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尿検査は、尿と分析の合成語で、[ 1 ]尿の物理的（肉眼的）検査、尿検査ストリップを使用した化学的評価、および顕微鏡検査を含む一連の医学的検査です。肉眼的検査では、色、透明度、臭い、比重などのパラメータを対象とします。尿検査ストリップでは、 pH、グルコース濃度、タンパク質レベルなどの化学的特性を測定します。顕微鏡検査では、細胞、尿円柱、結晶、微生物などの要素を特定します。[ 2 ]
尿は腎臓で血液を濾過することによって生成されます。尿の生成はネフロンと呼ばれる微細構造で行われ、正常な人間の腎臓には約100万個のネフロンが存在します。血液は腎動脈を通って腎臓に入り、腎臓の血管系を通ってボーマン嚢に囲まれた毛細血管の絡み合った塊である糸球体へと流れます。糸球体とボーマン嚢は合わせて腎小体を形成します。健康な糸球体は血液中の多くの溶質を通過させますが、細胞やほとんどのタンパク質などの高分子物質の通過は許しません。糸球体からの濾過液はボーマン嚢に入り、腎尿細管へと進みます。腎尿細管は濾過液から水分と溶質を再吸収して循環系に戻し、血液から物質を尿中に分泌して恒常性を維持します。[ 3 ] [ 4 ]
最初の目的地は近位尿細管です。濾液はヘンレループに進み、遠位尿細管を通って集合管に流れます。集合管は最終的に腎杯に流れ込み、腎杯は腎盂と尿管につながります。尿は尿管を通って膀胱に流れ込み、尿道を通って体外に排出されます。[ 5 ] [ 6 ]
尿生成の過程は、老廃物を排出するだけでなく、体内の水分、電解質、酸塩基平衡を維持するのにも役立ちます。尿の組成は、腎臓の機能だけでなく、体の調節プロセスの他の多くの側面も反映しています。 [ 7 ]尿サンプルは簡単に採取できるため、診断検査に実用的です。[ 8 ]
尿検査には、尿の色や透明度などの物理的特性の評価、尿検査ストリップを使用した化学分析、および顕微鏡検査が含まれます。[ 9 ]検査ストリップには、グルコース、タンパク質、血液などのサンプル中の特定の要素と反応すると色が変わる化学物質が染み込んだパッドが含まれており、[ 10 ]顕微鏡検査では、細胞、結晶、細菌などの尿中の固形要素を数えたり分類したりできます。[ 11 ]
尿検査は、最も一般的に行われる臨床検査の 1 つです。[ 12 ]尿路感染症の診断[ 13 ]や尿失禁などの尿路系のその他の問題の調査によく使用されます。[ 14 ]医学的評価の一環として疾患のスクリーニングに使用されることがあります。結果は、腎臓病、肝臓病、糖尿病などの状態の存在を示唆する可能性があります。[ 12 ]救急医療では、尿検査は、腹痛や骨盤痛[ 15 ] [ 16 ]、発熱[ 17 ]、錯乱 [18]など、多くの症状の調査に使用されます。妊娠中は、妊娠高血圧症候群の兆候となる尿中のタンパク質 (タンパク尿) [ 19 ]や、妊娠合併症に関連する尿中の細菌のスクリーニングに行われることがあります。[ 16 ] [ 20 ]尿検査は腎疾患の診断と管理において非常に重要である。[ 21 ]
尿検査用のサンプルは、清潔な（できれば滅菌済みの）容器に採取されます。[ 8 ] [ 22 ]サンプルは1日のどの時間帯でも採取できますが、[ 23 ]朝一番の尿は濃度が高いため好ましいです。[ 24 ]汚染を防ぐため、「中間尿クリーンキャッチ」法が推奨されます。これは、排尿前に性器周辺を清潔にし、排尿の途中でサンプルを採取する方法です。[ 22 ]サンプルは、尿道カテーテルから、または腹部から膀胱に針を挿入して（恥骨上穿刺）採取することもできます。[ 25 ]乳幼児の場合、尿は性器周辺に取り付けたバッグに採取できますが、これは汚染のリスクが高いです。[ 8 ]尿検体を速やかに検査しないと、尿中の細菌が増殖し、細胞や円柱などの要素が分解するため、不正確な結果が生じる可能性があります。尿を冷蔵しない場合は、検体採取後2時間以内に尿検査を行うことが推奨されます。[ 24 ]
正常な尿は黄色を呈し、これは主にウロクロムという色素によるものです。尿の色は、個人の水分状態に応じて淡黄色から琥珀色まで変化します。尿はさまざまな異常な色を呈することがあり、場合によっては病気を示唆している可能性があります。[ 26 ]尿に全く色がない場合は、尿が極めて希釈されていることを示しており、これは過剰な水分摂取、尿崩症、または糖尿病が原因である可能性があります。濃い黄褐色から緑色の尿は、ビリルビン濃度が高いことを示唆している可能性があり、これはビリルビン尿症として知られています。[ 26 ] [ 27 ]赤い尿は、赤血球またはヘモグロビンの存在を示すことが多いですが、一部の薬や、ビートなどの赤い色素を含む食品の摂取によっても引き起こされることがあります。[ 26 ]筋肉の分解産物であるミオグロビンは、尿を赤から赤褐色にすることがあります。[ 28 ]濃い茶色または黒色の尿は、アルカプトン尿症と呼ばれる遺伝性疾患やメラノーマ患者に見られることがある。[ 29 ]紫色の尿は、紫色の尿バッグ症候群で見られる。[ 30 ]
薬物の摂取により、さまざまな異常な色が生じる可能性があります。ビタミンBサプリメントの摂取後には、異常に明るい黄色になることがあります[ 31 ] 。一方、尿路関連の痛みの治療に使用されるフェナゾピリジンは、尿をオレンジ色に変えることがあります。メチレンブルーは、尿を青から青緑色に変えることがあります[ 32 ] 。以前はEx-Laxに含まれていた刺激性下剤フェノールフタレイン[ 33 ]は、赤から紫までさまざまな色を生じさせる可能性があり、パーキンソン病の治療に使用されるレボドパは、「コーラ色」の尿を引き起こす可能性があります[ 27 ] 。
尿検査では尿の透明度も記録されます。尿は通常透明ですが、結晶、細胞、細菌、粘液などの物質によって濁った外観になることがあります。[ 26 ]乳白色の外観は、白血球や脂肪の濃度が非常に高い場合、または乳糜尿（尿中にリンパ液が存在すること）によって引き起こされる可能性があります。 [ 34 ]保存されていない尿は、時間の経過とともに濁ってきます。[ 35 ]
尿の臭い（匂い）は通常、無臭（色が非常に薄く希釈されている場合）から、脱水状態で尿が濃縮されている場合のはるかに強い臭いまで変化する。[ 36 ] 特定の食品、特にアスパラガスを摂取した後には、尿の臭いが一時的に変化することがある。ケトアシドーシス（尿中に高濃度のケトン体を含む）を起こしている糖尿病患者の尿は、フルーティーまたは甘い匂いがすることがあるが、尿路感染症の患者の尿はしばしば悪臭を放つ。メープルシロップ尿症（尿の匂いからその名がついた）やフェニルケトン尿症（「ネズミ臭」を引き起こす）など、特徴的な臭いを引き起こす先天性代謝異常もある。 [ 37 ]尿検査中に臭いが報告されることはまれである。[ 38 ]
比重は尿の濃度の尺度であり、水分補給状態と腎機能に関する情報を提供します。通常、比重は 1.003 ～ 1.035 の範囲です。値が低いほど尿は希釈されており、値が高いほど濃縮されていることを示します。尿比重が常に 1.010 付近（等張尿）にとどまる場合は、腎臓が尿の濃度を制御する能力を失っていることを示唆するため、腎臓の損傷を示している可能性があります。[ 39 ]腎臓が比重 1.040 を超える尿を生成することは不可能ですが[ 40 ] 、 X 線画像診断で使用される造影剤などの高分子量物質を含む尿では、そのような値を示すことがあります。[ 38 ]比重は一般的に尿検査ストリップで測定されますが、屈折計を使用することもできます。[ 41 ]試薬ストリップの測定値はサンプル中のイオン濃度に基づいているが、屈折計の測定値はグルコースやタンパク質などの他の物質の影響を受ける。 [ 42 ]
尿検査ストリップまたは「ディップスティック」を使用すると、多数の尿パラメータと物質を迅速に測定できます。ストリップを尿サンプルに浸し、一定時間後に試薬パッドの色の変化を目視または自動機器を使用して読み取ります。[ 43 ]含まれる検査はディップスティックの種類によって異なりますが、一般的なものは、グルコース、ケトン、ビリルビン、ウロビリノーゲン、血液、白血球（白血球エステラーゼ）、タンパク質、亜硝酸塩、pH、および比重です。[ 44 ] [ 45 ]亜硝酸塩は陰性または陽性として報告されます。[ 46 ]その他の要素は、スケールでスコア付けされるか、色の変化の強度に基づいておおよその濃度として報告される場合があります。[ 47 ]
偽陽性および偽陰性の結果が生じる可能性があります。一般的なエラーの原因としては、尿の色が異常で色の変化の解釈が妨げられること[ 48 ] 、アスコルビン酸（ビタミンC）の濃度が高いと血液、ビリルビン、グルコース、亜硝酸塩の偽陰性結果が生じる可能性があること[ 49 ]、およびサンプルの濃度の変動[ 50 ]などが挙げられます。
血液検査用の試薬パッドは、ヘム基が存在すると変色します。ヘム基は、試験紙の指示薬と過酸化水素の反応を触媒します。ヘム基はヘモグロビンだけでなく、ミオグロビン（筋肉分解産物）にも存在します。したがって、血液検査で陽性反応が出た場合、赤血球（血尿）、遊離ヘモグロビン（ヘモグロビン尿）、またはミオグロビン（ミオグロビン尿）の存在を示す可能性があります。[ 51 ]赤血球は、遊離ヘモグロビンやミオグロビンと区別できる場合があります。前者は試験パッド上に斑点模様を生じさせ、後者は均一な変色をもたらします。[ 52 ]
顆粒球に含まれる酵素である白血球エステラーゼを測定して、白血球の濃度を推定します。[ 53 ]検査パッド内の化学物質に対する酵素の作用により、紫色のアゾ染料が生成されます。[ 54 ]サンプルが膣分泌物で汚染されている場合、偽陽性の結果が発生する可能性があります。非常に濃度の高いサンプル、またはグルコースとタンパク質のレベルが高いサンプルでは、偽陰性が発生する可能性があります。[ 54 ] 尿中の白血球数の増加は、一般的に感染症または炎症を示します。[ 55 ]血液中の好中球レベルが低い人（好中球減少症）は、陽性反応を示すのに十分な白血球が尿中にない可能性があります。[ 56 ]
尿路感染症を引き起こす細菌の中には、尿中の硝酸塩を亜硝酸塩に還元するものがあります。そのため、試薬ストリップパッドがピンク色になる亜硝酸塩の存在は、尿路感染症の指標となります。[ 51 ]亜硝酸塩検査は特異性が高く、陽性であれば尿路感染症である可能性が高いですが、感度は高くありません。陰性であっても、尿路感染症ではないと断定することはできません。[ 57 ] [ 58 ]尿路感染症を引き起こす細菌すべてが亜硝酸塩を生成するわけではなく、化学反応が起こるのに時間がかかるため、検査は膀胱に一晩溜められた尿で行うのが最適です。[ 59 ]野菜の摂取量が少ない食事は尿中の硝酸塩濃度を低下させ、亜硝酸塩を生成できない原因となります。[ 50 ]汚染されたサンプルや不適切な方法で保存されたサンプルでは、細菌が増殖し、偽陽性の結果が出る可能性があります。[ 59 ]
試験紙は、タンパク質がpH指示薬に干渉する性質を利用して尿中のタンパク質濃度を推定します。試薬パッドにはpH3に緩衝された指示薬が含まれており、タンパク質が存在すると黄色から緑色に変化します。 [ 45 ]尿中の微量のタンパク質は正常な場合もありますが、[ 60 ]高濃度（タンパク尿）は腎臓病を示唆する可能性があります。[ 45 ]タンパク尿のほとんどはアルブミン濃度の上昇によって引き起こされますが、[ 61 ]試験紙はアルブミンを比較的よく検出できます。しかし、多発性骨髄腫で発生する可能性のあるベンス・ジョーンズタンパク質などの他のタンパク質に対する感度は著しく低くなります。[ 62 ]試験パッドの反応はpHに依存するため、尿が非常にアルカリ性の場合、偽陽性の結果が発生する可能性があります。[ 60 ] [ 62 ]従来の検査ストリップは、尿中のアルブミン濃度がわずかに上昇する状態である微量アルブミン尿を確実に検出するのに十分な感度を備えていないが、[ 64 ]この測定に特化したディップスティックが存在する。[ 62 ]
pH指示薬は、サンプルのpHを測定するために使用されます。尿のpHは食事によって変化し、健康な人でも幅広い値を示しますが、最も一般的には弱酸性です。腎臓は酸塩基平衡の調節に関与しているため、代謝性または呼吸性アシドーシスの人では尿は通常酸性であり、アルカローシスの人ではアルカリ性です。しかし、腎尿細管性アシドーシスでは、血液が酸性であるにもかかわらず、尿のpHはアルカリ性のままです。[ 65 ] [ 66 ]尿路感染症の間、細菌代謝の老廃物によって尿がアルカリ性になることがあります。[ 67 ]尿のpHは、腎結石の形成を防ぐため、または一部の薬剤の副作用を回避するために監視されることがあります。 [ 68 ]例えば、高用量メトトレキサート療法では、尿が酸性の場合に腎臓の損傷を引き起こす結晶が形成される可能性があります。[ 69 ]顕微鏡検査を行う場合、サンプルのpHを知ることは、存在する可能性のある結晶を特定するのに役立ちます。[ 68 ]
尿検査ストリップは、尿中のイオン濃度を利用して比重を推定します。検査パッドには、サンプル中のイオン濃度に比例して水素イオンを放出する高分子電解質が含まれています。その結果生じるpHの変化は、pH指示薬を使用して測定されます。屈折計とは異なり、試薬ストリップから得られる測定値は、グルコース、尿素、造影剤などの物質の影響を受けません。アルカリ性尿では、誤って低い値が表示されることがあります。[ 70 ] [ 71 ]
グルコース検査ストリップには、グルコースを分解して副産物として過酸化水素を生成するグルコースオキシダーゼという酵素が含まれています。ペルオキシダーゼ酵素が存在すると、過酸化水素が発色剤と反応して色の変化を引き起こします。[ 51 ]尿中にグルコースが存在することは、尿糖症として知られています。血糖値が正常な人では、尿中のグルコースの量は、腎尿細管で再吸収されるため、ごくわずかであるはずです。[ 72 ]高血糖（高血糖症）では、過剰なグルコースが尿中に溢れ出し、陽性反応を示します。これは特徴的に糖尿病で起こります[ 73 ]（ただし、正式な診断基準の一部ではありません）。[ 74 ]妊娠中や腎尿細管の機能障害により、血糖値が正常な人でも尿糖症が起こることがあります（腎性尿糖症と呼ばれます）。[ 75 ]
ケトン体は脂肪分解の産物です。体が炭水化物ではなく脂肪を主なエネルギー源として利用する場合、血液と尿中のケトン体の濃度が上昇します。尿中に検出可能なレベルのケトン体が存在することをケトン尿症といいます。ケトン体は体内でβ-ヒドロキシ酪酸（BHB）、アセトン、アセト酢酸の3つの形態で存在します。検査ストリップはアセト酢酸を検出するためにニトロプルシドナトリウムを使用し、グリシン添加物を含むものはアセトンを検出できますが、BHBを検出するものはありません。アルカリ性媒体中でケトン体がニトロプルシドナトリウムと反応すると、検査パッドが紫色に変化します。[ 76 ]
ケトン尿は、コントロール不良の1型糖尿病や糖尿病性ケトアシドーシスで発生します。[ 77 ]また、ケトン尿は、ケトジェニックダイエットをしている人、重度の嘔吐や下痢をしている人、飢餓状態[ 78 ]や激しい運動の後など、体の炭水化物需要が食事からの摂取量を上回る場合にも発生する可能性があります。軽度のケトン尿は妊娠中に正常となる場合があります。[ 79 ]レボドパやメチルドパなどの一部の薬剤は、偽陽性の結果を引き起こす可能性があります。[ 80 ]
ビリルビンはヘモグロビンの分解によって生じる老廃物です。単核食細胞系の細胞は老化した赤血球を消化し、非抱合型ビリルビンを血流中に放出します。この非抱合型ビリルビンは肝臓で水溶性の抱合型ビリルビンに変換されます。抱合型ビリルビンは通常、胆汁の構成成分として胆嚢に貯蔵され、腸管から排泄されます。尿中には検出可能なレベルでは存在しません。[ 81 ]
尿中にビリルビンが存在すること（ビリルビン尿症と呼ばれる）は、肝疾患や胆管閉塞による抱合型ビリルビンの血中濃度の上昇の結果として起こります。ビリルビンは、ジアゾニウム塩との反応によって検出され、有色の錯体を形成します。長時間光にさらされると、ビリルビンはビリベルジンに変化し、試薬ストリップでは検出できなくなります。[ 82 ]
ウロビリノーゲンとは、腸内細菌叢によってビリルビンから生成される化合物群を指します。正常な状態では、生成されたウロビリノーゲンの大部分は血流に吸収され、肝臓によって胆汁中に分泌されるか、ステルコビリンやその他の化合物として糞便中に排泄されます。ごく一部は尿中に排泄されます。[ 83 ] [ 84 ]
尿中ウロビリノーゲンは肝疾患や溶血性黄疸（赤血球の破壊増加による黄疸）で増加します。後者の場合、尿中ビリルビンは通常陰性です。胆管閉塞では、尿中ビリルビンは増加しますが、ウロビリノーゲンは正常または減少します。これは、ビリルビンが腸に到達してウロビリノーゲンに変換されないためです。 [ 85 ]検査方法は、ウロビリノーゲンとパラジメチルアミノベンズアルデヒドのエーリッヒ反応、またはジアゾニウム化合物との反応による着色生成物の生成に基づいています。エーリッヒ試薬を使用するテストストリップは、ポルホビリノーゲンや多くの薬剤の存在下で偽陽性の結果を示す可能性があります。[ 86 ]ウロビリノーゲンの減少は、ディップスティック法では検出できません。ビリルビンと同様に、ウロビリノーゲンは光に敏感です。[ 87 ]
尿の顕微鏡検査により、細胞や尿円柱などの要素を識別して数えることができます。これにより、詳細な情報が得られ、特定の診断を示唆する可能性があります。顕微鏡検査は必ずしも尿検査に含まれるわけではなく、予備検査で異常な結果が出た検体や、乳児などの特定の患者集団からの検体に限定される場合があります。[ 89 ]顕微鏡検査が必要となる典型的な結果には、色や透明度の異常、血液、白血球、亜硝酸塩、またはタンパク質のディップスティック検査の陽性結果などがあります。[ 90 ]
顕微鏡検査が必要な場合は、尿を遠心分離して固形物を濃縮し、観察しやすくすることができます。この場合、濃縮したサンプルを1滴カバーガラスの下に置き、通常100倍と400倍の倍率で検査します。[ 91 ]尿の微細な成分は、顕微鏡の視野内の低倍率（/lpf、つまり低倍率視野）と高倍率（/hpf、高倍率視野）での量に応じて報告されます。結晶や細菌などの一部の要素は、通常、 「少ない」または「多い」などの用語や1+から4+までのグレードを使用して定性形式で報告されます。細胞や円柱などの他の要素は、数値範囲を使用して報告されます。[ 92 ]サンプル中の細胞または円柱の正確な数を決定する必要がある場合は、濃縮されていない尿を血球計算盤と呼ばれる計数チャンバーに入れることができます。この場合、結果はマイクロリットルあたり（/μL）で報告されます。[ 93 ]尿は従来、光学顕微鏡で検査されてきましたが、一部の検査室では位相差顕微鏡を使用しており、尿円柱や粘液などの要素の視覚化が向上しています。また、分析前に尿を染色して、成分の識別を容易にすることもできます。 [ 91 ]
フローサイトメトリー技術やパターン認識を用いて、濃縮されていない尿中の微細な要素を識別する自動顕微鏡システムが存在する。 [ 94 ]自動機器は医療検査室の作業負荷を軽減し、一般的な尿成分のほとんどを正確に識別できるが、移行上皮細胞や腎上皮細胞、異常円柱、まれな結晶などの異常な所見に対してはそれほど優れた性能を発揮しない。[ 95 ]
顕微鏡検査で観察できる要素には、以下のようなものがあります。
顕微鏡下では、正常な赤血球 (RBC) は小さな凹面円盤として見えます。その数は高倍率視野あたりで報告されます。[ 96 ]濃縮尿では、赤血球は縮んでとげのある形になり、これをクレネーションと呼びますが、希釈尿では、赤血球は膨張してヘモグロビンを失い、ゴースト細胞と呼ばれるかすかな輪郭を形成します。尿中の少量の赤血球は正常とみなされます。[ 93 ] [ 97 ]
赤血球の増加は血尿と呼ばれます。顕微鏡的血尿は、運動後[ 98 ]または月経血による検体の汚染の結果として、健康な人でも観察されることがあります[ 97 ]。血尿の病理的原因は多様であり、尿路の外傷、腎結石、尿路感染症、薬物毒性、泌尿生殖器癌、その他さまざまな腎臓および全身疾患が含まれます[ 93 ] [ 99 ] [ 98 ] 。細胞膜に塊状の突起がある異常な形状の赤血球は異形赤血球と呼ばれ、糸球体の損傷を表していると考えられています[ 100 ] [ 101 ]。
通常、尿中の白血球（WBC）のほとんどは好中球です。好中球は丸く、赤血球よりも大きく、細胞核を持ち、顆粒状の外観をしています。健康な人の尿には通常、少数の白血球が見られます。女性は男性よりもやや多く見られる傾向があります。白血球数の増加は膿尿または白血球尿と呼ばれ、尿路の感染症または炎症に関連しています。白血球は運動後や発熱後にも尿中に現れることがあります。[ 102 ]好酸球数の増加（好酸球尿）は、急性間質性腎炎や慢性尿路感染症で起こることがあります。好酸球と好中球を確実に区別するには、尿サンプルのサイト遠心分離と染色が必要です。[ 103 ]
上皮細胞は尿路の内壁を形成します。尿中には、扁平上皮細胞、移行上皮細胞、腎尿細管上皮細胞の3種類が存在する可能性があります。一部の検査室では、これら3種類の細胞を区別せず、単に「上皮細胞」と報告しています。[ 104 ]
扁平上皮細胞は尿道、膣、および皮膚の外層を覆っています。これらは非常に大きく、平たく、薄く、不規則な境界と単一の小さな核を持っています。さまざまな形に折り畳まれることがあります。これらは臨床的に重要とは考えられていませんが、多数見られる場合は、膣分泌物または尿生殖器領域の皮膚による検体の汚染を示している可能性があります。[ 105 ] [ 106 ]
移行上皮細胞（尿路上皮細胞とも呼ばれる）は、腎盂から尿管、膀胱、そして男性の場合は尿道の上部（近位部）まで尿路を覆っています。扁平上皮細胞よりも小さく、由来する上皮層によって形状は異なりますが、最も一般的なのは円形または洋ナシ形です。[ 106 ]核は1つまたは2つある場合があります。[ 104 ]正常な尿には少数の移行上皮細胞が見られますが、カテーテル挿入や膀胱鏡検査などの侵襲的な処置の後、または尿路感染症などの尿路を刺激する状態では、より多くの移行上皮細胞が見られることがあります。[ 107 ]尿路への最近の外傷がない場合、尿中に移行上皮細胞の塊やシートが見られる場合は悪性腫瘍を示唆する可能性があり、さらなる検査が必要です。[ 108 ]
腎尿細管上皮細胞（RTE）は、腎臓の集合管、遠位尿細管、近位尿細管を覆っています。[ 109 ]尿中尿細管上皮細胞や白血球に似ているため、染色されていない尿中では識別が難しい場合があります。[ 110 ]しかし、一般的に白血球より大きく、尿路上皮細胞より小さく、[ 104 ]集合管細胞は尿路上皮細胞とは異なり、しばしば平坦な縁を持っています。[ 110 ] RTEが多数存在することは、腎尿細管の損傷を示す重要な所見です。これは、急性尿細管壊死、薬物または重金属中毒、急性糸球体腎炎、腎移植拒絶反応、外傷、敗血症などの病態で発生する可能性があります。[ 109 ] [ 111 ]
尿円柱は、タム・ホースフォール糖タンパク質で構成された円筒状の構造物です。その形状は、尿円柱が形成される腎尿細管に由来し、タンパク質の基底部には細胞やその他の物質が取り込まれることがあります。硝子円柱はタンパク質のみで構成され、健康な人では少数しか見られません。運動後や脱水後に一時的に増加することがあります。多くの腎疾患では、硝子円柱の数が持続的に増加します。[ 113 ]硝子円柱はほぼ透明なので、光学顕微鏡では観察が難しい場合があります。[ 114 ]
顆粒円柱は、顕微鏡で見るとそのように見えることからその名が付けられ、変性した細胞物質やタンパク質凝集体が取り込まれています。これらは異常所見と考えられ、腎臓の疾患と関連付けられています[ 115 ]が、健康な人でもまれに発生することがあり、特に激しい運動の後には発生します[116]。縁がひび割れた大きくて密度の高い円柱は蝋様円柱と呼ばれ、従来は慢性腎不全と関連付けられていますが[ 117 ]、これを裏付ける証拠はほとんどありません[ 115 ] 。赤血球円柱は無傷の赤血球を取り込んでおり、正常な状態では赤血球は糸球体から尿細管へ通過できないため、深刻な所見です[ 118 ] 。これらの円柱は、急性糸球体腎炎やループス腎炎などの糸球体疾患のある人に特徴的に見られます[ 119 ]。白血球円柱は、腎臓の感染または炎症を表しています。[ 120 ]腎盂腎炎では発生するが、下部尿路感染症では発生しない。[ 121 ]腎尿細管の損傷後、尿中に腎尿細管上皮細胞円柱が見られることがある。[ 122 ] 円柱には、細菌、酵母、結晶、ビリルビンやミオグロビンなどの色素といったさまざまな物質が取り込まれることがある。[ 115 ]
尿中のさまざまな化合物が沈殿して結晶を形成することがあります。結晶は、その外観と尿のpHに基づいて識別できます（多くの種類の結晶は酸性またはアルカリ性のpHで優先的に形成されます）。[ 123 ]通常の尿中に見られる結晶には、尿酸、尿酸ナトリウム、リン酸三カルシウム（リン酸マグネシウムアンモニウム）、シュウ酸カルシウム、炭酸カルシウムなどがあります。[ 124 ]結晶は、顆粒状物質の不明瞭な凝集体として現れることもあり、これは非晶質尿酸塩または非晶質リン酸塩と呼ばれます（尿酸塩は酸性尿で形成され、リン酸塩はアルカリ性尿で形成されます）。これらは臨床的に重要ではありませんが、他の要素（特に細菌）を覆い隠すことで顕微鏡検査を妨げる可能性があります。[ 125 ]スルホンアミドなどの一部の薬剤は、尿中に排泄されるときに結晶を形成することがあり、重尿酸アンモニウム結晶は古いサンプルでよく見られます。[ 124 ]
尿中に結晶が存在することは、従来、腎結石の形成と関連付けられており、結晶尿は腎結石のある人の方がない人よりも多く見られます。しかし、結晶尿は正常人口の最大 20% に発生するため、信頼できる診断マーカーではありません。[ 126 ]結晶の種類によっては、疾患状態と特徴的に関連しているものがあります。ロイシン結晶とチロシン結晶は肝疾患で観察されることがあり、[ 24 ]シスチン結晶はシスチン尿症を示します(ただし、六角形の尿酸結晶と見た目が同じで、さらに検査しないと区別できません)。[ 127 ]コレステロール結晶は、まれにネフローゼ症候群や乳糜尿症で見られることがあります。[ 128 ]
尿中に見られる微生物には、細菌、酵母、トリコモナス膣炎などがあります。[ 129 ]蟯虫感染症の子供の尿には蟯虫卵が含まれている可能性があり、寄生虫感染症の人の尿サンプルからは住血吸虫卵が検出されることがあります。[ 130 ]
尿中に粘液が見られることがあり、顕微鏡下では半透明の波状の糸として観察されます。粘液の存在は臨床的に重要な所見ではありませんが、硝子円柱と混同されることがあります。男性と女性の両方の尿中に精子が観察されることがありますが、女児や脆弱な成人の場合、これは性的虐待を示唆する可能性があります。特に女性の場合、ヒトの尿中に精子が存在すること（精子尿）を報告することは議論の的となっています。[ 131 ] [ 132 ] [ 133 ]脂肪滴や楕円形の脂肪体は、脂質尿症と呼ばれる状態に存在することがあり、これはネフローゼ症候群などさまざまな原因があります。デンプン顆粒、毛髪、衣類の繊維など、外部環境からの汚染物質が見られることがありますが、報告されません。[ 134 ]
尿検査の解釈には、物理的、化学的、顕微鏡的検査の結果と被験者の全体的な状態が考慮されます。尿検査の結果は、検査を実施した検査機関が提供する基準範囲、または検査ストリップ/デバイスの製造元が提供する情報を使用して常に解釈する必要があります。[ 136 ] 異常な結果がすべて病気を意味するわけではなく、偽陽性の結果はよくあります。このため、一般集団のスクリーニングに尿検査を使用することは推奨されていませんが、依然として一般的な慣行となっています。[ 137 ]
尿検査は尿路感染症の診断によく用いられますが、結果の重要性はより広範な臨床状況によって異なります。[ 13 ] UTIの症状がある場合、亜硝酸塩と白血球エステラーゼのディップスティック検査結果が陽性であれば、UTIが強く疑われますが、[ 138 ] [ 139 ]陰性であっても疑いが強い場合は除外できません。[ 138 ] [ 140 ]ディップスティック検査が陽性の場合、顕微鏡検査を用いて白血球、赤血球、細菌を確認・計数し、汚染の可能性（検体中の扁平上皮細胞数が多いことで示される）を評価します。[ 139 ] UTIが疑われる場合、特に複雑な症例や尿検査結果が確定できない場合は、[ 140 ]尿培養検査を実施して微生物の有無を特定し、コロニー数を測定し、抗生物質感受性試験を行うことがあります。コロニー数は、汚染と感染を区別するのに役立つ。[ 141 ]
尿中にかなりの量の細菌が存在するが、尿路感染症の症状がない場合、その状態は無症候性細菌尿と呼ばれます。無症候性細菌尿は高齢者や長期尿道カテーテルを使用している人に多く見られ、ほとんどの場合治療は必要ありません。[ 142 ]例外として、細菌尿が妊娠転帰不良と関連する妊婦[ 20 ]や、侵襲的な泌尿器科処置を受けている人[ 142 ]などが挙げられます。
血液のディップスティック検査で陽性反応が出た場合、赤血球、ヘモグロビン、またはミオグロビンの存在を示す可能性があり、確認のために顕微鏡検査が必要です。[ 143 ]無傷の赤血球が存在する場合は通常顕微鏡で観察されますが、希釈またはアルカリ性のサンプルでは溶血する可能性があります。[ 97 ]ヘモグロビン尿症は、大量の赤血球を伴わない場合、血管内溶血（体内の赤血球の破壊）を示す可能性があります。[ 144 ]ミオグロビン尿症は、横紋筋融解症や筋肉組織の破壊を引き起こすその他の病態で発生します。 [ 145 ]
赤血球が存在する場合、解釈では尿が肉眼的に血尿であるか（肉眼的血尿と呼ばれる）、または顕微鏡でのみ赤血球が見られるか（顕微鏡的血尿と呼ばれる）を考慮します。[ 101 ]月経や直腸出血など、尿以外の供給源からの血液による検体の汚染は血尿を模倣することがあり、[ 99 ]健康な人が運動後に顕微鏡的血尿を観察することがあります。[ 98 ]顕微鏡的血尿の他の原因には、尿路感染症、腎結石、良性前立腺肥大症、尿路の外傷などがあります。[ 101 ] [ 146 ]糸球体に影響を与える腎疾患は顕微鏡的血尿を引き起こすことがあり、その場合は糸球体性血尿と呼ばれます。[ 146 ]尿顕微鏡検査では、異常な形状の（「異形」）赤血球と赤血球円柱の存在は、糸球体性血尿と関連しています。[ 101 ] [ 100 ]血尿に加えてタンパク尿と血中クレアチニン値の上昇が見られる場合は、腎機能障害が示唆されます。[ 101 ]リスクのある人では、持続的な顕微鏡的血尿は尿路癌の兆候である可能性があり、尿路画像検査や膀胱鏡検査などのさらなる検査が必要になる場合があります。[ 98 ] [ 146 ]原因が特定できない場合もあり、その場合は定期的なモニタリングで管理されます。[ 146 ]肉眼的血尿の原因は似ていますが、外傷や尿路感染症などの明らかな説明がない場合は、悪性腫瘍との関連性がより強く、さらなる調査が必要です。[ 101 ] [ 147 ]
尿中のタンパク質濃度の上昇は、腎臓病を示唆することが多いが、他の原因による場合もある。タンパク尿は、運動、発熱、ストレス、または尿路感染症の結果として一時的に発生することがある。起立性タンパク尿と呼ばれる、立っているときにのみ発生するタンパク尿は、若い男性に比較的よく見られ、疾患とは関連がない。[ 148 ] [ 149 ]多発性骨髄腫では、ベンス・ジョーンズタンパク質が尿中に分泌されることがあるが、[ 150 ]このタイプのタンパク尿は尿検査スティックでは容易に検出できない。[ 62 ]尿検査スティックでタンパク尿が持続的に検出される場合は、タンパク質濃度を正確に測定するために24時間尿採取を行うことができる。あるいは、単一の尿検体の尿タンパク質/クレアチニン比からタンパク質排泄量を推定することもできる。尿中のタンパク質量を測定することで、タンパク尿のさまざまな原因を区別することができる。[ 151 ] [ 152 ] 尿中のさまざまな種類のタンパク質を同定し、その割合を測定する尿タンパク質電気泳動は、タンパク尿の原因を調査したり[ 151 ]、ベンス・ジョーンズタンパク質を検出したりするために使用できます。[ 153 ]妊娠中は、妊娠高血圧症候群の兆候であるため、尿検査スティックを使用してタンパク尿をスクリーニングすることができます。[ 19 ]
尿の診断的価値は古代から認識されてきた。尿検査は紀元前4000年頃にはシュメールやバビロニアで行われており、古代ギリシャ語やサンスクリット語の文献にも記載されている。[ 154 ]ヒポクラテス、ケルスス、ガレノスは、尿の特性と患者の健康状態との関連性について重要な著作を発表した。[ 155 ]中世には、尿の視覚検査（尿検査と呼ばれる）が広く普及した。7世紀のビザンツ帝国の医師テオフィロス・プロトスパタリウスによる写本『De Urinis』は、尿検査のみを扱った最古の出版物と考えられている。プロトスパタリウスは特に、熱を用いて尿からタンパク質を沈殿させる方法を記述している。[ 154 ]
尿検査に関する影響力のある著作が数多く発表された。イサク・ジュダエウスの著作はプロトスパタリウスの研究に基づいており、11世紀のペルシャの医師ザイン・アルディン・ゴルガニは、尿サンプルが老化や熱、光にさらされることで影響を受けることを記した検体採取の手順書を出版した。中世の他の著述家には、尿検査に関する人気の高い記憶術の詩を出版し、尿検査に用いられる丸いフラスコであるマトゥラを紹介したジル・ド・コルベイユや、尿検査に関する7巻の書籍を執筆したヨハネス・アクチュアリウスなどがいる。1491年にヨハネス・デ・ケタムによって出版された『ファシクルス・メディキナエ』は一般の人々の間で人気を博し、自己診断に用いられた。[ 154 ] [ 156 ]マトゥラは、一般的に医学の実践を象徴するものとなった。[ 157 ]
古代の医師たちは、病気の状態との対応関係を列挙した円形の図表を用いて尿の色を解釈した。尿の特徴と病気の関係は、四体液説に基づいていた。[ 157 ]マトゥラフラスコの異なる部分は、人体の異なる臓器や部位を表していると考えられていた。[ 158 ] 16世紀には、パラケルススが錬金術の原理を尿の研究に応用した。[ 159 ]彼は、尿の蒸留と沈殿によって得られた物質が診断情報を提供できると信じていた。この点において、彼は尿分析のための生化学的方法の先駆者とみなすことができる。[ 160 ]
中世後期からルネサンス期にかけて、悪名高い人物による尿検査の悪用が批判を浴びるようになった。医学的訓練を受けていない「尿占い師」は、病気の診断だけでなく、妊娠の発見、赤ちゃんの性別の判定、さらには被験者の尿から未来を予言できると主張した。1637年、イギリスの医師トーマス・ブライアンは『尿予言者、あるいは特定の尿ポット講義』を出版し、患者を診察せずに尿検査で病気を診断できると主張する人々を厳しく非難した。[ 161 ] [ 162 ]
19世紀には尿の分析に化学的方法が普及したが、これらの技術は手間がかかり実用的ではなかった。当時の社説では、ある医師が硝酸（アルブミンの検出に使用）をポケットに入れておくことの危険性について不満を述べている。 [ 163 ] [ 164 ]より便利な技術の探求が始まった。尿検査ストリップに似た初期の方法は、1850年にフランスの化学者エドメ＝ジュール・モーメネによって考案された。モーメネは羊毛の帯に塩化スズ(II)を染み込ませ、尿を1滴加え、炎にさらした。尿にグルコースが含まれている場合、羊毛は黒くなった。1880年代には、ウィリアム・パヴィが尿検査用の粉末試薬を開発し、ジョージ・オリバーはアルブミンとグルコース用の「尿検査紙」を導入した。これは商業的に成功し、イギリスだけでなくドイツでも販売された。[ 163 ] [ 165 ] 1900 年以降、尿検査用の市販試薬キットが普及しました。[ 163 ] 1920 年代初頭、化学者のフリッツ・ファイグルは、ろ紙を用いたスポットテストの高感度な方法を開発し、これが現代の尿検査ストリップへの道を開きました。ファイグルはまた、指示薬のタンパク質誤差を利用したタンパク質検出法も導入し、これは今日でも使用されています。[ 163 ] [ 165 ]
1956年、ヘレン・マレー・フリーとその夫は、糖尿病患者向けの尿中のグルコースを測定する初のディップアンドリード検査であるクリニスティックス（クリニストリップとも呼ばれる）を開発した。 [ 166 ]この画期的な発見により、他の物質のディップアンドリード検査も開発された。[ 167 ]この発明は、2010年5月にアメリカ化学会によって国家歴史的化学ランドマークに指定された。 [ 168 ]尿タンパク質のディップスティック検査であるアルバスティックスは、 1957年にマイルズ研究所によって導入され、[ 169 ]最初のマルチテストディップスティックは1959年に発売された。自動テストストリップリーダーは1980年代に市場に登場した。[ 170 ]
{{cite journal}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年7月現在非アクティブです（リンク）{{cite journal}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年7月現在非アクティブです（リンク）