В сечі завжди міститься деяка кількість розчинених неорганічних сполук ‒ солей або кислот. Коли відбувається зростання їхньої концентрації, солі (кислоти) сечі із розчиненої форми переходять у кристалічну або аморфну і випадають у вигляді осаду. Явище випадіння солей сечі в осад називається кристалурією.
Наявність солей у сечі не обов’язково вказує на патологічний процес в організмі. Загалом, кристали солей та кислот часто зустрічаються в сечі клінічно здорових людей. В більшості випадків поява кристалів є наслідком особливостей харчування пацієнта. Поява солей в осаді також може пояснюватись концентруванням сечі внаслідок недостатнього вживання води, зміною рН, температурою зберігання зразка. Водночас, велика кількість солей, яка спостерігається протягом тривалого часу, може свідчити про розвиток сечокам’яної хвороби та/або інших розладів сечовивідної системи та інших захворювань. При стійкій появі кристалів неорганічних осадів у сечі необхідно провести детальне обстеження, яке включає вимірювання рН сечі, добового виділення із сечею кальцію, оксалатів, уратів, фосфатів і визначення плазматичної концентрації сечової кислоти, кальцію, паратиреоїдного гормону.
Кількість солей у сечі оцінюється суб'єктивно: мало, середньо та багато. Для великих за розміром кристалів, наприклад карбонату кальцію та струвіту, оцінка може проводиться на невеликих збільшеннях (10×). Для дрібних кристалів (наприклад, аморфних, дигідратів оксалату кальцію) слід використати потужніший об’єктив (40×). Деякі види солей можна розпізнати неозброєним оком, наприклад: білуватий кристалічний осад скоріш за все являє собою трипельфосфати, а рожевий аморфний ‒ урати. Цегляно-червоні кристали свідчать про наявність сечової кислоти, а білий аморфний осад вказує на фосфати.
Для зручності, кристали в сечі можна поділити на групи:
1. Солі, що зустрічаються як у кислій, так і в лужній сечі:
- оксалат кальцію (моно- та дигідрат),
- урат (біурат) амонію або кислий сечокислий амоній,
- нейтральний фосфат кальцію;
2. Солі кислої сечі (рН сечі менший за 7):
- аморфні урати (натрієві, калієві, магнієві та кальцієві солі сечової кислоти),
- сечова кислота,
- гіпурова кислота;
3. Солі лужної солі (рН сечі більший за 7):
- аморфні фосфати,
- трипельфосфати (струвіт),
- карбонат кальцію (вуглекислий кальцій),
- нейтральний фосфат магнію.
Крім того, варто окремо розглядати дві групи незвичних солей:
- кристали метаболічного походження, які з’являються внаслідок порушення обмінних процесів в організмі ‒ цистин, тирозин, лейцин, холестерин, білірубін, гемосидерин;
- кристали ятрогенного походження, поява яких спричинена вживанням лікарських засобів ‒ сульфаміди, ампіцилін, ацикловір, амоксицилін, цефтріаксон і т.д.
Солі, що зустрічаються в сечі незалежно від рН
Оксалат кальцію
Оксалат кальцію являє собою сіль щавлевої (оксалатної) кислоти. Він потрапляє в організм переважно з рослинною їжею, ще частина оксалатів є непотрібними кінцевими продуктами метаболізму. Оксалат кальцію є найбільш розповсюдженим компонентом ниркових каменів (містяться у 70-75% всіх каменів). Проте, він часто зустрічається в сечі здорових людей, що пов'язано із вживанням великої кількості рослинної їжі.
Основними іонами, що сприяють утворенню кальцієвих каменів, є кальцій, фосфат, оксалат та цитрат. Оксалат є унікальним серед цих іонів, оскільки його метаболізм фактично не регулюється організмом. Обмін кальцію та фосфатів надійно регулюється гормональною системою, тоді як виведення оксалату з організму залежить переважно від функціональності нирок. Всмоктаний в кишково-шлунковому тракті оксалат майже повністю виділяється з сечею, невелика його частка (до 10%) може повертатись назад у кишечник. Зростання надходження щавлевої кислоти із сечею до рівня 50 мг/добу і більше називається гіпероксалурією.
Цей вид кристалів існує у двох формах: найчастіше ‒ кальцію оксалат дигідрат, зрідка кальцію оксалат моногідрат. Кристали дигідрату оксалату кальцію являють собою безбарвні квадрати, кути яких з'єднані лініями, що перетинаються (нагадують поштовий конверт). Вони можуть утворюватись в сечі за будь-якого рН. Кристали характеризуються широким діапазоном розмірів: від досить великих до дуже малих. У деяких випадках велика кількість крихітних оксалатів може виглядати як аморфна маса, якщо їх не досліджувати при високому збільшенні. Ці кристали часто зустрічаються в нормі, а також можуть виникати унаслідок тривалого зберігання сечі перед аналізом.
Кристали моногідрату оксалату кальцію різняться за розміром і можуть мати форму шпинделя, пісочного годинника, овалу або гантелі (див. зображення нижче). Ці форми оксалату кальцію вказують на перенасиченість сечі іонами кальцію та оксалатом.
Чоловіки страждають від оксалатних каменів вдвічі частіше, ніж жінки; найчастіше хворобу діагностують у віці 30-50 років. Ріст каменів оксалату кальцію є багатофакторним процесом, в якому велике значення відіграє дієта. Крім того, на розвиток такого ниркового каміння впливають порушення метаболізму. Кристали кальцію оксалату дигідрату легше руйнуються під час літотрипсії, однак, вони мають вищий ризик рецидиву ‒ повторного утворення, аніж камені, що складаються з кальцію оксалату моногідрату.
Амонію урат (біурат) або кислий сечокислий амоній
Кристали урату амонію (або біурату), як правило, виглядають як коричневі або жовто-коричневі сферичні тіла із загостреними відростками ("яблука з шипами"). У зразках сечі з лужною реакцією вони можуть рости без утворення відростків (або з малопомітними шипами) і нагадувати карбонат кальцію.
Ще півтора століття тому, ниркові камені, сформовані з уратів амонію, були звичайним явищем в Європі. У сучасній практиці, ці камені зустрічаються переважно в країнах, що розвиваються. Їхній розвиток пов’язаний із інфекціями, що викликаються бактеріями здатними до розщеплення складових сечі (Proteus, Klebsiella, Pseudomonas та коагулаза-негативні Staphylococcus) які спричинюють утворення змішаного осаду урату амонію та магнію-амонію фосфату. Найчастіше, причиною утворення каменів з уратів амонію є харчування, основу якого становить лише рис, одночасно з малим надходженням фосфатів із молоком та м'ясом та недостатнім споживанням води. Крім того, урати амонію зустрічають при циститі з аміачним бродінням в сечовому міхурі, сечокислому інфаркті нирок у новонароджених та, в нормі, у немовлят та новонароджених в нейтральній або кислій сечі.
Хоча урати амонію знаходять у сечі з будь-яким рН, їхньому формування сприяє нейтральне або кисле середовище. Вони часто зустрічаються з аморфними уратами. Характерною властивістю осаду уратів амонію є здатність розчинятися під час нагрівання та знову випадати в осад після охолодження.
Нейтральний фосфат кальцію
Цей вид солей випадає в осад у вигляді безбарвних призм з різними кінцями ‒ конічним і тупим, або клиноподібних утворень. Іноді нейтральний фосфат кальцію має вигляд пластинок неправильної форми або голчастих кристалів. Часто ці кристали збираються в пучки (розетки).
Фосфат кальцію є звичним компонентом ниркового каміння (5-10% всіх випадків). Слід зазначити, що камені з фосфату кальцію утворюються в лужній сечі. За останні два десятиріччя збільшується поширеність каменів фосфату кальцію в нирках, які частіше зустрічаються у пацієнтів з лужною реакцією сечі. Якщо порівнювати з найбільш розповсюдженими оксалатним камінням нирок, фосфатні, як правило, більші за розмірами. Їх можна поділити на дві групи: брушит, який є міцним і характеризується стійкістю до літотрипсії, та гідроксилапатит, який може закупорювати нирки, що призводить до руйнування тканин. Причиною появи фосфату кальцію в сечі можуть бути такі хвороби, як гіперпаратиреоз та нирковий тубулярний ацидоз. Крім того, їх спостерігають при ревматизмі та деяких видах анемій.
Солі кислої сечі
Аморфні урати
Аморфні урати являють собою солі сечової кислоти, які виглядають дрібними коричневими зернами, що часто вкривають все поле зору мікроскопа і заважають розглядати інші елементи осаду сечі. Якщо розглядати зразок сечі неозброєним оком, то при їхній великій кількості спостерігається аморфний щільний осад рожевого кольору. Аморфні урати розчиняються при нагріванні та знову випадають в осад під час охолодження.
Кристали аморфних уратів дуже часто зустрічаються в сечі здорових людей. Причиною випадіння аморфних уратів в осад може бути інтенсивне фізичне навантаження, і, як наслідок, зневоднення. Тому їх спостерігають у дітей та молоді, які займаються спортом та не дотримуються належного рівня вживання рідини. Якщо у пацієнта виявлена гіперурикемія (підвищений вміст сечової кислоти в крові) або уратне каміння нирок, то існує висока імовірність, що в сечі буде осад аморфних уратів. Крім того, урати здатні випадати в осад при гострих інфекційних захворюваннях, споживанні надмірної кількості їжі і застійних явищах у випадку декомпенсованих вад серця.
Сечова кислота
Сечова кислота утворює низку різноманітних кристалів: ромбічних, шестигранних, голчастих, схожих на таблички, діжки, бруски та розетки. Якщо кількість сечової кислоти значна, то неозброєним оком він виглядає як кристалічний осад цегляно-червоного кольору. Під мікроскопом кристали забарвлені в жовтий та червоний колір.
Кристали сечової кислоти іноді можуть виявляти у сечі здорових людей, проте, найчастіше вони зустрічаються у пацієнтів з уратним нирковим камінням або гострою уратною нефропатією. У здорових людей причиною випадіння кристалів сечової кислоти в сечі є втрата рідини внаслідок інтенсивного фізичного навантаження без достатнього надходження води, загального зневоднення, спричиненого потовиділенням, блювотою, проносом, гарячкою тощо. Виявлення сечової кислоти без наявності уратів протягом першої години стояння сечі або у свіжій сечі свідчить про наявність солей чи каменів у нирках.
Камені, що сформовані сечової кислотою, є одними з чотирьох основних типів каменів у нирках, які також включають кальцієві камені (оксалат кальцію та фосфат кальцію), цистинові камені та камені з трипельфосфатів (магнію-амонію фосфат).
Гіпурова кислота
Кристали гіпурової кислоти вкрай рідко зустрічаються в осаді сечі та являють собою безбарвні (жовто-коричневі) ромбічні таблички, пластини, призми або стовпчики, інколи настільки тонкі, що нагадують голки. Іноді кристалу гіпурової кислоти формуються у вигляді пучків. Їх досить легко сплутати з кристалами кальцію оксалату моногідрату або з невеликими трипельфосфатами.
Гіпурова кислота ‒ продукт зв’язування бензойної кислоти, яка, іноді у значних кількостях, містить в рослинах, як у вільному, так і у зв’язаному вигляді. Отже, вживання рослинних продуктів або лікарських засобів, які містять бензойну та саліцилову кислоту, може призводити до появи кристалів гіпурової кислоти в сечі. Крім того, її знаходять в сечі при цукровому діабеті, хворобах печінки, гнильних процесах у кишках.
Солі лужної сечі
Аморфні фосфати
Аморфні фосфати являють собою щільний осад білуватого кольору. Під мікроскопом спостерігаються дрібні зерна та сфери, які схильні до скупчування. Візуально аморфні фосфати виглядають практично ідентичними аморфним уратам, проте відрізнити їх неважко, адже фосфати характерні лише для лужної сечі, а в поляризованому світлі аморфні фосфати не мають подвійного променезаломлення, на відміну від уратів. Важливим є візуальне обстеження осаду: аморфні урати, як правило, мають цегляно-червоний відтінок, тоді як для аморфних фосфатів характерний крейдяний білий осад.
Поява аморфних фосфатів у сечі у здорових людей пояснюється споживанням великої кількості рослинної їжі. Зазвичай, присутність цих кристалів у сечі незначна. Якщо йдеться за патологічні стани, то аморфні фосфати виявляють при циститах, після рясного блювання (внаслідок втрати шлункового соку). Якщо у пацієнта спостерігають збільшену кислотність шлункового соку, то разом із аморфними фосфатами часто спостерігають трипельфосфати.
Трипельфосфати (струвіт)
При обстеженні неозброєним оком, трипельфосфати утворюють кристалічний білий осад. Під час дослідження під мікроскопом, вони мають вид безбарвних шестигранних призм (форма "гробової кришки"), рідше трапляються кристали схожі на пера, листя папороті. Кристали струвіту складаються з подвійної солі фосфату амонію магнію, звідки і походить назва трипельфосфати ‒ англійською triple phosphate, тобто потрійний фосфат, оскільки в перших дослідженнях виявляли три катіони: кальцію, магнію та амонію.
У здорових людей утворення трипельфосфатів спричинює вживання рослинної їжі та мінеральної води. Інфекції сечовивідних шляхів, викликані бактеріями, що розщеплюють сечовину, такими як Proteus mirabilis, можуть призводити до утворення значної кількості осаду трипельфосфатів, і, як наслідок, до утворення трипельфосфатного (струвітового) каменю. Тому такі сечові камені також називають каменями інфекції. Сучасні кристалографічні аналізи показали, що трипельфосфатні камені є сумішшю струвіта і форми фосфату кальцію, яка називається апатитом. Кальцит (карбонат кальцію) в таких каміннях майже не зустрічається. Разом із трипельфосфатами, у пацієнтів часто виявляють значну кількість лейкоцитів сечі (лейкоцитурію) та бактерій сечі (бактеріурію).
Карбонат кальцію (вуглекислий кальцій)
Ці кристали рідко зустрічаються в сечі людини. При мікроскопічному досліджені мають вигляд сфер та овалів різного розміру або парних кульок. Карбонати кальцію можуть утворювати аморфну масу. Вони мають діапазон кольорів від безбарвного до жовто-коричневого кольору і, при великій кількості, можуть забарвлювати сечу у коричневий відтінок. Інколи карбонати кальцію плутають із бактеріями. Особливого діагностичного значення вони не мають. Є відомості, що наявність кристалів карбонату кальцію сприяє утворенню оксалатного каміння.
Нейтральний фосфат магнію
Фосфат магнію являє собою кристали у вигляді великих довгих ромбічних табличок, переважно із похилими гранями. Іноді два кристали фосфату магнію щільно прилягають один до одного і мають прямі або похилі кінцеві грані. Фосфат магнію зустрічається рідко, є відомості про утворення з нього каміння “боб’єриту”, внаслідок діяльності мікроорганізмів, які переробляють компоненти сечі.
Кристали метаболічного походження
Лейцин
Кристали лейцину являють собою жовто-коричневі диски з концентричними кільцями, які подібні на розріз стовбуру дерева. Їх знаходять у кислій сечі. Кристали лейцину зазвичай не зустрічаються в здорових людей. Їхня наявність, як правило, є симптомом важкої хвороби печінки. Тому, слід вважати на наявність таких симптомів, як набряк живота, блювота, нудота, дезорієнтація та загальне нездужання. Лейцин і тирозин зустрічаються в сечі переважно разом у разі гострої жовтої атрофії печінки, отруєнні фосфором, при лейкозах, тифі, віспі тощо.
Тирозин
Кристали тирозину є безбарвними або жовтуватими голчастими утвореннями, які збираються в пучки або зірки. Вони утворюються переважно в кислій сечі і вони можуть бути викликані порушеннями метаболізму, такими як захворювання печінки або тирозинемія. Тирозинемія ‒ спадкове захворювання, яке призводить до порушень обміну амінокислоти тирозину і ураженням печінки. На протязі вже перших місяців життя розвивається печінкова дисфункція, яка, у подальшому, переростає у цироз та печінкову карциному. Одночасно спостерігають ушкодження нирок із розвитком важкого рахиту (внаслідок втрати фосфатів). Симптомами тирозинемії є труднощі з набранням ваги, підвищення температури, діарея, стільцем із кров’ю та блювота.
Цистин
Цистин є амінокислотою, яка може утворювати камені в нирках. При дослідженні під мікроскопом, цистин являє собою прозорі, безбарвні, шестигранні пластинки, що розташовуються рядами або одна на одній. Сеча, що містить цистин, каламутна, має зеленувато-жовтий колір; спостерігається значна кількість осаду білуватого кольору.
Камені в нирках, що утворені з цистину, зазвичай більші за інших види каменів. Вони зустрічаються нечасто, а причиною їхньої появи є цистинурія ‒ порушення білкового обміну. Цистинове каміння викликає ті ж симптоми, що й інші види ниркового каміння ‒ кров у сечі, нудоту та блювоту, біль у паху або спині.
Холестерин
Кристали холестерину мають форму довгих безбарвних прямокутників, з вирізаними кутами та виступами, схожими на сходи. Найчастіше вони з’являються після охолодження зразку сечі. Кристали холестерину розташовуються окремо або нашаровуються один на одного. Їх можна знайти як у нейтральній, так і в кислій сечі. Причиною їхньої появи у сечі можуть бути захворювання нирок (амілоїдна або ліпоїдна дистрофія, ехінококоз, абсцес) та новоутвореннях сечових і статевих органів.
Білірубін
Кристали білірубіну подібні до голок жовто-коричневого кольору, які можуть розташовуватися окремо або збиратись у пучки. Часто кристали білірубіну відкладаються на поверхні лейкоцитів та епітеліальних клітин. Інколи білірубін зустрічається у вигляді аморфних забарвлених зерен. Причиною появи білірубіну в сечі найчастіше є жовтяниця різного походження.
Гемосидерин
Гемосидерин у сечі має вигляд аморфних жовто-коричневих зерен, які осідають на елементах сечового осаду, надаючи їм бурого відтінку. Він утворюється з гемоглобіну еритроцитів в клітинах-макрофагах. Оскільки гемосидерин містить залізо, його наявність підтверджують реакцією з берлінською лазур’ю, в результаті чого кристали гемосидерину забарвлюються в блакитний та синій колір. Гемосидерин зустрічається при хворобі Маркіафави-Микелі (нічна пароксизмальна гемоглобінурія), хронічних гемолітичних анеміях, гемохроматозі, фетальних еритробластозах, анемії Кулі. Зазвичай гемосидеринурія зустрічається разом із гемоглобінурією.
Гематоїдин
Гематоїдин утворюється при розпаді гемоглобіну без доступу кисню в гематомах та осередках некрозу. Він являє собою золотисто-жовті або жовто-помаранчеві голки або ромби, які збираються в пучки та зірки. Гематоїдин дає з азотною кислотою синє забарвлення, що швидко зникає, та знебарвлюється перекисом водню. Кристали гематоїдину зустрічають у сечі при розкритті старих ниркових гематом, у хворих з калькульозним пієлітом, при сечокам’яній хворобі, абсцесі нирок, новоутвореннях сечового міхура та нирок.
Кристали лікарських речовин
Інколи, при інтенсивній терапії значними дозами деяких препаратів, у сечі спостерігають кристали, утворені з лікарських речовин, які застосовані в терапії хвороби.
Розповсюджені види неорганічного осаду
| Назва й (рН сечі) | Синдром, захворювання |
|---|---|
| Урати (сечокислі солі) (Кисла сеча) | Гарячкові стани, подагра, втрата рідини (поноси, блювота), великі опіки, масивна цитостатична або променева терапія лейкозів |
| Сечова кислота (Кисла сеча) | У нормі спостерігаються після фізичного навантаження, при вживанні винятково м'ясної їжі. При патології — при втраті рідини (блювоті, поносах), лихоманці, сечокислих діатезах, застосуванні цитостатиків при лікуванні лейкозів |
| Оксалати (щавлевокислий кальцій) (Кисла й лужна сеча) | Спостерігаються після вживання в їжу продуктів, що містять щавлеву кислоту: щавель, спаржа, шпинат, буряк, помідори, яблука, апельсини, виноград. Поява в сечі через короткий час після сечовипускання свідчить про наявність каменів у нирках. Оксалатурія — поява оксалатів у сечі спостерігається при діабеті, порушенні обміну кальцію, важких хронічних захворюваннях нирок |
| Нейтральні фосфати (Кисла й лужна сеча) | Зустрічаються при ревматизмі, анеміях |
| Аморфні фосфати (Лужна сеча) | У нормі — при вживанні великих кількостей переважно рослинної їжі. При патології – після блювоти, при циститі, тривалому стоянні сечі. |
| Трипельфосфати (Лужна сеча) | У нормі при вживанні великої кількості мінеральної води, вживанню рослинної їжі. При патології – запалення сечового міхура. |
| Кислий сечокислий амоній (сіль сечової кислоти) (Лужна сеча) | При циститі з аміачним бродінням у сечовому міхурі. |
| Вуглекисле вапно (Лужна сеча) | Синдром Альпорта. Синдром Фанконі (вроджена патологія тубулярного апарата нирок) |
Рідкісні види неорганічного осаду
| Назва й (рН сечі) | Синдром, захворювання |
|---|---|
| Гіпурова кислота (Кисла сеча) | Тривале вживання препаратів бензойної й саліцилової кислот. |
| Сірчанокислий кальцій (Кисла сеча) | У дуже кислій сечі після вживання сірчаних вод |
| Цистін (Лужна сеча) | Порушення білкового обміну (цистінурія) |
| Ксантин (Лужна сеча) | Нирковокам'яна хвороба |
| Лейцин і тирозин (Лужна сеча) | Випадки важкого ураження печінки, отруєння фосфором. Іноді при скарлатині, блювоті у вагітних |
| Ліпіди й ліпоїди | Ліпоїдний і сифілітичний нефроз, амілоїдоз |
| Кристали гематоїдину і білірубіну | При кровотечах із сечовивідних шляхів (сечокам'яна хвороба, пухлинах сечового міхура й нирок, абсцес нирок, простати) |
| Кристали холестерину | При важкій інфекції сечових шляхів, нефриті, амілоїдної і ліпоїдної дистрофії нирок, пухлинах, абсцесі нирок |
Розшифрувати значення солей (кристалів) в комплексі із іншими показниками, що входять у загальний клінічний аналіз сечі можна за допомогою програми автоматичного розшифрування.