Циліндри сечі ‒ циліндричні утворення, які є результатом затвердіння білкового матеріалу в просвіті канальців нирок, а саме у нефроні. У цілому, їхнє виявлення свідчить про гостре або хронічне ураження нирок або ниркову хвороб; виключенням є гіалінові циліндри, які знаходять у здорових осіб. Поява циліндрів пов'язана з наявністю в сечі невластивих їй компонентів, або ж білків у надлишковій кількості. Вони затримуються в нирках, відкладаються на стінках протоків-канальців і коли їхній розмір стає достатньо великий, під тиском рідини вони виносяться і потрапляють в сечу, де їх знаходять під час мікроскопічного дослідження.
Циліндри сечі надзвичайно важливі у клінічних дослідженнях, оскільки вони показують стан нефрону, в якому утворились. Можна вважати, що вони являють собою біопсію нирки без хірургічного втручання. Присутність циліндрів у сечі однозначно свідчить про хворобу саме нирок, а не нижньої частини сечовивідних шляхів. Зауважимо, однак, що у кінцевій стадії ниркових хвороб, коли ушкодження тканин нирок стає тотальним, циліндри можуть й не спостерігатись, оскільки залишається занадто мало нефронів, здатних їх генерувати. Факторами, які сприяють утворенню циліндрів, є низька швидкість руху сечі, висока концентрація солей і низький рН. Всі вони сприяють денатурації і осадженню білків.
Основою (матрицею), яка скріпляє всі циліндри сечі, є білок Тамма-Ґорсфала (Tamm-Horsfall glycoprotein), відомий під назвою уромодулін. Він являє собою глікопротеїн, який виявляють виключно у сечі. Білок Тамма-Ґорсфала синтезується у всіх ссавців в петлі Генле ‒ тонкому канальці петлі нефрону, і саме там починається формування циліндрів. Крім цього білку, циліндри також частково скріплюються альбумінами та глобулінами сечі. Частенько у пацієнтів з виявленими циліндрами наявна надлишкова кількість білку в сечі, яка виявляється тестовою смужкою або лабораторними методами. Крім білку Тамма-Ґорсфала, циліндри містять еритроцити, лейкоцити, ниркові епітеліальні клітини, краплі жиру, бактерії та вироджені форми всіх цих утворень, які називають гранули або зерна. Зліпки білків плазми, включаючи фібриноген, імунні комплекси і глобуліни, також можуть розглядатися як гранули у складі циліндрів. Таким чином, циліндри сечі можна умовно поділити на безклітинні (гіалінові, білкові або гранульовані) та такі, що містять клітини, включно із бактеріальними. Білкові циліндри з довгими, тонкими хвостами, утвореними на стику петлі Генле і дистальної частини звивистого канальця, називаються циліндроїдами.
Зазвичай, циліндри являють собою циліндричні структури, які мають контур із паралельними сторонами і 2 округлених кінця. Вони приблизно в 7-8 разів ширші еритроцит, їхня довжина в кілька разів більша, ніж ширина.
Клітинні циліндри
Клітинні циліндри можуть утворюватись з будь-яких клітин, які знаходять в осаді сечі, таких як еритроцити, лейкоцити або епітеліальні клітини. Оскільки бактерії являють собою організми, що складаються з однієї клітини, циліндри, сформовані з їхньою участю, також належать до клітинних. Клітинні циліндри являють собою результат злипання клітин, які вбудовані в білкову масу. У деяких випадках кілька клітин виявляються вбудованими в гіалінову матрицю. Виявлення клітинних циліндрів у сечі вказує на потрапляння клітин, з яких вони складені, у нефрон. Хоча причини такого явища і ступень його важкості різняться, наявність клітинних циліндрів завжди вказує на захворювання нирок.
Часто важко або неможливо визначити, який тип клітин присутній у циліндрі, оскільки вони руйнуються в процесі його формування. У такому випадку в аналізі інколи зазначають наявність клітинних циліндрів без вказання типу, який встановлюється за іншими параметрами загального аналізу сечі ‒ еритроцитами, лейкоцитами, епітеліальними клітинами, кристалічним осадом тощо. Шлях перетворення в процесі руйнування клітинних елементів, з яких початково складений циліндр, виглядає так: клітинний циліндр ‒ зернистий циліндр ‒ воскоподібний (восковий) циліндр.
Еритроцитарні циліндри
Еритроцити з’являються в циліндрах внаслідок витоку через мембрану клубочка (елемент нефрону, в якому здійснюється фільтрація плазми крові) або при кровотечі в канальці. В будь-якому випадку, поява еритроцитарних циліндрів свідчить про гостре ураження ниркових структур, відповідальних за утворення сечі. Найчастіше появу циліндрів, сформованих з еритроцитів, спричинюють такі хвороби, як:
- гострий гломерулонефрит, особливо стрептококовий;
- IgA-нефропатія або хвороба Берже, розповсюджена форма гломерулонефриту;
- вовчаковий нефрит, який виникає внаслідок автоімунного ураження ‒ системного червоного вовчака.
Крім зазначених вище хвороб, еритроцитарні циліндри знаходять у сечі у випадках підгострого бактеріального ендокардиту, інфаркту нирок і рідше при важкому пієлонефриті. До інших форм еритроцитарних циліндрів відносять продукти руйнування еритроцитів,скріплені білками, такі як кров’яні та гемоглобінові циліндри. В них вже неможливо побачити самі еритроцити, але залишаються пігменти, внаслідок чого такі циліндри мають характерний оранжево-жовтий або червоно-коричневий колір, який відрізняє їх від воскових (воскоподібних) циліндрів. Поява такого роду циліндрів свідчить скоріше про хронічний характер захворювання нирок, аніж про гострий, та передбачає стабільний стан пацієнта. Сеча хворих із виявленими еритроцитарними циліндрами, практично завжди має позитивний результат тесту на білок та еритроцити.
Лейкоцитарні циліндри
Основними клітинами, що складають лейкоцитарні циліндри, є нейтрофіли. Теоретично, вони можуть потрапляти у нефрон у будь-якому місці, але, як правило, їхня поява пов’язана з тубулоінтерстиціальним захворюванням, таким як гострий пієлонефрит. У такому випадку, в осаді сечі при мікроскопічному дослідженні виявляють лейкоцити і бактерії. Іноді лейкоцити потрапляють у нефрон через клубочок, наприклад при гострому гломерулонефриті. У таких випадках окрім циліндрів, сформованих з лейкоцитів, іноді спостерігають змішані лейкоцитарні та еритроцитарні циліндри. Змішані циліндри можуть спостерігатися при гострому інтерстиціальному нефриті, вовчаковому нефриті та гострому папілярному некрозі. За наявності лейкоцитарних циліндрів, сеча характеризується позитивними результатами тесту на білок, естеразу лейкоцитів і нітрити (за умови присутності у сечі певних бактерій).
Бактеріальні циліндри
Як свідчить назва, вони являють собою бактеріальні клітини, зліплені білковою матрицею. Їхня поява свідчить про розвиток гострого пієлонефриту або ниркових інфекцій бактеріальної природи. Бактерії можуть розташовуватись по-різному: щільно або розсіяними по об’єму циліндру. Часто зустрічаються циліндри, які одночасно містять бактерії та лейкоцити (переважно ‒ нейтрофіли). Бактеріальні циліндри іноді помилково ідентифікують як зернисті або інші клітинні. Для того, щоб надійно відрізнити їх від решти циліндрів, варто застосувати фарбування осаду, висушеного після центрифугування, за Грамом.
Епітеліальні циліндри
Епітеліальні циліндри складаються з клітин ниркового епітелію, скріплених білковою основою. Їхнє виявлення є серйозною патологією, оскільки поява епітеліальних циліндрів пов’язана із гострим канальцевим некрозом, вірусними ураженнями, наприклад цитомегаловірусом, та отруєнням нефротоксичними речовинами, такими як ртуть, етиленгліколь та деякими медикаментами. На практиці епітеліальні циліндри важко відрізнити від лейкоцитарних, особливо, коли клітини епітелію частково руйнуються. Тому при встановлені наявності епітеліальних циліндрів важливу роль відіграють інші дослідження сечі. Важливим критерієм на користь епітеліальних циліндрів є наявність у сечі білку при одночасній негативній реакції на лейкоцитарну естеразу.
Зернисті циліндри
Зернисті циліндри зазвичай є результатом руйнування різних типів клітин. Вони також можуть виникати в результаті прямої агрегації сироваткових білків та інших речовин в білковій матриці. Зернисті циліндри зазвичай мають тонкодисперсну структуру. Їхнє значення в діагностиці залежить від того, із залишків яких клітин вони сформовані. Загалом, наявність зернистих циліндрів свідчить про застій в нефроні. Їх пов’язують із тубулоінтерстиціальним захворюваннями (нефритом). Коли зернисті циліндри мають щільну будову і коричневе забарвлення, вони називаються “каламутними коричневими циліндрами” (muddy brown casts). Їхня наявність у великих кількостях свідчить про важку форму гострого канальцевого некрозу. Проте, наявність каламутних коричневих циліндрів не завжди підтверджує діагноз гострого канальцевого некрозу, оскільки їх зустрічають також при тромботичній мікроангіопатії та інших ураженнях нирок.
Гіалінові циліндри
Гіалінові циліндри – білкові утворення, які можуть зустрічатися в сечі практично здорових людей при різкому зниженні її рН і збільшенні відносної густини, наприклад при втраті води від спеки або при сильному фізичному навантаженні. Гіалінові циліндри складаються практично повністю з уромодуліну. Однією з причин їхнього утворення є повільне генерування сечі. Їх можна спостерігати при фізичному навантаженні, що вказує на значну втрату води (дегідратацію). При цьому гіалінові циліндри також характерні для всіх захворюваннях нирок, що супроводжуються виділенням білка із сечі – протеїнуриєю, наприклад при гломерулонефриті, дії інфекційних і алергійних факторів і т.д. Також гіалінові циліндри зустрічаються в сечі пацієнтів при нефропатії вагітних і лихоманці.
Воскові (воскоподібні) циліндри
Воскові циліндри являє собою кінцеву стадію дегенерації клітин. Їхня наявність дозволяє припустити застійні явища в нирках або обструкцію (закорковування) нефрону, тобто йдеться про серйозні захворювання. Пов'язані з важкими хронічними хворобами нирок та амілоїдозом нирок, воскоподібні циліндри рідко зустрічаються при гострих захворюваннях нирок. Досить часто вони виглядають занадто широкими, адже мають діаметр більший ніж решта видів циліндрів. Такі воскові циліндри, ймовірно, утворюються в розширених канальцях, де вони здатні формуватися за умов значного застою сечі і атрофії канальців. З цієї причини їх ще називають циліндрами ниркової недостатності. Воскоподібні циліндри однорідні, подібно до гіалінових, але вони мають значну рефракцію, більш різкі контури, розбиті або тупі кінці, тріщини з кінців або вздовж сторін. Важливо, щоб воскові циліндри не переплуталися з волокнами тканин. Наявність білку в сечі і відсутність поляризації воскоподібного циліндру (при розгляданні у поляризованому світлі) допомагають в їхній ідентифікації.
Жирові циліндри
Жирові циліндри містять жири, такі як тригліцериди (нейтральні жири) або холестерин, який має характерну поляризацію у вигляді мальтійського хреста. Наявність жирових циліндрів пов’язується із овальними жировими тілами сечі та вільними жирами, які з’являються унаслідок нефротичного синдрому, діабетичної нефропатії або впливу нефротоксинів (отруєння). Досить часто наявність жирових циліндрів супроводжується значним вмістом білку в сечі.
Інші види циліндрів
Крім основних видів циліндрів, які перераховані вище, існує низка інших, які можуть мати або не мати клінічного значення. Циліндри, сформовані з міоглобіну, мають клінічне значення, оскільки вони є симптомом міоглобінурії, яка виникає внаслідок масивного пошкодження м'язів, наслідком якого може бути гостра ниркова недостатність. Міоглобінові циліндри виглядають так само, як гемоглобінові, але їхнє забарвлення знаходиться в діапазоні від темно-червоні до коричневого. Разом із появою міоглобінових циліндрів, тестові смужки дають позитивну реакцію на “кров” (власне ‒ міоглобін) без присутності еритроцитів в осаді сечі. Циліндри сечі можуть забарвлюватись різними пігментами, наприклад білірубіном або лікарськими речовинами, такими, як феназопіридин.
Гемосидеринові циліндри можна спостерігати в осаді сечі на другий-третій день після епізоду гострого гемолізу. Для уточнення діагнозу, грубі жовто-коричневі гранули гемосидерину забарвлюють у блакитний колір за допомогою барвника “прусський блакитний”, який виявляє залізо. Також описані циліндри, складені з кристалів неорганічного осаду. Існує різне бачення, чи це є самостійна форма циліндрів, чи варто їх вважати просто кристалами, що прилипають до гіалінових та інших циліндрів. Клінічна значимість таких циліндрів знаходиться під питанням.
Розшифрувати значення циліндрів в комплексі із іншими показниками, що входять у загальний клінічний аналіз сечі можна за допомогою програми автоматичного розшифрування.