伴侶動物的尿液分析,第2部分:尿液化學和沉積物的評估

尿液分析(UA)提供有關泌尿系統以及其他身體系統的信息。應執行以下操作:

  • 評估任何具有與泌尿道相關的臨床癥狀的動物
  • 評估患有全身性疾病的動物
  • 監測對治療的反應

這個由2部分組成的系列中的第一篇文章討論瞭小動物尿液的收集、樣本處理和初步評估,本文將描述更詳細的評估,包括沉積物的化學分析和顯微鏡檢查。

化學分析

尿液化學試紙有多個浸有試劑的墊,當存在感興趣的物質時,這些試劑會改變顏色。顏色變化的程度對應於存在的物質的近似量。由於顏色變化可能很微妙,因此閱讀測試的個人之間的結果可能會有很大差異。

這些測試在使用的試劑和提供的測試數量上有所不同(圖1)。還提供尿液化學試紙分析儀,並提供打印的結果報告。

並非所有的化學測試在動物物種中都是有用或可靠的。尿液比重、尿膽素原、亞硝酸鹽和白細胞的測試墊不適用於獸醫患者。

尿液pH值

犬和貓的正常尿液pH值范圍是6到7.5。當患者生病時,尿液pH值會受到酸堿狀態的影響。

全身酸堿異常會改變尿液的pH值,因為腎臟會抵消體內pH值變化的影響。

  • 尿液pH值升高(堿性尿液)可能是由於尿路感染產生尿素酶的細菌(將尿素轉化為氨)所致。
  • 犬或貓的堿性尿液應提示評估以確定是否存在白細胞和/或細菌(通常在尿液沉渣中很明顯)。

飲食的作用。在健康的寵物中,尿液pH值依賴於飲食以及患者是否禁食。

  • 高動物蛋白的飲食(通常是犬和貓的飲食)產生較低的尿液pH值(酸性尿液)。
  • 以植物或蔬菜為主的飲食(通常為反芻動物和馬的飲食)會導致較高的尿液pH值(堿性尿液)。
  • 食用牛奶的動物尿液往往呈酸性。

人為影響。如果不及時檢查樣品,尿液pH值會人為增加。例如,通常存在於尿液中的二氧化碳會擴散到大氣中;這種損失會導致pH值升高,因為二氧化碳是一種酸。

如何使用試劑條

多重檢測試劑條用於尿液評估(圖2):

  1. 將單條平放在幹凈的紙巾上,墊面朝上
  2. 在每個測試墊的頂部或側面放置一滴尿液(取決於制造商的說明)
  3. 在經過制造商推薦的適當時間後讀取結果

試劑墊沒有顏色變化被解釋為陰性結果。

蛋白質

正常情況下,尿液中幾乎沒有蛋白質。腎小球通常不會過濾較大的血漿蛋白,例如白蛋白和球蛋白,但它可以自由過濾較小的蛋白質,這些蛋白質會在腎臟的近端小管中被重吸收,除非這些蛋白質的數量顯著增加,或者腎小管重吸收障礙。

與球蛋白、血紅蛋白、本斯-瓊斯蛋白和粘蛋白相比,測試條蛋白墊對白蛋白更敏感。

  • 從微量(5-20mg/dL)到4+(>1000mg/dL)蛋白墊均有陽性反應。
  • 然而,這項檢測受到尿液pH值的影響,而且由於貓尿中含有Cauxin蛋白,假陽性反應很常見,特別是在成年貓身上。
  • 蛋白質墊也與大多數解釋錯誤有關,因為顏色變化很小。
  • 因為這是一個敏感的測試(但不是非常特異),陰性反應通常是可靠的,這使它成為一個很好的篩選測試。

表1概述瞭蛋白尿的非腎小球和腎小球原因。

pH值的影響。在堿性尿液中,試紙可能會錯誤地顯示蛋白質濃度升高。堿性尿液的陽性蛋白結果應通過單獨的方法重新檢查,例如磺基水楊酸(SSA)濁度試驗,該方法是將等量的尿液加入5%的磺基水楊酸溶液中。蛋白質的存在會導致混濁,並且在較高的蛋白質濃度下會產生沉淀。

尿比重。在試紙墊上檢測到的尿蛋白通常根據尿比重(USG)來考慮,因為存在的任何蛋白質的濃度或稀釋度與尿液的濃度或稀釋度直接相關。在USG為1.008的尿液樣本中,與USG為1.050的尿液中的2+蛋白反應相比,2+蛋白反應表示尿液中丟失瞭更多的蛋白質。

蛋白質:肌酐比率。試紙墊上的持續尿蛋白濃度為3到4+-沒有明顯的非腎小球原因-可以通過尿蛋白:肌酐比值(uPr:Cr)進行評估。

在健康狀況下,肌酐清除率是穩定的——比較蛋白質的損失和肌酐的持續排泄,可以確定通過泌尿系統實際的蛋白質損失。

普遍定期審議:鉻不需要收集24小時尿樣,不受收集時間或性別的影響;因此,一個隨機的、自由捕獲的尿樣就足夠瞭。

在健康的犬和貓中,uPr:Cr小於0.5。

腎小球蛋白尿通常會導致體內白蛋白大量流失;如果嚴重,許多動物會表現出可見的水腫,特別是四肢水腫,或由遊離液積聚引起的腹圍增大。

微量白蛋白尿。物種特異性微量白蛋白尿檢測可檢測低至1mg/dL的尿白蛋白濃度。對這些檢測方法的使用及其臨床意義的看法各不相同,但有些人認為即使尿液中的少量白蛋白也是異常的,可能表明早期或亞臨床腎小球疾病。

葡萄糖

尿液中葡萄糖的含量通常不能在試紙上檢測到。試紙墊通過酶促化學反應檢測葡萄糖,該反應會導致與存在的葡萄糖量成比例的顏色變化。

雖然這種反應是針對葡萄糖的,但重要的是要意識到酶活性是有限的,過期的試紙可能會產生假陰性結果。溫度也會影響酶的活性;冷藏樣品需要在室溫下進行測試。

通過腎小球濾過的葡萄糖通常在近端腎小管中被重吸收。任何導致血糖水平超過腎重吸收閾值(腎閾值:犬,180–220mg/dL;貓,大約290mg/dL)的任何情況都會發生糖尿。

  • 由於血糖濃度過高,糖尿病是導致糖尿的常見原因。
  • 某些動物(尤其是貓)的壓力會導致明顯的短暫性高血糖癥;如果高血糖足夠嚴重,就會導致糖尿。
  • 當糖尿與正常血糖濃度相關時,出現腎小管功能障礙;這種功能障礙可能是遺傳性的(原發性腎糖尿、范科尼綜合征)或與後天性腎小管疾病有關。

如何為顯微鏡檢查準備尿液

將5~10mL的尿液放入幹凈的離心管中(每個UA的體積需要恒定,否則細胞、晶體和管型的數量會受到影響)。

以1500rpm的速度離心尿液5分鐘(圖3)。離心完成後,可能會在試管底部看到沉淀物(圖4),沉淀物的數量與尿液中存在的顆粒物(細胞、晶體等)的數量相對應。

清除大部分上清液,小心避免破壞底部的物質,留下2-3滴上清液與沉淀物混合。

用手指輕輕敲擊或輕彈管子,用剩餘的尿液重新溶解沉淀物;避免劇烈混合,因為這可能會導致細胞偽影和管型破壞。

使用一次性滴管,將一滴重組沉淀物轉移到幹凈的顯微鏡載玻片上,並將蓋玻片放在樣品上(圖5)。

在樣本中加入尿沉渣染色可以改善細胞核的細節,並有助於細胞的識別。然而,染料會稀釋樣品,影響結果的半定量評估。污漬還可能在樣本中添加細菌、真菌成分和其他碎片。建議同時檢查染色和未染色的制劑。用羅曼諾夫斯基(Romanowski)式快速染色法(如Diff-Quik)對風幹尿沉渣進行染色,可以進一步促進細胞的鑒定和/或細胞異型性的評估。

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酮體

酮體的含量通常很低,在尿液中檢測不到。它們在脂肪代謝過程中形成,包括丙酮、乙酰乙酸和-羥基丁酸。腎小球自由地過濾酮,然後隨尿液排出。

試紙墊通過硝普鈉反應檢測尿液中過量的酮。

  • 本試驗對乙酰乙酸最敏感,對丙酮較不敏感,不檢測β-羥基丁酸;因此,它經常低估存在的酮體的數量。
  • 乙酰乙酸分解為丙酮,由於丙酮易揮發,它會擴散到大氣中。如果不快速分析尿液樣本,可能會導致假陰性或假的低酮濃度。

酮尿癥表明從碳水化合物代謝到脂肪代謝的轉變。在小動物中,這種轉變最常與繼發於糖尿病的酮癥有關,但饑餓也會導致酮體增加。這些病癥的特點是代謝需求超過碳水化合物代謝所能提供的水平。

潛血

尿液中的血液測試條墊通過酶促化學反應檢測含血紅素的物質,該反應導致顏色變化與存在的物質數量成正比。血紅素可以來自血紅蛋白或肌紅蛋白。

遊離血紅蛋白來自裂解的紅細胞或完整的紅細胞。

肌紅蛋白是存在於肌肉細胞中的一種蛋白質,當發生廣泛的肌肉損傷或壞死時可以檢測到。

潛血陽性最常與血尿有關(表2),而非血紅蛋白尿。

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潛血反應應與尿液沉淀物的發現一起解釋。沉積物中紅細胞的存在表明血尿引起瞭潛血。然而,如果尿液是稀的或堿性的,完整的紅細胞可能無法看到,因為它們可能已經溶解瞭。

膽紅素

除犬外,大多數傢畜的尿液中不存在膽紅素。在健康的犬身上可以檢測到少量的膽紅素,特別是在濃縮的尿液中。

膽紅素是由從全身循環中去除的衰老紅細胞產生的血紅蛋白的分解產物。結合膽紅素可通過腎小球並隨尿液排出體外。大多數動物,尤其是犬,膽紅素的腎閾值較低。

膽紅素試紙墊通過化學反應進行檢測,產生的顏色變化表明存在的膽紅素量。由於膽紅素會被紫外線降解,因此在分析之前不應將尿液樣本直接暴露在光線下。尿液變色(由於血紅蛋白尿和肌紅蛋白尿)會導致膽紅素試劑墊出現非特異性顏色變化,從而幹擾檢測試紙的讀數。

尿沉渣鏡檢

準備好尿沉渣載玻片後(請參閱如何為顯微鏡檢查準備尿液),降低顯微鏡的聚光鏡的對沉渣進行顯微鏡檢查。

載玻片的初始掃描是在低倍率(10x)下進行的,這使檢查者能夠評估存在的材料數量和樣品制備的質量。在掃描時使用精細聚焦,檢查者可以評估懸浮在流體不同平面中的顆粒。

高倍(40倍)檢查使檢查者能夠評估細胞數量和形態,並識別管型和晶體。這些元素中的每一個都可以通過平均10個字段中的元素數來計算。細胞、管型和晶體報告為每個高倍視野(HPF)或低倍視野(LPF)的平均數量。

細胞

紅細胞。健康動物中每個HPF可能存在多達5個紅細胞(RBC)。RBC小、雙凹且沒有內部結構(圖6)。由於其雙凹結構,紅細胞在操縱顯微鏡的精細焦點時看起來像一個“甜甜圈”。

長時間暴露在尿液中的紅細胞會因脫水而變得針狀且變小,並在未快速分析的尿液中溶解。稀釋尿液(USG<1.006)或堿性尿液中的溶解加速,這導致試紙上的潛血讀數呈陽性,但沉淀物檢查中沒有可見的紅細胞。該結果可能被誤診為血管內溶血相關的血紅蛋白尿。

白細胞。健康動物中每個HPF可能存在多達5個白細胞(WBC)。WBC是圓形的,大約是RBC大小的1.5到2倍,並且具有在精細聚焦操作時更加明顯的折射內部粒度。

尿液中的白細胞通常是中性粒細胞。膿尿描述瞭每個HPF存在6到10個或更多中性粒細胞(表3)。未染色的濕片存在2個挑戰:(1)可能存在白細胞但不容易分化;(2)可能難以將WBC與小上皮細胞區分開來。

如果將樣本保存在室溫下,WBC在尿液中會變質,並且在收集後一小時內可能會下降50%。

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上皮細胞。在健康動物的尿液中發現少量上皮細胞;特別是那些通過導尿管獲得的樣本,因為細胞脫落並被新細胞取代。在未染色的濕片中,很難根據大小區分上皮細胞。

  • 腎小管細胞通常很小,但可能無法將它們與WBC或小的移行細胞區分開來。小上皮細胞數量的增加應促使評估風幹、染色的細胞學制劑,以區分WBC和/或移行細胞與腎小管細胞。腎小管細胞脫落表明腎小管損傷。
  • 移形細胞(圖7)排列在腎盂、輸尿管、膀胱和大部分尿道上。它們的大小差別很大,但通常比白細胞大2到4倍,具有圓形細胞核和顆粒狀細胞質。膀胱發炎時可能會看到移行細胞數量增加。這一發現應促使對風幹染色樣本進行細胞學檢查,以評估細胞是否存在惡性證據。
  • 鱗狀細胞(圖8)位於女性的遠端尿道和生殖道。它們是被認為是污染物的大型多邊形細胞。

管型

尿管型是在腎小管腔內形成的圓柱形。它們主要由腎小管細胞分泌的粘蛋白組成。尿液濃縮、尿流量減少和酸性尿液有利於管型的形成。

細胞和其他材料(脂質、晶體)可以整合到管型中,改變它們的外觀和特征(表4)。

透明管型清晰,僅由粘蛋白組成(圖9)。它們在堿性尿液中變質。

細胞管型(紅細胞、白細胞、腎小管細胞、脂質)隨著細胞成分並入小管腔內的粘蛋白基質中而形成(圖10)。細胞管型的逐步降解導致粗顆粒、細顆粒和細蠟管型的特征(圖11)。

管型可能被膽紅素、血紅蛋白或肌紅蛋白染色。

管型可由膽紅素、血紅蛋白或肌紅蛋白染色。在健康動物的尿液中,每LPF透明管型含量小於2,每LPF顆粒管型含量為>1。尿液中增多的管型(圓柱體)使疾病過程定位於腎臟。

結晶體

晶體常見於尿液中。它們的形成取決於礦物質底物的過飽和和尿液pH值。晶體可能與尿石癥或其他醫療狀況有關,或者沒有診斷意義。

在犬和貓的中性至堿性尿液中可以觀察到鳥糞石晶體。這些晶體可以在體外儲存的、無蓋的尿液中形成(圖12)。

在健康動物中可以觀察到二水草酸鈣(weddellite)晶體(圖13)。它們也可能存在於一水草酸鈣(whewelite)晶體中,這在健康動物中不存在(圖14),但在乙二醇中毒患者中存在。

雙尿酸銨晶體表明貓和犬的肝臟疾病或門系統分流(圖15)。由於嘌呤代謝的缺陷,這些晶體和尿酸晶體可能存在於大麥町犬體內。

在健康犬的尿液中偶爾會觀察到膽紅素晶體,但在貓中總是表現出異常發現(圖16)。

冷藏樣品中可能會在體外形成一些晶體,而其他晶體則是在無蓋的儲存樣品中隨著pH值升高而形成。

其他

由於感染或污染,尿液中可能存在細菌。然而,尿液中移動的小顆粒會被誤認為是細菌。桿狀菌比球菌更容易識別。

由於污染或感染(不太常見),可能存在酵母菌。

脂滴是圓形的,大小不一,並且在精細聚焦過程中具有折射性。它們通常在貓尿樣本中觀察到(圖10)。

精子可能存在於未去勢雄性的尿液樣本中,也可能存在於新近繁殖的雌性的自由捕獲的尿液樣本中。

參考文獻

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Chew DJ, DiBartola SP. Sample handling, preparation, and analysis. Interpretation of Canine and Feline Urinalysis. Wilmington, DE: Ralston Purina, 1998, p 10.

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