O privire aprofundată asupra testului capacității de concentrare urinară care ar putea fi cel mai bun la pacienții dvs. veterinari. (Prima parte a unei serii din patru părți.)
Să presupunem că evaluați un golden retriever persistent poliuric. Rezultatele profilului chimiei serice sunt normale. Evaluarea unei probe de urină evidențiază 3+ proteinurie (determinată de banda reactivă) și nu există anomalii în sedimentul de urină. Care dintre următoarele rezultate obținute dintr-o probă de urină refrigerată (40 F) reflectă cel mai exact capacitatea de concentrare a urinei?
1. Osmolalitatea urinei = 1.400 mOsm/kg
2. Greutatea specifică urinei = 1.025 măsurată cu urinometru
3. Greutatea specifică a urinei = 1.014 măsurată printr-un test cu reactiv
4. Greutatea specifică urinei = 1.017 măsurată cu un refractometru
Ce măsură de gravitate specifică osmolalitatea urinei
Rinichii elimină substanțe dizolvate nedorite (uree, creatinină, minerale și alte gunoaie metabolice) într-un volum de apă care nu este necesar pentru menținerea homeostaziei. Eliminarea substanțelor dizolvate și a apei nedorite este rezultatul filtrării glomerulare atent reglate, reabsorbției tubulare și secreției tubulare.
Măsurarea osmolalității urinei, fie direct prin osmometrie, fie indirect prin evaluarea greutății specifice urinei, este metoda principală utilizată pentru a evalua capacitatea de răspuns a rinichilor de a se concentra (îndepărtați apa în exces de solut) sau de a dilua (eliminați dizolvatul în exces de apă) urină în funcție de nevoi diferite. Astfel, este un indice de reabsorbție tubulară. Cunoașterea osmolalității urinei sau a greutății specifice este extrem de utilă atunci când se încearcă diferențierea cauzei de bază a poliuriei și la localizarea mecanismelor fiziopatologice ale azotemiei.
O altă indicație majoră pentru evaluarea de rutină a greutății specifice urinei implică interpretarea altor rezultate ale testelor care fac parte din analiza completă a urinei. Interpretarea altor rezultate ale testului de analiză a urinei depind de cunoașterea greutății specifice (sau osmolalității), deoarece valoarea greutății specifice oferă informații cu privire la raportul de substanțe dizolvate la solvent (apă). Interpretarea semiquantitativă a altor rezultate ale testelor este imposibilă în probele de urină obținute aleatoriu fără cunoștința greutății specifice. Luați în considerare proteinuria ca exemplu: Proteinuria 2+ la greutatea specifică de 1.010 reflectă o pierdere egală sau mai mare de proteină decât o proteinurie 2+ la 1.050? Există mai multe proteine în proba mai puțin concentrată. Același concept este aplicabil interpretării rezultatelor pozitive ale testelor pentru glucoză, cetone, bilirubină, sânge ocult și componente din sedimentele de urină.
Concentrația osmotică și osmometre
Unitatea clinică de concentrație osmotică este miliosmolul (mOsm); 1 mOsm este definit ca cantitatea unei substanțe care se disociază pentru a produce 1 milimol (mmol) de particule în soluție.
Să ilustrăm conceptul în acest fel: Luați în considerare efectele particulelor de albumină relativ mari (greutate moleculară = 68.000), molecule de glucoză mult mai mici (greutate moleculară = 180) și mici molecule de clorură de sodiu (greutate moleculară = 58) asupra osmolalității urinei. Are albumina, glucoza sau clorura de sodiu un efect mai mare asupra osmolalității? Știm că 1 mmol de albumină oferă 1 mOsm de substanță dizolvată, deoarece albumina nu se disociază în urină pentru a forma o cantitate crescută de substanță dizolvată. De asemenea, 1 mmol de glucoză oferă 1 mOsm de substanță dizolvată, deoarece glucoza nu se disociază în urină pentru a forma o cantitate crescută de substanță dizolvată. Dar 1 g/dl de glucoză are un efect mai mare asupra osmolalității decât 1 g/dl de albumină, deoarece numărul de particule din 1 g/dl de glucoză este de multe ori mai mare decât numărul de particule de albumină din 1 g/dl.
Dar clorura de sodiu? În urină, 1 mmol de clorură de sodiu se va disocia pentru a forma 2 mOsm (un ion de sodiu și un ion de clorură) în soluție. Astfel, o soluție de 1 g/dl de clorură de sodiu are de sute de ori activitatea osmotică a unei soluții de 1 g/dl de albumină, deoarece clorura de sodiu nedisociată și disociată contribuie cu multe molecule mici în număr mare, în timp ce aceeași greutate a proteinelor contribuie cu mai puține molecule mari.
Cu toate acestea, datorită greutății lor moleculare, moleculele de proteine ar putea afecta substanțial măsurătorile de greutate specifică. Când urina conține 1 g/dl de proteină, 0,003 trebuie scăzut din greutatea specifică observată. În schimb, efectul a 1 g/dl de proteină asupra osmolalității urinei este neglijabil (mai puțin de 1 mOsm/kg).
În medicina clinică, concentrația osmotică a soluțiilor este de obicei măsurată cu osmometre care determină punctele de îngheț (osmometre cu punct de îngheț) sau presiunea vaporilor (osmometri cu presiune de vapori). Acum, luați în considerare acest lucru - deoarece soluția (de exemplu, clorură de sodiu) se adaugă în urină:
> Presiunea osmotică crește.
> Presiunea vaporilor (presiunea la care viteza de evaporare este egală cu rata condensului) scade.
> Punctul de fierbere crește.
> Punctul de îngheț scade.
De exemplu, 1 Osm dintr-un solut ideal în 1 kg de apă va avea un punct de îngheț de -1,86 C în comparație cu apa pură. Osmometrele fabricate comercial determină osmolalitatea prin măsurarea modificărilor relative ale punctului de îngheț sau ale presiunii de vapori a soluțiilor necunoscute, folosind soluții standard ca puncte de referință. Echipamentele disponibile în prezent utilizează microprocesoare pentru a furniza citirea digitală rapidă a datelor pe probe de până la 0,2 ml. Din păcate, comparativ cu refractometrele, osmometrele sunt scumpe.
Greutatea specifică urinei
Densitatea unei substanțe este raportul dintre masa (greutatea) și volumul acesteia. Densitatea urinei reflectă masa totală (care este legată de greutate și, prin urmare, de greutate) a tuturor substanțelor dizolvate pe unitate de volum de soluție. Într-un alt mod, greutatea specifică urinei este raportul dintre densitatea (sau greutatea) urinei la densitatea (sau greutatea) unui volum egal de apă distilată, ambele măsurate la aceeași temperatură:
Greutate specifică = Densitatea urinei/Densitatea apei
Greutatea specifică a apei este de 1.000 în condiții de temperatură și presiune standard. Dacă densitatea urinei ar fi egală cu densitatea apei, valoarea greutății specifice ar fi 1.000. Cu toate acestea, este fiziologic imposibil ca rinichii să elimine apă pură. Urina este mai densă decât apa, deoarece este compusă din apă și diverse substanțe dizolvate de diferite densități. Prin urmare, urina are întotdeauna o greutate specifică mai mare de 1.000.
Deoarece greutatea specifică este o măsurare a densității, este afectată de numărul de particule de solut prezent. Din păcate, este afectată și de greutatea moleculară a fiecărui solut prezent. Prin urmare, există doar o relație aproximativă între greutatea specifică și concentrația totală a solutului.
Fiecare specie de solut are propriul său efect caracteristic asupra greutății specifice urinei. Probele de urină cu un număr echivalent de molecule de substanță dizolvată pe unitate de volum pot avea valori de greutate specifică diferite dacă sunt prezente diferite amestecuri de substanțe dizolvate.
De exemplu, un număr egal de molecule de clorură de sodiu, albumină și glucoză au toate un efect cantitativ diferit asupra greutății specifice. Privind această ilustrație într-un context ușor diferit, adăugarea a 0,147 g de clorură de sodiu, 0,27 g de glucoză sau 0,4 g de albumină la 100 ml de urină va crește greutatea specifică a urinei cu 0,001.
Deși greutatea urinei rămâne constantă indiferent de temperatura acesteia, densitatea urinei scade odată cu creșterea temperaturii. Dimpotrivă, densitatea urinei crește odată cu scăderea temperaturii. Prin urmare, pentru o muncă mai precisă, temperatura urinei trebuie comparată cu temperatura de referință a instrumentului utilizat pentru determinarea greutății specifice.
Urinometre pentru măsurarea greutății specifice urinei
Un urinometru constă dintr-un bec de sticlă ponderat atașat la o tijă cilindrică concepută pentru a măsura greutatea specifică a urinei. O scală calibrată în unități de greutate specifice este gravată pe suprafață sau plasată în interiorul tijei cilindrice. Urinometrele sunt calibrate la o temperatură de referință (de obicei aproape de temperatura camerei). Când este plasat într-o soluție precum urina, urinometrul deplasează un volum de urină egal cu greutatea sa. Cu cât urina conține mai mult solut, cu atât urinometrul se deplasează mai puțin. Nivelul fluidului este citit în partea de jos a meniscului, unde urina se intersectează cu scara de greutate specifică urinometrului.
În comparație cu refractometria și osmolalitatea, precizia urinometrelor nu este mare. Un motiv deja menționat este că măsurătorile urinometrului variază în funcție de temperatură. De asemenea, poate fi dificil să citești meniscul. Un alt dezavantaj este că există tendința urinometrelor de a trage de partea cilindrilor îngustați adânci care conțin proba de urină. Acest lucru poate duce la greutate specifică eronată. În plus, este necesar un volum relativ mare de urină (de exemplu, 5 până la 15 ml sau mai mult, în funcție de dimensiunea urinometrului și de dimensiunea recipientului) în care să plutească acest instrument.
Benzi de reactivi cu greutate specifică pentru măsurarea greutății specifice urinei
Testul de greutate specifică a benzii reactive este o metodă calorimetrică indirectă de evaluare a greutății specifice a urinei ionice. Măsurarea indirectă a greutății specifice urinei cu benzi de testare se bazează pe modificarea pK (constanta de disociere) a unui polielectrolit în tamponul de testare în raport cu concentrația de substanțe dizolvate ionice (încărcate) în urină. Tamponul de testare conține un polielectrolit și un indicator de pH care sunt menținute la un pH alcalin.
Când tamponul de testare este scufundat în urină, reactivul polielectrolitic ionizează și eliberează protoni (ioni de hidrogen) proporțional cu concentrația analiților ionici din urină. Protonii eliberați din polielectrolit scad pH-ul tamponului de testare, provocând o schimbare de culoare a colorantului indicator de la albastru-verde închis (greutate specifică = 1.000) la galben-verzui (greutate specifică = 1.030). Cu cât este mai mare numărul de substanțe dizolvate ionice în urină, cu atât este mai mare eliberarea ionilor de hidrogen din tamponul de testare și cu atât este mai mare schimbarea culorii în colorantul indicator al tamponului de testare.
Această metodă nu este influențată de analiți de urină neionici, cum ar fi ureea sau glucoza. Prin urmare, valorile de greutate specifice determinate prin această metodă nu trebuie corectate pentru cantități semnificative de glucoză din urină. Cu toate acestea, greutatea specifică totală a urinei este dependentă atât de soluții ionice, cât și de cele neionice. De asemenea, valorile pH-ului în urină de 6,5 sau mai mare ar putea influența rezultatele testelor, deoarece indicatorul de colorare este activ în acest interval.
Deoarece cea mai mare valoare pe care o pot detecta aceste benzi de reactivi este de aproximativ 1.025 până la 1.030, acest test nu este satisfăcător pentru detectarea capacității adecvate de concentrare renală la câini și pisici. De asemenea, am constatat că acest test nu este fiabil în probele de urină mai puțin concentrate.
Indice de refracție a urinei și refractometre
Soluțiile apoase precum urina conțin substanțe care absorb diferite lungimi de undă ale luminii. Acest lucru poate fi măsurat prin determinarea indicelui de refracție al luminii, care este definit ca raportul (sau comparația) vitezei luminii în două medii diferite. În contextul urinei, indicele de refracție este raportul fără unitate al refracției luminii în aer comparativ cu refracția luminii în urină. Pe măsură ce concentrația de urină crește, viteza luminii care trece din aer prin urină scade și fasciculul de lumină este refractat.
În consecință, razele de lumină se îndoaie (adică unghiul de refracție al luminii se schimbă). Indicele de refracție poate fi măsurat de un instrument numit refractometru. Refractometria oferă o evaluare indirectă a osmolalității și a greutății specifice. Sunt utilizate în mod obișnuit mici refractometre portabile calibrate pentru a determina greutatea specifică a urinei.
Măsurarea indicelui de refracție al urinei este afectată de concentrația tuturor substanțelor dizolvate (ionice și neionice) din urină. În plus față de concentrația soluției de urină, temperatura afectează densitatea (sau greutatea specifică) urinei. Prin urmare, refractometrele sunt calibrate la o temperatură de referință.
Există o variabilitate considerabilă în calitatea și costul refractometrelor. În mod ideal, refractometrele ar trebui calibrate de producător pentru speciile studiate utilizând probe de urină cu greutate specifică cunoscută. Prin urmare, urina pentru câini și pisici necesită scări diferite. Cele concepute pentru medici sunt calibrate pentru urina umană.
rezumat
Măsurătorile efectuate de osmometre, urinometre, benzi de reactivi și refractometre sunt corelate, dar nu interschimbabile. Măsurarea osmolalității urinei oferă informații care sunt mai strâns legate de capacitatea de concentrare renală decât greutatea specifică sau indicele de refracție. Osmometrele oferă o evaluare mai precisă a osmolalității probelor individuale de urină decât refractometrele sau urinometrele.
Greutatea specifică urinei este o funcție directă, dar nu proporțională, a numărului de particule dizolvate din urină. Greutatea specifică a urinei variază în funcție de tipul de solut prezent, în timp ce osmolalitatea urinei este independentă de tipul de solut prezent. Prin urmare, greutatea specifică urinei oferă doar o estimare a osmolalității. În acest sens, greutatea specifică nu este specifică. Măsurarea indirectă a greutății specifice urinei prin refractometrie este utilă ca test de screening al funcției renale. Cu toate acestea, osmolalitatea urinei măsurată cu osmometre trebuie utilizată la pacienții cu poliurie persistentă nediagnosticată atunci când erorile în evaluarea funcției renale au o consecință semnificativă.
Evaluarea greutății specifice este esențială atunci când se interpretează rezultatele testelor analizei complete a urinei. Refractometrele sunt recomandate la urinometre pentru determinarea greutății specifice urinei, deoarece oferă rezultate mai reproductibile, necesită o dimensiune mică a eșantionului, sunt compensate de temperatură și sunt ușor de utilizat din punct de vedere tehnic.
Încă mai aveți răspunsul la întrebarea pusă la începutul acestui articol? Amintiți-vă pentru diagnosticul de luna viitoare în care vom discuta despre interpretarea și interpretarea greșită a greutății specifice urinei.
Dr. Carl A. Osborne este directorul Centrului Urolith din Minnesota și profesor la Colegiul de Medicină Veterinară de la Universitatea din Minnesota. Dr. Eugene Nwaokorie urmează un doctorat la Universitatea din Minnesota.