Hóa sinh thận và nước tiểu - Ngô Thị Thu Hiền

HOÁ SINH THẬN VÀ NƯỚC TIỂU ThS. BS. Ngô Thị Thu Hiền Bộ môn Hóa sinh_ Trường Đại học Y Hà Nội Mục tiêu học tập 1. Trình bày được chức năng bài tiết của thận 2. Trình bày được vai trò của thận trong thăng bằng acid- base 3. Trình bày được các chất bất thường trong nước tiểu Tài liệu học tập Nội dung 1. Thận:  Chức phận bài tiết  Chức phận chuyển hoá  Chức phận thăng bằng acid- base  Chức phận nội tiết 2. Nước tiểu:  Tính chất chung  Các chất bất thường trong nước tiểu Thận  Trong ổ bụng, sau phúc mạc  Mỗi ngày có khoảng 1000- 1500 L máu được lọc qua 2 quả thận: • 10% cung cấp dinh dưỡng • 90% làm nhiệm vụ bài tiết  Nhu cầu Oxy chiếm 8- 10% toàn cơ thể Cấu tạo nephron 1.1. Chức phận bài tiết: sự hình thành nước tiểu Nước tiểu hình thành nhờ:  Sự lọc ở cầu thận  Sự tái hấp thu ở ống thận  Sự bài tiết ở ống thận Sự lọc ở cầu thận Sự tái hấp thu ống thận Sự bài tiết ống thận Sự lọc ở cầu thận 180L nước tiểu ban đầu/ngày (nhờ sự siêu lọc ở cầu thận) Sự lọc ở cầu thận được thực hiện nhờ áp lực hiệu dụng Pf Pf= Pg-(Po+Pc) Glomerular hydrostatic pressure (HPg=Pg) Colloid Osmotic pressure (OPg=Po) Capsular hydrostatic pressure (HPc=Pc) Ký hiệu Loạ áp suất Tác dụng Sự hình thành NT Giá trị bình thường Pg áp lực thủy tĩnh mao mạch cầu thận Đẩy nước máu -> bao Bowmann 50 mmHg Po áp suất keo huyết tương Hút nước bao Bowmann-> mao mạch 25 mmHg Pc áp suất thủy tĩnh bao Bowman Đẩy nước bao Bowmann-> mao mạch 5 mmHg Pf Áp lực hiệu dụng 20 mmHg Các yếu tố ảnh hưởng sự lọc ở cầu thận A- Kích thước của phân tử được lọc • Kích thước của phân tử càng lớn->càng khó lọc qua cầu thận • Các phân tử protein bình thường lớn hơn 70.000Da không qua được MLCT • Các dextran có đường kính 20Å qua MLCT dễ dàng (hệ số lọc bằng 1) • Các dextran có đường kính 42Å không qua được MLCT (hệ số lọc bằng 0) B- Tình trạng huyết động cục bộ hay lưu lượng máu: Lưu lượng máu qua thận 120mL/phút (gấp 8 lần mạch vành tim, gấp 400 lần cơ xương khi nghỉ) Phân bố lưu lượng không đều: vỏ> tuỷ Lưu lượng lớn-> tăng áp lực máu trên thành mạch-> tăng tạo NT Lưu lượng lớn-> tăng clearance của các phân tử lớn trung tính Lưu lượng giảm-> giảm clearance của các phân tử lớn trung tính oTruyền angiotensin II-> co mạch-> giảm lưu lượng-> tăng lọc albumin-> protein niệu oTăng huyết áp gây protein niệu Các yếu tố ảnh hưởng sự lọc ở cầu thận Các yếu tố ảnh hưởng sự lọc ở cầu thận C- Điện tích của phân tử được lọc Trên bề mặt và trong màng cơ bản có chứa các phân tử tích điện âm thuộc 2 loại: •Các glycoprotein chứa nhiều sialic •Các proteoglycan có nhiều nhóm sulfat: heparin sulfat, glycosaminglycan Lớp pollyanion chính là lực cản đối với các protein tích điện âm Các yếu tố ảnh hưởng sự lọc ở cầu thận D-Hình dạng phân tử được lọc: Cấu trúc trong dung dịch mềm dẻo-> lọc qua thận dễ dàng hơn Sự tái hấp thu của thận Vị trí: ống thận (ống lượn gần, quai Helle, ống lượn xa, ống góp) Mức độ khác nhau: o Không THT o THT hoàn toàn o THT phần lớn Sự lọc ở cầu thận Sự tái hấp thu ống thận Sự bài tiết ống thận Sự tái hấp thu của thận Chất không THT: Một số chất đào thải hoàn toàn ở cầu thận nhưng không bị tái hấp thu VD: Inulin, Mannitol, Natri hyposulfit Đo độ thanh thải của những chất này có thể đánh giá mức lọc cầu thận Sự tái hấp thu của thận Chất THT hoàn toàn: Glucose là một chất được THT hoàn toàn tại ống thận Glucose: oLọc qua cầu thận 150 g/24h oNhưng trong nước tiểu chỉ có 6mg/24h oGlucose được THT cùng với Na theo cơ chế đồng vận chuyển Sự tái hấp thu của thận Chất THT 99%: nước (ở tất cả các phần của ống thận) Ống lượn gần: THT 80% nước Ống lượn xa và ống góp: THT 90% lượng nước còn lại Sự hấp thu phụ thuộc ADH-hormon chống bài niệu Sự tái hấp thu của thận Chất THT phần lớn: Natri, kali, clo Sự tái hấp thu của Natri rất phức tạp:  70% Na (khoảng 16800 mEq/24h) ở ống lượn gần (chênh lệch của AL thẩm thấu và AL thủy tĩnh trong mao mạch ống thận)  Hơn 10% tại ống lượn xa (ảnh hưởng của Renin, Angiotensin II và Aldosteron)  Còn lại được hấp thu ở quai Helle và ống góp. Sự tái hấp thu của thận  Clo được THT thụ động theo Natri  Ure được THT khoảng 40- 50% THT ure là thụ động Phụ thuộc nồng độ ure máu: ure máu cao-> THT giảm Sự tái hấp thu của thận Một số chất khác: Protein: phần lớn protein được lọc qua cầu thận được THT  99% Albumin được lọc qua cầu thận sẽ được tái hấp thu ở ống lượn gần  Vì vậy, nồng độ protein trong nước tiểu của người bình thường là rất thấp (âm tính) Sự tái hấp thu của thận Một số chất khác: Acid uric:  Lọc qua cầu thận 6mg/phút, ống thận, bài tiết 6 mg/phút  Được tái hấp thu 95- 98% nên nồng độ acid uric nước tiểu chỉ khoảng 600 mg/24h Creatinin:  Lọc qua cầu thận  Cũng được tái hấp thu ở ống thận Sự hấp thu Creatinin của thận không phụ thuộc vào nồng độ của chất này trong máu như Ure vì vậy trên lâm sàng Creatinin được dùng để theo dõi chức năng thận 1.2. Chức phận chuyển hoá  Diễn ra mạnh mẽ để cung cấp năng lượng cho thận hoạt động  Chuyển hoá Glucid  Đường phân chiếm ưu thế  Thận có phosphatase (khử phosphat của các phosphoryl như hexose phosphat, triose phosphat), bài xuất acid phosphoric 1.2. Chức phận chuyển hoá  Chuyển hoá Lipid:  Lecithin được khử phosphat nhờ glycerophosphatase  Các chất cetonic được thoái hóa hoàn toàn.  Chuyển hoá Protein:  Có nhiều enzym khử amin, tạo ra các acid cetonic, giải phóng NH3 dưới dạng NH4  Khử nước của creatin tạo creatinin  Ngưng tụ acid benzoic với glycin tạo thành acid hyppuric 1.3. Chức phận thăng bằng acid-base  Hấp thu Bicarbonat: gần 90% Bicarbonat được hấp thu tại ống lượn gần  Đào thải H+ dưới dạng muối acid và acid không bay hơi  Tại ống lượn xa, H+ được đào thải thế chỗ Na+ được THT cùng HCO3-  Đào thải các acid không bay hơi: a.lactic, thể ceton, a.sulfuric, a.phosphoric  Đào thải H+ dưới dạng muối amon tại ống lượn xa cTái hấp thu Bicarbonat ở ống lượn gần H+Sự đào thải dưới dạng muối acid H+Sự đào thải dưới dạng muối amoni 1.4. Chức phận nội tiết •Hệ thống Renin- Angiotensin- Aldosteron •Bài tiết yếu tố tạo hồng cầu của thận •Prostaglandin •Vitamin D3 •Yếu tố bài niệu natri của tâm nhĩ 1.4. Chức phận nội tiết  Hệ thống Renin- Angiotensin- Aldosteron:  Renin: protein enzym được phức hợp cạnh cầu thận sản xuất, có chức năng chuyển Angiotensinogen (được tổng hợp ở gan) → Angiotensin I → Angiotensin II  Tác dụng của Angiotensin II:  Co mạch, tăng huyết áp (gấp 50 lần Adrenalin)  Co cơ trơn  Tăng bài tiết Aldosteron 1.4. Chức phận nội tiết Điều hòa bài tiết Renin 1.4. Chức phận nội tiết  Aldosteron là 1 hormon do vỏ thượng thận sản xuất có vai trò điều hòa bài tiết và tái hấp thu Natri, Kali ở ống thận. 1.4. Chức phận nội tiết  Yếu tố tạo hồng cầu của thận (REF):  Erythropoietin (Ep): Glycoprotein hormon được sản xuất tại gan (dạng không hoạt động)  Thiếu oxy ở thận(tbào kẽ ống lượn gần) tăng tạo REF dạng hoạt động  REF kích thích chuyển Ep không hoạt động (từ gan chuyển đến thận) ở dạng hoạt động  Ep hoạt động kích thích tế bào hồng cầu tiền thân thành hồng cầu trưởng thành 1.4. Chức phận nội tiết  Prostaglandin:  Sản xuất ở những đoạn khác nhau của nephron hoặc tế bào kẽ  Gồm PGE2, PGI2, TXA2  PGE2, PGI2: giãn mạch, chống lại tác dụng co mạch của Angiotensin II  TXA2 : co mạch 1.4. Chức phận nội tiết  Chuyển hóa Vitamin D3 (cholecalciferol):  Thận oxy hóa 25-OH-D3 thành 1,25-(OH)2-D3 (calcitriol)  Calcitriol có tác dụng tăng cường hấp thu calci, phospho ở ruột và tái hấp thu calci ở thận 1.4. Chức phận nội tiết 1.4. Chức phận nội tiết  Yếu tố bài niệu tâm nhĩ (ANP= ANF): Nước tiểu • Nước tiểu là dịch bài xuất quan trọng nhất chứa phần lớn những chất cặn bã của cơ thể. • Những thay đổi về thành phần hoá học NT phản ánh những rối loạn chuyển hoá Một số đặc điểm của nước tiểu  Thể tích nước tiểu:  Trung bình ở người lớn khoảng 10 00- 1400 mL/24h, tương đương 18- 20 ml/kg/24h  Phụ thuộc vào: lượng nước đưa và cơ thể, điều kiện của môi trường (nhiệt độ, độ ẩm)  Bệnh lý:  Tăng thể tích NT (đái tháo đường, đái tháo nhạt)  Giảm thể tích NT (suy thận) Một số đặc điểm của nước tiểu  Màu sắc nước tiểu:  Bình thường có màu vàng nhạt cho đến màu hổ phách (nước vối) do nước tiểu có urobilin, dẫn xuất của indoxyl  Bất thường:  màu đỏ (hồng cầu, hemoglobin )  vàng nâu (bilirubin),  vẩn đục (bạch cầu- mủ)  trắng như sữa (dưỡng chấp) Một số đặc điểm của nước tiểu  Độ sánh:  bình thường, nước tiểu sánh hơn nước một chút.  Nước tiểu có máu, mủ, protein, dưỡng chấp sẽ sánh hơn  Mùi:  Bình thường NT có mùi khai do ure trong NT ra ngoài tạo amoniac  Một số trường hợp có mùi đặc biệt:  mùi ceton (nhiễm toan ceton trong ĐTĐ)  mùi thối (nhiễm khuẩn, K thận, K bàng quang) Một số đặc điểm của nước tiểu  Sức căng bề mặt:  Thấp hơn nước  Khi có muối mật (viêm gan, tắc mật) -> sức căng bề mặt giảm  Tỷ trọng: tỷ trọng nước tiểu thay đổi trong ngày, dao động từ 1,005- 1,030, trung bình là 1,018 ± 0,02. ĐTĐ có tỷ trọng nước tiểu cao, đái tháo nhạt có tỷ trọng nước tiểu thấp  pH: nước tiểu bình thường có tính acid, pH 5-6, trung bình là 5,8. pH nước tiểu phụ thuộc chế độ ăn, luyện tập, bệnh lý vd: ĐTĐ nặng-> pH NT toan, Viêm bàng quang-> pH NT kiềm Thành phần hoá học của nước tiểu Anion (gam/24h) Anion (gam/24h) Chất hữu cơ (gam/24h) Clorua 6-12 Natri 4-6 Ure 20- 30 Phosphat 2,5- 4 Kali 2-3 Creatinin 1- 1,8 Sunfat 2- 3,5 Ca2+0,15- 0,25 A.Uric 0,4- 0,8 NH4+ 0,7- 1,2 A.Amin 2- 4 Mg2+ 0,1- 0,2 A. Hyppuric 0,1 Thành phần hoá học của nước tiểu Các chất vô cơ:  Clorua: nồng độ clo trong nước tiểu phụ thuộc chế độ ăn. Giảm trong các nhiễm khuẩn tiết niệu  Phosphat: tăng trong loãng xương, cường giáp, suy cận giáp Thành phần hoá học của nước tiểu Các chất hữu cơ:  Ure: chiếm 80-85% nitơ toàn phần của nước tiểu. Tăng trong chế độ ăn giàu đạm, sốt cao, ĐTĐ, ưu năng tuyến thượng thận, nhiễm độc asenic, phốt pho  Creatinin: trung bình ở nam giới là 20- 25 mg/kg/24h Tăng trong: teo cơ, thoái hoá cơ, ưu năng tuyến cận giáp Thành phần hoá học của nước tiểu Các chất hữu cơ:  Acid uric: phụ thuộc vào chế độ ăn, tình trạng bệnh lý của cơ thể (viêm thận, tăng chuyển hoá nucleoprotein dẫn đến acid uric tăng)  Acid amin: tất cả các loại acid amin đều có mặt trong nước tiểu với lượng khoảng 10- 30 mg/loại acid amin/24h  Các hormon, vitamin, enzym: có amylase, vit B1, PP, C và các dạng dẫn xuất của chúng, các hormon sinh dục nam, nữ, vỏ thượng thận dưới dạng liên hợp với glucid. CÁC CHẤT BẤT THƯỜNG TRONG NƯỚC TIỂU 1. GLUCID:  Bình thường trong nước tiểu có một lượng rất nhỏ glucid như Glucose, Fructose, Arabinose, Galactose nhưng không phát hiện được bằng thuốc thử Fehling  Một số trường hợp bệnh lý sẽ xuất hiện glucid trong nước tiểu: đái tháo đường, rối loạn bẩm sinh thiếu các enzym chuyển hoá fructose, galactose CÁC CHẤT BẤT THƯỜNG TRONG NƯỚC TIỂU 2. PROTEIN:  Bình thường trong nước tiểu có một lượng rất nhỏ protein khoảng 50- 100 mg/24h, không phát hiện được bằng các xét nghiệm thông thường  Khi lượng Protein trong nước tiểu >150 mg/24h được coi là bệnh lý  Những bệnh lý có tổn thương cầu thận sẽ có Protein niệu bất thường: tăng huyết áp, đái tháo đường, viêm cầu thận, CÁC CHẤT BẤT THƯỜNG TRONG NƯỚC TIỂU 3. CÁC THỂ CETONIC:  Bình thường trong nước tiểu có rất ít thể ceton (a. acetic, a. beta hydroxybutyric)  Tăng trong nhiễm toan ceton trong ĐTĐ, nhịn đói kéo dài, sau dùng một số thuốc mê 4. SẮC TỐ MẬT, MUỐI MẬT:  Bilirubin liên hợp là sản phẩm liên hợp của acid mật với taurin hoặc glycin, kết hợp với Na+ hoặc K+  Xuất hiện trong NT khi viêm gan, tắc mật CÁC CHẤT BẤT THƯỜNG TRONG NƯỚC TIỂU 5. HỒNG CẦU VÀ HEMOGLOBIN:  Hồng cầu: gặp trong bệnh lý cầu thận (viêm thận cấp, lao thận, ung thư thận)  Hemoglobin: gặp trong tan máu (sốt rét, tan máu miễn dịch) 6. PORPHYRIN:  nước tiểu bình thường có khoảng 50- 200 mg/24h Porphyrin.  Trong một số ngộ độc có ức chế quá trình tổng hợp Hem, hoặc do bất thường bẩm sinh thiếu enzym tổng hợp Hem ở tủy xương hoặc gan sẽ gây ra Porphyrin niệu CÁC CHẤT BẤT THƯỜNG TRONG NƯỚC TIỂU 7. DƯỠNG CHẤP:  Gặp trong tắc bạch mạch (giun chỉ, ung thư di căn bạch mạch) 8. NITRIT:  Sinh ra từ nitrat xúc tác bởi enzym reductase của một số vi khuẩn  Vì vậy xuất hiện nitrit trong NT chứng tỏ có nhiễm khuẩn tiết niệu Tổng kết