學習重點 尿素是血清非蛋白質氮的主要成分,也是人體排出含氮代謝廢物的主要形式。血清中含量較多的非蛋白質氮成分包括尿素、游離胺基酸與尿酸。 分清代謝來源:胺基酸的氮主要轉成尿素,嘌呤核苷酸分解形成尿酸,肌酸與磷酸肌酸則形成肌酸酐。 在尿素、尿酸、肌酸酐與氨之間,正常血中濃度最低的是氨;與腎功能相關性最低的也是氨。 尿酸具有抗氧化功能;肌酸酐受一般飲食影響相對最少。兩者的功能與判讀重點不可混淆。 尿路阻塞可造成腎後性氮血症,其中尿素容易由腎小管反擴散回血液,是判斷血中濃度上升機轉的重要關鍵。 核心觀念 一、非蛋白質氮的定義與含量比較 非蛋白質氮(nonprotein nitrogen,NPN)是指蛋白質以外含氮化合物所含的氮。常見成分包括尿素、游離胺基酸、尿酸、肌酸酐、肌酸及氨。游離胺基酸雖然能用來合成蛋白質,但尚未組成蛋白質時,其氮仍屬於非蛋白質氮;白蛋白本身則是蛋白質,不屬於 NPN。 血清 NPN 中以尿素氮所占比例最大。比較含量較多的成分組合時,應掌握尿素、尿酸、胺基酸;不能因肌酸酐常用於腎功能檢查,就推論其含量一定比游離胺基酸總量高。 若比較尿素、尿酸、肌酸酐及氨這四種物質的正常血中濃度,典型關係為尿素 > 尿酸 > 肌酸酐 > 氨。此排序只適用於所列四者,不是所有 NPN 成分的完整排序,也不宜將不同單位的數值直接比較。 成分主要來源判讀重點 尿素胺基酸分解後,其氮經肝臟尿素循環處理NPN 的主要成分;人體排氮的主要形式 游離胺基酸飲食吸收、蛋白質分解及組織間代謝總量是血清 NPN 的重要部分,不全是待排出的廢物 尿酸嘌呤核苷酸分解具有抗氧化功能;濃度受生成量與排泄量影響 肌酸酐肌酸與磷酸肌酸自發性轉變常用腎功能指標;受一般飲食影響相對較少 氨胺基酸代謝、腸道微生物作用等正常血中濃度極低,與腎功能的相關性較低 二、尿素的生成與主要排氮角色 蛋白質分解產生胺基酸;胺基酸經轉胺、脫胺等反應後,其氮可形成氨。氨具有毒性,肝臟藉由尿素循環將氮轉為毒性較低、易溶於水的尿素,再主要由腎臟隨尿液排出。因此,人體屬於以尿素為主要排氮形式的生物。 尿素循環最後由精胺酸水解酶,又稱精胺酸酶(arginase)催化精胺酸水解,產生尿素與鳥胺酸。尿素的兩個氮分別來自游離氨與天門冬胺酸,碳則來自碳酸氫根;不能將尿素生成概括為釋出二氧化碳的反應。 尿素氮(BUN)表示血中尿素所含的氮量,與尿素整個分子的濃度不同。尿素及尿素氮可反映含氮物的生成與排泄狀況,但也會受蛋白質攝取、組織分解、肝臟合成功能及水分狀態影響。 三、尿酸與肌酸酐的來源不能混淆 尿酸是人體嘌呤核苷酸分解的終產物。核酸含有嘌呤與嘧啶,因此可說尿酸來自核酸代謝,但更精確的說法是來自其中的嘌呤代謝;不能將尿酸說成嘧啶分解的終產物。 嘌呤分解過程中,次黃嘌呤可轉為黃嘌呤,黃嘌呤再形成尿酸,相關反應由黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase)催化。並非所有嘌呤都必須先形成次黃嘌呤,例如鳥嘌呤可轉為黃嘌呤後再生成尿酸。 肌酸酐則由肌酸及磷酸肌酸自發性、非酵素性轉變而來,其生成量與肌肉量有關。它主要經腎絲球濾過,另有少量腎小管分泌,通常沒有顯著再吸收,因此常用於評估腎絲球濾過功能。 尿素、尿酸與肌酸酐是不同代謝途徑的產物。尿素不是尿酸的代謝物,尿酸也不是肌酸的代謝物;不能只因名稱都有「尿」或「肌酸」就互相連結。 四、氨的濃度、運送與腎功能關係 正常血中氨濃度很低,原因包括組織將氮以麩醯胺酸、丙胺酸等形式運送,以及肝臟迅速將氨轉為尿素。生理酸鹼值下,氨大多以銨離子(NH4+)存在,少部分為 NH3。 腎臟也參與氨的生成及排出,並利用 NH3 與氫離子結合形成 NH4+,協助排酸。然而,腎臟參與其代謝,不等於血中濃度能直接反映腎絲球濾過功能。在氨、肌酸酐、尿素與尿酸之間,氨與腎功能的相關性最低;血氨更須考慮肝臟處理能力及含氮物代謝狀況。 五、尿路阻塞與腎後性氮血症 氮血症是血中含氮代謝物異常累積,常表現為尿素氮與肌酸酐上升。當原因是尿路阻塞、尿液無法順利排出時,稱為腎後性氮血症。 尿素經腎絲球濾過後,可在腎小管再吸收。尿路阻塞使尿流減慢、濾過受影響,並促使尿素反擴散回血液,因此若比較因反擴散而使血中濃度上升的物質,應掌握尿素。肌酸酐也可能因排泄下降而上升,但不具有同樣明顯的反擴散特性。 六、抗氧化功能與飲食影響 尿酸具有抗氧化功能,可參與血漿中的自由基清除。因此,尿酸除了是嘌呤代謝終產物,也具有生理作用;但不能由此推論血中尿酸越高越好。 尿素容易受蛋白質攝取量影響;尿酸容易受嘌呤攝取及體內嘌呤代謝影響;氨則受腸道產氨與胺基酸代謝等因素影響。比較這些物質時,肌酸酐受一般飲食影響相對最少,但並非完全不受影響,大量熟肉攝取仍可能使其短暫升高。 常考陷阱 「非蛋白質氮都是廢物」:錯。游離胺基酸可供合成與代謝使用,仍屬 NPN。 「血清 NPN 含量較多的組合一定包含肌酸酐」:錯。應記住尿素、尿酸與游離胺基酸;檢驗常用程度不代表含量高低。 「人體主要以氨或尿酸排氮」:錯。人體排出含氮代謝廢物的主要形式是尿素。 「尿酸是嘧啶、肌酸或尿素的分解產物」:錯。尿酸對應嘌呤;肌酸與磷酸肌酸對應肌酸酐。 「尿素與尿酸生成都會釋出二氧化碳」:不能成立。尿素生成利用碳酸氫根提供碳,兩者也不是脂肪代謝的主要產物。 「氨濃度最低,所以與代謝無關」:錯。氨代謝很重要,但正常血中濃度受嚴格控制,也不是常規腎功能評估的主要指標。 「尿路阻塞時,反擴散最明顯的是肌酸酐」:錯。關鍵是尿素容易反擴散回血液。 「受飲食影響最少就是完全不受影響」:錯。肌酸酐只是相對較少,仍須考慮肉類攝取及肌肉量。 記憶口訣 「胺氮成尿素,嘌呤成尿酸,肌酸成肌酸酐。」 「尿素終酶精胺酸酶;尿酸終酶黃嘌呤氧化酶。」 「血氨最低、尿酸抗氧;飲食少影響,記肌酸酐;阻塞反擴散,記尿素。」