B I O C H E M I A M O C Z

U

Irena Bartłomiejczyk
Klinika Immunologii,

Transplantologii i Chorób

Wewnętrznych

Mocz

jest wydaliną, która

zawiera zbędne produkty

przemiany materii, niewielką

liczbę elementów

komórkowych, a jego skład

zależy od:

 Czynności nerek i innych narządów (wątroby,

trzustki)

 Przemian metabolicznych

wewnątrzustrojowych

 Gospodarki wodno - elektrolitowej
 Równowagi kwasowo - zasadowej
 Układu krzepnięcia

Podstawową funkcją nerek

jest:

 Usuwanie z organizmu zbędnych

produktów przemiany materii

 Utrzymanie stałości składu i objętości

płynów ustrojowych przez:

- regulację gospodarki wodno -

elektrolitowej

- równowagę kwasowo - zasadową

 Czynność wewnątrzwydzielnicza:

- wydzielanie erytropoetyny i reniny

Powstawanie moczu jest

efektem:

 Filtracji krwi w kłębuszkach

nerkowych

 Selektywnej resorpcji zwrotnej

 Wydzielania substancji do

kanalików nerkowych

Przesączania kłębuszkowe:

 Przesączanie osocza prowadzi do

powstania moczu pierwotnego (około

180 - 200 l/dobę

)

 Skład moczu pierwotnego zbliżony

jest do składu osocza pozbawionego
białek i elementów morfotycznych

 Zawiera: wodę, Na

+

, K

+

, Ca

2+

, glukozę,

kreatyninę i mocznik

Funkcja kanalików

nerkowych

 Wchłanianie zwrotne około 99% wody

 Transport substancji rozpuszczonych z

moczu pierwotnego do osocza i odwrotnie

 Stężenie składników w moczu

ostatecznym
(

1,5 - 2,0 l/dobę

) jest różne, adekwatne

do potrzeb organizmu

Transport kanalikowy

 Czynny

– wykorzystuje energię

powstającą
w komórkach kanalików w postaci
ATP

 Bierny

– powodowany gradientem

stężeń
i potencjałów elektrochemicznych

Procesy kanalikowe

 transport izoosmotyczny

: czynne

przesunięcie jonów (np. Na

+

), któremu

towarzyszy bierne przemieszczenie
jonu komplementarnego i wody



wymiana jonowa:

umożliwia

wybiórcze wchłanianie lub wydzielanie
określonych jonów (np. HCO

3-

, H

+

)

Składniki moczu

pierwotnego

 progowe:

–resorpcja zwrotna zależna od ATP (Na

+

,

HCO

3-

)

–resorpcja zwrotna wtórnie aktywna, sprzężona

z Na

+

(glukoza, aminokwasy, fosforany)

 bezprogowe:

dyfundują biernie, ich stężenie w

moczu zależy od stężenia we krwi (np. mocznik,
kreatynina, Cl

-

)

Składniki moczu wydalane w

ciągu doby

Nazwa

Jednostki SI

Jednostki

konwencjonalne

Białko

< 150mg

< 150 mg

Glukoza

0,1 – 0,45 mmol

20 – 80 mg

Kwas -

aminolewulinowy

7,6 – 26,7 mol

1,0 – 3,5 mg

Kwas 5-OH-indolo-

octowy

10 – 50 mol

1,9 – 9,6 mg

Kwas moczowy

1,2 – 3,0 mmol

200 – 500 mg

Fosforany

26 – 48 mmol

0,8 – 1,5 g

Hydroksyprolina

76 – 275 mol

10 – 36 mg

Składniki moczu wydalane w

ciągu doby

Nazwa

Jednostki SI

Jednostki

konwencjonalne

Kreatynina

1,3 – 2,2 mmol /kg mc

15 – 25 mg/kg mc

Mocznik

330 – 415 mmol

20 –25 g

Porfiryny

9 – 450 mmol

6 – 300 mg

Potas

25 – 125 mmol

1 – 4,7 g

Sód

120 – 260 mmol

2,8 – 6,0 g

Wapń

2,5 – 6,25 mmol

40 – 100 mg

Uroporfiryny

48 – 120 mmol

40 – 100 mg

Składniki moczu wydalane w

ciągu doby

H O R M O N Y

Nazwa

Jednostki SI

Jednostki

konwencjonalne

Adrenalina

16,5 – 82,5 nmol

3 –17 g

Aldosteron

5,5 – 72,0 nmol

2 – 26 g

Dopamina

1,26 – 2,98 mol

190 – 450 g

Kortyzol

1,4 – 3,3 mol

50 – 120 g

Składniki moczu wydalane w

ciągu doby

H O R M O N Y

Nazwa

Jednostki SI

Jednostki

konwencjonalne

17-ketosteroidy

M: 28 – 87 mol

8 – 25 mg

17-ketosteroidy

K: 17 – 62 mol

5 – 19 mg

17-OH-steroidy

28 – 69 mol

8 – 20 mg

Noradrenalina

88 – 454 nmol

15 – 75 g

VMA

10 – 35 mol

2 – 7 mg

Ocena czynności nerek

 Klirens nerkowy

= objętości osocza (ml)

oczyszczonego z danej substancji w jednostce
czasu (1 minuta)

 Należy stosować substancje:

 ulegają filtracji w kłębuszkach nerkowych
 nie ulegają resorpcji zwrotnej w kanalikach

nerkowych

 nie są czynne farmakologicznie

 Najkorzystniejsze: inulina, kreatynina

Kreatynina

 Powstaje w mięśniach szkieletowych

na drodze nieodwracalnej
dehydratacji kreatyny lub
defosforylacji fosfokreatyny

 Nie ulega resorpcji zwrotnej, ani

znaczącemu wydalaniu do kanalików

 Dobowe wydalanie kreatyniny:

15 – 25 mg/kg m.c.

Klirens kreatyniny

endogennej

U

mg/dl

x V

ml/min

C

kreatyniny

ml/min

= --------------------------P

mg/dl

C

kreatyniny

– współczynnik oczyszczania

U – stężenie kreatyniny w moczu
P – stężenie kreatyniny w surowicy
V – diureza minutowa

Wartości prawidłowe

: dla kobiet - średnio 105

ml/min
dla mężczyzn - średnio 125 ml/min

Współczynnik przesączania

kłębuszkowego

• GFR

(glomerular filtration rate) -

pozwala na ocenę stopnia wydolności
nerek.

• Z uwagi na konieczność szybkiej oceny

czynności wydalniczej nerek

Cockcroft

i Gault

w 1976 roku zaproponowali

wzór, który pozwala dość łatwo ocenić
klirens kreatyniny endogennej.

Wzór Cockcroft'a-Gault'a

(140 - wiek) x m.c.

C

cr

ml/min

= ------------------------ x W

72 x S

cr

mg/dl

C

cr

- klirens kreatyniny

S

cr

- stężenie kreatyniny w surowicy

wiek

- w latach

m.c.

- masa ciała w kg

W

- współczynnik:

0,85

dla kobiet;

1,0

dla

mężczyzn

Mocznik

• Główny końcowy produkt przemiany azotu

białkowego powstający w wątrobie w
procesie urogenezy z

amoniaku i

dwutlenku węgla

• Całkowicie przesączany do moczu

pierwotnego i około 40% ulega
resorpcji zwrotnej

• Stężenie mocznika w moczu jest

wykładnikem procesów zachodzących w
kanalikach

Mocznik (NH

2

) CO

Kwas moczowy

• Końcowy produkt przemiany

zasad

purynowych

pochodzących z pokarmu, syntezy

de novo oraz
z rozpadu endogennych kwasów nukleinowych

• 75% jest wydalane z moczem w postaci

wolnej lub soli sodowej

• Trudno rozpuszczalny w wodzie

– pH kwaśnym

może odkładać się w stawach i

nerkach tworząc kamienie moczanowe

– pH zasadowym

tworzy łatwo rozpuszczalne

moczany

Hydroksyprolina

• Jest ważnym składnikiem kolagenu

• Oznaczanie w moczu jest istotne w

diagnostyce chorób przebiegających z
destrukcją kości,
takich jak:

– nadczynność przytarczyc pierwotna i

wtórna

– nadczynność tarczycy
– nadczynność kory nadnerczy
– przerzuty nowotworowe do kości
– osteoporoza

Hydroksyprolina

Białko

 Nie wykrywane w moczu jednorazowym
 Występuje w ilości

30 – 150 mg/dobę

Białkomocz (proteinuria)

–

zwiększona ilość białka w moczu:

 fizjologiczny

- przemijający

 patologiczny

- stały

Białkomocz

 Białkomocz fizjologiczny:

 po wysiłku fizycznym, po długotrwałej pionizacji
 po spożyciu znacznej ilości białka
 w stresie

 Białkomocz patologiczny

:

 przednerkowy: gammapatie, niewydolność

krążenia

 nerkowy: kłębuszkowy, kanalikowy
 pozanerkowy: stany zapalne dróg moczowych

Proteinuria jest objawem

• Zwiększonej przepuszczalności

kłębuszków nerkowych

- zespół

nerczycowy

• Zmniejszonej reabsorbcji

- dysfunkcja

kanalików proksymalnych

• Wzrostu stężenia białek w osoczu

-

hemoglobinuria, mioglobinuria

• Wytwarzanie białek patologicznych,

przesączających się do moczu

-

plasmocytoma (białko monoklonalne)

Mikroalbuminuria

• Objaw chorobowy polegający na

wydalaniu z moczem niewielkich ilości
albuminy

• Wartości diagnostyczne wydalania:

30-300 mg/dobę lub 20-200 g/min

• Wczesny marker:

– nefropatii cukrzycowej
– nefropatii nadciśnieniowej

Glukoza

• Fizjologicznie

nie przekracza 300 mg/dobę

• Glikozuria

- po przekroczeniu progu

nerkowego
(

180 - 200mg/dl

w surowicy):

- Cukrzycy (niedobór lub brak insuliny)
- Upośledzeniu reabsorpcji w kanalikach

nerkowych

- W stresie, w ciąży
- W zaburzeniach hormonalnych (akromegalia,

choroba Cushinga)

Ciała ketonowe

• Acetooctan

- katabolizm kwasów

tłuszczowych
w wątrobie

• Hydroksymaślan

- enzymatyczna redukcja

acetooctanu

• Aceton

- nieenzymatyczna dekarboksylacja

acetooctanu

• Fizjologicznie:

–

źródło energii dla tkanek

pozawątrobowych

– w moczu nie występują

Ciała ketonowe

• Ketonuria - zwana także acetonurią

lub ketoacidurią

• Ketonuria

– w wyniku nadmiernej

degradacji kwasów tłuszczowych:

– niedobór glukozy, głodzenie, gorączka
– odwodnienie, wysiłek fizyczny
– kwasica ketonowa, mocznica
– wyniszczenie organizmu np. w chorobach

nowotworowych

Bilirubina

• metabolit metaloporfiryn (głównie

hemoglobiny)

• główny barwnik żółci, fizjologicznie w moczu

nie występuje

Bilirubinuria

• uszkodzenie hepatocytów (wirusowe,

toksyczne, polekowe)

• marskość wątroby
• cholestaza wewnątrzwątrobowa
• obturacja zewnątrzwątrobowa dróg żółciowych

(kamica żółciowa, nowotwory)

Urobilinogen

• Powstaje z bilirubiny w przewodzie

pokarmowym pod wpływem flory
bakteryjnej i jest stałym składnikiem
moczu
(

do 4 mg/dobę

)

• zwiększone wydalanie

:

– żółtaczka hemolityczna
– miąższowe choroby wątroby bez cholestazy
– nadprodukcja urobilinogenu: zaparcia,

niedrożność lub zapalenie jelit

Urobilinogen

• zmniejszone wydalanie

:

– cholestaza i/lub utrudniony odpływ

żółci do dwunastnicy

• brak wydalania

:

– żółtaczka mechaniczna
– całkowity brak flory bakteryjnej

jelit:

u noworodków
po intensywnej antybiotykoterapii

Hematuria / Erytrocyturia

Obecność krwi w moczu w ilości

przekraczającej

5 komórek / l

• Hematuria (

krwiomocz

) -

wykrywany makroskopowo

• Erytrocyturia (

krwinkomocz

) -

wykrywany mikroskopowo

Hematuria / Erytrocyturia

Może pojawić się w:

• kamicy nerkowej - napad kolki nerkowej
• nowotworach nerek i dróg moczowych
• kłębuszkowym zapalenie nerek (90%)
• odmiedniczkowym zapalenie nerek (30%)
• toksycznym uszkodzeniu nerek
• skazach krwotocznych

Kwaśność moczu

Nadmiar jonów H

+

(około1mmol/kg

m.c./dobę) jest wydalany przez nerki
jako:

• kwaśność bezpośrednia

- pH

• kwaśność miareczkowa

- związana z

H

2

PO

4-

• jon amonowy

- NH

4+

pH moczu

Kwaśność bezpośrednia

= pH czyli

ujemny logarytm stężenia jonów
wodorowych

[H

+

]

• zależy od diety i zwykle wynosi

5,0 - 8,0

• zmniejszenie pH

: dieta wysokobiałkowa,

głodzenie, kwasica metaboliczna

• zwiększenie pH

: dieta jarska, zasadowica,

bakterie rozkładające mocznik

Gęstość względna = ciężar

właściwy

• Może wahać się w granicach

1,003 - 1,035g/ml

• Prawidłowy wynosi 1,016 - 1,025g/ml

• Jest odwrotnie proporcjonalny do podaży płynów
• Fizologicznie zależy:

– głównie od stężenia NaCl i mocznika
– w mniejszym stopniu od elektrolitów (K

+

, Ca

2+

)

– kreatyniny i kwasu moczowego

Ciężar właściwy

• zmniejszenie

:

– przewodnienie
– upośledzone zagęszczanie: choroby nerek,

hiperkalcemia, moczówka prosta

– leki moczopędne

• zwiększenie

:

– odwodnienie
– białkomocz, glikozuria
– po podaniu związków

wysokocząsteczkowych (mannitol)

Porfiryny

• Są to organiczne związki heterocykliczne

składające się z czterech pierścieni
pirolowych

• Związki te występują głównie w:

– białkach zawierających hem -

hemoglobina

– ludzkich odchodach - koproporfiryna
– moczu chorych na porfirie - uropofiryna

Porfiryna

Porfirie

• Schorzenia związane z zaburzeniami

szlaków biochemicznych biorących
udział w syntezie hemu

– hem

+ globina =

hemoglobina

– hem

+ apoproteina =

cytochromy

Porfirie

• Wrodzone

- porfiria erytropoetyczna,

porfirie wątrobowe

• Nabyte

- zatrucie ołowiem, porfiria

z niedoborem dehydrogenazy kwasu
-aminolewulinowy (ALA)

Zwiększone ilości wskaźników w

moczu:

– Kwas -aminolewulinowy (

ALA

)

– porfobilinogen (

PBG

)

Inne metabolity oznaczane w

moczu

• Kwas 5-OH-indolooctowy (

5-HIAA

)

:

przemiana serotoniny (przemiana
tryptofanu)

– wzrost wydalania: rakowiaki przewodu

pokarmowego i płuc

• Kwas wanilinomigdałowy (

VMA

)

:

metabolit katecholamin

– wzrost wydalania: guzy wydzielające

katecholaminy (guz chromochłonny
rdzenia nadnerczy)

Inne metabolity oznaczane w

moczu

• 17-OH-sterydy

: metabolit glikokortykosteroidów:

– wzrost stężenia

: zespół Cushinga, nadczynność

tarczycy

– spadek stężenia

: niedoczynność kory nadnerczy,

tarczycy, uszkodzenie miąższu wątroby, kachetsja

• 17-ketosterydy

: metabolity androgenów

– wzrost stężenia

: zespół nadnerczowo - płciowy,

zespół Cushinga, guzy kory nadnerczy, jajników,
jąder

– spadek stężenia

: choroba Addisona,

niedoczynność przysadki mózgowej, uszkodzenie
miąższu wątroby, kachetsja

Bibliografia

• Bańkowski E. Biochemia. Podręcznik dla studentów uczelni

medycznych. Urban & Partner Wrocław 2004

• Murray R K i wsp. Biochemia Harpera. PZWL Warszawa 1995
• Angielski S. Biochemia kliniczna i analityka. PZWL

Warszawa1990

• Skotnicki A B. Zaburzenia krzepnięcia krwi. Med. Prakt.

Kraków 1997

• Kłyszejko-Stefanowicz L. Ćwiczenia z biochemii. PZWL

Warszawa 1998

• Tomaszewski J T. Diagnostyka Laboratoryjna. Podręcznik dla

studentów medycyny. PZWL Warszawa 1997