Esame delle urine: raccolta, analisi e parametri

L’esame delle urine è indicato per diagnosticare patologie renali e dell’apparato escretore uretere-vescica, che veicola l’urina all’esterno. L’esame si basa sulla raccolta del campione delle urine, che rappresenta il prodotto finale della normale funzione che avviene a livello renale. L’esame delle urine da informazioni sulla funzionalità renale e sulle vie escretrici, ma anche su patologie sistemiche e metaboliche che possono colpire il nostro organismo; è utile, inoltre, per il monitoraggio del comportamento biologico delle malattie e per testare la sicurezza e l’efficacia di un farmaco (e valutarne quindi la tossicità). L’esame delle urine rappresenta il più antico esame nella medicina di laboratorio: un tempo, ad esempio, si usava individuare la presenza di glucosio nelle urine assaggiando l’urina stessa.

Il Rene

Le funzioni principali svolte dal rene sono:

• rimozione dei metaboliti tossici dal sangue;
• regolazione del volume ematico;
• mantenimento dell’equilibrio acido-base;
• controllo della pressione sanguigna con il sistema Renina-Angiotestina;
• controllo del metabolismo calcio/fosforo;
• regolazione dell’Eritropoiesi.

L’unità funzionale del rene è rappresentata dal nefrone, un tubulo in grado di svolgere tutte le funzioni dell’organo, ossia filtrare il sangue e raccogliere il filtrato. Il prodotto finale della filtrazione confluisce nella pelvi renale e poi passa, grazie all’uretere, nella vescica. La vescica è l’organo di raccolta e l’escrezione avviene mediante l’uretra.

L’uomo possiede approssimativamente 1-1.5 milioni di nefroni. All’interno di ogni singolo nefrone avvengono le tre funzioni principali dei reni:

• la filtrazione del sangue che avviene nei glomeruli e che si trasferisce poi lungo il resto del nefrone al sistema collettore.
• il riassorbimento dell’acqua che avviene passivamente per osmosi e dei soluti può implicare la semplice diffusione o l’azione delle proteine di trasporto dell’epitelio tubolare. Le sostanze riassorbite dal filtrato si trasferiscono nel liquido peritubolare e poi rientrano nel sangue.
• la secrezione, ossia  il trasporto dei soluti attraverso l’epitelio dal filtrato.

Il nefrone risulta costituito dal glomerulo, cioè un gomitolo di capillari sanguigni, della capsula del Bowman e dal tubulo renale (che serve per il riassorbimento e la secrezione di alcune sostanze).

La filtrazione glomerulare

La parete del glomerulo serve per la filtrazione glomerulare: è il primo passaggio e più importante che permette il passaggio di piccoli soluti e trattiene le proteine di più grandi dimensioni.
Una volta avvenuta la filtrazione, che è regolata dalle pressioni  a livello dei vari distretti capillari, si passa nel sistema dei dotti, cioè un lungo sistema rivestito di cellule epiteliali che si suddivide in diversi segmenti:

• tubulo contorto prossimale, dove avviene il riassorbimento di piccole sostanze sfuggite al glomerulo (ad esempio glucosio, amminoacidi, proteine di piccole dimensioni).
• ansa di Henle, dove si ha riassorbimento di acqua.
• tubulo contorto distale (che poi confluisce nel dotto collettore), dove si ha il riassorbimento e la secrezione di alcuni elettroliti (potassio e sodio); interviene, infine, nella regolazione e quindi dell’equilibrio acido-base dell’organismo. Il tubulo distale converge nel bacinetto, poi nell’uretere, e infine arriva alla vescica;  con l’uretra l’urina viene quindi portata all’esterno.

Riassumendo, la formazione dell’urina, che è il campione che deve essere valutato, deriva da 3 processi fondamentali, ossia la filtrazione glomerulare (che è la funzione principale che avviene a livello renale), il riassorbimento e la secrezione (che invece si verifica a livello dei tubuli).

Scopo delle analisi

Il campione delle urine può essere effettuato per 3 finì particolari:

1. Analisi routinaria a completamento di una valutazione diagnostica generale; si usano recipienti sterili per evitare contaminazioni e si utilizzano le urine di primo mattino (perché si ottiene un campione più concentrato e quindi più utile per l’esame).
2. Analisi quantitativa richiesta ad esempio per valutare la clearance renale della creatinina che prevede la raccolta delle urine nelle 24 ore (si definisce clearance il volume ipotetico di plasma completamente depurato di une determinata sostanza sostanza nell’unità di tempo) oppure per dosare, in ambito endocrinologico, alcuni ormoni o metalli in un tempo ben definito.
3. Urinocoltura, ossia le analisi microbiologiche, richiesta in caso di sospetto di infezione batterica per la ricerca del microrganismo responsabile con associato ad un antibiogramma per valutare il microrganismo più responsivo a un determinato farmaco.
   Per l’urinocoltura è necessario scartare i primi ml di urina e raccogliere il campione in condizioni di sterilità altrimenti si osserva ad una contaminazione esterna che viene scambiata per infezione delle vie urinarie. Quindi, devono essere utilizzate le urine raccolte previa pulizia dei genitali esterni per ottenere un campione non contaminato.

La fase pre-analitica

Questa fase risulta fondamentale, infatti si devono osservare le norme di buona raccolta, conservazione e manipolazione del campione; le urine hanno caratteristiche fisico-chimiche labili quindi, se non sono opportunamente raccolte e conservate, possono subire delle modifiche che alterano sia il risultato macroscopico che microscopico, con dei falsi positivi o dei falsi negativi grossolani.

Raccolta delle urine

È necessario utilizzare recipienti sterili per la raccolta, se possibile effettuare una pulizia preventiva dei genitali esterni, scartare i primi ml di urina perché ricchi di cellule epiteliali di sfaldamento presenti nell’epitelio di transizione (nell’esame di routine però, in genere, non vengono mai scartati), sospendere o comunque segnalare un eventuale assunzione di farmaci, evitare l’esame delle urine durante il ciclo mestruale (le ematurie legate alla presenza del ciclo mestruale sono una delle contaminazioni più frequenti), segnalare eventuale gestazione, allattamento o diete particolari.

Conservazione e manipolazione del campione

Le urine sono molto labili, quindi tendono a determinare dei falsi positivi o dei falsi negativi. La conservazione e manipolazione del campione devono essere effettuate difatti con la massima accuratezza.

Una non corretta gestione del campione potrebbe sfalsare le analisi fino al punto da renderle inutili. I principali problemi che si potrebbero riscontrare sono i seguenti:

• se non si conserva in maniera opportuna il campione, batteri e lieviti iniziano a moltiplicarsi: i batteri ureasici producono NH3 e aumenta il pH delle urine (quindi si avrà un valore diverso da quello reale);
• i batteri consumano glucosio determinando una diminuzione della sua concentrazione per cui una ipotetica glicosuria evidente potrebbe non essere evidenziata;
• i cilindri e le cellule (che sono dei componenti evidenziabili all’esame macroscopico) si deteriorano se il campione non è conservato in condizioni idonee e le alterazioni non possono essere evidenziate all’esame macroscopico: quindi, avvengono una serie di modificazioni come la diminuzione di birilubina o urobilinogeno, ecc.. che comunque alterano i parametri chimici e microscopici che si ottengono dall’esame delle urine.

Una volta raccolto, il campione deve essere portato in laboratorio di analisi e l’analisi dovrebbe essere effettuata entro 30 min o al massimo entro 2 ore dalla minzione; per tempi superiori, il campione deve essere refrigerato a 4 °C, e prima di effettuare l’esame il campione deve essere riportato a temperatura ambiente (37 °C). In caso di impossibilità a refrigerare il campione devono essere aggiunti gli opportuni agenti conservanti.

La fase analitica: esame macroscopico e microscopico

Consiste nell’analisi dell’urina ed è costituita da due fasi, quella macroscopica (fisica e chimica) e quella microscopica.

Esame macroscopico

La fase macroscopica prevede la valutazione di aspetti chimici e fisici, ed esami al microscopio del sedimento urinario.

Esame fisico

Caratteri fisici da valutare sono: quantità, trasparenza, colore, odore e schiuma; questi aspetti prevedono un’ ispezione del campione.

a) Quantità: nell’esame di routine non viene valutata; normalmente la quantità di urina nelle 24 ore oscilla, in condizioni normali, tra i 1200 e i 1500 ml.

b) Trasparenza: Una normale urina deve essere limpida e trasparente; un’ eventuale torbidità fa pensare ad artefatti per non corretta conservazione che comporta la precipitazione di sali, presenza eccessiva di cristalli o anche una contaminazione batterica avvenuta successivamente a causa della cattiva conservazione.

c) Colore: Il classico colore è giallo paglierino, legato alla presenza di urocromo; il colore dipende anche dalla quantità di liquidi introdotto (più l’urina è diluita, più il colore sarà chiaro, e viceversa). Il colore risente del metabolismo basale: una febbre o l’ipertiroidismo comportano un un aumento di urocromo e quindi con una colorazione maggiore.

Le urine possono assumere delle colorazioni patologiche, e cioè:

• Rosa/rosso in caso di cistite emorragica.
• Marrone per la presenza di bilirubina.
• Nero per la presenza di melanina.
• Verde per la presenza di batteri come Pseudomonas.

d) Odore: Non viene in genere segnalato nelle analisi; l’odore è dovuto alla presenza di acidi volatili. Ha scarso significato diagnostico.

Se ha un odore di frutta/acetone, quindi indica un aumento dei corpi chetonici; un’infezione batterica (come una cistite) induce, invece, un tipico odore ammoniacale.

e) Schiuma: Non sempre viene valutata; consiste nel valutare la comparsa della schiuma prodotta in seguito ad agitazione del campione, ed è dovuta alla presenza di sostanze tensioattive.

Una schiuma è abbondante e bianca indica una diminuzione della tensione superficiale, legata spesso alla presenza di proteine; se è abbondante ma di colore giallo/verde-arancio indica la presenza di pigmenti bilirubinici.

Esame chimico

Consiste nella valutazione di una serie di parametri: peso specifico, pH, glucosio, corpi chetonici, nitriti, urobilinogeno, bilirubina, sangue, proteine, leucociti.

Un tempo era un metodo indaginoso, perché si valutava un parametro per volta e in maniera continua per effettuare i dosaggi. Oggi è una analisi semplice, che prevede l’utilizzo di strip funzionali: ogni strip prevede più aree reattive, ognuna specifica per un determinato parametro.

Le aree reattive cambiano colore a contatto con determinate sostanze e i risultati ottenuti, con la variazione di colore, vengono confrontati con delle scale cromatiche di riferimento: il valore viene indicato con una “+”, con due o con tre a seconda della positività di questi parametri riferiti alla scala cromatica. Le strip devono essere opportunamente conservate, in un ambiente non umido, asciutto, ben chiuse, non esposte alla luce, intatte prima dell’utilizzo; vengono poi impregnate del campione di urine e poi si valuta in relazione alle scale cromatiche di riferimento.

Nei piccoli laboratori queste operazioni sono effettuate manualmente, si impregna il campione e si valuta visivamente la variazione di colore; nei grandi laboratori (ad esempio negli ospedali) il processo è automatizzato, viene effettuato direttamente da una macchina; i valori devono poi essere revisionati dal medico o dal biologo, per accertamenti.

a) Peso specifico: indica la quantità di sostanze solide in soluzione e valuta la capacità di concentrazione del rene e quindi soprattutto la funzionalità tubulare.

b) pH: Il valore normale è compreso tra 4,8 e 7.

c) Glucosio: Dovrebbe essere normalmente assente nelle urine; il glucosio viene filtrato e riassorbito completamente a livello del tubulo prossimale, si ha la comparsa nelle urine con la glicosuria, quando si raggiunge la soglia renale del glucosio che è pari a 160-180 mg/dl. Un’iperglicemia si riflette con una glicosuria, e quindi con la presenza di glucosio nelle urine.

d) Corpi chetonici: Non sono presenti in circolo in condizioni normali.
Aumentano in circolo quando si ha lo spostamento della produzione di energia dai carboidrati verso i grassi, che comporta un aumento degli acidi grassi e quindi dei corpi chetonici.

e) Bilirubina: Di solito è assente; se c’è, si devono valutare patologie legate alla colecisti o comunque a livello epatico (ad esempio l’ittero).

f) Urobilinogeno: Dovrebbe essere normalmente assente o comunque con valori bassissimi; se presente, si deve pensare a patologie epatiche.

g) Sangue: L’ematuria indica la presenza di sangue nelle urine; si deve escludere la presenza di contaminazione mestruale, innanzitutto.
La presenza di ematuria all’esame chimico deve essere confermata dalla presenza di globuli rossi al microscopio.

h) Proteine: Normalmente vengono filtrate solo le proteine a basso peso molecolare e sono riassorbite a livello tubulare.
Si può avere una proteinuria fisiologica, che in genere non viene neanche recepita e rilevata dalle cartine reattive, e risulta quindi assente; in alcune condizioni particolari si può avere proteinuria transitoria, e cioè nel caso di esercizi muscolari intensi, dieta iperproteica, febbre. Una proteinuria patologica, invece, può indicare una lesione glomerulare o un processo infiammatorio delle basse vie urinarie o dell’apparato genitale.

i) Nitriti: Sono indice di infezione delle vie urinarie.

Esame microscopico

L’esame del sedimento consiste nell’esame microscopico del campione urinario: si mescola l’urina e poi si procede con la centrifugazione del campione urinario; il sedimento che si ottiene viene analizzato su vetrino, direttamente al microscopio, prima a basso e poi ad alto ingrandimento per individuare le componenti importanti che devono essere ricercate in un esame del sedimento.
In alcuni casi si usano dei coloranti particolari, ma un occhio esperto, altamente professionale, non ha bisogno di coloranti. E’ la parte più complicata dell’esame delle urine perché richiede una certa esperienza nel riconoscere gli elementi alterati nel sedimento, e nel distinguere delle caratteristiche peculiari.

Tre sono le situazioni da analizzare all’esame del sedimento:

• elementi cellulari: individuare globuli rossi, globuli bianchi, cellule epiteliali delle vie urinarie.
• cilindri: più difficili da individuare perché alcuni non solo patologici; la maggior parte sono però lo sono, quindi la loro presenza può indicare anche severe patologie renali; si deve individuare sia il tipo che la quantità di cilindri osservati al microscopio.
• cristalli: devono essere segnalati se eventualmente presenti nell’esame delle urine. La presenza dei cristalli indica, nella maggior parte dei casi la predisposizione del soggetto a formare calcoli renali perché il cristallo rappresenta il punto di partenza. Quando si riscontrano i cristalli nelle urine si invita il soggetto a bere di più per evitare o rallentare la formazione dei calcoli renali.

Nell’analisi microscopica delle urine possono essere segnalati anche la presenza di batteri, lieviti, sperma, muco o parassiti.

La fase post-analitica

Una volta completato l’esame delle urine che consiste di un esame macroscopico (parte fisica e chimica) e uno microscopico(con esame del sedimento), si procede con l’ultima fase, ossia la refertazione da parte del medico, che illustra i risultati degli esami effettuati.

Fonte: Antonozzi I, Gulletta E. Medicina di laboratorio. Padova: Piccin; 2015.