Hoá sinh thận và nước tiểu

2.1 Quá trình siêu lọc ở cầu thận

Siêu lọc là giai đoạn đầu của quá trình tạo thành nước tiểu. Hàng ngày có tới 180 lít nước tiểu đầu được hình thành. Huyết thanh qua thể malpighi và lọc qua bao Bowman. Dịch lọc này thành phần và tỷ lệ các chất gần giống như huyết thanh trừ protein.

2.2 Sự tái hấp thu ở ống thận

Sau khi được tạo thành nhờ quá trình siêu lọc ở cầu thận, nước tiểu đầu đi qua hệ thống ống thận. Các chất được tái hấp thu ở ống thận với mức độ rất khác nhau:

– Chất được tái hấp thu hoàn toàn: glucose.

– Chất được tái hấp thu hầu hết: nước được tái hấp thu 99%

– Chất được tái hấp thu phần lớn: Na, Cl, ure…

– Chất được tái hấp thu một phần: acid uric, crêatinin…

– Protein: nhờ quá trình tái hấp thu ở ống thận mà hầu hết các protein lọc qua cầu thận đều được tái hấp thu. Do vậy nước tiểu ở người khoẻ mạnh lượng protein rất thấp, các xét nghiệm thông thường không phát hiện được và coi như không có protein.

Trong quá trình bài tiết nước tiểu, nước được tái hấp thu hầu hết nên các chất cặn bã được thận cô đặc, do vậy nồng độ các chất này trong nước tiểu rất cao, có thể gấp hàng trăm lần so với nồng độ của chúng ở trong huyết thanh.

Ví dụ: Nồng độ urê máu: 0,3 g/l

Nồng độ urê niệu: 20g/l

3. Chức phận chuyển hoá

Chuyển hoá các chất xảy ra trong thận rất mạnh, chủ yếu nhằm cung cấp năng lượng cho thận hoạt động

Chuyển hoá glucid chiếm ưu thế trong thận, chủ yếu là thoái hoá glucid theo con đường đường phân.

Đối với chuyển hoá lipid, các lecithin được khử phosphat nhờ glycerophosphatase, các chất cetonic được thoái hoá hoàn toàn.

Với chuyển hoá protid, trong thận có nhiều hệ thống enzym khử amin, tạo ra các acid cetonic, giải phóng NH[sub]3[/sub] dưới dạng ion NH[sub]4[/sub] ở thận. Cũng như ở gan, thận có quá trình khử nước của creatin để tạo thành creatinin và ngưng tự acid benzoic vơi glycin để tạo thành acid hyppuric.

4. vai trò của thận trong thăng bằng acid – base

Thận điều hoà thăng bằng acid – base bằng cách bài tiết ion H[sup]+[/sup] và giữ lại ion Na[sup]+[/sup].

Thận đào thải các acid không bay hơi như acid lactic, thể cetonic, acid sulfuric sản phẩm của chuyển hoá protid, acid phosphoric sản phẩm của chuyển hoá các phospholipid bằng cách kết hợp các acid này với các cation mà chủ yếu là Na[sup]+[/sup]. Các cation này sẽ tái hấp thu ở tế bào ống thận thế chỗ cho ion hydro đào thải ra ngoài.

Có ba cơ chế chính của thận để điều hoà thăng bằng acid – base nhằm duy trì lượng bicarbonat có ở khu vực ngoài tế bào.

– Thận tái hấp thu bicarbonat: gần 90% bicarbonat được tái hấp thu ở ống lượn gần. Trong tế bào ống thận CO[sub]2[/sub] và H[sub]2[/sub]O được tạo thành trong các quá trình chuyển hoá, dưới tác dụng của carbonic anhydrase chuyển thành H[sub]2[/sub]CO[sub]3[/sub]. Sau đó H[sub]2[/sub]CO[sub]3[/sub] phân ly thành H[sup]+[/sup] và HCO[sub]3[/sub][sup]-[/sup]. Ion H[sup]+ [/sup]được tiết ra khỏi tế bào ống thận, HCO[sub]3[/sub][sup]-[/sup] cùng với Na[sup]+[/sup] tái hấp thu trở lại máu.

– Thận tái tạo lại ion bicarbonat bằng cách đào thải ion H[sup]+[/sup]. ở ống lượn xa ion H[sup]+[/sup] cũng được đào thải thế chỗ cho Na[sup]+[/sup] đã được tái hấp thu cùng với HCO[sub]3[/sub][sup]-[/sup]. Các muối phosphat di natri trở thành muối phosphat mono natri, pH nước tiểu sẽ giảm.

– Thận bài tiết ion H[sup]+[/sup] dưới dạng muối amoni. ở tế bào ống thận amoniac được tạo ra chủ yếu do thuỷ phân glutamin dưới tác dụng của glutaminase. Amoniac khuếch tán thụ động ra nước tiểu cùng với H[sup]+[/sup] đào thải dưới dạng muối amon.

5. chức phận nội tiết

Thận điều hoà sự hằng định nội môi, thăng bằng nước, điện giải và huyết áp thông qua hệ thống Renin – Angiotensin – Aldosteron. Bộ phận bên cạnh cầu thận tổng hợp ra một protein enzym là renin. Renin được đổ vào tĩnh mạch thận. Trong máu renin tác dụng đặc hiệu lên một protein là angiotensin được tổng hợp từ gan. Angiotensin có tác dụng co mạch, tăng huyết áp và tăng bài tiết aldosteron của vỏ thượng thận. Aldosteron có tác dụng lên sự tái hấp thu và bài xuất Na[sup]+[/sup], K[sup]+[/sup] ở ống thận.

6. Nước tiểu

Nước tiểu là dịch bài xuất quan trọng nhất, trong đó chứa phần lớn các chất cặn bã của cơ thể. Những thay đổi về các chỉ số lý hoá và đặc biệt là thay đổi về thành phần hoá học của nước tiểu phản ánh những rối loạn chuyển hoá của cơ thể.

6.1 Tính chất lý hoá của nước tiểu

6.1.1 Số lượng:

Trong 24 h, lượng nước tiểu trung bình ở người lớn khoảng 1000 – 1400 ml, tương đương 18- 20 ml/Kg thân trọng. Tuy nhiên thể tích nước tiểu thay đổi theo điều kiện sinh lý và bệnh lý.

Thay đổi sinh lý:

– Tuỳ theo chế độ ăn uống: uống nước nhiều thì lượng nước tiểu đào thải nhiều.

– Tuỳ theo chế độ làm việc và thời tiết: ở điều kiện khí hậu ẩm, làm việc trong điều kiện nóng, ra nhiều mồ hôi thì lượng nước tiểu có thể ít. Mùa hè đi tiểu ít, mùa đông đi tiểu nhiều hơn.

Thay đổi bệnh lý:

– Lượng nước tiểu tăng: có thể trên 2500ml/24h, ví dụ trong bệnh tiểu đường, đái tháo nhạt, giai đoạn đái trở lại của bệnh nhân viêm ống thận cấp…

– Lượng nước tiểu giảm: có thể dưới 750 ml, ví dụ trong thiểu niệu, vô niệu do viêm cầu thận cấp, viêm ống thận cấp ngộ độc, mất máu, bỏng nặng, mất nước cấp tính do tiêu chảy, sốt cao…

6.1.2 Màu sắc của nước tiểu

Bình thường nước tiểu có màu từ vàng nhạt tới màu hổ phách tuỳ vào lượng nước tiểu bài tiết và đậm độ nước tiểu. Những sắc tố chính trong nước tiểu là urochrom, urobilin.

Trong một số trường hợp bệnh lý, có thể có một số chất làm cho màu sắc nước tiểu thay đổi như:

– Nước tiểu có màu nâu vàng khi có bilirubin.

– Nước tiểu có màu đỏ khi đái ra máu hoặc hemoglobin

– Nước tiểu đục như nước vo gạo khi có dưỡng chấp.

6.1.3 Độ trong suốt

Nước tiểu mới bài tiết thường trong suốt. Sau một thời gian ngắn để lắng nước tiểu sẽ có một đám mây vẩn đục lơ lửng ở giữa hay ở đáy đựng nước tiểu, đó là những tế bào nội mô đường tiết niệu và chất nhày urosomucoid. Ngoài ra, trong nước tiểu còn có thể có tủa lắng xuống đáy lọ, đó có khi là cặn acid uric, muối urat hoặc phosphat. Phân biệt hai loại muối này bằng cách đun nóng nước tiểu gần sôi, muối urat tan, nước tiểu trong trở lại, cặn phosphat không tan trong môi trường trung tính hoặc kiềm, chỉ tan trong môi trường acid nhẹ.

6.1.4 Mùi

Nước tiểu bình thường có mùi đặc biệt, nước tiểu để ra ngoài không khí có mùi khai do urê bị biến đổi thành amoniac.

Trong trường hợp bệnh lý: – Nước tiểu có mùi aceton: hôn mê do tiểu đường.

– Nước tiểu có mùi hôi: ung thư thận, bàng quang.

6.1.5 Sức căng bề mặt

Nước tiểu bình thường có sức căng bề mặt thấp hơn nước (64 – 69 dyn/cm[sup]2[/sup]), sức căng bề mặt của nước là 72. Trong trường hợp bệnh lý như viêm gan tắc mật, sức căng bề mặt của nước tiểu giảm do trong nước tiểu có muối mật.

6.1.6 Tỷ trọng

Ở người lớn bình thường, chế độ ăn hỗn hợp, đo ở điều kiện nhiệt độ 15[sup]0[/sup] C , tỷ trọng nước tiểu 24 giờ dao động từ 1,005 – 1,030 ( trung bình 1,018 ( 0,22).

Một số trường hợp bệnh lý làm thay đổi tỷ trọng nước tiểu:

– Tỷ trong cao: tiểu đường.

– Tỷ trọng thấp: đái tháo nhạt.

6.1.7 pH của nước tiểu

Nước tiểu bình thường hơi acid, pH khoảng 5 – 6 (trung bình 5,8). Đó là do trong nước tiểu có một số acid tự do (acid uric, acid phosphat, acid aceto acetic) và một số hợp chất acid dưới dạng muối amoni.

Thay đổi sinh lý:

– Tuỳ theo chế độ ăn: ăn nhiều rau, pH kiềm; ăn nhiều thịt, pH acid.

– Lao động mạnh về cơ bắp, hoạt động thể dục thể thao làm tăng độ acid nước tiểu.

Thay đổi bệnh lý:

– pH nước tiểu kiềm: trong trường hợp viêm bể thận, viêm bàng quang.

– pH nước tiểu acid: tiểu đường nặng thể cetonic niệu.

6.2 Thành phần hoá học của nước tiểu bình thường

6.2.1 Các chất vô cơ

Các ion được thải ra ở nước tiểu: Na[sup]+[/sup], Cl[sup]-[/sup], Ca[sup]+2[/sup], NH[sub]4[/sub][sup]+[/sup], Mg[sup]+2[/sup], PO[sub]4[/sub][sup]-3[/sup], SO[sub]4[/sub][sup]-2[/sup]…

Nói chung nồng độ của các chất vô cơ thay đổi nhiều trong nước tiểu, nên xét nghiệm các chất này trong nước tiểu ít có giá trị lâm sàng.

6.2.2 Các chất hữu cơ

– Urê:

là thành phần có nhiều nhất trong nước tiểu (20 – 30g/24h). Việc bài xuất urê do thận là yếu tố quan trọng nhất trong việc duy trì cân bằng đạm của cơ thể. Sự bài xuất urê phụ thuộc vào chế độ ăn, tỷ lệ thuận với chế độ ăn nhiều đạm. Định lượng urê trong máu và nước tiểu là xét nghiệm cơ bản để thăm dò chức năng thận.

Thay đổi bệnh lý:

+ Urê niệu tăng: do tăng thoái hoá protid (sốt cao), tiểu đường, cường tuyến thượng thận, nhiễm độc asenic và phospho.

+ Urê niệu giảm: viêm thận cấp, viêm thận do nhiễm độc chì, thuỷ ngân, bệnh lý gan.

– Creatinin: Sự bài xuất creatinin trung bình ở người trưởng thành: nam giới khoảng 20 – 25mg/kg thân trọng, nữ giới 15 – 20mg/Kg thân trọng.

Thay đổi bệnh lý:

+ Creatinin niệu tăng: trong bệnh cơ nguyên phát như viêm đa cơ, teo cơ có kèm thoái hoá cơ, cường cận giáp.

+ Creatinin niệu giảm: suy thận mạn.

– Acid uric:

Lượng acid uric bài xuất trong nước tiểu thay đổi tuỳ theo chế độ ăn, tăng ở chế độ ăn nhiều đạm. Trong trường hợp bệnh lý về thận, rối loạn chuyển hoá nucleoprotein ở tế bào như bệnh bạch cầu cũng là tăng acid uric trong nước tiểu.

– Acid amin: nước tiểu chứa tất cả các loại acid amin có trong protein, mỗi loại acid amin chiếm khoảng 20 – 30mg/24h.

– Ngoài ra, trong nước tiểu còn có các hormon, vitamin, enzym như enzym amylase, vitamin B[sub]1[/sub], PP, C; các hormon sinh dục nam, nữ, hormon vỏ thượng thận.

6.3. Các chất bất thường trong nước tiểu

Đó là những chất chỉ có lượng rất ít hoặc không có trong nước tiểu bình thường (không phát hiện được bằng các phương pháp thông thường)

6.3.1. Glucid

Nước tiểu bình thường bao giờ cũng có tính khử yếu do trong nước tiểu có một lượng nhỏ các ose như glucose, arabinose, galactose.

Ose thường xuất hiện nhiều trong nước tiểu là glucose, được gọi là glucose niệu. Glucose niệu gặp trong bệnh đái tháo đường tuỵ, do thiếu insulin nên glucose không thoái hoá được, nồng độ glucose trong máu tăng cao quá ngưỡng thận (ngưỡng của thận với glucose là 1,7g/l) nên bị đào thải ra nước tiểu. Cũng có trường hợp có glucose niệu nhưng nồng độ glucose máu không cao, đó là do khả năng tái hấp thu của ống thận giảm (đái tháo đường do ngưỡng thận giảm).

Trong một số trường hợp bệnh lý khác, nước tiểu xuất hiện một số ose khác như fructose, galactose do rối loạn enzym bẩm sinh.

6.3.2. Protein

Nước tiểu bình thường có một ít protein (50 – 150 mg/24 giờ), với xét nghiệm thông thường không phát hiện được, do vậy coi như nước tiểu bình thường không có protein.

Có nhiều cách phân loại protein niệu:

– Protein niệu thật và giả

+ Protein niệu thật: là protein niệu có nguồn gốc huyết tương, đó là protein niệu bệnh lý.

+ Protein niệu giả: là mucoprotein (chất nhày do đường tiết niệu bài tiết ra), không phải là bệnh lý.

– Phân loại theo thời gian xuất hiện

+ Protein niệu thường xuyên (liên tục): gặp trong các bệnh thận, nhiễm độc thai nghén, bệnh tim.

+ Protein niệu không thường xuyên (gián đoạn): thường do rối loạn chức năng như protein niệu tư thế đứng, protein niệu do gắng sức, lao động nặng, protein niệu vận mạch (do lạnh, do xúc động…).

– Theo cơ chế xuất hiện

+ Protein niệu có nguồn gốc cầu thận:

* Do tăng độ lọc hoặc tăng tính thấm của cầu thận, gặp trong bệnh viêm cầu thận, hội chứng thận hư.

* Do tăng sự khuếch tán: do tăng nồng độ protein huyết thanh và sự chậm của dòng máu cầu thận qua màng lọc, ví dụ: suy tim, phụ nữ có thai, xơ động mạch thận ác tính.

+ Protein niệu do ống thận: do tổn thương ống thận gây rối loạn tái hấp thu. Thường gặp trong các tổn thương ống thận cấp, do ngộ độc muối kim loại nặng Pb, Hg, As… và một số bệnh lý bẩm sinh như hội chứng Fanconi, bệnh Wilson.

+ Protein sau thận: là protein niệu do viêm hoặc tổn thương đoạn dưới đường tiết niệu (niệu quản, bàng quang).

6.3.3. Các chất cetonic:

Nước tiểu bình thường chứa khoảng vài mg acid acetic/lít và vài trăm mg acid beta hydroxybutyric. Các chất cetonic trong nước tiểu tăng do các rối loạn chuyển hoá glucid như bệnh đái tháo đường, đói lâu ngày, tăng chuyển hoá glucid, sau một số trường hợp dùng thuốc mê.

6.3.4. Sắc tố mật, muối mật

Các thành phần của mật như bilirubin liên hợp và muối mật lưu thông trong huyết tương và được đào thải qua thận trong một số trường hợp tổn thương gan và đường mật, nhất là trong vàng da do viêm gan và tắc mật. Bilirubin liên hợp trong nước tiểu được gọi là sắc tố mật. Trong một số trường hợp tổn thương gan, nước tiểu cũng có một lượng urobilinogen, chất này được tạo thành từ ruột do gan không có khả năng giữ lại.

6.3.5. Hồng cầu và hemoglobin

Nước tiểu có hồng cầu trong viêm thận cấp, lao thận, ung thư thận. Nước tiểu có hemoglobin trong các trường hợp sốt rét ác tính, tan huyết, bỏng nặng.

6.3.6 Cặn và sỏi:

Cặn là phần lắng xuống của nước tiểu mới bài xuất, thường là acid uric và muối urat, carbonat, oxalat, phosphat calci… Khi các cặn trên lắng kết lâu ngày gây nên sỏi. Tuỳ theo vị trí lắng có thể gây nên sỏi thận, sỏi bàng quang. Loại sỏi hay gặp nhất ở Việt Nam là sỏi oxalat calci và sỏi urat.