La bilirubina nelle urine è spesso determinata da malattie del fegato, il quale non riesce più a riassorbirla. I valori normali prevedono la totale assenza della sostanza o, al limite, una ridottissima concentrazione (0,02 mg/100 ml). Tra le malattie epatiche responsabili dell'alta presenza della sostanza ci sono quelle che provocano stasi ostruttiva come la calcolosi biliari e l'ittero, e quelle che causano un danno cellulare, come l'epatite virale acuta e la cirrosi evolutiva. Ci sono poi epatiti tossiche, avvelenamento da piombo, arsenico e fosforo, epatiti derivate da farmaci, infiammazione delle vie biliari interne (colangite). Anche l'anemia perniciosa, quella emolitica e la talassemia possono provocare il problema. Le altre cause comprendono: il carcinoma del pancreas, infezioni trasmesse da zanzare come la febbre gialla e la malaria, la sepsi e l'ipotermia.
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L'esame che rivela la presenza di bilirubina nelle urine è utile quando è effettuato prima della comparsa dei tipici sintomi delle patologie epato-biliari come l'ittero (pelle e occhi giallastri). In questi casi si può intervenire con terapie adeguate prima del peggioramento del quadro clinico. Sono possibili casi di falsi negativi se il campione di urina viene conservato a lungo con conseguente ossidazione della sostanza presente. Il falso negativo può avvenire anche se il paziente assume acido ascorbico (vitamina C), che viene eliminato con le urine, o se ci sono dei nitrati a causa di un'urosepsi. Le patologie prima descritte, che determinano la presenza del pigmento, si possono dividere in due categorie: quelle che causano grande distruzione di emoglobina e quelle che non permettono la normale eliminazione.
Nel momento in cui i globuli rossi vengono degradati (nella milza) perché hanno raggiunto il termine del loro ciclo vitale (4 mesi) danno luogo alla bilirubina in forma libera o indiretta, come prodotto di scarto dell'emoglobina. Si lega quindi a una proteina (albumina), viene presa dagli epatociti e legata all'acido glucuronico, il quale la rende solubile nella bile. Diventa bilirubina coniugata o diretta e viene eliminata con la bile nell'intestino. Una parte è poi escreta con le feci e il resto è riassorbito dal fegato. Quella che non è captata dalle cellule epatiche viene filtrata dai reni e immessa poi nelle urine. Una concentrazione altissima di pigmento biliare nel sangue (iperbilirubinemia) causa sintomi tipici come colorazione gialla del bulbo oculare e feci bianche, oltre alle urine scure.
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