CC BY
98
УДК 543.544
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-6-78-81
ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОЧИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЧНЫХ ПИГМЕНТОВ В МОЧЕ В УСЛОВИЯХ СТУДЕНЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Филиппова А. А, Головина Н.В., Доброхотов Д. А., Гарнова Н.Ю.
ФГАОУ ВО Первый московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский университет), г. Москва, Российская Федерация
Аннотация. Данная статья посвящена теме, которая связана с изучением свойств человеческой мочи как физических, биологических, так и химических. При различных патологических состояниях организма в моче могут появляться вещества, которых в составе нормальной мочи нет. К патологическим составным частям мочи относят: белок, сахар, ацетоновые тела, кровь, желчные пигменты, уробилин, индикан и другие соединения. Проведен детальный анализ литературных данных по химическому составу мочи, а также дана оценка ее основным показателям. Большое внимание уделено билирубину - основному желчному пигменту. Внимательно изучены факторы, которые приводят к изменению химического состава мочи. Выявлены признаки патологического состояния организма, связанные с изменением состава мочи и желчных пигментов. Отдельно изучен такой аспект, как индикан мочи. Сущность качественных реакций на желчные пигменты состоит в том, под влиянием окислителей (чаще всего используют азотную кислоту) желчные пигменты образуют характерные цветные кольца (зеленые, синие, фиолетовые). Предмет нашей работы -оценка показателей наличия желчных пигментов в моче. Объект исследования - образцы человеческой мочи. С помощью представленных в литературе и оптимизированных нами качественных реакций, провести анализ желчных пигментов в образцах мочи с целью предварительного выявления патологии в условиях учебной лаборатории. Ключевые слова: моча, желчные пигменты, билирубин, качественные, показатели, индикан, патология, диагностика, химический состав, форма, окраска, состояние.
EVALUATION OF URINE INDICATORS AND DETERMINATION OF BILE PIGMENTS IN URINE UNDER THE CONDITIONS OF A STUDENT'S LABORATORY
Filippova A.A., Golovina N. V., Dobrokhotov D.A., Garnova N.Yu.
First Moscow state medical university named after I.M. Sechenov, Moscow, Russian Federation
Annotation. This article is devoted to a topic that is related to the study of the properties of human urine as physical, biological, and chemical. With various pathological conditions of the body in the urine can appear substances that are part of normal urine there. Pathological components of urine include: protein, sugar, acetone bodies, blood, bile pigments, urobilin, indikan and other compounds. A detailed analysis of the literature data on the chemical composition of urine is carried out, as well as an assessment of its main indicators. Much attention is paid to bilirubin - the main bile pigment. The factors that lead to a change in the chemical composition of urine are carefully studied. The signs of the pathological state of the organism, associated with changes in the composition of urine and bile pigments, are revealed. Separately studied such aspect, as indikan urine. The essence of qualitative reactions to bile pigments is that, under the influence of oxidizing agents (most often nitric acid is used), bile pigments form characteristic colored rings (green, blue, violet). The subject of our work is the evaluation of indicators of the presence of bile pigments in the urine. The object of research is the samples of human urine. With the help of the qualitative reactions presented in the literature and optimized by us, analyze bile pigments in urine samples for the purpose of preliminary pathology detection in the conditions of a training laboratory.
Key words: urine, bile pigments, bilirubin, qualitative indicators, indikan, pathology, diagnostics, chemical composition, form, color, condition.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Румянцев Е.В., Антина Е.В., Чистяков Ю.В. Химические основы жизни. - М.: Химия, Колос С, 2007, - 560 с.
[2] Зеленцова Е.Н. Биологическая химия. Краткий курс _лекций для студентов 2 курса по специальности
REFERENCES
[1] Rumyantsev E.V., Antina E.V., Chistyakov Yu. V. Chemical basis of life. - Moscow: Chemistry, Kolos S, 2007, -560 p.
[2] Zelentsova E.N. Biological chemistry. A short course of _lectures for second-year students on the specialty 11801.65
11801.65 Ветеринария. - Саратов, ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2013, 84 с.
[3] Николаев А.Я. Биохимия. - М., Медицина, 2004. - М., Медицина, 2004.
[4] Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. -М.: Медицина, 1998. - С. 622-624.
[5] Северин Е.С. Биохимия.: М.- "ГЭОТАР-МЕД" ISBN: 24854-47575-3, М.,2003, 779 с.
[6] Жеребцов Н.А., Попова Т.Н., Артюхов В.Г. Биохимия - г. Воронеж, ВГУ, 2002, 687 с.
[7] Большая медицинская энциклопедия. Под ред. акад. Б. В. Петровского - М.: Советская энциклопедия. 3-е издание, т.9, 1974/1989, 15912 С.
Желчь является биологической жидкостью, играющей важную роль в обеспечении жизнедеятельности человека. Желчные пигменты в моче присутствуют в незначительном количестве. Именно они окрашивают урину в светло желтые цвета. Обзор известных медицинских и биохимических исследований свидетельствует о том, что наблюдается прогресс в понимании биохимических функций желчных пигментов за последние 15-20 лет [1]. В этой связи, мы сформулировали цель нашей работы: на основе изученных литературных данных, провести качественное определение желчных пигментов в моче, в условиях учебной лаборатории с целью установления предварительной диагностики. Для этого нами были поставлены следующие задачи: изучить научную литературу по интересующей нас тематике; собрать образцы мочи у добровольцев, с целью проведения анализа; с помощью качественных реакций определить наличие желчных пигментов, в представленных образцах мочи; оценить полученный результат.
Химический анализ мочи дает представление о функциональном состоянии почек, процессах обмена веществ в различных органах и организма в целом, способствует выяснению характера патологического процесса, установлению патогенеза и прогноза заболевания, позволяет судить об эффективности проводимого лечения. При патологических состояниях моча может содержать - белок, сахар, кровь, кетоновые тела, пигменты. Если детально рассматривать химический состав мочи, то моча может содержать свыше 200 веществ. Она состоит из воды (96%) и сухого остатка (4%). В сухой остаток входят неорганические (1,5%) и органические (2,5%) вещества. К неорганическим веществам относят: соли натрия, калия, магния, аммония и других катионов с соляной, фосфорной, серной и другими минеральными кислотами. Часть катионов находится в составе органических соединений. Минеральный состав мочи изменяется при патологии. Так, кальция в моче больше при остеомаляции и аденоме паращитовидной железы. Органические составные части мочи представлены
Veterinary Medicine. - Saratov, Saratov State Medical University, 2013, 84 p.
[3] Nikolaev A.Ya. Biochemistry. - M., Medicine, 2004. - M., Medicine, 2004.
[4] Berezov T.T., Korovkin B.F. Biological chemistry. - Moscow: Medicine, 1998. - P. 622-624.
[5] Severin E.S. Biochemistry.: M.- "GEOTAR-MED" ISBN: 2-4854-47575-3, M., 2003, 779 p.
[6] Zherebtsov N.A., Popova T.N., Artyukhov V.G. Biochemistry - Voronezh city, VSU, 2002.687 p.
[7] A large medical encyclopedia. Ed. acad. B.V. Petrovsky -M.: Soviet Encyclopedia. 3rd edition, vol. 9, 1974/1989, 15912 C.
азотосодержащими и соединениями, не содержащими азот. Азотосодержащие вещества мочи - продукты конечного обмена белков. Мочевая кислота - обязательный продукт азотистого обмена. Она бывает в свободной и связанной форме. В норме содержится до 0,0002% мочевой кислоты.
Аммиак мочи представлен неорганическими и органическими солями. К азотсодержащим веществам мочи относится гиппуровая кислота, фенацетуровая кислота (продукт нейтрализации фенилуксусной кислоты глицином). Содержание аминокислот невелико. К веществам не содержащим азот мочи относятся щавелевая, глюкоуроновая, янтарная кислота и ее производные, фенолы и их эфиры, ароматические оксикислоты, нейтральная сера, безазотистые витамины и др. Их содержание не превышает десятых долей процента. При патологических изменениях появляются вещества, которых обычно нет в моче здоровых людей. Особый интерес представляют белки, сахар, ацетоновые тела, желчные и кровяные пигменты [2]. Цвет мочи в норме - соломенно-жёлтого цвета. У новорожденных моча бесцветная, у ребёнка грудного возраста моча более светлая. Красный цвет или оттенок мочи возникает при гематурии и гемоглоби-нурии, что указывает на органические поражения почек или усиленный гемолиз. В красноватый цвет моча окрашивается при порфиринурии, мочекислом диатезе, после приёма амидопирина, антипирина, сульфаниламидных препаратов.
Коричневый цвет мочи обусловливается большим количеством желчных пигментов, распавшейся кровью или употреблением некоторых лекарств (фенола, крезола и др.). Чёрный оттенок, появляющийся при стоянии мочи, наблюдается при алкаптонурии, при которой с мочой выделяется гемогентизиновая кислота, темнеющая на воздухе. Молочно-белый оттенок мочи бывает при выделении большого количества фосфатов, липоурии.
Интенсивная окраска мочи наблюдается при патологии печени, гемолитических процессах, заболеваниях сердца, а также при нормальном выделении бо-
лее концентрированной мочи (при поносе, токсикозах, рвоте, потении и др.). Более светлая моча выделяется при полиуриях (сахарном и несахарном диабете) [3].
Билирубин — это самый главный желчный пигмент человека, который имеет красно-желтый цвет. Он считается продуктом разрушения гемоглобина и таких белков в крови, как цитохромы, каталаза, пе-роксидаза и миоглобин. Около 85% билирубина возникает из гемоглобина эритроцитов.
Именно этот желчный пигмент и окрашивает синяки на теле в желтый оттенок [4]. Существует прямой и непрямой билирубин. Прямой билирубин может выводиться из человеческого организма благодаря его хорошей растворимости. Билирубин непрямой значительно токсичнее прямого. Он почти не растворим в воде. Он хорошо растворяется в жирах, по этой причине при сбое выведения, прежде всего он накапливается в жировой ткани. Из организма непрямой билирубин, возможно, вывести лишь при помощи трансформации его в прямой [5].
Самыми основными причинами, которые способны спровоцировать увеличение билирубина в крови, считаются: учащенный темп уничтожения эритроцитов, нарушение оттока желчи, наследственная недостаточность ферментов в печени, желчнокаменная болезнь, желтуха, печеночные колики.
Вышеперечисленные симптомы являются самыми часто встречающимися при увеличенном билирубине в крови [6].
Важным показателем мочи является индикан. Строение индикана было установлено А. Байером в 1905 г. Различают, так называемый, «животный» и «растительный» индикан. «Животный» индикан представляет собой бесцветные кристаллы, отличающиеся горьким вкусом, легкорастворимые в воде. Индикан, обнаруживаемый в крови и моче животных и человека, представляет собой калиевую или натриевую соль индоксилсерной или индоксилглюкуроновой кислоты. «Растительный» индикан, встречается в индигоносных растениях (горец красильный, олеандр красильный и др.) и является глюкозидом индоксила. В ничтожных количествах индикан содержится в любой нормальной моче. Повышение индикана в моче имеет важное диагностическое значение при различных патологических состояниях организма. Образующийся в печени индикан поступает в кровь и выводится с мочой. Большое количество индикана придает моче сине-зеленоватый оттенок. Индикан является продуктом гниения белковых структур в тонком кишечнике. Содержание индикана в моче снижается при подагре, ревматоидном артрите. Увеличение количества инди-кана в моче у человека наблюдается при запорах, кишечной непроходимости, брюшном тифе, усилении процессов гниения в кишечнике. вследствие чего вы-
деляющаяся моча приобретает синюю окраску. Данное вещество в моче появляется при гангрене, хронических запорах, всевозможных нарывах, гнойниках и абсцессах кишечника, злокачественных опухолях или непроходимости, вследствие чего выделяющаяся моча приобретает синюю окраску. Также появление инди-кана в моче может быть спровоцировано болезнями обмена - сахарным диабетом или подагрой [7]. Наши исследования заключались в том, чтобы с помощью качественных реакций, описанных в литературе, усовершенствовав методики по их выполнению, провести анализ на наличие в образцах мочи желчных пигментов, для предварительного выявления патологических состояний Моча здоровых людей содержит минимальные количества билирубина, которые не могут быть обнаружены качественными пробами, применяемыми в практической медицине. С мочой выделяется только билирубина глюкуронид (прямой билирубин), концентрация которого в норме в крови незначительна. Большинство качественных проб для обнаружения билирубина в моче основано на его превращении под действием окислителя в зеленый биливердин или пурпурно-красные билипурпурины, которые, примешиваясь к биливердину, дают синее окрашивание [6].
Определение желчных пигментов проводилось с помощью качественных реакций: проба Гмелина, проба Розенбаха, проба Розина.
Проба Гмелина проводилась с концентрированной кислотой с примесью азотистой (азотная кислота на свету желтеет, что указывает на следы азотистой кислоты). Характерным для желчных пигментов является образование верхнего зеленого кольца и одновременно с ним синего или фиолетового. Ниже расположены желтое и красное кольца, которые характерны для нормальной мочи. Во всех образцах мочи кроме №9 наблюдались желтые и красные кольца, в образце №9 наблюдалось верхнее сине-зеленое кольцо.
Проба Розенбаха требует предварительной пробо-подготовки. Образцы мочи фильтровали через воронку, использовали фильтры с красной лентой. При этом часть желчных пигментов задерживалась на фильтре. После этого, на фильтры наносили азотной кислоты с концентрацией 2моль/л. Во всех образцах кроме №9 не были обнаружены изменения на фильтрах, они были практически бесцветны. На фильтре, соответствующему образцу № 9-образовались синее-фиолетовое-желтое кольца. Нами применена более унифицированная методика проведения пробы Рози-на, отличная от той, которая является традиционной. Сначала проверялся рН образцов мочи по универсальному индикатору, и там, где реакция оказалась слабо щелочной мочу слегка подкисляли уксусной кислотой с концентрацией 0,1 моль/л, и осторожно, чтобы жидкости не смешались, добавляли 3 мл 1%-ного спиртового раствора йода. На границе жидко-
стей, не позже, чем через одну минуту, образовалось зеленое кольцо в образцах № 1, 2, 3 и 9, а в образцах № 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 аналитический эффект отрицательный.
Появление на границе между жидкостями зеленого кольца, говорит о наличии билирубина. В исследовании приняли участие молодые люди 17-18 лет (10 добровольцев). Результаты исследований представлены в таблице №1.
Таблица 1
Сравнительная таблица исследований образцов мочи
Название пробы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Гмелина + -
Розенбаха + -
Розина + + +- + -
Качественное. определение индикана в моче + -
Качественное определение индикана проводилось двумя методами:
1. С помощью концентрированной серной кислоты, хлороформа и перманганат калия. Наблюдалось интенсивное окрашивание хлороформного слоя в синий цвет.
2. При действии на мочу концентрированной хлорной кислоты индикан гидролизуется и превращается в индоксил, который окисляется в присутствии FeCIз и дает сине-фиолетовое окрашивание.
Надо отметить, что при употреблении большого количества мясной пищи содержание индикана увеличивается.
По результатам данной работы были сделаны следующие выводы:
1. Для анализа использовали образцы мочи десяти человек (добровольцев).
2. Проведены качественные реакции на предмет обнаружения в моче желчных пигментов и индикана.
3. Усовершенствованы методики проведения следующих реакций: проба Гмелина, проба Розина, определение индикана.
4. Была составлена сравнительная таблица результатов эксперимента.
5. Из проведенных исследований можно сделать вывод, что все пробы оказались положительными для образца №9, проба Розина дала положительный результат в четырех образцах. Обладателям образцов, где получены положительные пробы, в приватной беседе было рекомендовано сделать общий и биохимический анализ мочи в специализированной лаборатории. Особенно это касалось образца №9, где все четыре пробы из четырех дали положительный результат.
6. Проведенный качественный анализ желчных пигментов в моче, позволяет использовать данные унифицированные реакции, в качестве лабораторной работы для студентов медицинских вузов и школьников специализированных медико-биологических классов, с целью закрепления знаний по химии и биохимии, а также для повышения профессиональной заинтересованности обучающихся, которые могут использовать биологические объекты для исследований.
