察“尿”觀“色”

張瑤瑤，陳建成

南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，南京 210023

1 驚悚的血紅色

小北是個熱愛運動的男孩，一天，他在一場球賽中偶遇強敵，連壓自己好幾球，頓時來了斗志，非要贏回來不可。于是他一場球賽大動作不斷，各種搶球扣籃，摔倒了也是爬起來就接著比賽，直接從日上三竿打到日落黃昏，才心滿意足地回家。第二天起來，小北仍然回味無窮，但在上廁所時他卻突然發(fā)現(xiàn)，自己的尿液居然呈血紅色！他頓時嚇得臉色煞白，“天哪！這……這是怎么回事！”小北一時間慌亂得不知所措。冷靜片刻后，便決定前往醫(yī)院尋求幫助。

小北到了醫(yī)院掛號，見到陳醫(yī)生后便像見了救星一般向陳醫(yī)生求救：“陳醫(yī)生！今天早上我上廁所的時候突然發(fā)現(xiàn)自己的尿竟然是血紅色的！可昨天還是好好的，我是不是腎臟出了什么問題或是膀胱的血管破裂了啊，還是說我得了什么罕見的疾?。繒粫霈F(xiàn)大失血、感染什么的呀？”

陳醫(yī)生打斷了神色慌張的小北：“先別慌，孩子，雖然正常的尿液是淡黃色，但其他顏色的尿液也不都是健康問題導(dǎo)致的，很多情況下也只是較多的食物色素或服藥期間產(chǎn)生的代謝物混入尿中染色的結(jié)果，并不需要過于擔(dān)心。這樣，你先把這幾天的飲食行為什么的大致描述一下吧，比如最近有沒有甜菜根、覆盆子這種紅色色素比較多的食物，有沒有在服用一些藥物，比如大黃、利福平、柔紅霉素等[1]，或者有沒有劇烈運動或外傷等特殊情況呢？”

小北聽了醫(yī)生的話，稍稍定了神，開始回想道：“紅色食物的話最近倒沒怎么吃，也沒有在吃什么藥，畢竟我的身體可是很強壯的，昨天還打了半天的籃球呢！”小北說到這，似乎有些得意。

陳醫(yī)生卻打斷了他：“打了半天籃球？這種劇烈運動，熱身不足或動作不當(dāng)?shù)瓤啥既菀讓?dǎo)致內(nèi)出血或組織受損，從而出現(xiàn)紅色尿液啊?！?/p>

“啊！這么嚴(yán)重？那陳醫(yī)生我該怎么辦呀？”小北聽了，慌忙說道。

陳醫(yī)生繼續(xù)說道：“你先不要著急，現(xiàn)在具體是哪種原因還需要更深入的測試。因為紅色尿液的成因很多，病理性上除了由于體內(nèi)受傷大量出血引發(fā)的血尿，還可能是由于肌細胞破壞。此外，腎病、腫瘤、尿路感染、前列腺疾病等疾病以及汞、鉛的中毒也可能出現(xiàn)紅色尿液?！标愥t(yī)生頓了頓，“這樣，你先去收集一點尿液樣品，做個尿檢吧?！?/p>

2 神奇的尿液分析試紙

小北隨即收集了一杯尿樣，拿到陳醫(yī)生面前。只見陳醫(yī)生取出一條不知名的試紙，蘸取了少量尿樣。

小北很好奇：“陳醫(yī)生，這是什么呀？”

陳醫(yī)生笑道：“這個呀，這是尿液分析試紙，是一種常見的尿液快速檢測工具?！?/p>

“尿液分析試紙？”小北更加好奇了，“是類似于pH試紙的那種物質(zhì)嗎？”

“構(gòu)造上差不多，主要是通過不同顏色表示不同的生化指標(biāo)，不過具體原理就各不相同了。你的尿樣要檢測的指標(biāo)比較多，試紙檢測只是一部分，這個試紙還有剩余的尿樣待會兒要送去檢測才能知道結(jié)果?！标愥t(yī)生回答道。

“哇，這么神奇？”小北來了興趣，“要是有一個可以自己在家檢測的試紙就好了。”

“當(dāng)然有啦?！标愥t(yī)生見尿樣檢測還需要一段時間，便說：“我這邊正好有三種可以自己用的檢測試紙，這樣，趁著尿樣檢測的時間，我給你介紹一下它們吧?！?/p>

陳醫(yī)生說著，拿出了第一種試紙：“這個是測量pH的試紙。正常的新鮮尿液pH應(yīng)在5-7之間，顯示的顏色介于棕綠色與橙黃色之間。當(dāng)然，如果你覺得不好判斷，可以對比配套的標(biāo)準(zhǔn)比色卡?！?/p>

“現(xiàn)在可以了，你來比一下色吧?！标愥t(yī)生笑道。

“嗯……”小北仔細端詳了一番，得出了他的結(jié)果?！拔矣X得應(yīng)該是6.5-7的樣子，應(yīng)該挺正常的。”

陳醫(yī)生也比了一下色:“不錯嘛，比的挺準(zhǔn)的。不過遺憾的是，單獨的尿液pH指標(biāo)并沒有什么指導(dǎo)意義，尿液正常與否還要結(jié)合更多指標(biāo)綜合判斷才行。”

“那是當(dāng)然。”聽到陳醫(yī)生的表揚，小北很是高興。

“那我們接著看這個葡萄糖檢測試紙吧，”說著，陳醫(yī)生又拿出了一個試紙，“這是比較典型的一種葡萄糖試紙，它的原理是通過葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸內(nèi)酯和過氧化氫，過氧化氫又在過氧化物酶的催化下，將無色的4-氨基安替比林與酚氧化縮合成紅色的醌類化合物而呈色[2,3](圖1)?！标愥t(yī)生邊操作邊介紹道，“正常的尿液不會有葡萄糖，在這種試紙上的結(jié)果一般是淺青色，而越偏深棕的顏色就代表葡萄糖含量越多，出現(xiàn)這樣的結(jié)果就要警惕糖尿病的風(fēng)險了。當(dāng)然了，目前科學(xué)家們近些年也研發(fā)出了更多種的葡萄糖檢測試紙，例如以ZnFe2O4磁性納米顆粒替代過氧化物酶，或是以纖維素基條帶替代傳統(tǒng)紙基等[4,5]。這些新型試紙的誕生正在逐漸優(yōu)化葡糖糖檢測試紙的可靠性和效率，相信以后的檢測將會是越來越快捷準(zhǔn)確的。”

圖1 葡萄糖含量的檢測原理

小北聽了，很是高興：“太好了，這樣就可以給家里的老人用，使糖尿病早發(fā)現(xiàn)早治療了?！?/p>

“那這個呢？”小北看著第三個試紙，又迫不及待地問道。

“這個啊，這是亞硝酸鹽檢測試紙，”陳醫(yī)生介紹道，“我們知道，亞硝酸鹽是亞硝胺這一致癌物的重要前體(圖2)，且富含在火腿、熏肉等腌制肉類和菠菜、芹菜、卷心菜等蔬菜中[6]?！?/p>

圖2 幾種具有致癌性的亞硝胺類物質(zhì)

“等等，蔬菜中也可能富含亞硝酸鹽？”小北對此感到很是驚奇。

陳醫(yī)生解釋道：“聽起來似乎違反認(rèn)知，但事實上，據(jù)一些研究報道，蔬菜中硝酸鹽的含量明顯高于肉制品中硝酸鹽添加劑的含量，可預(yù)見60%的膳食硝酸鹽都來自蔬菜[7]。而這個試紙的原理是利用亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸反應(yīng)生成重氮化合物，重氮化合物再與α-萘胺結(jié)合而產(chǎn)生粉紅色的偶氮化合物[8](圖3)。正常的尿液不會使試紙變色，而試紙的顏色越紅，則說明亞硝酸鹽含量越高?！?/p>

圖3 亞硝酸鹽的檢測原理反應(yīng)

“這對那些喜歡自制腌菜食用和擔(dān)心誤食工業(yè)用鹽的的人來說真的是很有用的一項技術(shù)呀！”小北不禁感嘆道。

正說著，化驗科的檢測結(jié)果出來了。陳醫(yī)生看了檢測報告，對小北說：“經(jīng)過檢測分析，可以確認(rèn)你是因為劇烈運動導(dǎo)致內(nèi)出血，從而引發(fā)的血尿。幸好，你的癥狀不是很嚴(yán)重，不會有大礙。我給你開點藥，你回去按時服用并注意靜養(yǎng)就好，最近幾周可不要再打球了吆?！?/p>

“一定一定！謝謝陳醫(yī)生！”小北聽了，懸著的心終于放了下來，安心拿了藥和陳醫(yī)生送的檢測試紙回家了。

3 “帶刺”的乳白色

小北自從醫(yī)院回來，不僅是小心翼翼，不敢有什么劇烈動作，他的家人也為他準(zhǔn)備了不少補品，不僅頓頓是各種魚肉骨湯，餐間也不忘給小北吃點補品希望他早日康復(fù)。小北的尿色也不出所料地很快歸于正常。

然而，一波未平一波又起。一天，小北卻又發(fā)現(xiàn)自己的尿液雖然剛褪去了血紅色，但竟轉(zhuǎn)而出現(xiàn)了乳白色，其中似乎還隱約有些顆粒物！小北十分慌張，心想：完了，這下尿液都變成濁液了，不會是留下什么后遺癥了吧？正在慌張之時，小北想起了陳醫(yī)生送的檢測試紙，便趕緊逐個檢測起來，可是檢測的結(jié)果卻讓小北更加疑惑了：看看pH試紙，是棕綠色，看看葡萄糖試紙，是淺青色，再看看硝酸鹽試紙，也沒有顏色變化。

“這些指標(biāo)都沒有問題呀？怎么會這樣呢？”小北甚是疑惑，也更加不敢怠慢，忙著又去找陳醫(yī)生尋求幫助，臨走前，他還“細心”地在家收集了一份尿液樣品，以備陳醫(yī)生診斷。

見到陳醫(yī)生，小北忙說道：“陳醫(yī)生，我最近可是謹(jǐn)遵遺囑，好好吃藥靜養(yǎng)，可是我的尿液現(xiàn)在居然變成乳白色了，其中好像還有些沉積物，這不會是之前留下什么后遺癥了吧？而且我用您給的試紙自測了一下，也沒發(fā)現(xiàn)什么問題呀？”

乳白色？陳醫(yī)生聽了，眉頭一緊，要知道，乳白色的尿液有很大風(fēng)險是微生物感染或尿道受損導(dǎo)致的，而小北前一段時間又剛經(jīng)歷了內(nèi)出血，確實有更大的感染風(fēng)險。

陳醫(yī)生不敢怠慢，說道：“乳白色的尿液，還有沉積物，有一定的感染風(fēng)險啊。至于你檢測不出來異常，那是因為試紙只能針對特定的一種或幾種指標(biāo)進行檢測，雖然對特定疾病和癥狀很實用，但也不可能所有泌尿疾病都有自己對應(yīng)的試紙。我給你的那些試紙自己用當(dāng)然十分方便實用，但遇到較為特殊的癥狀時，還是需要在醫(yī)院做全面的尿檢檢測。老規(guī)矩，你先去收集一點尿液樣品，做個尿檢吧?！?/p>

小北聽了，竟有些得意：“不用，陳醫(yī)生，我早就準(zhǔn)備好了。”說著，從包里掏出了自備的一杯尿液，“我知道流程，所以在家里就為您準(zhǔn)備好了?！?/p>

但陳醫(yī)生卻沒有表揚小北的“懂事”，“小北啊，雖然你的初心是好的，但是你的‘好意’我也只能心領(lǐng)，尿檢樣品這種東西一般還是現(xiàn)取現(xiàn)用的好?！?/p>

“??？為什么??？”聽了陳醫(yī)生的話，小北有些氣餒和不解。

見小北有些沮喪，陳醫(yī)生解釋道：“我們的尿液里多少是含有一些有機物的，像尿素、尿酸等代謝物，這些東西都可以為微生物生長繁殖提供營養(yǎng)，因此，久置的尿本身就會滋生各種微生物和衍生代謝物。而如果是異常的尿，久置之后性狀就更加復(fù)雜且難以診斷了。就比如紅細胞生成性尿卟啉病，患者尿中含紅色的尿卟啉I和糞卟啉I，這二者均可在紫外線下發(fā)生光化學(xué)還原反應(yīng)(圖4)，該病的尿液在陽光照射下就可能變成醬油色或深葡萄酒色[9,10]。因此啊，尿檢樣品還是現(xiàn)取現(xiàn)用的好?！?/p>

圖4 尿卟啉發(fā)生光還原反應(yīng)

小北聽了陳醫(yī)生的解釋，恍然大悟，乖乖地去做了尿檢。

4 虛驚一場

不一會兒，尿檢結(jié)果就出來了。但奇怪的是，尿中并未檢測出微生物感染的指標(biāo)。陳醫(yī)生既有些釋然，又有些疑惑。于是又仔細看了一遍檢查結(jié)果，這次，他發(fā)現(xiàn)，樣品中的尿酸鹽含量很高。

陳醫(yī)生似乎發(fā)現(xiàn)了原因，問道：“你最近是不是吃了較多富含嘌呤的食物，比如海鮮、紅肉、雞湯、骨頭湯這些啊？”

“那倒是，最近不是為了補補身子，早日康復(fù)嘛，所以魚肉骨湯等吃的比較多。陳醫(yī)生，這有什么問題嗎？”小北有些不解。

“那就對了，你這個呀，不是什么病，是因為尿酸過多，在尿液中以尿酸鹽的形式大量存在，加之最近天氣比較冷，尿出后結(jié)晶出乳白色的尿酸鹽晶體導(dǎo)致的?！标愥t(yī)生說道。

小北卻一頭霧水，“尿酸鹽結(jié)晶？可那和我吃這些補品有什么關(guān)系??？”

陳醫(yī)生繼續(xù)解釋道：“尿酸鹽在人體中的重要代謝前體是核苷酸，也就是與細胞遺傳和蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)的分子，而前面說的那些食物，尤其是紅肉、肌肉這種細胞中富含核苷酸的食材也就因此普遍富含嘌呤，而且一些核苷酸本身也可以代謝為嘌呤[11]。因此，雖然它們是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，但如果攝入過多，在體內(nèi)來不及利用，就會大量代謝成尿酸排出(圖5)。而且，如果是在關(guān)節(jié)處結(jié)晶，還會引發(fā)痛風(fēng)呢！”

圖5 幾種核苷酸和嘌呤在體內(nèi)的尿酸代謝途徑

“原來是這樣啊。”小北豁然開朗。

陳醫(yī)生又補充道：“不過你也不用太擔(dān)心，健康人正常攝入紅肉等是沒有問題的，而且由于嘌呤可溶于水，烹飪前焯水也可去除一部分嘌呤。不過，除了高尿酸鹽外，甲狀旁腺激素過多導(dǎo)致的磷酸鹽結(jié)晶或者一些鈣鹽結(jié)晶等也可使尿液出現(xiàn)結(jié)晶顆粒，從而導(dǎo)致乳白狀尿液[12,13]。這種尿液一般稍加加熱即可使沉積物消失，也因此，這種尿液常出現(xiàn)在較寒冷的時段。這次啊，你算是虛驚一場了，以后注意控制這類食品的攝入就行?！?/p>

“看來，就算是補品，也要注意量啊?！毙”辈缓靡馑嫉卣f道。

5 尾聲

小北經(jīng)歷了這一系列有驚無險的故事后，愈發(fā)覺得尿液的顏色之間蘊含著許多學(xué)問，不僅自己又去深入了解了尿液顏色背后的許多學(xué)問，更是積極地向自己的長輩朋友普及尿液顏色背后的健康信號。現(xiàn)在，大家都夸小北是個小小尿液科學(xué)家呢！