РАСШИФРОВКА КЛИНИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ АНАЛИЗОВ
Хиггинс К.
Расшифровка клинических лабораторных анализов / К. Хиггинс; пер. с англ.; под ред. проф. В. Л. Эмануэля. — 3-е изд., испр. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — 376 с. ил
Глава 5.
Мочевина, креатинин, клиренс креатинина
Измерение концентрации мочевины и креатинина в сыворотке или плазме крови включено в большинство обычно выполняемых биохимических анализов. Оба теста используются для оценки функции почек. Клиренс креатинина не входит в перечень рутинных анализов, но он также оценивает функцию почек. Для определения клиренса креатинина измеряют его концентрацию в суточной порции мочи и концентрацию в плазме крови.
НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Что такое мочевина и креатинин?
В ходе нормального клеточного метаболизма и аминокислот образуется аммиак (NH3). Этот токсический побочный продукт метаболизма транспортируется кровью в печень, где обезвреживается, превращаясь в мочевину в ферментативном процессе, называемом циклом мочевины (рис. 5.1).
Мочевина как таковая не несет метаболической функции. Как вторичный метаболит она должна элиминироваться из организма. Синтезируясь в печени, она переносится с кровью в почки, откуда выводится с мочой.
Креатинин играет подобную роль. Как и мочевина, он является побочным продуктом обмена веществ. Синтезируется он в основном в мышцах — высвобождается из сокращающихся миоцитов и транспортируется в почки, откуда экскретируется вместе с мочевиной в составе мочи. Если способность почек выводить мочевину и креатинин нарушается, они начинают накапливаться в крови — сывороточные концентрации обоих метаболитов возрастают.
Рис. 5.1. Образование и дальнейшая судьба мочевины
Транспорт мочевины в почках: что такое скорость клубочковой фильтрации?
Почки являются сложным и совершенным фильтром для крови, который освобождает организм от нежелательных метаболических продуктов (в том числе креатинина и мочевины) вместе с излишками других веществ. Моча — продукт почечной фильтрации — представляет собой водный раствор этих нежелательных продуктов. Благодаря своей способности изменять объем и состав мочи, почки играют большую роль в поддержании постоянства плазмы крови и интерстициальной жидкости, окружающей клетки организма. Такое постоянство внутренней среды является необходимым условием для нормального функционирования клеток. От этого зависит жизнь.
Рис. 5.2. Нефрон — функциональная единица почки
Функциональная единица почки — нефрон (рис. 5.2), который состоит из клубочка и почечных канальцев.
В каждой почке содержится около 1 млн нефронов. Образование мочи начинается в клубочках, через которые кровь проходит со скоростью 1,25 л/мин. Гидродинамическое давление фильтрации внутри капиллярной сети позволяет воде и другим веществам с низкой или средней массой молекул (включая мочевину и креатинин) проходит из крови в боуменову капсулу. Образующийся т. н. клубочковый фильтрат представляет собой по сути дела плазму, освобожденную от белков (белки и клетки крови слишком велики для того, чтобы пройти через почечный фильтр).
Скорость, с которой образуется этот фильтрат, называется скоростью клубочковой фильтрации (СКФ). У здорового человека она составляет в среднем 125 мл/мин (180 л в день). Если бы не существовало способов реабсорбции продуктов из клубочкового фильтрата, то за несколько часов организм потерял бы весь объем крови. На самом же деле состав и объем клубочкового фильтрата значительно видоизменяется при прохождении через канальцевый аппарат. Около 99% профильтрованных клубочками воды и эссенциальных компонентов крови (например, электролитов, аминокислот, глюкозы и т. п.) реабсорбируются обратно в кровь. Почки способны также секретировать некоторые вещества из крови в канальцы в ходе конечного этапа регуляции состава мочи. Точное количество реабсорбируемой воды и нутриентов зависит от метаболических требований организма в данный момент времени, но моча — конечный продукт фильтрации, канальцевой реабсорбции и секреции — образуется со скоростью примерно 1 мл/мин, т. е. 1,5 л в день.
Регуляция уровня мочевины и креатинина в почках
И мочевина, и креатинин фильтруются из крови в почечных клубочках. Так как оба этих продукта являются побочными метаболитами, нет необходимости в их реабсорбции (однако в очень незначительных количествах метаболиты реабсорбируется). Для мочевины этот процесс активизируется, если ее концентрация в фильтрате слишком высока. Креатинин же и в норме в небольших количествах может секретироваться из крови в канальцы. Принимая во внимание незначительность этих эффектов, можно сказать, что количества мочевины и креатинина, экскретируемые с мочой, зависят в основном от СКФ: когда она снижается, уменьшается и экскреция мочевины и креатинина, а значит, повышаются их уровни в крови.
Клиренс креатинина — чувствительный способ измерения скорости клубочковой фильтрации
Хотя концентрация мочевины и креатинина в плазме отражает СКФ и влияет на нее, это не позволяет прямо измерить СКФ. Уровни этих метаболитов в крови не увеличиваются существенно до тех пор, пока почки не теряют свою функцию примерно на 50%, поэтому являются плохими индикаторами незначительных нарушений на ранних стадиях почечных заболеваний. Хотя определение клиренса креатинина имеет некоторые недостатки, это достаточно адекватный для повседневной клинической практики и вполне доступный метод прямого измерения СКФ и, следовательно, более чувствительный и специфичный способ определения почечной недостаточности на ранних стадиях, чем оценка содержания мочевины и креатинина в крови. Фактически клиренс креатинина — это объем плазмы крови, который очищается от креатинина за 1 мин при прохождении через почки. Чем выше клиренс, тем эффективнее работают почки по очищению крови от креатинина и выведению его с мочой.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МОЧЕВИНЫ И КРЕАТИНИНА В СЫВОРОТКЕ/ПЛАЗМЕ КРОВИ Подготовка пациента. Специальной подготовки не требуется. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛИРЕНСА КРЕАТИНИНА Для определения клиренса креатинина необходимо измерить его концентрацию в крови и в аликвоте, забранной из хорошо перемешанной суточной порции мочи. Нужно также измерить общий объем суточной мочи. Исходя из результатов этих измерений, клиренс креатинина рассчитывают по формуле: С = (Км х V) / KKp, где С — клиренс креатинина; Если суточная моча для анализа собрана не полностью, расчет может оказаться неверным. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОБАМ КРОВИ И МОЧИ:
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НОРМЫ: КРИТИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ: |
Старение ассоциируется со снижением почечной функции, так что уровень мочевины в крови с возрастом увеличивается. Тенденция к росту концентрации креатинина вследствие возрастного снижения функциональной активности почек уравновешивается снижением его продукции благодаря уменьшению по мере старения мышечной массы. Клиренс креатинина с увеличением возраста значительно снижается.
Концентрация мочевины в крови — это отражение баланса между скоростью ее синтеза в печени и скоростью ее выведения почками. Концентрация креатинина в крови отражает равновесие между скоростью его продукции сокращающимися мышечными клетками и скоростью почечной экскреции. Если синтез/продукция увеличивается и/или экскреция уменьшается, концентрация в плазме растет. Если же синтез/продукция снижается и/или экскреция увеличивается, концентрация в плазме падает.
Таблица 5.1. Протокол сбора суточной мочи
Иногда для постановки диагноза и мониторинга необходимо измерять скорость экскреции с мочой тех или иных субстанций, присутствующих в ней в норме. Для этого требуется собрать мочу за определенный промежуток времени (обычно за 24 ч).
Обоснованность результатов, полученных при анализе суточной мочи, во многом зависит от аккуратности сбора образца. Должна быть собрана вся моча, выделенная больным за 24 ч.
- Получите из лаборатории специальный контейнер для сбора суточной мочи. Для выполнения некоторых анализов требуется контейнер с консервантом. Он может обладать разъедающими свойствами (например, соляная кислота), поэтому нужно соблюдать меры предосторожности.
- Наклейте на контейнер этикетку с данными пациента и временем начала сбора мочи.
- Объясните пациенту, что он должен собрать всю мочу, выделенную им за 24 ч.
- В любое удобное время (обычно это 9 часов утра) мочевой пузырь полностью опорожняют и выливают эту порцию мочи.
- Вся моча, выделенная после этого времени, должны быть собрана в контейнер.
- В 9 часов утра следующего дня мочевой пузырь снова полностью опорожняют. Эту последнюю порцию мочи добавляют в контейнер.
- Собранная моча, предназначенная для анализа, должна быть отправлена в лабораторию как можно скорее.
Внимание! Иногда объем суточной мочи превышает вместимость двухлитрового контейнера. Если это произошло, то необходимо получить второй контейнер для завершения сбора всей выделенной мочи.
Если по ошибке хотя бы одна из порций мочи не была собрана в контейнер — вся моча собранная до этого момента должна быть вылита и сбор продолжают в новый контейнер, полученный из лаборатории.
Все время сбора мочи контейнер должен храниться в холодильнике.
Причины снижения концентрации мочевины в сыворотке/плазме крови
- Беременность обычно приводит к увеличению СКФ и, следовательно, к повышению скорости экскреции мочевины. Беременные женщины, как правило, имеют более низкий уровень мочевины в крови, чем небеременные.
- Диета с низким содержанием белков. Синтез мочевины зависит от состояния белкового и аминокислотного обмена, кото рый в свою очередь определяется поступлением пищевых белков. Поэтому в условиях соблюдения диеты с очень низким содержанием белков мочевины синтезируется существенно меньше, чем при нормальном питании.
- Болезни печени. Синтез мочевины происходит в печени. Хотя эта функция практически не нарушается при заболеваниях печени легких степеней, для больных с печеночной не достаточностью характерны снижение синтеза мочевины и накопление токсичного аммиака.
Причины снижения концентрации креатинина в сыворотке/плазме крови
- Беременность ассоциируется с увеличением экскреции креатинина.
- Креатинин синтезируется в сокращающихся мышцах. Любое заболевание, сопровождаемое существенным снижением мышечной массы (например, мышечные дистрофии), может приводить к патологическому снижению уровня креатинина в плазме.
Причины повышения концентрации мочевины и креатинина в сыворотке/плазме крови
Почечные причины
Уровни мочевины и креатинина в крови возрастают, если СКФ, отражающая функциональное состояние почек, значительно снижается. Почечные клубочки аналогичны некоторым другим фильтрационным системам, в которых скорость зависит от трех факторов:
- скорости, с которой жидкость (в данном случае — кровь) поступает для фильтрации;
- проходимости фильтра («блокирование» фильтра ведет к снижению скорости фильтрации);
- противодействующего давления с другой стороны фильтра, уменьшающего скорость фильтрации.
Распространяя эти закономерности на многообразие случаев почечной недостаточности, можно предложить простую классификацию заболеваний почек: преренальные (уменьшение потока крови к почкам), ренальные (повреждение собственно почечного фильтра) и постренальные (затруднение оттока мочи). В табл. 5.2 представлены данные, подчеркивающие, что низкая СКФ и, соответственно, повышенные уровни мочевины и креатинина в крови являются характерным признаком всех вариантов почечной дисфункции. С помощью этих тестов нельзя поставить точный диагноз почечному больному. Однако они являются хорошими маркерами прогрессирования заболевания почек, потому что при снижении СКФ (почечной функции) сывороточные концентрации мочевины и креатинина растут.
Необходимо помнить, что нормальные концентрации мочевины и креатинина не исключают ранней стадии почечного заболевания; рост этих показателей наблюдается только при существенном ограничении функции почек. Это положение проиллюстрировано на рис. 5.3: концентрации мочевины и креатинина в плазме не выходят за пределы нормы до тех пор, пока СКФ не опускается до 40 мл/мин, т. е. примерно на 50% от нормального значения.
Хотя значительное увеличение уровня мочевины (> 10,0 ммоль/л) всегда свидетельствует о поражении почек, более умеренное повышение этого показателя (от 6,5 до 10,0 ммоль/л) может быть проявлением другой патологии. В этих случаях уровень креатинина остается нормальным. Такое пограничное повышение концентрации мочевина при нормальном содержании креатинина в плазме, вероятно, является следствием вне-почечной патологии. Если же умеренно повышаются оба показателя, то это проявление дисфункции почек.
Внепочечные причины повышения уровня мочевины
- Слишком богатая белками диета является причиной активации синтеза мочевины.
- Длительное голодание сопровождается усилением катаболизма белков, так как организма начинает использовать их как источник энергии, необходимой для выживания. Возросший распад белков приводит к повышению синтеза мочевины.
- Желудочно-кишечные кровотечения из язв, опухолей и т. п. ассоциируется с увеличением всасывания белков (кровь в кишечнике — это высокобелковая «пища») и, следовательно, вызывает активацию синтеза мочевины.
- При дегидратации количество реабсорбированной из почечных канальцев в кровь мочевины (после этапа клубочковой фильтрации) увеличивается.
Таблица 5.2. Низкая СКФ и повышенное содержание мочевины и креатинина в сыворотке крови присущи всем разновидностям почечной дисфункции
ПРЕРЕНАЛЬНАЯ (РЕНАЛЬНАЯ) ПАТОЛОГИЯ |
Низкая СКФ вследствие уменьшения тока крови через почечные клубочки
Структура почек нормальна, но нарушена их функция
Основные причины
- Любые воздействия, которые снижают объем крови, проходящий через почки (гиповолемический шок)
- Обширные кровотечения (травма, большие хирургические вмешательства)
- Значительные потери соли и воды (тяжелая диарея и рвота, обширные ожоги)
- Септический шок (осложнение сепсиса)
- Кардиогенный шок (снижение сердечного выброса вследствие инфаркта миокарда, сердечной недостаточности)
РЕНАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ |
Низкая СКФ вследствие «блокирования» (повреждения) клубочкового фильтра.
Структура почек нарушена, и, следовательно, нарушена их функция
Основные причины
- Паренхиматозные заболевания почек (гломерулонефрит, пиелонефрит, амилоидоз и др.)
- Диабетическая нефропатия(осложнение длительного течения диабета)
- Поликистоз почек
- Подагра
- Токсическое повреждение (лекарства, тяжелые металлы)
ПОСТРЕНАЛЬНАЯ, РЕНАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ |
Низкая СКФ вследствие блокирования дистальной стороны клубочков противодействующим фильтрации давлением
Основные причины
- Любая патология, приводящая к затруднению оттока мочи: камни в почках или мочеточниках, опухоли (рак мочевого пузыря, предстательной железы)
Рис. 5.3. Взаимоотношения между СКФ и концентрациями мочевины и креатинина в плазме крови
Внимание! Концентрации мочевины и креатинина в плазме крови остаются нормальными до тех пор, пока СКФ не снижается более чем на 50%.
Причины снижения клиренса креатинина
Так как определение клиренса креатинина является прямым измерением СКФ, его значение снижается при уменьшении СКФ. Снижение клиренса креатинина свидетельствует о повреждении почек. По уровню клиренса креатинина можно судить о тяжести их поражения, но не о диагнозе, так как СКФ уменьшается при заболеваниях почек разной этиологии. Труднее интерпретировать показатель клиренса креатинина у пожилых больных, так как он, как правило, уменьшается с возрастом. Так, клиренс креатинина может уменьшаться у пожилого человека почти на 30% при отсутствии патологии почек. Этот показатель — более чувствительный индикатор ранних стадий почечной патологии, чем уровни мочевины и креатинина в плазме крови. На точность определения клиренса креатинина большое влияние оказывает правильность сбора суточной мочи для анализа.
ПОСЛЕДСТВИЯ ПОВЫШЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МОЧЕВИНЫ И КРЕАТИНИНА В ПЛАЗМЕ КРОВИ
Хотя известно, что почечная недостаточность, какова бы ни была ее причина, ассоциируется с повышением содержания мочевины и креатинина в крови и по их значениям можно судить о тяжести состояния больного, нет доказательств того, что симптомы почечного заболевания являются прямым следствием такого повышения. Однако лица, у которых увеличены концентрации мочевины и креатинина, могут иметь клинические признаки и симптомы поражения почек:
- болевой синдром (внизу спины);
- нарушение нормального оттока мочи (1000-2000 мл в день):
анурия — моча не выводится;
олигурия — выведение < 500 мл мочи в день;
полиурия — выведение > 2000 мл мочи в день; - повышенное артериальное давление;
- накопление жидкости в тканях (отеки);
- наличие крови и/или белка в моче (гематурия/протеинурия) и иные изменения, обнаруживаемые при проведении общего анализа мочи.
Уремический синдром
Уремический синдром — это совокупность симптомов, которые являются следствием значительного снижения СКФ (менее 30%, т. е. клиренс креатинина менее 30 мл/мин). Такая степень почечной дисфункции всегда сопровождается увеличением концентрации мочевины и креатинина в крови. Ранее считали, что эти симптомы появляются благодаря токсическому действию мочевины (отсюда название синдрома), но в дальнейшем стало ясно, что это не так. Симптомы нарастают, когда увеличивается уровень мочевины/креатинина и снижается клиренс креатинина. Они включают:
- нарастающую усталость, ухудшение мышления, спутанность сознания, судороги и иногда кому;
- потерю аппетита, тошноту, рвоту и диарею;
- одышку;
- анемию.
Если уровень мочевины превышает 35,0 ммоль/л, уровень креатинина более 1200 мкмоль/л, а клиренс креатинина менее 10 мл/мин, рассматривают возможность почечного диализа или трансплантации почки. Прогрессирование хронической почечной недостаточности до такого состояния может продолжаться многие годы. Напротив, острая почечная недостаточность характеризуется стремительным снижением функции почек в течение нескольких часов или дней.
История болезни 4
Джей Редбридж, 48-летняя домохозяйка, доставлена в состоянии шока машиной скорой помощи в местное отделение неотложной помощи из магазина, где она делала покупки. Она сообщила, что в последнее время чувствовала себя очень утомленной, и связывает это с обнаружением у себя черного стула — признака (называемого меленой) желудочно-кишечного кровотечения. При обследовании были выявлены анемия и гипотония. Предварительно поставлен диагноз желудочно-кишечного кровотечения неизвестной этиологии. Больной сделан клинический анализ крови и определен уровень мочевины и электролитов в крови. Были получены следующие результаты:
натрий — 139 ммоль/л;
калий — 4,1 ммоль/л;
бикарбонат — 24 ммоль/л;
мочевина — 9,2 ммоль/л;
креатинин — 78 мкмоль/л.
- Нормальны ли полученные значения концентраций мочевины и креатинина?
- Свидетельствуют ли эти значения о наличии заболевания почек?
- Подтверждают ли результаты лабораторных анализов предварительный диагноз?
- При каких состояниях еще могут наблюдаться подобные уровни мочевины и креатинина в крови?
- Можно ли ожидать, что у миссис Редбридж нормальное значение клиренса креатинина?
Обсуждение истории болезни
Концентрация мочевины в крови миссис Редбридж повышена, но уровень креатинина находится в нормальных пределах.- Концентрация мочевины, равная 9,2 ммоль/л, может свидетельствовать о снижении почечной функции. Утомляемость и анемия также могут быть проявлениями заболевания почек. Однако уровень креатинина в крови нормальный, что свидетельствует скорее всего о внепочечной причине возрастания содержания мочевины.
- Да. Кишечное кровотечение приводит к значительному повышению всасывания белков, так как кровь переваривается кишечными ферментами. Таким образом, усиленная утилизация белков активизирует продукцию мочевины. Если скорость синтеза мочевины превосходит скорость ее выведения, уровень мочевины в крови повышается. Креатинин продуцируют сокращающиеся миоциты, поэтому его уровень в крови не зависит от увеличения катаболизма белков. Комбинация повышенного уровня мочевины и нормального уровня креатинина говорит в пользу предварительного диагноза.
- Хотя повышенный уровень мочевины в крови почти всегда свидетельствует о заболевании почек, существует несколько внепочечных причин такого повышения, включая желудочно-кишечное кровотечение с пограничным увеличением содержания мочевины. Подобные результаты анализа (как у миссис Редбридж) могут наблюдаться при длительном голодании, дегидратации и очень высоком содержании белков в пище.
- Если в соответствии с результатами лабораторных исследований почки миссис Редбридж действительно работают нормально, то и клиренс креатинина у нее должен быть нормальным.
Дополнительная литература
de Wardene H.L. (1985) The Kidney: an Outline of Normal and Abnormal Function. Churchill Livingstone, Edinburgh.
Ravel R. (1995) Renal function tests, In: Clinical Laboratory Medicine, 6th edn. Mosby, Missouri.
Valtin H. (1979) Clinical assessment of renal function, In: Renal Dysfunction: Mechanisms Involved in fluid and Solute Imbalance. Little, Brown & Co, Boston.
Эмануэль В. Л. Лабораторная диагностика заболеваний почек. — СПб: Изд-во СПбГМУ, 2003. — 277с.
(продолжение скоро)
