مواضيع المحاضرة: Urine Anaysis
background image

1

 

 

Course: Clinical Analysis

 

Lecturer: Dr. Weam Saad

 

Lecture: Urine 

Urine 

1- Urine Analysis 

Urine  analysis  usually  used  for  identify  diseases  like  urinary  tract 

infections, diabetes glomerulonephritis and others. Urine should be collected at 
any time of day in clean containers during midstream.

 

Fresh urine is better to be 

examined as quickly as possible. The time from collection to examination in the 
laboratory  is  an  important  factor  and  should  not  exceed  1  hr.  increase  in  time 
can make the followings: 

1) Decreased clarity due to crystallization of solutes 
2)   Rising pH. 
3)  Loss of ketone bodies. 
4)  Loss of bilirubin. 
5)  Dissolution of cells and casts. 
6)  Overgrowth of contaminating microorganisms. 

 

A.  Visual observation: 

The  first  step  is  direct  visual  observation.  Normal,  fresh  urine  is  dark 

yellow  or  amber  in  color  and  clear.  Normal  urine  volume  is  750  to  2000 
ml/24hr. Turbidity or cloudiness may  be caused by  excessive cellular material 
or  protein  in  the  urine  or  may  develop  from  crystallization  or  precipitation  of 
salts upon standing at room temperature or in the refrigerator.  

Clearing  of  the  specimen  after  addition  of  a  small  amount  of  acid 

indicates that precipitation of salts is the probable cause  of  turbidity. A red  or 
red-brown  (abnormal)  color  could  be  from  a  food  dye,  eating  fresh  beets,  a 
drug,  or  the  presence  of  either  hemoglobin  or  myoglobin.  If  the  sample 
contained many red blood cells, it would be cloudy as well as red. 

 


background image

2

 

 

 

B. Biochemical Tests: 

 

 

pH: 

The normal range is from a pH of 7.4 to 6. 

 

 Specific  Gravity  (sp  gr): 

Some  laboratories  measure  urine  density 

which is the ability of the kidney to concentrate or dilute the urine, many 
laboratories  use  refractometer  instrument  for  specific  gravity,  and  normal 
range  between  1.002  and  1.035,  any  measurement  below  this  range 
indicates hydration and any measurement above it indicates to dehydration 
or high levels of glucose.

 

  Protein:

  It  is  better  to  do  tests  for  urine  protein  on  the  supernatant  of 

centrifuged urine since the cells suspended in normal urine can produce a 
falsely  high  estimation  of  protein.  Normally,  only  small  plasma  proteins 
filtered and can be found in normal urine. Normal total protein excretion 
does  not  usually  exceed  150  mg/24  hours  or  10  mg/100  ml  in  any 
specimen. More than 150 mg/day is defined as proteinuria.

 

Also,  detection  of  protein  by  production  of  color  with  an  indicator  dye, 
Bromphenol  blue,  which  is  most  sensitive  to  albumin,  and  precipitation  by 
heat  is  a  better  method.  The  sulfosalicylic  acid  test  is  a  more  sensitive 
precipitation test. It can detect albumin, globulins, and Bence-Jones protein 
at low concentrations.

 

  Glucose: 

Normally there is small amount of glucose in urine; Glycosuria 

(excess sugar in urine) generally means diabetes mellitus. The glucose 
oxidase reaction used for glucose detection but can miss other reducing 
sugars such as galactose and fructose. For this reason, most newborn and 
infant urines are routinely screened for sugars by other methods like 
Benedict's copper reduction test.

 

 

Ketones: 

Ketones (acetone, aceto-acetic acid, beta-hydroxybutyric acid) 

resulting from either diabetic ketosis or starvation), are easily detected 
using tablets containing sodium nitroprusside.

 

  Nitrite: 

A positive nitrite test indicates that bacteria may be present in 

significant numbers in urine. Gram negative rods such as Ecoli are more 
likely to give a positive test.

 


background image

3

 

 

  Leukocyte Esterase: Detects the presence of white blood cells either as 

whole cells or as lysed cells. 
 

C.  Microscopic Urine Analysis: 

Method: 

A sample of well-mixed urine (usually 10-15 ml) is centrifuged in a test 

tube  at  low  speed  (about  2000-3000  rpm)  for  5-10  minutes  until  button  is 
produced at the bottom of the tube. The supernatant is discarded and a volume 
of  0.2  to  0.5  ml  is  left  inside  the  tube.  The  sediment  is  suspended  in  the 
remaining supernate by flicking the bottom of the tube several times. A drop of 
resuspended sediment is poured onto a glass slide and covered with coverslip. 

Examination: 

The sediment is first examined under low power to identify most crystals, 

casts, squamous cells, and other large objects. The numbers of anything found 
is per low power field (LPF). Since the number of elements found in each field 
may  be  different  from  one  field  to  another,  several  fields  must  be  examined. 
The Second examination  at high power to identify  types of crystals, cells, and 
bacteria. The number is usually described as the number of each type found per 
high power field (HPF). Example: 1-5 WBC/HPF. 

Sediments can be found during microscopic examination: 

1- Red Blood Cells: 

  

The  presence  of  abnormal  numbers  of  red  cells  in  urine  due  to: 

glomerular damage, tumors, kidney trauma, urinary tract stones, renal infarcts, 
acute  tubular  necrosis,  upper  and  lower  urinary  tract  infections,  nephrotoxins, 
and physical stress. Red cells may also contaminate the urine from the vagina in 
menstruating  women  (during  bleeding)  or  from  trauma  produced  by  bladder 
catherization. Normally no red cells should be found, but some find their way 
into the urine, if one or more red cells can be found in every high power  field 
that can be considered as abnormal. 

 


background image

4

 

 

2- White Blood Cells 

The presence of abnormal numbers of leukocytes that may appear with 
infection in either the upper or lower urinary tract or with acute 
glomerulonephritis. Usually, the WBC's are granulocytes. White cells from 
the vagina, especially in the presence of vaginal and cervical infections, or 
the external urethral meatus in men and women may contaminate the urine. 
If two or more leukocytes per each high power field (HPF) appear in non-
contaminated urine, the specimen is abnormal. Leukocytes have lobed nuclei 
and granular cytoplasm.

 

 

3- Epithelial Cells 

Renal  tubular  epithelial  cells,  usually  larger  than  granulocytes,  contain  a 

large  round  or  oval  nucleus  and  normally  found  in  small  numbers,  with 
nephrotic  syndrome  and  in  conditions  leading  to  tubular  degeneration,  the 
number is increased. 

4-  Lipids: 

The presence of lipid cells, these cells contain endogenous fat and called oval 
fat bodies.  

5- Casts

 

Urinary  casts  are  formed  only  in  the  collecting  duct  (distal  nephron).  Casts 

can be seen in glomerular injury cases due to increased glomerular permeability 
to plasma proteins causing proteinuria. 

Types of casts: 

1)  Hyaline casts; can be seen in normal people. Can be formed due to low 

flow rate, high salt concentration, and low pH. 

 


background image

5

 

 

2)  Red blood cells cast: RBCs may stick together and form red blood cell 

casts. Such casts are indicator for glomerulonephritis, with leakage of 
RBC's from glomeruli, or severe tubular damage. 

 

3)  White  blood  cell  casts:  Their  presence  indicates  for  inflammation  of 

the kidney, because such casts will not form except in the kidney. 

 

4)  Granular and waxy casts: they are derived from renal tubular cell casts. 

Indicate for damaged tubules and usually seen in end stage of chronic 
renal diseases. 

 

 

 


background image

6

 

 

5-  Bacteria 

Bacteria  are  common  in  urine  specimens  because  of  the  large  normal 

microbial flora of the vagina or external urethra and because of their ability to 
rapidly  multiply  in  urine  standing  at  room  temperature.  Therefore,  microbial 
organisms  found  in  all  urine  samples.  In  suspected  patients  with  urinary 
infection, the diagnosis of bacteria needs culture.  A  colony  count may  also be 
done to see if significant numbers of bacteria are present. Generally, more than 
100,000 bacterium/ml is significant. Multiple organisms reflect contamination.  

6-  Yeast 

Yeast cells may be contaminants or represent a yeast infection. They are 

often difficult to distinguish from red cells and amorphous crystals but are 
distinguished by their tendency to bud. Mostly they are Candida, which may 
colonize bladder, urethra, or vagina. 

 

7-  Crystals 

Common  crystals  seen  even  in  healthy  people  include  calcium  oxalate,  triple 
phosphate crystals and amorphous phosphates. 

 

The uncommon crystals include: cystine crystals in urine of severe liver 

disease, tyrosine crystals with congenital tyrosinosis or marked liver 
impairment, or leucine crystals in patients with severe liver disease. 


background image

7

 

 

8-  Others 

Other objects may find their way into a specimen, particularly those that 

patients bring from home. Spermatozoa can sometimes be seen. Rarely, 
pinworm ova may contaminate the urine. In Egypt, ova from bladder 
infestations with schistosomiasis may be seen. 

2- Urine culture: 

Urine sample can be used to do culture and antibiotic sensitivity test and 

usually  this  test  ordered  by  physician  for  urinary  tract  infection  cases  to 
determine  the  most  effective  antibiotic  to  use.  The  special  containers  are 
important  to  be  used  (closed  and  disinfected),  then  culturing  done  first  on 
nutrient  agar  for  isolation  then  subculture  for  antibiotic  sensitivity  and  other 
biochemical test on the isolates sometimes. The results for each antibiotic listed 
as  resistance  if  no  inhibition  zone  obtained  and  sensitive  if  inhibition  present 
(Sensitive:  S+,  S++,  and  S+++,  and  so  on  according  to  inhibition  zone 
diameter). 

Urine sample should be cultured as soon as  possible; some isolates need 

48 hr. to show growth and inhibition zone. 

3- Urine Human Chorionic Gonadotropin (HCG) Test or 

pregnancy test: 

Urine  sample  can  be  used  for  routine  pregnancy  testing  or  detection.  The 

human  chorionic  gonadotropin  (HCG)  is  made  by  the  placenta  during 
pregnancy and excreted in urine. The HCG test can be used to see if a woman is 
pregnant  or  detection  of  some  infertility

 

cases.

 

This  test  does  not  measure  the 

exact  amount  of  HCG,  but  it  shows  if  HCG  is  present.  Home  pregnancy  tests 
that  show  HCG  in  urine  are  also  available.  False  negative  result  may  due  to 
early  pregnancy  and  need  for  more  time  to  increase  the  amount  of  hormone 
excreted  in  the  pregnant  woman  urine.  Also  some  abnormal  cases  lead  to  low 
hormone levels in urine like ecto-pregnency. 

This test is usually performed using latex agglutination Kit special for HCG. 

When  mixing  centrifuged  urine  with  drop  of  kit,  then  clumping  (cotton  like 
appearance) will occurs indicating for pregnancy positive. 


background image

8

 

 

 

Examples for Normal Flora of urinary tract

 or urogenital tract: 

Candida albicans

        

                       Anterior urethra, vagina 

Chlamydia trachomatis

 

                 Urethra, vagina, fallopian tubes, prostate gland 

Clostridium spp

 

                              Vagina 

Corynebacterium spp

 

  

       

    

    

Anterior urethra, external genitalia, vagina 

Enterobacteriaceae

 

      

 

     

    

Anterior urethra, vagina 

Neisseria gonorrhoeae

 

                Urethra, vagina, prostate gland 

Streptococcus viridans

 

                Anterior urethra, vagina 

Staphylococcus aureus

   

                Perineum 

Staphylococcus epidermidis           Urethra, vagina 

Mycoplasma hominis                      Cervix, vagina 

 

Examples for pathogens of urinary tract or urogenital tract infections: 

  Bacteria: 

 Escherichia coli (cause 80- 85% of total infections) 

 Staphylococcus saprophyticus 

 Klebsiella

 spp. 

 Proteus

 spp. 

 Pseudomonas spp. 

 Enterobacter

 spp. 

  Fungi  

Mostly yeast infections with Candida albicans 

  Viruses 

There is group of viruses infect urogenital tract but cannot be identified in ordinary 
clinical laboratories. 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Dr Weam Al-Hmadany
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 213 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل