирургического вмешательства. Присутствие цилиндров в моче однозначно свидетельствует о болезни именно почек, а не нижней части мочевыводящих путей. Заметим, однако, что в конечной стадии почечных болезней, когда повреждение тканей почек становится тотальным, цилиндры могут и не наблюдаться, так как остается слишком мало нефронов, способных их образовывать. Факторами, способствующими образованию цилиндров, является низкая скорость движения мочи, высокая концентрация солей и низкий рН. Все они способствуют денатурации и осаждению белков.
Основой (матрицей), которая скрепляет все цилиндры мочи, является белок Тамма-Хорсфалла (Tamm-Horsfall glycoprotein), известный под названием уромодулин. Он представляет гликопротеин, который обнаруживается исключительно в моче. Белок Тамма-Хорсфалла синтезируется у всех млекопитающих в петле Генле – тонком канальце петли нефрона; соответственно, именно там начинается формирование цилиндров. Кроме этого белка, цилиндры также частично скрепляются альбуминами и глобулинами мочи. Зачастую у пациентов с выявленными цилиндрами наблюдается избыточное количество белка в моче, которое обнаруживается тестовой полоской или лабораторными методами. Кроме белка Тамма-Хорсфалла, цилиндры содержат эритроциты, лейкоциты, почечные эпителиальные клетки, капли жира, бактерии и вырожденные формы всех этих образований, называемые гранулами или зернами. Сгустки белков плазмы, включая фибриноген, иммунные комплексы и глобулины, также могут рассматриваться как гранулы в составе цилиндров. Таким образом, цилиндры мочи можно условно разделить на бесклеточные (гиалиновые, белковые или зернистые) и содержащие клетки, включая бактерии. Белковые цилиндры с длинными, тонкими хвостами, образованные на стыке петли Генле и дистальной части канальцев, называются цилиндроидами.
Обычно цилиндры представляют цилиндрические структуры, имеющие контур с параллельными сторонами и 2 скругленных конца. Они примерно в 7-8 раз шире эритроцита, их длина в несколько раз больше, чем ширина.
Клеточные цилиндры
Клеточные цилиндры могут образовываться из любых клеток, которые обнаруживают в осадке мочи: эритроцитов, лейкоцитов или эпителиальных клеток. Поскольку бактерии представляют собой организмы, состоящие из одной клетки, цилиндры, сформированные с их участием, также относятся к клеточным. Клеточные цилиндры представляют собой результат слипания клеток, встроенных в белковую массу. В некоторых случаях несколько клеток оказываются встроенными в гиалиновую матрицу. Выявление клеточных цилиндров в моче указывает на попадание клеток, из которых они созданы, в нефрон. Хотя причины такого явления и степень его тяжести различаются, наличие клеточных цилиндров всегда указывает на заболевание почек.
Часто трудно или невозможно определить, какой тип клеток присутствует в цилиндре, поскольку они разрушаются в процессе его формирования. В таком случае в анализе иногда отмечают наличие клеточных цилиндров без указания типа, который устанавливается по другим параметрам общего анализа мочи – наличию эритроцитов, лейкоцитов, эпителиальных клеток, кристаллического осадка и тому подобное. Путь преобразования в процессе разрушения клеточных элементов, из которых изначально составлен цилиндр, выглядит так: клеточный цилиндр –> зернистый цилиндр –> воскоподобный (восковой) цилиндр.
Эритроцитарные цилиндры
Эритроциты появляются в цилиндрах в результате их миграции через мембрану клубочка (элемент нефрона, в котором осуществляется фильтрация плазмы крови) или при кровотечении в канальцы. В любом случае, появление эритроцитарных цилиндров свидетельствует про острое поражение почечных структур, ответственных за образование мочи. Чаще всего появление цилиндров, сформированных из эритроцитов, вызывают такие болезни, как:
- острый гломерулонефрит, особенно стрептококковый;
- IgA-нефропатия или болезнь Берже, распространенная форма гломерулонефрита;
- волчаночный нефрит, который возникает в результате аутоиммунного поражения – системной красной волчанки.
Кроме указанных выше болезней, эритроцитарные цилиндры обнаруживают в моче в случаях подострого бактериального эндокардита, инфаркте почек и реже при тяжелом пиелонефрите. К другим формам эритроцитарных цилиндров относят продукты разрушения эритроцитов, скрепленные белками, такие как кровяные и гемоглобиновые цилиндры. В них уже невозможно увидеть сами эритроциты, но остаются пигменты, вследствие чего такие цилиндры имеют характерный оранжево-желтый или красно-коричневый цвет, который отличает их от восковых (воскоподобных) цилиндров. Появление такого рода цилиндров свидетельствует скорее о хроническом характере заболевания почек, чем об остром, и предусматривает стабильное состояние пациента. Моча больных с выявленными эритроцитарными цилиндрами, практически всегда имеет положительный результат теста на белок и эритроциты.
Лейкоцитарные цилиндры
Основными клетками, составляющими лейкоцитарные цилиндры, являются нейтрофилы. Теоретически, они могут попадать в нефрон в любом месте, но, как правило, их появление связано с тубулоинтерстициальным заболеванием, таким как острый пиелонефрит. В таком случае, в осадке мочи при микроскопическом исследовании обнаруживают лейкоциты и бактерии. Иногда лейкоциты попадают в нефрон через клубочек, например при остром гломерулонефрите. В таких случаях, кроме цилиндров, сформированных из лейкоцитов, иногда наблюдают смешанные лейкоцитарные и эритроцитарные цилиндры. Смешанные цилиндры могут наблюдаться при остром интерстициальном нефрите, волчаночном нефрите и остром папиллярном некрозе. При наличии лейкоцитарных цилиндров, моча характеризуется положительными результатами теста на белок, эстеразу лейкоцитов и нитриты (при условии присутствия в моче определенных бактерий).
Бактериальные цилиндры
Как свидетельствует название, они представляют собой бактериальные клетки, слепленные белковой матрицей. Их появление свидетельствует про развитие острого пиелонефрита или почечных инфекций бактериальной природы. Бактерии могут располагаться по-разному: плотно или рассеянными по объему цилиндра. Часто встречаются цилиндры, одновременно содержащие бактерии и лейкоциты (преимущественно – нейтрофилы). Бактериальные цилиндры иногда ошибочно идентифицируют как зернистые или другие клеточные. Для того, чтобы надежно отличить их от остальных цилиндров, следует применить окрашивание осадка, высушенного после центрифугирования, по Граму.
Эпителиальные цилиндры
Эпителиальные цилиндры состоят из клеток почечного эпителия, скрепленных белковой основой. Их выявление является серьезной патологией, поскольку появление эпителиальных цилиндров связано с острым канальцевым некрозом, вирусными поражениями почек, например цитомегаловирусом, и отравлением нефротоксичными веществами, такими как ртуть, этиленгликоль и некоторыми медикаментами. На практике эпителиальные цилиндры трудно отличить от лейкоцитарных, особенно, когда клетки эпителия частично разрушаются. Поэтому при установлении наличия эпителиальных цилиндров важную роль играют другие исследования мочи. Важным критерием в пользу эпителиальных цилиндров является наличие в моче белка при одновременном отрицательной реакции на лейкоцитарную эстеразу.
Зернистые цилиндры
Зернистые цилиндры обычно является результатом разрушения различных типов клеток. Они также могут возникать в результате прямой агрегации сывороточных белков и других веществ в белковой матрицы. Зернистые цилиндры обычно имеют тонкодисперсную структуру. Их значение в диагностике зависит от того, из остатков каких клеток они сформированы. В целом, наличие зернистых цилиндров свидетельствует о застое в нефроне. Их связывают с тубулоинтерстициальными заболеваниями (нефритом). Когда зернистые цилиндры имеют плотную строение и коричневую окраску, они называются "мутными коричневыми цилиндрами" (muddy brown casts). Их наличие в больших количествах свидетельствует о тяжелой форме острого канальцевого некроза. Однако, наличие мутных коричневых цилиндров не всегда подтверждает диагноз острого канальцевого некроза, поскольку их встречают также при тромботической микроангиопатии и других поражениях почек.
Гиалиновые цилиндры
Гиалиновые цилиндры – белковые образования, которые могут встречаться в моче практически здоровых людей, при резком снижении рН и увеличении относительной плотности, например при потере воды от жары или при значительной физической нагрузке. Гиалиновые цилиндры практически полностью состоят из уромодулина. Одной из причин их образования является медленное накопление мочи. При этом гиалиновые цилиндры также характерны для всех заболеваниях почек, сопровождающихся выделением белка в мочу – протеинурией, например при гломерулонефрите, действии инфекционных и аллергических факторов и т.д. Также гиалиновые цилиндры встречаются в моче пациентов при нефропатии беременных и лихорадке.
Восковые (воскоподобные) цилиндры
Восковые цилиндры представляет собой конечную стадию дегенерации клеток. Их наличие позволяет предположить застойные явления в почках или обструкцию (закупоривание) нефрона, то есть речь идет о серьезных заболеваниях. Связанные с тяжелыми хроническими болезнями почек и амилоидозом почек, воскоподобные цилиндры редко встречаются при острых заболеваниях почек. Довольно часто они выглядят слишком широкими, ведь имеют диаметр больше, чем другие виды цилиндров. Такие восковые цилиндры, вероятно, образуются в расширенных канальцах, где они способны формироваться в условиях значительного застоя мочи и атрофии канальцев. По этой причине их еще называют цилиндрами почечной недостаточности. Восковые цилиндры однородные, похожие на гиалиновые, но имеющие значительную рефракции, более резкие очертания, разбитые или тупые концы, трещины с концов или вдоль сторон. Важно, чтобы восковые цилиндры не перепутались с волокнами тканей. Наличие белка в моче и отсутствие поляризации воскообразного цилиндра (при рассмотрении в поляризованном свете) помогают при их идентификации.
Жировые цилиндры
Жировые цилиндры содержат жиры, такие как триглицериды (нейтральные жиры) или холестерин, который имеет характерную поляризацию в виде мальтийского креста. Наличие жировых цилиндров связывается с овальными жировыми телами мочи и свободными жирами, которые появляются вследствие нефротического синдрома, диабетической нефропатии или влияния нефротоксинов (отравления). Довольно часто наличие жировых цилиндров сопровождается значительным содержанием белка в моче.
Другие виды цилиндров
Кроме основных видов цилиндров, перечисленных выше, существует ряд других, которые могут иметь или не иметь клинического значения. Цилиндры, сформированные из миоглобина, имеют клиническое значение, поскольку они являются симптомом миоглобинурии, возникающей в результате массивного повреждения мышц, следствием которого может быть острая почечная недостаточность. Миоглобиновые цилиндры выглядят так же, как гемоглобиновые, но их окраска находится в диапазоне от темно-красного до коричневого. Вместе с появлением миоглобинових цилиндров, тестовые полоски дают положительную реакцию на "кровь" (по сути – миоглобин) без присутствия эритроцитов в осадке мочи. Цилиндры мочи могут окрашиваться разными пигментами, например билирубином или лекарственными веществами, такими, как феназопиридин.
Гемосидериновые цилиндры можно наблюдать в осадке мочи на второй-третий день после эпизода острого гемолиза. Для уточнения диагноза, грубые желто-коричневые гранулы гемосидерина окрашивают в голубой цвет с помощью красителя "прусский голубой", который указывает на наличие железа. Также описаны цилиндры, составленные из кристаллов неорганического осадка. Существует разное мнение, являются ли они самостоятельным типом цилиндров, или стоит считать их просто кристаллами, прилипшими к гиалиновым и другим цилиндрам. Клиническая значимость таких цилиндров находится под вопросом.
Расшифровать значение цилиндров в комплексе с другими показателями общего клинического анализа мочи можно с помощью программы автоматической расшифровки.