У здорового человека незначительное количество белка всегда выделяется с мочой. Согласно современным воззрениям, выделение белка (экскреция) с мочой в количестве более 150 мг/сут является признаком болезненного состояния, которое называется протеинурия. Если в течение суток с мочой выводится более 3500 мг (3,5 г) белка, то это состояние называется нефротической протеинурией. Эти числа рекомендованы Американской академией семейных врачей (American Academy of Family Physicians).
Дискуссия про нормальное содержание белка в моче тесно связана с методом, которым его измеряют. Часто можно встретить информацию, что у здорового человека в моче белок не наблюдается вообще. Причиной этого является использование устаревших лабораторных методов измерения, чувствительность которых не позволяла установить малые концентрации белка. Вообще, у здорового человека количество белка, выводится с мочой колеблется в широких пределах. Появление в справочниках нормы содержания белка мочи в 0,033 г/л (в разовой порции) является следствием использования границ нормы в 20-50 мг/сут (после пересчета на суточное количество мочи в 1,5 литра). Эта граница является также приемлемой, хотя и заниженной, ведь 10-15% здоровых людей имеют большие значения экскреции, вплоть до 150 мг/сут.
С мочой выводятся различные виды белков. Около 20% белков мочи имеют небольшую массу, которая соответствует иммуноглобулинам, 40% – это альбумин, и еще 40% – протеины Тамма-Хорсфла. Кроме того, с мочой в ощутимых количествах выводится трансферрин. Количество других белков в моче меньше доли процента.
Содержание
- История изучения белка в моче
- Механизм попадания белка в мочу
- Виды протеинурии и болезни, при которых увеличивается количество белка в моче
- Способы определения количества белка в моче
- Дополнительные исследования при увеличенном содержании белка в моче
История изучения белка в моче
Этот анализ имеет удивительно долгую историю, которая начинается с замечания Гиппократа: "Если пена появляется на поверхности мочи, то это указывает на болезнь почек». Конечно, появление пены свидетельствует о высоком содержании белков, являющихся поверхностно-активными веществами.
Одну из первых попыток научно установить связь между свойствами мочи и болезнями почек осуществил Деккерз (Dekkers) из Нидерландов во второй половине XVII века. Он предложил теорию, согласно которой причиной всех болезней является потеря полезных веществ с мочой. По результатам исследования нескольких образцов мочи он сообщал, что "она имела сладкий вкус и после кипячения с уксусной кислотой появлялся осадок, а маслянистый слой всплывал на поверхность". Жаль, но выдающийся голландец не провёл аналогичных исследований мочи у других пациентов, и поэтому не заметил очевидную связь между протеинурией, гликозурией и состоянием истощения.
Детальное клиническое описание больных тяжелой протеинурией с образованием отеков предоставил Теодор Цвингер III из Базеля в начале XVIII века, впрочем он не проводил химических исследований мочи и не установил связи между состоянием почек и болезнью. Это сделал Доменико Котужно (Cotugno) из Неаполя почти 50 лет назад. Он первым описал альбуминурию в моче при нефротическом синдроме. Доктор Котужно выполнял тест с уксусной кислотой и нагреванием для выявления альбумина в моче, с целью установить эффективность лечения мочегонными средствами. Также он применял этот тест для поиска белка в жидкости отеков (транссудата) и в плазме крови.
Наконец, в начале XIX века связь между протеинурией, заболеванием почек и клиническими признаками нефротического синдрома стала общепризнанным. Джон Блэкал (John Blackall) первым систематически изучил альбуминурию. Он использовал работы Котужно и установил, что обычная моча не должна содержать белок. Блэкал также первым заметил липемический характер сыворотки крови у пациентов с сильною отечностью. Джон Босток (1773-1846) первый связал протеинурию с уменьшением количества белка в крови. Босток, химик и врач из Ливерпуля, количественно оценивал белок в мочу и сыворотке крови методами, которые опирались на изменения удельного веса, и отметил, что чем больше белка в моче, тем ниже его уровень в крови.
Современный взгляд на протеинурию впервые приведены в работе парижского врача Сабатье (Sabatier), опубликованной в 1834 году. Им предложен следующий механизм образования отеков: "... поскольку сыворотка крови обедняется альбумином, она становится более подвижной и легче проходит сквозь стенки артериальных капилляров".
Механизм попадания белка в мочу
Фильтрация плазмы крови с образованием мочи происходит в структуре почки, которая называется нефрон. В нефроне находится сосудистый клубочек или гломерула, представляющая собой извилистые капилляры, поверхность которых имеет многочисленные микроскопические отверстия, т.н. фенестры, через которые и происходит процесс фильтрации плазмы крови, то есть первый этап образования мочи. Диаметр и структура этих отверстий такова, что они пропускают только воду и некоторые соединения, которые должны выводиться из организма.
Далее находится трехслойная базальная мембрана, которую можно представить как сетку из тонких клеточных нитей (микрофибрилл), которая погружена в протеогликановый матрикс – полужидкое вещество, которое состоит из мукополисахаридов, присоединенных к белковым молекулам. Эта базальная мембрана вместе с сосудистым клубочком и большими эпителиальными клетками – подоцитами, формируют комплексный фильтрационный барьер, через который фильтруется кровь и образуется первичная моча. В норме он не пропускает клеток крови и большую часть белков с большой молекулярной массой.
Белки с молекулярной массой менее 20000 дальтон легко проходят через стенку клубочкового капилляра. Однако, следует заметить, что дальнейший путь первичной мочи проходит через проксимальную трубочку (длинный извилистый каналец), где белки частично возвращаются в кровоток (этот процесс называют реабсорбцией). Именно в канальцах полностью поглощаются и возвращаются в кровь глюкоза, вода, хлорид натрия, аминокислоты и витамины.
Виды протеинурии и болезни, при которых увеличивается количество белка в моче
В зависимости от происхождения различают пять типов протеинурии – клубочковая или гломерулярная, тубулярная (канальцевая), протеинурия перегрузки (overflow), постуральная (ортостатическая) и смешанная протеинурия. Из них только постуральная протеинурия может наблюдаться у здорового человека, остальные типы возникают при заболеваниях.
Как уже отмечалось, протеинурия – это увеличение общего количества белка в моче более нормы. В зависимости от того, насколько много белка выделяется с мочой, можно предположить определенные типы протеинурии:
Уровни белка в моче при различных типах протеинурии (при норме до 0,15 г / сут)
| Количество белка в моче за сутки | Тип протеинурии |
|---|---|
| 0,15-2,0 г | Легкая гломерулопатия, тубулярная протеинурия, протеинурия перегрузки |
| 2,0-4,0 г | Обычно гломерулярная протеинурия |
| Більше 4,0 г | Всегда гломерулярная протеинурия |
Самой распространенной причиной патологической протеинурии являются заболевания почек, которые поражают сосудистый клубочек или гломерулу. Поэтому такой вид протеинурии получил название клубочковой или гломерулярной. Повреждённые клубочки изменяют свою проницаемость для белков большой массы, что приводит к потере с мочой альбумина и иммуноглобулинов. Гломерулярная протеинурия может привести к значительным потерям белка; его экскреция с мочой в количествах превышающих 2 г в сутки указывает именно на эту форму болезни.
Причиной возникновения гломерулярной (клубочковой) протеинурии является гломерулонефрит. На самом деле, гломерулонефрит – это название, которое объединяет различные болезни, поражающие сосудистый клубочек почки. Причиной гломерулонефрита могут быть инфекции, вызванные микробами (преимущественно стрептококками) или вирусами. Значительное распространение имеет гломерулонефрит у больных сахарным диабетом (диабетическая нефропатия) и у гипертоников. Кроме того, наблюдают гломерулонефрит аутоиммунного происхождения.
Тубулярная протеинурия возникает вследствие болезней, которые мешают процессу реабсорбции (возврат в кровоток) компонентов первичной мочи, который происходит в проксимальных канальцах (тубулах). Этот вид протеинурии характеризуется умеренными потерями белка с мочой, преимущественно менее 2 г/сут, поскольку большая часть белковых молекул фильтруется до попадания в канальцы – в гломерулах (сосудистом клубочке).
К распространенным причинам тубулярной (канальцевой) протеинурии принадлежит гипертоническая нефропатия, вызванная нарушением кровоснабжения почек и различными поражениями тканей почки. Кроме того, широко применяемые препараты группы нестероидных противовоспалительных средств (НПВС) также способны вызвать это расстройство.
Причиной протеинурии перегрузки является синтез организмом значительных количеств низкомолекулярных белков. Их концентрация возрастает до такого уровня, что канальцы не способны эффективно возвращать их в кровоток (осуществлять реабсорбцию) и они поступают в мочу. Чаще всего к появлению протеинурии перегрузки приводит перепроизводство иммуноглобулинов, которое возникает при множественной миеломе (раковое заболевание, которое проявляется неконтролируемым делением плазматических клеток костного мозга).
Смешанный тип протеинурии возникает при гломерулонефрите. Его причиной является поступление значительных количеств альбумина (вследствие поражения гломерулы) в канальцы, где он уменьшает реабсорбцию низкомолекулярных белков, что характерно для канальцевой протеинурии. Таким образом, в случае смешанного типа протеинурии имеются признаки одновременно клубочковой и канальцевой патологии.
Постуральная (ортостатическая) протеинурия наблюдается у здоровых лиц. Под ортостатической протеинурией имеется в виду увеличение поступления белка с мочой при изменении положения тела, наблюдаемой преимущественно в подростковом возрасте. Есть сведения, что ортостатическая протеинурия сопровождается изменениями в тканях почек, следовательно ее доброкачественность и безвредность возможно будет отвергнута в результате дальнейших исследований.
Кроме условно доброкачественной ортостатической протеинурии диагностируется еще и функциональная протеинурия, которая не связана с изменениями в тканях почек. Среди ее причин: эмоциональный стресс, лихорадка, значительная физическая нагрузка, переохлаждение и сердечная недостаточность. После устранения исходной причины уровень белка в моче возвращается в норму.
Способы определения количества белка в моче
Для полуколичественного быстрого определения количества белка в моче в большинстве ситуаций используются тестовые полоски. При отсутствии белка цвет тестовой панели есть желтым. Белки, имеющиеся в моче, реагируют с системой буфер-краситель и меняют цвет панели в разные оттенки зеленого. Результаты оцениваются как негативные (белка менее 100 мг/л), следы (100-200 мг/л), 1 + (300 мг/л), 2+ (1000 мг/л), 3 (3000 мг/л) или 4+ (10000 мг/л). Этот способ преимущественно обнаруживает альбумин; он менее чувствителен к глобулинам.
Преимуществом использования тестовой полоски является простота и доступность, недостатком – небольшая точность. Причиной ложных положительных результатов определения белка в моче с применением тестовой полоски:
- щелочная реакция мочи (рН более 7,5)
- длительное пребывание ленты в моче;
- измерения в концентрированной моче;
- большое количество эритроцитов в моче (гематурия);
- наличие гноя, спермы или влагалищных выделений в моче;
- присутствие в моче пенициллина или сульфаниламидов.
Причиной ложных негативных результатов являются:
- измерения в разведенной мочи
- наличие в моче преимущественно низкомолекулярных белков (не альбумина).
Остальные методы выполняются в условиях лаборатории. Краткая справка о распространенных лабораторных способах определения содержания общего белка:
Тест с использованием сульфосалициловой кислоты позволяет качественно и надежно контролировать уровень протеинурии. Преимуществом этого теста является его чувствительность к широкому спектру белков, в том числе и низкомолекулярных. Этот метод требует лишь нескольких миллилитров свежей мочи. После реакции с сульфосалициловой кислотой образуется мутность, уровень которой измеряют аппаратно. Ложные результаты вызываются употреблением пенициллина, сульфаниламидов и рентгенографических красителей. Ложно-отрицательный результат возникает с щелочной мочой или разбавленным образцом.
Среди методов, используемых в автоматизированных анализаторах, встречаются колориметрические, турбидиметрические, электрофоретические и иммунологические. Все они имеют свои недостатки и преимущества. Из колориметрических методов биуретовая реакция (Biuret) имеет низкую чувствительность, метод Coomassie Brilliant Blue (кумасси бриллиантовый синий) имеет малый линейный диапазон. Активно применяют колориметрию с использованием красителя пирогалолового красного, который вместе с молибдатами формирует красный комплекс. В присутствии белка образуется сине-пурпурный комплекс, поглощение которого прямо пропорционально концентрации белка в образце.
Дополнительные исследования при увеличенном содержании белка в моче
Результаты измерения уровня белка в моче, полученные с использованием тестовой полоски или сульфосалициловой кислотой, плохо отражают реальное их количество. Пациенты с устойчивой протеинурией должны проводить количественный анализ белка в моче с помощью суточного образца.
Сбор суточного образца проводится так: первая утренняя порция сливается в унитаз, а все последующие, вместе с утренней мочой на следующий день, собираются в емкость соответствующего объема (не менее 2 литров). После добавления последней порции мочи (утром следующего для после начала собирания) вся собранная моча тщательно перемешивается, ее объем записывается, отливается до 50 мл и направляется в лабораторию на исследование, вместе с информацией про ее общее количество.
Для контроля качества собирания в образце мочи следует измерить уровень креатинина. Дело в том, что креатинин выделяется пропорционально мышечной массе, и его количество, выводимое с мочой, остается относительно постоянным. Молодежь и мужчины среднего возраста выделяют от 16 до 26 мг креатинина на килограмм веса в день, а женщины теряют от 12 до 24 мг/кг креатинина в сутки. У пациентов с истощением и пожилых экскреция (выделение) креатинина может быть меньше.
Альтернативой сбору суточного образца мочи, является определение соотношения количества белка в моче к креатинину мочи, которое устанавливается в обычном образце. Опытами доказана эффективность такого определения и его соответствие анализу суточной мочи при некоторых заболеваниях, включая сахарный диабет, преэклампсию и ревматические заболевания. Новые эксперименты показывают, что соотношение белка к креатинину в моче является более точным показателем протеинурии, чем анализ суточного образца. Это соотношение примерно такое же, как и количество граммов белка, выделяемого с мочой за сутки. Например, соотношение менее 0,2 равен 0,2 г белка в сутки и считается пределом нормы, а соотношение 3,5 эквивалентно экскреции 3,5 г белка на 24 часа и считается тяжелой протеинурией.
После выявления протеинурии следует провести микроскопическое исследование осадка мочи. Вместе они могут свидетельствовать о различных расстройства:
- Жировые капли и тельца – нефротический синдром (содержание белка должно составлять более 3,5 г в суточной порции мочи)
- Лейкоциты или слепок лейкоцитов с бактериями – инфекции мочевыводящих путей;
- Слепок лейкоцитов без бактерий – поражение интерстициальной ткани почек;
- Неизмененные эритроциты – повреждение мочевыводящих путей в нижней части;
- Измененные эритроциты – поражение верхней части мочевыводящих путей
- Слепленные эритроциты – поражение гломерул;
- Воскообразные, эпителиальные и зернистые цилиндры – хронические болезни почек;
- Эозинофилы – острый нефрит, вызванный интоксикацией (например медикаментами);
- Гилиановые цилиндры – болезни почек отсутствуют, пациент обезвожен.
Микроскопическая гематурия не приводит к увеличению уровня белка в моче, в отличие от макроскопической. Кроме того, наличие измененных эритроцитов может свидетельствовать о клеточный инсульт и, соответственно, заболевания клубочков (гломерул).
Расшифровать значение белка в комплексе с другими показателями общего клинического анализа мочи можно с помощью программы автоматической расшифровки.