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
Sự lọc ở cầu thận
Nước tiểu hình thành nhờ:
Sự tái hấp thu ở ống
thận
Sự lọc ở cầu thận
Sự tái hấp thu ống thận
Sự bài tiết ống thận
Sự bài tiết ở 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
Giá trị bình thường
Sự hình thành NT
50 mmHg
Pg
Đẩy nước máu -> bao Bowmann
áp lực thủy tĩnh mao mạch cầu thận
25 mmHg
Po
áp suất keo huyết tương
5 mmHg
Pc
áp suất thủy tĩnh bao Bowman
20 mmHg
Áp lực hiệu dụng
Hút nước bao Bowmann-> mao mạch Đẩy nước bao Bowmann-> mao mạch
Pf
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)
Các yếu tố ảnh hưởng sự lọc ở cầu thận
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
protein niệu
oTruyền angiotensin II-> co mạch-> giảm lưu lượng-> tăng lọc albumin->
oTăng huyết áp gây protein niệu
Các yếu tố ảnh hưởng sự lọc ở cầu thận
Trên bề mặt và trong màng cơ bản có chứa
C- Điện tích của phân tử được lọc
các phân tử tích điện âm thuộc 2 loại:
•Các proteoglycan có nhiều nhóm sulfat:
•Các glycoprotein chứa nhiều sialic
heparin sulfat, glycosaminglycan
protein tích điện âm
Lớp pollyanion chính là lực cản đối với các
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
Sự lọc ở cầu thận
Sự tái hấp thu ống thận
Sự bài tiết ống thận
o THT phần lớn
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
mạch ống thận)
thẩm thấu và AL thủy tĩnh trong mao
Hơn 10% tại ống lượn xa (ảnh hưởng
Aldosteron)
của Renin, Angiotensin II và
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
lượn gần
thận sẽ được tái hấp thu ở ống
Vì vậy, nồng độ protein trong
thường là rất thấp (âm tính)
nước tiểu của người bình
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
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
Cũng được tái hấp thu ở ống thận
1.2. Chức phận chuyển hoá
Chuyển hoá Glucid
Diễn ra mạnh mẽ để cung cấp năng lượng cho thận hoạt động
Đường phân chiếm ưu thế
hexose phosphat, triose phosphat), bài xuất acid phosphoric
Thận có phosphatase (khử phosphat của các phosphoryl như
1.2. Chức phận chuyển hoá
Lecithin được khử phosphat nhờ glycerophosphatase
Chuyển hoá Lipid:
Chuyển hoá Protein:
Các chất cetonic được thoái hóa hoàn toàn.
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
c
Tái 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
Ep hoạt động kích thích tế bào hồng
hoạt động
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):
Calcitriol có tác dụng tăng cường hấp thu calci, phospho ở ruột
Thận oxy hóa 25-OH-D3 thành 1,25-(OH)2-D3 (calcitriol)
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:
Giảm thể tích NT (suy thận)
Tăng thể tích NT (đái tháo đường, đái tháo nhạt)
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)
Kali 2-3
Phosphat 2,5- 4
Creatinin 1- 1,8
Natri 4-6 Clorua 6-12 Ure 20- 30
+ 0,7- 1,2
A.Amin 2- 4
NH4
Sunfat 2- 3,5 Ca2+ 0,15- 0,25 A.Uric 0,4- 0,8
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:
Glucose, Fructose, Arabinose, Galactose nhưng không phát hiện được
Bình thường trong nước tiểu có một lượng rất nhỏ glucid như
bằng thuốc thử Fehling
tháo đường, rối loạn bẩm sinh thiếu các enzym chuyển hoá fructose,
Một số trường hợp bệnh lý sẽ xuất hiện glucid trong nước tiểu: đái
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:
hydroxybutyric)
Bình thường trong nước tiểu có rất ít thể ceton (a. acetic, a. beta
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:
thư thận)
Hồng cầu: gặp trong bệnh lý cầu thận (viêm thận cấp, lao thận, ung
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
