У здорової людини деяка кількість білку завжди виділяється із сечею. За сучасними поглядами вважається, що виділення білку (екскреція) із сечею в кількості більше ніж 150 мг/добу є ознаками хворобливого стану, який називається протеїнурія. Якщо протягом доби із сечею надходить більше 3500 мг (3,5 г) білку, то це явище називається нефротичною протеїнурією. Ці числа рекомендовані Американською академією сімейних лікарів (American Academy of Family Physicians).
Дискусія про нормальний вміст білку в сечі тісно пов’язана із методом, яким його вимірюють. Часто можна зустріти інформацію, що у здорової людини в сечі білок не спостерігається взагалі. Причиною цього є використання застарілих лабораторних методів вимірювання, чутливість яких не дозволяла встановити малі концентрації білку. Взагалі, у здорової людини кількість білку, що виводиться із сечею коливається в широких межах. Поява в довідниках норми вмісту білку сечі в 0,033 г/л (у разовій порції) є наслідком використання границь норми у 20-50 мг/добу ( після перерахунку на добову кількість сечі у 1,5 літри). Ця границя є також прийнятною, хоча й заниженою, адже 10-15% здорових людей мають більші значення екскреції, включно до 150 мг/добу.
Із сечею виводяться різні види білків. Узагальнено: близько 20% білків сечі мають невелику масу, яка відповідає імуноглобулінам, 40% ‒ це альбумін, і ще 40% ‒ протеїни Тамма-Хорсфла. Крім того, із сечею у відчутних кількостях виділяється трансферин. Кількість інших білків у сечі менша за долі відсотку.
Зміст
- Історія вивчення білку у сечі
- Механізм потрапляння білку в сечу
- Види протеїнурії та хвороби, при яких збільшується кількість білку у сечі
- Способи визначення кількості білку у сечі
- Додаткові дослідження при збільшеному вмісті білку у сечі
Історія вивчення білку у сечі
Цей аналіз має напрочуд довгу історію, яка розпочинається із зауваження Гіппократа: “якщо піна з’являється на поверхні сечі, то це вказує на хворобу нирок”. Звісно, що поява піни свідчить про високий вміст білків, які є поверхнево-активними речовинами.
Одну з першу спроб науково встановити зв'язок між властивостями сечі та хворобами нирок зробив Деккерз (Dekkers) з Нідерландів в другій половині XVII сторіччя. Він запропонував теорію, за якою причиною хвороб є втрата корисних речовин із сечею. За результатами дослідження декількох зразків сечі він повідомляв, що “вона мала солодкий смак і після кип’ятіння із оцтової кислотою з’являвся осад, а маслянистий шар спливав на поверхню”. Шкода, але видатний голландець не зробив аналогічних досліджень сечі у інших пацієнтів, і тому не помітив очевидний зв’язок між протеїнурією, глікозурією та станом виснаження.
Детальний клінічний опис хворих на важку протеїнурію з утворенням набряків надав Теодор Цвінґер ІІІ з Базеля на початку XVIII сторіччя, втім він не проводив хімічних досліджень сечі і не встановив зв’язків між станом нирок та хворобою. Це зробив Доменіко Котужно (Cotugno) з Неаполя майже за 50 років по тому. Він перший описав альбумінурію в сечі при нефротичному синдромі. Лікар Котужно виконував тест з оцтовою кислотою та нагріванням для виявлення альбуміну в сечі, із метою встановити ефективність лікування сечогінними засобами. Також він застосовував цей тест для пошуку білку у рідині набряків (транссудаті) та у плазмі крові.
Нарешті, на початку ХІХ століття зв'язок між протеїнурією, захворюванням нирок та клінічними ознаками нефротичного синдрому став загальновизнаним. Джон Блэкал (John Blackall) першим систематично вивчив альбумінурію. Він використовував роботи Котужно і встановив, що звичайна сеча не повинна містити білок. Блэкал також першим помітив ліпемічний характер сироватки крові у пацієнтів із сильним набряком. Джон Босток (1773-1846) перший пов'язав протеїнурією зі зменшенням кількості білка в крові. Босток, хімік і лікар з Ліверпуля, кількісно оцінював білок в сечу і сироватці крові методами, які спиралися на зміни питомої ваги, і зазначив, що чим більша кількість білку в сечі, тим нижче його рівень крові.
Сучасний погляд на протеїнурію вперше наведено в роботі паризького лікаря Сабатьє (Sabatier), опублікованою у 1834 році. Ним запропонований наступний механізм утворення набряків: “...оскільки сироватка крові збіднюється альбуміном, вона стає більш рухливою і легше проходить крізь стінки артеріальних капілярів”.
Механізм потрапляння білку в сечу
Фільтрація плазми крові із утворенням сечі відбувається в структурах нирки, які називаються нефроном. В нефроні міститься судинний клубочок або гломерула, яка являє собою звивисті капіляри, поверхня яких має численні мікроскопічні отвори, т.з. фенестри, через які й відбувається процес фільтрації плазми крові, тобто перший етап утворення сечі. Діаметр та структура цих отворів така, що вони пропускають лише воду та деякі сполуки, які мають виводитись з організму для запобігання самоотруєнню.
Далі знаходиться тришарова базальна мембрана, яку можна уявити як сітку з тонких клітинних ниток (мікрофібрил), яка занурена в протеоглікановий матрикс ‒ напіврідку речовину, яка складається з мукополісахаридів, що приєднані до білкових молекул. Ця базальна мембрана разом із судинним клубочком та великими епітеліальними клітинами ‒ подоцитами, формують комплексний фільтраційний бар'єр, через який фільтрується кров і утворюється первинна сеча. У нормі він не пропускає клітин крові та більшу частину білків з великою молекулярною масою.
Білки з молекулярною масою менше 20000 дальтон легко проходять через стінку клубочкового капіляру. Проте, слід зауважити, що подальший шлях первинної сечі проходить через проксимальну трубочку (довгий звивистий каналець), де вони частково повертаються у кровообіг (процес, який називають реабсорбцією). Саме в канальці повністю поглинається і повертається у кров глюкоза, вода, хлорид натрію, амінокислоти та вітаміни.
Види протеїнурії та хвороби, при яких збільшується кількість білку у сечі
Залежно від походження розрізняють п’ять типів протеїнурії ‒ клубочкова (гломерулярна), тубулярна (канальцева), протеїнурія перевантаження (overflow), постуральна (ортостатична) та змішана протеїнурія. З них лише постуральна протеїнурія може спостерігатись у здорової людини, решта типів пов'язані із хворобами.
Як вже зазначалось, протеїнурія ‒ збільшення загальної кількості білків у сечі понад норму. В залежності від того, наскільки багато білку виділяється із сечею, можна припустити певні типи протеїнурії:
Рівні білку у сечі при різних типах протеїнурії (при нормі до 0,15 г/добу)
| Кількість білку в сечі за добу | Тип протеїнурії |
|---|---|
| 0,15-2,0 г | Легка гломерулопатія, тубулярна протеїнурія, протеїнурія перевантаження |
| 2,0-4,0 г | Зазвичай гломерулярна протеїнурія |
| Більше 4,0 г | Завжди гломерулярна протеїнурія |
Найпоширенішою причиною патологічної протеїнурії є захворювання нирок, які вражають судинний клубочок або гломерулу. Тому такий вид протеїнурії одержав назву гломерулярної. Уражені клубочки змінюють свою проникність для білків великої маси, що призводить до втрати із сечею альбуміну та імуноглобулінів. Гломерулярна протеїнурія може призвести до великих втрат білка; його екскреція з сечею у кількостях більших за 2 г на добу вказує саме на цю форму хвороби.
Причиною виникнення гломерулярної протеїнурії є гломерулонефрит. Насправді, гломерулонефрит ‒ це назва, яка об'єднує різні хвороби, що уражають судинний клубочок нирки. Причиною гломерулонефриту можуть бути інфекції, викликані мікробами (переважно стрептококами) або вірусами. Значне розповсюдження має гломерулонефрит у хворих на цукровий діабет (діабетична нефропатія) та у гіпертоніків. Крім того існує гломерулонефрит автоімунного походження.
Тубулярна протеїнурія виникає внаслідок хвороб, які заважають процесу реабсорбції (повернення у кровообіг) компонентів первинної сечі, який відбувається в проксимальних канальцях (тубулах). Цей вид протеїнурії характеризується помірними втратами білку із сечею, переважно не більше 2 г/добу, оскільки більша частина білкових молекул фільтрується до потрапляння у канальці ‒ в гломерулі (судинному клубочку).
До розповсюджених причин тубулярної протеїнурії належить гіпертонічна нефропатія, спричинена порушенням кровопостачання нирок та різними ураженнями тканин нирки. Крім того, широко вживані препарати групи нестероїдних протизапальних засобів (НПЗЗ) також здатні спричинити цей розлад.
Причиною протеїнурії перевантаження є синтез організмом значних кількостей низькомолекулярних білків. Їхня концентрація зростає до такого рівня, що канальці не здатні ефективно повертати їх у кровообіг (здійснювати реабсорбцію) і вони надходять у сечу. Найчастіше до появи протеїнурії перевантаження призводить перевиробництво імуноглобулінів, яке виникає при множинній мієломі (ракове захворювання, яке проявляється неконтрольованим діленням плазматичних клітин кісткового мозку).
Змішаний тип протеїнурії виникає при гломерулонефриті. Його причиною є надходження значних кількостей альбуміну (внаслідок ураження гломерули) в канальці, де він зменшує реабсорбцію низькомолекулярних білків, що характерно для тубулярної протеїнурії. Таким чином, у випадку змішаного типу протеїнурії наявні ознаки одночасно гломерулярної та тубулярної патології.
Постуральна (ортостатична) протеїнурія спостерігається у здорових осіб. Під ортостатичною протеїнурією мається на увазі збільшення надходження білку в сечу при зміні положення тіла, яке спостерігають переважно в підлітковому віці. Є відомості, що ортостатична протеїнурія супроводжується змінами у тканинах нирок, отже її доброякісність та нешкідливість можливо буде заперечена у результаті подальших досліджень.
Крім умовно доброякісної ортостатичної протеїнурії діагностується т.з. функціональна протеїнурія, яка не пов’язана із змінами в тканинах нирок. Серед її причин: емоційний стрес, лихоманка, значне фізичне навантаження, переохолодження та серцева недостатність. Після усунення первинної причини, наприклад припинення лихоманки, рівень білку у сечі повертається в норму.
Способи визначення кількості білку у сечі
Для напівкількісного швидкого визначення кількості білку у сечі у більшості ситуацій використовуються тестові стрічки. При відсутності білку колір тестової панелі є жовтим. Білки, наявні у сечі, реагують з системою буфер-барвник і змінюють колір панелі у різні відтінки зеленого. Результати оцінюються як негативні (білку менше ніж 100 мг/л), сліди (100-200 мг/л), 1+ (300 мг/л), 2+ (1000 мг/л), 3+ (3000 мг/л) або 4+ (10000 мг/л). Цей спосіб переважно виявляє альбумін; він менш чутливий до глобулінів.
Перевагою використання стрічки є простота та доступність, недоліком ‒ невелика точність. Причиною помилкових позитивних результатів визначення білку в сечі із застосуванням тестової стрічки:
- лужна реакція сечі (рН більш ніж 7,5);
- занадто тривале перебування стрічки у сечі;
- вимірювання в концентрованій сечі;
- велика кількість еритроцитів у сечі (гематурія);
- наявність гною, сперми чи вагінальних виділень у сечі;
- присутність в сечі пеніциліну або сульфаніламідів.
Причиною помилкових негативних результатів є:
- вимірювання в розведеній сечі;
- у випадку наявності в сечі низькомолекулярних білків (не альбуміну).
Решта методів виконуються в умовах лабораторії. Коротка довідка про розповсюдженні лабораторні способи визначення вмісту загального білку:
Тест з використанням сульфосаліцилової кислоти дозволяє якісно та надійно контролювати рівень протеїнурії. Перевагою цього тесту є його чутливість до широкого спектру білків, у тому числі й низькомолекулярних. Цей метод вимагає лише декількох мілілітрів свіжої сечі. Після реакції із сульфосаліциловою кислотою утворюється мутність, рівень якої вимірюють апаратно. Помилкові результати спричинюються вживанням пацієнтом пеніциліну, сульфаніламідів та рентгенографічних барвників. Помилково-негативний результат виникає з лужною сечею або розбавленим зразком.
Серед методів, які використовуються в автоматизованих аналізаторах, зустрічаються колориметричні, турбідиметричні, електрофоретичні та імунологічні. Всі вони мають свої недоліки та переваги. З колориметрічних методів біуретовий (Biuret) має низьку чутливість, метод Coomassie Brilliant Blue (кумассі брильянтовий синій) має замалий лінійний діапазон. Активно застосовують колориметрію із використанням барвника пірогалолового червоного який разом із молібдатами формує червоний комплекс. В присутності білку утворюється синьо-пурпуровий комплекс, поглинання якого прямо пропорційно концентрації білка у зразку.
Додаткові дослідження при збільшеному вмісті білку у сечі
Результати вимірювання рівня білку у сечі, одержані із використанням тестової стрічки або сульфосаліциловою кислотою, погано відзеркалюють реальну їхню кількість. Пацієнти із стійкою протеїнурією повинні проводити кількісний аналіз білку в сечі за допомогою добового зразку.
Збирання добового зразку проводиться так: перша ранішня порція зливається в унітаз, а всі наступні, разом із ранішньою сечею наступного дня збираються у ємність відповідного об’єму (не менше 2 літрів). Після доливання останньої порції сечі (ранком наступного для після початку збирання) вся зібрана сеча ретельно перемішується, її об’єм записується, відливається до 50 мл і направляється в лабораторію на дослідження, разом із інформацією про її загальну кількість.
Для контролю якості збирання в зразку сечі слід виміряти рівень креатиніну. Справа у тому, що креатинін виділяється пропорційно м'язової масі, і його кількість, яка виводиться із сечею залишається відносно постійною. Молодь та чоловіки середнього віку виділяють від 16 до 26 мг креатиніну на кілограм ваги в день, а жінки втрачають від 12 до 24 мг/кг креатинину в добу. У пацієнтів із виснаженням та літніх осіб екскреція (виділення) креатиніну може бути меншим.
Альтернативою збиранню добового зразку сечі є визначення співвідношення білку у сечі до креатиніну у сечі, яке встановлюється у звичайному зразку. Дослідами доведена ефективність такого визначення і його відповідність аналізу добової сечі при деяких захворюваннях, включаючи цукровий діабет, прееклампсію та ревматичні захворювання. Нові експерименти свідчать, що співвідношення білку до креатиніну у сечі є більш точним показником протеїнурії, ніж аналіз добового зразку. Це співвідношення приблизно таке саме, як й кількість грамів білку, що виділяється з сечею за добу. Наприклад, співвідношення менше 0,2 дорівнює 0,2 г білку на добу і вважається межею норми, а співвідношення 3,5 еквівалентно екскреції 3,5 г білка на 24 години і вважається важкою протеїнурією.
Після виявлення протеїнурії слід провести мікроскопічне дослідження осаду сечі. Разом вони можуть свідчити про різні розлади:
- Жирові краплини та тільця ‒ нефротичний синдром (вміст білку має становити більше 3,5 г в добовій порції сечі);
- Лейкоцити або зліпок лейкоцитів з бактеріями ‒ інфекції сечовивідних шляхів;
- Зліпок лейкоцитів без бактерій ‒ ураження інтерстиціальної тканини нирок;
- Незмінені еритроцити ‒ пошкодження сечовивідних шляхів у нижній частині;
- Змінені еритроцити ‒ ураження верхньої частини сечовивідних шляхів;
- Зліплені еритроцити ‒ ураження гломерул;
- Воскоподібні, епіталіальні та зернисті циліндри ‒ хронічні хвороби нирок;
- Еозинофіли ‒ гострий нефрит, викликаний інтоксикацією (наприклад медикаментом);
- Гіліанові циліндри ‒ хвороби нирок відсутні, пацієнт зневоднений.
Мікроскопічна гематурія не призводить до збільшення рівня білку в сечі, на відміну від макроскопічної. Крім того, наявність змінених еритроцитів може свідчити про клітинний інсульт та, відповідно, захворювання клубочків (гломерул).
Розшифрувати значення білку в комплексі із іншими показниками, що входять у загальний клінічний аналіз сечі можна за допомогою програми автоматичного розшифрування.