Urinalysis

1.Routine Urinalysis 1) 물리적 검사 - color, turbidity & odor - specific gravity ( 비중 ) 2) 화학적 검사 3) microscopic examination - pH - RBC & WBC - protein - epithelial cells - glucose - casts - ketone - crystals - bilirubin - microorganisms - urobilinogen - occult blood - nitrite - leukocyte

2. Special tests 1) 물리적 검사 - 12 or 24 hr urine volume - osmolarity 2) 화학적 검사 - protein : Bence-Jones protein - specific amino acid or metabolic product : alkaptouria - carbohydrate : lactose, fructose, galactose - hemosiderin - porphyrins : uroporphyrin, coproporphyrin - melanin - indican - hormone · 5-HIAA (hydroxy indole acetic acid) : serotonine metabolite test · 17-OHCS (hydroxycorticosteroids) · 17-KS (ketosteroids) · VMA (vanillylmandelic acid) · HCG (human chorionic gonadotropin) 3) 현미경 검사 - Addis count ( 뇨침사 정량, 12 시간뇨 사용 ; WBC, RBC, EP cells, Cast 정량 )

1-1) 물리적 검사 1. Color 정상 straw ( 일반 정상뇨 ), yellow ( 일반적으로 뇨량 적고, 음식 또는 약물 영향 ) amber ( 요량 적고 비중 높은 농축뇨 ), colorless ( 요량 많고 비중 낮은 희석뇨 ) 비정상 무색 : 당뇨, 뇨붕증, 다뇨 적색 : hematuria, hemoglobinuria, myoglobinuria, porphyrinuria 오렌지색 : bile pigment, carotene, food, 농축뇨 녹색 ~ 청록색 : bile pigment, vitamin B complex, dye(methylene blue) 흑색 ~ 암갈색 : alkaptouria, melanin, bilirubin 유백색 : filaria 에 의한 chyluria( 유미뇨 ), fat, pus, 인산염류 2. Turbidity 정상 투명 : 무정형 인산염 : 중성 또는 alkali 뇨에서 백색 침전, 5~10% acetic acid 첨가시 투명화 무정형 뇨산염 : 뇨의 온도가 내려가고 산성뇨에서 침전, 가열 또는 NaOH 가하면 용해 비정상 농 (pyuria), 혈액, 상피세포가 많으면, 혼탁 세균뇨, lipiduria, filaria 에 의한 chyluria

Colored urines Turbid urines

1-2) 화학적 검사 1. pH (5.5~6.5) 복합 pH 지시약 (bromthymol blue + methyl red), acid : orange, alkali : blue 2. 비중 ( 수시뇨 : 1.003~1.030, 24 시간뇨 : 1.015~1.025) 뇨량 많으면 비중 낮고, 뇨량 적으면 비중 높다.(ex, 요붕증 : 뇨량 많고 비중 낮음 ) ( 예외, 당뇨 : 뇨량 많고 비중 높음 ) 측정법 Multistix SG 10 : electrolyte (Na +, K + in sample) + COOH H + 방출 H + + Bromthymol blue color change 굴절계 : 뇨비중, serum or plasma protein 요비중계 : 3. 단백뇨 요단백의 원인 a) 1 일 protein 배설량 150mg 이상 일 때 ( 사구체 이상으로 혈청 단백 누출 ) b) 세뇨관에서의 protein 재흡수 장애 c) Bence-Jones protein 측정법 a) strip : tetrabromphenol blue(TBPB) 을 지시약으로 사용 ( 혈액, 농, 질분비물 등에 의해 위양성, pH 9.0 이상 알카리에서 위양성 가능성 ) b) Sulfosalicylic acid test (20%) : 단백과 침전 민감도 : strip (15~20mg/dl), SSA (5mg/dl, 민감도 가장 우수 )) c) Trichloroacetic acid (TCA) : turbidity 로 24 시간 urine protein 측정 d) Esbach 법 (picric acid, citric acid) e) Tsuchiya 법 (phosphotungstic acid)

굴절계 Urine strip SSA for urine protein Clinitest for urine sugar

Bence-Jones protein : 40~50ºC ( 혼탁 ), 60~70ºC ( 침전 ), ºC ( 용해 ) α2-globulin 혹은 β-globulin 분획 위치에서 peak 다발성 골수종의 진단 4. 당뇨 (urine sugars) 신장의 신역치 : 160~180mg.dl 검사법 a) 포도당 산화효소 시험지법 GOD β-D-glucose + O 2 gluconic acid + H 2 O 2 POD H 2 O 2 + chromogen H 2 O + oxidized chromogen * ascorbic acid(50mg/dl), ketone body(40mg/dl) 존재시 위음성 b) Benedict 법 heat CuSO 4 + glucose Cu 2 O + oxidized glucose (blue) alkali (red) * sucrose 를 제외한 모든 환원당 또는 비환원당과 반응 * 각종 환원성 당의 감별검사법 lactose : Malfatti 법, fructose : Seliwanoff 법 pentose : Bial orcinol 법, galactose : Mucic 법

요당 검사법에 따른 반응 관계 성분 GOD ( 시험지법 ) Cu 환원법 Glucose 양성 양성 Fructose 영향 없음 양성 Galactose 영향 없음 양성 Lactose 영향 없음 양성 Maltose 영향 없음 양성 Pentose 영향 없음 양성 Sucrose 영향 없음 영향 Benedict test 3 분간 boiling benedict soln. Benedict soln. + glucose

5. Ketone body (acetone, acetoacetic acid, β-hydroxybutyric acid 를 총칭 ) 지방대사의 분해 산물 시험지법에서는 acetone, acetoacetic acid 2 가지만 반응하고 β-hydroxybutyric acid 와는 반응하지 않는다. 당뇨, 기아 등 glucose 이용이 저하되면 체내 ketone 축적 --- 뇨로 배설 (ketouria) 당뇨병성 ketoacidosis 의 진단에 유용 검사법 a) 시험지법 Lange 반응 acetic acid, acetone + Na-nitroprusside 자홍색 ( 적자색 ) alkali b) Hart-Lange test (β-hydroxybutyric acid 측정법 ) 6. Occult blood 미량 적혈구, Hb 측정법 혈뇨, 혈색소뇨, 미오글로빈뇨의 차이점 Hematuria Hemoglobinuria Myoglobinuria Microscopic POS NEG NEG Chemical POS POS POS 검사법 a) 시험지법 Blood + H 2 O 2 + chromogen H 2 O 산화형 chromogen POD activity * chromogen : tetramethy benzidine ( 녹색 ~ 암청색 ), O-toluidine ( 청녹색 )

Occult Blood (chromogen : O-toluidine) POSITIVE NEGATIVE b) Benzidine test c) O-toluidine test d) Guaiac Myoglobin 측정법 (urine color 가 red - brown 일때 실시 ) 80% ammonium sulfate : Hb 과 다른 단백질 침전, Mb 침전 못시킴 ( 상층 ) sangur test – 상층액 (pos), 침사액 ( neg) ( 확인 검사 필요 ) 포화 ammonium sulfate : Mb 침전 sangur test – 상층액 (neg), 침사액 ( pos) (Mb 양성판정 )

@ Hemosiderin 측정법 혈색소뇨의 원인이 되는 급성 용혈성 질환이 있은지 2~3 일 후에 요의 침사에 출현 검사법 : prussian blue 7. Bilirubin 비리루빈 origin : Hb (75%), Mb (15%), catalase, cytochrome (10%) 용혈성 황달 : 용혈성 빈혈의 원인 소변 : urobilinogen (++), bilirubin (-), 분변 : uribilinogen (++++) 혈청 : 간접 bilirubin 증가 간세포성 황달 : 간염 등 간세포 손상이 원인 소변 : urobilinogen (+++), bilirubin (++++) 분변 : urobilinogen (+, 감소경향 ) 혈청 : 직접 bilirubin 증가 폐쇄성 황달 : 담관 폐쇄가 원인 소변 : urobilinogen (-), bilirubin (++++) 분변 : urobilinogen (-, 감소 ) 혈청 : 직접 bilirubin 증가

Bilirubin 검사법 a) 시험지법 coupling reaction Bilirubin + diazo reagent azobilirubin 강산성 * diazo reagent = 2-methyl-5-nitroaniline + sodium nitrite b) Gmelin test bilirubin 을 산화 (reagent, yellow nitric acid) 시켜 경계면에 녹색의 biliverdin 이 형성 c) Icto test bilirubin 이 디아조와 반응하여 적보라색으로 변화 bilirubin 검출법 중 민감도 가장 우수 8. Urobilinogen bilirubin 대사 종산물 환원 산화 conjugated bilirubin urobilinogen Urobilin ( 뇨 ) / stercobilin( 분변 ) 장내세균 검사법 a) 시험지법 : urobilinogen + p-methoxybenzole diazonium fluoborate 적색의 carmine 강산 b) Erhlich aldehyde 법 : p-dimethylaminobenzaldehyde 와 반응하여 적색 정상치 : neg ~ trace

9. Nitrite 신장, 비뇨기계의 셰균감염 예비진단 nitrate( 질산염 ) 가 세균에 의해 nitrite( 아질산염 ) 으로 환원 검사법 nitrite + arsanilic acid diazonium 화합물 coupling reaction diazonium 화합물 + tetrahydrobenzoquinoline pink azo 색소 10. Leukocyte esterase 호중구의 esterase 이용 발색 유도 고배율 현미경에서 5 개 이상 존재하면 양성 반응 뇨로의 감염 여부를 알아보는 선별검사 11. Ascorbic acid Vit. C 의 농도가 25mg/dl 이상 높게 나오면 요당, occult blood, bilirubin, leukocyte, nitrite 검사에 영향 줌. ( 반응저해 )

1. 뇨의 채취 일반 뇨검사 수시뇨 (random urine) 아침 첫뇨 (first morning urine) 정량검사 24 시간 뇨 ( 화학 검사용 ) 12 시간 뇨 (Addis count : WBC, RBC, EP cell, cast 정량 계산 ) 세균 배양 : 중간뇨 채취 세포검사 : 세포검사 (50% alcohol 과 뇨 동량 혼합 ) 2. 정상뇨량 24 시간 뇨량 : 600~2,000ml( 성인 ) 주간뇨와 야간뇨의 비율은 3:1 ~ 4:1 3. 뇨 보존법 냉장 : pH, 세포 성분의 변화, 세균의 성장 발육 억제 냉동 : 화학분석 위한 장기간 보존 pH 조절 : pH 1~2 (catecholamine, VMA, 5-HIAA) pH 3 (amino acid)

화학보존제 a) Toluene : 화학적 성분 보존에 가장 좋은 보존제 ( 공기와 접촉 막아 산화 방지 ) b) Formalin : 세포성분 보존에 가장 좋은 보존제 (indican 의 Obermyer 시험 방해, occult blood 방해, alkali copper 이용한 반응에서 환원작용하여 요당검사 위양성 ) c) Thymol : d) Conc HCl : VMA, catecholamine, 5-HIAA 검사에 사용 e) Glacial acetic acid : 5-HIAA f) Sodium fluoride(NaF) : glycolysis 억제 요의 실온 방치에 의한 성분 변화 item change item change color 진한 황색 혼탁도 증가 냄새 암모니아 냄새 pH alkali 화 glucose 감소 urobilinogen 감소 bilirubin 감소 ketone 감소 occult blood 초기 용혈로 증가하나 후에는 POD 활성저하로 둔화 nitrite 약간 증가 뇨침사 관찰 곤란

pH : 5.5 ~ 6.5 (5.0 ~ 8.0) 비중 : ~ Glucose : 0 ~ 30 mg/dL ( 30 ~ 50 mg/dL =  ; 70mg/dL = +1 ) Protein : 0 ~ 20 mg/dL ( 30 ~ 70 mg/dL = +1 ) Ketone body : Not detected Occult blood : Not detected Bilirubin : Not detected Urobilinogen :  = 0.2 ~ 1.0 mg/dL Nitrite : not detected 뇨의 참고치 뇨의 구성 성분 Glucose : < 300mg/L Protein : < 150mg/L /24hr Urea nitrogen : 7 ~ 16g/L/24hr Uric acid : 300 ~ 800 mg/24hr Creatinine : 1.2 ~ 1.8g/24hr

4. 뇨침사 검경 채뇨 1 시간 이내의 신선뇨로 검경 뇨침사 성분의 origin 신전성 crystal 지방 신 유래 신성 cast 소원형 상피세포 신후성 적혈구, 백혈구 요로 유래 편평상피세포 정자 외래성 (contamination) 세균 진균, 원충 이물질, 조영제 뇨침사 원심속도 : 1500rpm (5 분 ), 2000rpm(3 분 ) 세균뇨 원심속도 : 3000rpm (10 분 )

뇨침사의 종류 1) 유기침사 a) RBC b) WBC c) Epithelial cell ( 상피세포 ) - 소원형세포 (small round cell) - 이형상피세포 (transitional epithelial cell) - 편평상피세포 (squamous epithelial cell) d) Cast ( 원주체 ) - hyaline cast ( 초자원주 ) - granular cast ( 과립원주 ) - waxy cast ( 납양원주 ) - RBC cast ( 혈구원주 ) - WBC csat ( 백혈구 원주 ) - fatty cast ( 지방원주 ) - epithelial cast ( 상피원주 ) - cylindroid ( 유원주 ) e) Microorganism - bacteria - Trichomonas vaginalis - yeast like cell (candida) - parasite f) Spermatozoa 2) 무기침사 a) Amorphous material - acid urine : amorphous urate - alkali urine : amorphous phosphate b) Crystal - calcium oxalate ( 수산칼슘 ) - uric acid ( 뇨산 ) - sodium urate ( 뇨산 나트륨 ) - calcium sulfate ( 황산칼슘 ) - leucine - tyrosine - cystine - bilirubin - hippuric acid - cholesterol - sulfonamide - hemosiderin - triple phosphate - ammonium urate - calcium phosphate - calcium carbonate - amorphous phosphate

정상인 뇨침사 참고치 RBC : 0~2 RBC/HPF WBC : 0~2 WBC/HPF Cast : not found, only hyaline cast/LPF

@ Indican 아미노산인 tryptophan 이 부패되어 생성 검사법 a) Jaffe 법 b) Obermayer Porphyrin Heme 의 전구물질 중금속 중독의 지표 물질 Porphyrin 합성과정 glycine + succinyl CoA δ-aminolevulinic acid porphobilinogen urophophyrin coproporphyrin protoporphyrin + Fe Heme 검사법 a) Porphobilinogen 정성검사 (watson-Schwartz test) Porphobilinogen 는 Ehrlich 의 p-dimethylaminobenzaldehyde reagent 와 반응하여 적색 발현 ( 유기용매의 용해도에 따라 urobilinogen 이나 indole 의 적색은 chloroform 에 추출 용해되고 porphobilinogen 은 용해되지 않음 ) 판정 : 양성 — 상층이 적색 또는 짙은 pink, 하층은 무색 또는 엷은 노랑, 갈색 ( 아래층,chloroform 층이 적색이면 urobilinogen 이나 indole 의 존재 의미 ) b) Porphyrin 정성검사 porphyrin 을 ether 로 추출하여 적색 형광 검출 2. Special Tests

@ Phenylketonuria Phenylketonuria 는 phenylalanine 대사의 선천적 장애로 발생 phenylalanine hydroxylase 의 결핍으로 phenylalanine 을 tyrosine 으로 전환 시킬 수 없기 때문에 phenylpyruvic acid, phenyllactic acid, phenylacetic acid, o-oxyphenyl acetic acid 가 뇨중에 다량 존재하게 되고 이를 총칭하여 phenylketouria 라고 한다. * phenylketonuria, tyrosinosis, alkaptouria 대사 맟 장애 phenylalanine Phenylalanine hydroxylase blocked in phenylketonuria tyrosine p-hydroxy phenylpyruvic acid p-hydroxy phenylpyruvic acid oxidase blocked in tyrosinosis homogentisic acid homogentisic acid oxidase blocked in alkaptouria maleylacetoacetic acid 검사법 : Guthri test (special phenylalanine dependent strain B. subtilis 이용 ) 혈액에서의 phenylalanine 대사이상 검사법

@ Alkaptouria 유전성 대사이상으로 homogentisic acid oxidase 의 결핍으로 발생 뇨의 배뇨시 정상으로 보이나 공기 중에 방치하면 갈색 또는 Melanine Tyrosine 의 종산물로 방치해 두면 흑색뇨로 Urine Ca 검사법 : Sulkowitch test (ammonium oxalate) 를 이용하여 침전시킨 후 혼탁 Vanyllylmandelic acid (VMA) catecholamine 은 epinephrine, noepinephrine, dopamine 으로 구성 VMA 는 epinephrine, noepinephrine 의 최종 대사산물로 catecholamine 생산량 반영 17-OHCS glucocorticoids 의 분비 이상이 의심되는 부신피질 질환에서 검사 측정법 17-OHCS-glucuronide 결합을 β-glucuronidase 를 이용하여 17-OHCS 를 가수분해 Porter-silver 반응 (phenylhydrazine 과 17-OHCS 반응 ) 이용하여 황적색 5-HIAA serotonine 의 주요 17-KS Zimmermann 반응 이용하여 androgen 의 분비량 측정

@ Osmolarity 뇨의 삼투압 측정 ( 수분이나 전해질 대사의 좋은 지표, 신장 세뇨관의 기능 파악 ) 측정원리 : 용매에 용질을 가하면 용매분자의 chemical potential 이 용질분자의 mole 에 비례하여 낮아지며 이로 인해 증기압이나 빙점, 삼투압의 증가, 비점의 증가가 나타난다. 측정방식 : 빙점강하, 증기압 증가 체액검사 위액의 화학적 검사 : 1) Congo red : pH 3.5 ~ 5.0 에서 반응 2) Topffer 시약 : pH 2.8 ~ 4.2 에서 유리염산과 반응 등황색 황색 수액의 globulin 정량 : 1) Nonne-Apelt 반응 2) Pandy 반응 CSF 에서 가장 많이 출현하는 분획 : albumin 분변의 갈색 색소 : stercobilin

URINE SEDIMENTS white blood cells abnormal RBC'sRed blood cells Oval fat bodies

Amorphous urates (Na, K, Mg, or Ca salts) Tyrosine crystals Microfilariae of Dirofilaria immitis Capillaria plica is a helminth parasite