Le sédiment urinaire

Richard Dion MSc

14 juin, 20

I

LA PRATIQUE DE L’ANALYSE D’URINE............................................................................................ 1 LES TESTS CHIMIQUES ET PHYSICO-CHIMIQUES ........................................................................................... 1

La diurèse ............................................................................................................................................... 1 Densité.................................................................................................................................................... 1 Couleur et aspect.................................................................................................................................... 2 Les tests chimiques ................................................................................................................................. 5

TECHNIQUE DU SÉDIMENT ......................................................................................................................... 10 Le spécimen .......................................................................................................................................... 10 Le volume ............................................................................................................................................. 11 La centrifugation .................................................................................................................................. 11 La décantation...................................................................................................................................... 11 La resuspension du culot ...................................................................................................................... 11 L’étalement........................................................................................................................................... 12 Le rapport............................................................................................................................................. 12 Les valeurs de référence ....................................................................................................................... 12 L’organisation de l'examen microscopique.......................................................................................... 13

PRINCIPAUX TYPES DE SÉDIMENTS ................................................................................................ 15 Le sédiment de néphropathie non spécifique........................................................................................ 15 Le sédiment néphrotique....................................................................................................................... 15 Le sédiment néphrétique....................................................................................................................... 16 Le sédiment de nécrose tubulaire aiguë ischémique............................................................................. 16 Le sédiment de néphrite interstitielle aiguë.......................................................................................... 16 Le sédiment de cystite ........................................................................................................................... 16 Le sédiment de contamination .............................................................................................................. 16

LES CELLULES DU SÉDIMENT URINAIRE ...................................................................................... 17 LES LEUCOCYTES ...................................................................................................................................... 17

Polynucléaires neutrophiles ................................................................................................................. 18 Le pus ................................................................................................................................................... 18 Polynucléaires éosinophiles ................................................................................................................. 19 Macrophages ........................................................................................................................................ 19

LES ÉRYTHROCYTES (HÉMATURIE)............................................................................................................ 20 L'hématurie des voies urinaires basses ................................................................................................ 20 L'hématurie dysmorphique ................................................................................................................... 20

LES CORPS OVALAIRES GRAISSEUX ........................................................................................................... 20 Définition.............................................................................................................................................. 20 Origines ................................................................................................................................................ 20 Signification clinique............................................................................................................................ 21

LES CELLULES ÉPITHÉLIALES .................................................................................................................... 22 Les cellules pavimenteuses ................................................................................................................... 22 Les cellules tubulaires (cellules rénales).............................................................................................. 23 Généralités ........................................................................................................................................... 23 La cellule tubulaire du tubule contourné proximal .............................................................................. 23 La cellule épithéliale du tubule collecteur............................................................................................ 23 La cellule tubulaire nécrosée ............................................................................................................... 23 Le fragment et la cellule isolée d'épithélium cylindrique rénal............................................................ 24 Les cellules transitionnelles (urothéliales) ........................................................................................... 25 Généralités ........................................................................................................................................... 25 Les cellules transitionnelles.................................................................................................................. 25 Les fragments d'épithélium transitionnel.............................................................................................. 25

II

LES CYLINDRES...................................................................................................................................... 26 ORIGINE ET COMPOSITION ......................................................................................................................... 26

La protéine de Tamm-Horsfall ............................................................................................................. 26 Composition.......................................................................................................................................... 26 Propriétés ............................................................................................................................................. 26 Liens avec les cylindres ........................................................................................................................ 26

FORMATION DES CYLINDRES ..................................................................................................................... 27 GÉNÉRALITÉS SUR LES CYLINDRES............................................................................................................ 27

Règle du tiers........................................................................................................................................ 28 Le cylindre mixte .................................................................................................................................. 28

LA MATRICE .............................................................................................................................................. 28 La matrice hyaline................................................................................................................................ 28 La matrice cireuse ................................................................................................................................ 29

FORMAT .................................................................................................................................................... 30 Longueur .............................................................................................................................................. 30 Largeur (Le cylindre large).................................................................................................................. 30 Forme ................................................................................................................................................... 30

LE CYLINDRE HÉMATINIQUE ET ÉRYTHROCYTAIRE ................................................................................... 31 GÉNÉRALITÉS............................................................................................................................................ 31 LE CYLINDRE ÉRYTHROCYTAIRE ............................................................................................................... 31 LE CYLINDRE HÉMATINIQUE...................................................................................................................... 31 LE CYLINDRE D'HÉMOGLOBINE / CYLINDRE DE MYOGLOBINE ................................................................... 31 LES CYLINDRES CELLULAIRES ................................................................................................................... 32 LE CYLINDRE DE CELLULES TUBULAIRES .................................................................................................. 32 LES CYLINDRES LEUCOCYTAIRES .............................................................................................................. 32 LE CYLINDRE DE POLYNUCLÉAIRES........................................................................................................... 32 LE CYLINDRE D'ÉOSINOPHILES .................................................................................................................. 33 LE CYLINDRE DE MONOCYTES ................................................................................................................... 33 LES CYLINDRES DE MACROPHAGES ET AUTRES ......................................................................................... 33 LES CYLINDRES GRAISSEUX....................................................................................................................... 34

Les cylindres granuleux........................................................................................................................ 34 Les cylindres granuleux de type II........................................................................................................ 34 Les cylindres granuleux de type I ......................................................................................................... 34 Les cylindres granuleux pigmentés ( Dirty brown cast) ....................................................................... 35 Le cylindre avec inclusions de microorganismes ................................................................................. 35 Les cylindres de cristaux ...................................................................................................................... 35 Les cylindres avec inclusions de microorganismes .............................................................................. 35 Les cylindres de cristaux ...................................................................................................................... 36 Les cylindres autres .............................................................................................................................. 37

LES CRISTAUX......................................................................................................................................... 38 INTÉRÊTS CLINIQUES ................................................................................................................................. 38 CAUSES DE LA FORMATION DES CRISTAUX ................................................................................................ 39

Hypercalciurie...................................................................................................................................... 39 Hyperoxalurie....................................................................................................................................... 40 L'hyperuricosurie et l'oxalate de calcium............................................................................................. 40 L'hypocitraturie .................................................................................................................................... 40 L'acide urique....................................................................................................................................... 41 La cystinurie ......................................................................................................................................... 41 L'infection............................................................................................................................................. 41

STRUCTURES CRISTALLINES ...................................................................................................................... 42 OXALATES DE CALCIUM ............................................................................................................................ 44

Weddelite: l’oxalate de calcium 2(H2O) .............................................................................................. 44 Whewellite: l’oxalate de calcium (H2O) .............................................................................................. 44

ACIDE URIQUE........................................................................................................................................... 45

III

URATES AMORPHES................................................................................................................................... 45 PHOSPHATES AMORPHES ........................................................................................................................... 45 PHOSPHATES AMMONIACAUX MAGNÉSIENS .............................................................................................. 46 LES CRISTAUX RARES ................................................................................................................................ 46

En milieu acide..................................................................................................................................... 46 En milieu alcalin ................................................................................................................................. 48

LA CRISTALLURIE MÉDICAMENTEUSE........................................................................................................ 49 Indinavir ............................................................................................................................................... 49

MICROORGANISMES ET ÉLÉMENTS DIVERS ............................................................................... 50 MICROORGANISMES .................................................................................................................................. 50

Les bactéries......................................................................................................................................... 50 Les levures ............................................................................................................................................ 50 Les parasites......................................................................................................................................... 50 Les infections virales ............................................................................................................................ 51

LES SPERMATOZOÏDES............................................................................................................................... 51 LE MUCUS ................................................................................................................................................. 51 LES ARTEFACTS......................................................................................................................................... 52

L'amidon et le talc. ............................................................................................................................... 52 Les fibres, les bulles (air et huile), débris de verre. ............................................................................. 52

1

La pratique de l’analyse d’urine

Les tests chimiques et physico-chimiques

La diurèse Un volume urinaire de 24 heures entre 700 et 2000 ml/jour est considéré comme normal. Le volume urinaire dépend essentiellement de la quantité de sodiums éliminée et de l’action de l’hormone antidiurétique sur les tubes collecteurs. Oligurie se définit comme un volume inférieur à 400 ml/jour tandis que l’anurie est un volume inférieur à 100 ml/jour (certains disent < 75 ml). La polyurie se définit comme un volume supérieur à 2000 ml/jour sous restriction. Dans plusieurs cas, la polyurie indique une perte du pouvoir de concentration.

Densité La quantité de déchets est relativement constante tandis que le volume urinaire est variable. La densité absolue est définie comme étant le rapport Masse/Volume.

La densité relative est le rapport, à volume égal, PoidsPoids

urine

H2O.

Comme la masse de déchets est ± constante, dans des conditions normales, plus le volume urinaire est petit plus la densité est élevée. La densité maximale que peut atteindre l'urine est d'environ 1,040 ce qui correspond à une osmolalité1 de 1200 mOsm/kg. Si le volume urinaire devient trop petit, une certaine quantité de déchets ne pourra plus être éliminée. Une urine du matin, après une nuit sans boire, devrait être concentrée c’est-à-dire avoir une densité > 1,025. (densité > plasma → 1,010). Les spécimens obtenus après l’utilisation d’un milieu de contraste en imagerie aux rayons X peuvent avoir une densité plus grande que 1,045 ceci, avec une urine souvent incolore. On considère cette situation comme une interférence. Contrairement à l'osmolalité, la densité est augmentée par la présence de protéines, mais cette augmentation n'est pas en relation avec le pouvoir de concentration. Le glucose est aussi une source d'augmentation de la densité et de l’osmolalité. Les bâtonnets utilisés pour mesurer la densité ne sont sensibles ni aux protéines ni au glucose.

Mesure La plus ancienne méthode pour mesurer la densité utilisait l'urinomètre. L'urinomètre est une tige de verre, calibrée et plombée, qui plongée dans l'urine, subit une poussé vers le haut proportionnelle au volume déplacé. La lecture se fait sur la tige calibrée à la jonction de la surface du liquide. Cette méthode est sensible à la température (correction de 0,001/ 3°C) et nécessite un volume urinaire important.

La réfractométrie est la mesure de la vitesse de la lumière dans le spécimen par rapport à la vitesse de la lumière dans l'air. Une goutte de spécimen est placée sur la fenêtre de lecture et le résultat de la densité est lu à la jonction entre la partie noire et blanche de la lunette. Cette méthode nécessite une goutte de spécimen exempt de cellules. Un bâtonnet qui mesure la densité est maintenant disponible. Cette méthode a l'avantage d'être pratique et propre. Le principe

de cette méthode est discuté plus loin.

1Le rapport entre la densité et l’osmolalité est [1,000 + (0,001/30 mOsm/kg)]

2

Couleur et aspect

La couleur normale de l'urine est jaune (ambre) pâle et claire. La couleur de l’urine est due à un pigment, décrit au siècle dernier par Thudicom , appelé urochrome. Ce pigment est excrété à un taux constant de sorte que la couleur de l’urine est en relation inverse avec le volume urinaire. Certaines couleurs sont plus significatives que d’autres. Par exemple, l’hématurie donne une coloration à l’urine qui varie d’un rouge franc à un brun rouge. Certaines couleurs sont le résultat de pigments ingérés dus à une médication ou alimentaire. Une étude de Raymond et Yager décrit un algorithme pour le diagnostic différentiel sur les couleurs anormales de l’urine. Le traitement qui suit s’inspire fortement de cette étude.

L’urine rouge De toutes les couleurs anormales possibles de l’urine, le rouge et ses variantes est probablement la couleur la plus inquiétante. On entend par rouge un spécimen dont la teinte varie du rose au rouge brun. La cause la plus fréquente de l’urine rouge est la présence de sang. Dans une hématurie, la couleur de l’urine est souvent d’un rouge brun (Cola) lorsque celle-ci est d’origine rénale tandis que la tendance est au rouge clair pour l’hématurie des voies urinaires basses. D’autres pigments dérivant de l’hème peuvent être la cause d’une coloration rouge. Mentionnons l’hémoglobine et la myoglobine. Le diagnostic différentiel de la couleur rouge est illustré à la figure suivante.

Rouge-orangé

Rouge ou rose

Rouge brun

Pourpre

Urine acide seulementPhénolphtaléine (Ex-lax)

Urine alcaline seulementPhénidione

Sans particularitéButazopyridineChlorzoxazone

Ethoxazenemannose

OxamniquinePhénothiazine

Rifampin

Urine acide seulementAnisindoneBettraves

Mûres

Urine alcaline seulementLaxatifs anthraquinoneEosine (fluores. verte)Phénolsulfophtaléine

RubarbeSantonine

Sans particularitéAminopyrineAntipyrine

teintures aniliquesDoxorubicin

FuscinIbuprofen

PhénacétinePhénothiazinePhensuccimide

Phénytoine

Au contact d’hypochloriteAcide aminosalicylique

Culot après centrifugationErythrocytes (sang +)

Devient foncée à T°°°° piècePorphyrines (Fluoresc UV)

Sans particularitéChloroquine

DéféroxamineIbuprofèneEthoxazène

Sorbitex de ferPamaquinePhénacétine

PhénothiazinePhensuccimide

Phénytoine

Urine alcaline seulementPhénolphtaleine

Urine alcaline seulementLaxatifs anthraquinone

LevodopaMethyldopa

p-OH-PhénylpyruvatePhénazopyridine (orange + HCL)

Sang positifErythrocytes

Hémoglobine libreMyoglobine

Culot après centrifugationPlasma hémolysé

Plasma clair Algorithme de la couleur rouge de l’urine selon Raymond et Yager

3

L’urine brune ou noire.

L’hémoglobine libre et la myoglobine donnent des produits d’oxydations qui donnent à l’urine une teinte qui varie du brun sale à presque noire spécialement lorsque le pH est acide. La majorité des urines pigmentées brunes ont tendance à foncer avec le temps. Dans les cas de tyrosinose, le p-hydroxy-phénylpyruvate éliminé donne, en milieu alcalin, une couleur brune. Les pigments mélanine et mélanogène ont tendance à foncer à partir de la surface du liquide vers le bas. Le diagnostic différentiel de l’urine brune ou noire est illustré à la figure suivante.

Brune-noire

Devient foncée à T°°°° pièceAc. homogentisique

MélanineMélanogène

p-OH-phénylpyruvatePyruvate (pH alcalin)

Sang positifErythrocytes

Hémoglobine libreMyoglobine

Bleu vertAc homogentisique

NoirMélanine

Mélanogène

RougeMélanine

Bleu vertMélanogène

Chlorure ferrique

Nitroprusside

Algorithme de la couleur brune et noire de l’urine selon Raymond et Yager

L’urine jaune, jaune brun ou orangée. La cause la plus fréquente d’une forte coloration de jaune à jaune orangé est la déshydratation. La bilirubine et le pyridium (analgésique utilisé dans l’infection urinaire) peuvent être des causes de coloration très intense qui interfère avec la lecture des réactions du bâtonnet. Le diagnostic différentiel de l’urine jaune ou orangée est illustré à la figure suivante..

Jaune-brun

Jaune

Jaune-orangé

Urine acide, devientfoncée

Laxatif anthroquinoneRhubarbe

Forme une mousse jauneBilirubine

Sans particularitéFurazolidone

NiridazoleNitrofurantoïne

PamaquinePrimaquine

Sulfaméthoxazole

Densité élevéeDéshydratation

Sans particularitéColorant fluorescéine

PhénacétineRiboflavine

Urine alcaline seulementBettraves

Fluorescence verteAcriflavine

Urine acide seulementQuinacrineSantonin

Pigments biliaires (+)

Soluble à l’éther depétroleCarotène

Vitamine A

Sans particularitéAminopyrine

Wafarin

Urine alcaline seulementAnisindioneSulfasalazine

Mousse orangée, couleurs’intensifie avec HCl

Phénazopyridine

Algorithme de la couleur jaune ou orangée de l’urine selon Raymond et Yager

4

L’urine bleue ou verte. La coloration bleue ou verte est, dans la majorité des cas, le résultat d’une ingestion d’une substance pigmentée comme la chlorophylle, le bleu de méthylène, etc L’infection urinaire causée par le Pseudomonas aeroginosa (production de pyocyanine) peut donner une teinte verdâtre à l’urine. L’indican, un métabolite bactérien du tryptophane, peut être oxydé en milieu alcalin en bleu indigo. Le diagnostic différentiel de l’urine bleue ou verte est illustré à la figure suivante..

Bleu-vert

Brun-vert

Jaune-vert

Sans particularitéAzurésine (

Chlorophylle (Clorets)Bleu EvansGuaïacol

IodochlorhydroxyquineSalicylate de magésium (Doan’s)

Bleu de méthylèneSalicylate de phényl

ThymolTolonium

Devient foncée à T° pièceCrésol

Phénol (Chloraceptic)

Mousse verdâtre et testbilirubine (+)

Biliverdine

Pyurie, bactériuriePyocyanine (Pseudomonas)

Se décolore par l’additionde NaOH

Colorant Indigo-carmin

Devient foncée à T° pièceMéthocarbamol

Résorcinol

Test d’Obermayer (+)Indican

Algorithme de la couleur bleue ou verte de l’urine selon Raymond et Yager

L’urine incolore.

L’urine incolore est associée à une diurèse augmentée. L’augmentation du volume urinaire peut être due à: une glycosurie (diabète mellitus), une hypercalcémie sans déshydratation, l’utilisation de diurétique, une polydipsie, une consommation d’alcool (spécialement la bière), un diabète insipide. Sauf dans les cas de glycosurie, la densité est ordinairement proche de celle de l’eau. D’autres situations peuvent amener une discordance entre la densité et l’absence de couleur. Mentionnons l’utilisation du mannitol pour provoquer une diurèse osmotique et l’utilisation de dextrans.

L’urine trouble. Les urines fraîches et troubles sont souvent incompatibles avec un sédiment normal. L'aspect trouble avec un pH alcalin est souvent dû à la présence de bactéries. Celles-ci, en hydrolysant l'urée, font augmenter2 le pH et provoquent la précipitation de cristaux (phosphates amorphes, phosphates ammoniacaux magnésiens). L’aspect trouble peut aussi être le résultat d’une cellularité abondante. Les leucocytes, les érythrocytes, les cellules épithéliales et les spermatozoïdes peuvent être responsables d’une urine trouble. Une présence abondante de mucus est susceptible de donner un spécimen trouble. Cette situation se reconnaît par un comportement visqueux « collant » du spécimen. La réfrigération donne souvent, par précipitation des urates, un spécimen trouble. Celui-ci redevient clair lorsque placé à 37°C pour quelques minutes. La lipidurie et la chylurie peuvent donner une urine trouble. A l’extrême, la chylurie peut donner un spécimen laiteux. Dans ces deux cas, l’aspect trouble est éliminé par une extraction à l’éther de pétrole.

2Dans certains cas, l'alcalinisation peut faire disparaître les hématies et certains cylindres.

5

Les tests chimiques

Les tests sur bâtonnets se font en trempant rapidement « in and out » et en égouttant l’excès de spécimen habituellement sur le rebord du contenant. Il ne faut pas tremper le bâtonnet dans le spécimen trop longtemps ( > 1 seconde) car, les réactifs peuvent être élués des zones réactives. Dépendant du volume, le spécimen peut être repris de deux à trois fois. Cependant, à chaque trempage, les réactifs élués contaminent le spécimen de sorte qu’après trois trempages dans le même spécimen le niveau de contaminant interfère avec les différentes réactions. Une trop grande quantité de spécimen laissée sur la bandelette peut faire communiquer une zone réactive (ex. pH) avec une zone avoisinante rendant la lecture non fiable. Les zones du bâtonnet sont disposées stratégiquement pour minimiser les risques d’influence. En respectant les temps de réaction, les bandelettes peuvent être lues en comparant avec la charte de couleur du contenant. La pratique la plus courante est d’utiliser un lecteur de bandelettes. Ces appareils sont maintenant assez sophistiqués. Elles impriment les résultats directement sur les requêtes, transmettent les résultats à un serveur informatique, etc. Certains lecteurs de bandelettes ont des algorithmes de corrections qui permettent d’ajuster une valeur selon la couleur de l’urine et les lectures autres.

Densité La section qui répond à la densité contient un polyélectrolytes (polyméthylvinyl éther/maléique) et un indicateur ( le bleu de bromothymol) dans un tampon. Les pKa du polymère sont sensibles à la concentration du spécimen en électrolytes ( pKa↓ ). Lorsque la densité est élevée, la quantité d'électrolytes est élevée, ce qui provoque une ionisation du polymère qui libère des ions H+. Cette modification du pH affecte l'indicateur colorant qui change de bleu vert ( densité faible) à jaune ( densité élevée). Seul les substances ionisables sont mesurées. Les résultats obtenus avec cette méthode se comparent bien avec le réfractomètre pour les densités inférieures 1,025 mais au-dessus de cette valeur les résultats sont moins fiables. Les résultats peuvent être faussement élevés par les protéines et les corps cétoniques. Un pH alcalin, en neutralisant les ions H+ libérés par le polyélectrolytes, affecte le résultat. Une correction en fonction du pH est effectuée par les lecteurs de bandelettes ( 0,005 à pH > 6,5). Le bâtonnet est insensible au glucose à l'urée ainsi qu’aux agents de contraste de radiographie tandis que ceux-ci affectent le réfractomètre. A cause de l’insensibilité à l’urée de cette méthode, celle-ci peut s’avérer inadéquate dans certaines formes d'IRA où la concentration de l'urée est un élément important de la densité.

pH Dépendant de la diète, le pH normal de la première urine du matin est acide. Un pH alcalin suggère une infection urinaire. La zone du bâtonnet sensible au pH est constituée d'un mélange de: - méthyle rouge « jaune (pH 6,2) → alcalin , rouge → acide (pH 4,4) » - bleu de bromothymol « incolore→ acide (pH 6,0), bleu→ alcalin (pH 7,6) » Une trop grande quantité de spécimen laissée sur la bandelette peut faire communiquer la zone de pH avec une zone tamponnée avoisinante. On connaît peu d’interférence sur ce test à part le fait que l’urine, sous l’action des bactéries, devient alcaline avec le temps.

Protéines La zone réactive aux protéines est constituée de bleu de tétrabromophénol et d’un tampon à pH3,0. Le principe chimique est basé sur l'erreur protéique des indicateurs ainsi, l'indicateur adsorbé sur une protéine a un pK différent (bleu à pH 3,0) de l'indicateur libre (jaune à pH 3,0). L'indicateur est sensible surtout à l'albumine. La sensibilité est d'environ de 200 mg/l pour le bâtonnet de Miles. Interférences Un spécimen concentré à pH alcalin peut avoir raison du tampon; ce qui donne un faux positif. Les sels d’ammonium quaternaire sont aussi une source d’interférence. De tel composé se retrouve dans la formulation de certains savons désinfectants (Hibitane ...) utilisés en milieu hospitalier. Comme la méthode est sensible surtout à l’albumine certaines protéines, comme les chaînes légères, ne sont pas détectées.

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Glucose

La zone réactive au glucose utilise la glucose oxydase. Le principe de la réaction « Multistix » est: ββββ-D-glucose + O2 glucose oxydase→→→→ ac. gluconique + H2O2 H2O2 + I- (iodure) + PVP peroxydase→→→→ couleur brune due à la formation d'iode I2. Le taux normal du glucose urinaire est inférieur à 2,8 mmol/d et comme la sensibilité des bâtonnets « Multistix » est d'environ 4 mmol/l, les spécimens normaux donnent donc une réaction négative. Les bâtonnets Chemstrip de BMC ont une sensibilité qui se situe autour de 2,3 mmol/l. Les deux compagnies affichent sur les contenants une échelle de couleur qui permet une détermination semiquantitative du glucose. Plusieurs facteurs peuvent influencer les résultats obtenus de sorte que, ceux-ci ne peuvent remplacer un dosage standard de l’urine. Interférences: - Un spécimen concentré à pH alcalin peut diminuer la sensibilité. - La présence d'ascorbate (Vitamine C) diminue la coloration3. - Il semble que la sensibilité diminue en présence: d'acétyl-acétate (corps cétoniques), d’une grande quantité d’acide urique et d’acétylsalicylates à haute dose. - L’hypochlorite (javel), d’un contenant mal rincé, peut donner des faux positifs. - Les bâtonnets conservés à l’air libre « condition inadéquate » peuvent donner des faux positifs (traces).

Corps cétoniques La zone réactive pour les corps cétoniques utilise la réaction de Rotera modifiée aussi appelée test de Legal. Le principe chimique est le suivant: Nitroprussiate + acétyl-acétate Glycine→→→→ couleur pourpre Le tampon utilisé est du Na2HPO4. Du lactose est ajouté pour intensifier la coloration. Seul l’acétyl-acétate réagit significativement avec le réactif. La sensibilité est d'environ de 100 mg/L. Interférences: L'acidose lactique peut donner de faux négatifs. Dans cette condition, l’équilibre métabolique entre l'acétyl-acétate et le β-hydroxybutyrate favorise ce dernier. La l-DOPA, un médicament utilisé dans le traitement du Parkinson, peut donner un faux positif dans un spécimen concentré. Certains composés comme mercaptoéthanolsulfonique (Mesna et l’acétylcystéine (Mucomyst donnent une réaction colorée qui peut être confondue sur un lecteur de bandelettes. L’effet de cette fausse réaction disparaît par l’addition d’une goutte d’acide acétique concentré sur la zone réactive.

3Les nouveaux bâtonnets contiennent des substances qui les rendent moins sensible à cette interférence.

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Sang

La zone réactive pour le sang contient un dérivé de la benzidine la tetraméthylbenzidine et un peroxyde organique; l’hydroperoxyde de cumène. Au contact de l'eau le réactif organique libère du peroxyde qui par l'activité pseudoperoxydase de l'hémoglobine oxyde le dérivé de la benzidine en un complexe bleu. Le bâtonnet réagit à la présence d'érythrocytes (réaction en plage). Comme le réactif détecte l’hémoglobine la première étape de la réaction est la lyse des érythrocytes. Le bâtonnet détecte aussi la présence d'hémoglobine libre et de myoglobine. La sensibilité du test est de 5 à 20 G.R./champ 400x ou de 0.15 à 0.6 mg/L d'hémoglobine. Le principe chimique est le suivant: H2O2 + tetraméthylbenzidine Hb, myoglobine →→→→ tetraméthylbenzidine oxydée (bleu) Interférences - La présence d'hypochlorites donne des faux positifs. Certaines bactéries peroxydase positives peuvent donner des faux positifs. - L'ascorbate, le formaldéhyde, les grandes quantités de nitrites, les traitements avec le Captopril diminuent la sensibilité et éventuellement peuvent donner des faux négatifs. - Les érythrocytes particulièrement résistants à l'hémolyse4 ne sont pas détectés.

Leucocytes Les leucocytes, surtout les polynucléaires, sont connus pour posséder plusieurs estérases. Certaines de ses estérases, dites estérases leucocytaires, se retrouvent dans les granules azurophiles des granulocytes et des monocytes. La zone réactionnelle des leucocytes contient un substrat, le carboxy-ester d'indoxyl, qui est hydrolysé par les ou une estérase leucocytaires libérant ainsi de l'indigo. Un réactif diazo est ajouté pour augmenter la coloration, ce qui permet une lecture après un temps raisonnable. Le principe chimique est le suivant: Carboxy-ester d'indoxyl estérase leucocytaire →→→→ indoxyl Indoxyl + diazonium →→→→ pourpre Interférences Un faux positif est possible suite à une contamination du spécimen (un oxydant comme la Javel, le formaldéhyde utilisée comme préservatif). Un test positif avec une absence de leucocytes à la microscopie est considéré comme une réaction positive due à des leucocytes lysés. La question qui se pose alors est « Est-ce qu’il y a inflammation? ». On peut considérer cette situation comme une interférence. Des réactions inhibées ont été observées pour des spécimens: - avec un glucose très élevé. - avec une densité élevée. - contenant de l’acide oxalique. - avec une concentration d’albumine très élevée. - contenant certains antibiotiques ( gentamicin, tetracycline, céphalexine, céphalotine). - contenant une grande quantité d’acide ascorbique.

4 Il semble que cette particularité soit reliée à la densité.

8

Nitrites

Certaines bactéries sont capables de réduire les nitrates en nitrites. La majorité des bactéries à Gram négatif, impliquées dans l'infection des voies urinaires, sont réductrices. Pour que ce test fonctionne il faut: - que la bactérie réduise les nitrates. - que l'urine contient une quantité appréciable de nitrate (alimentation). - que le temps de contact entre les bactéries et les nitrates soit suffisamment long 5. Un test négatif ne peut exclure une infection urinaire par contre, la majorité des tests positifs ont une culture positive. La zone réactionnelle contient de l'acide p-arsanilique en pH acide. La présence de nitrites forme avec l'acide p-arsanilique en pH acide un composé diazo qui réagit avec la naphtyl-éthylène-diamine pour former un dérivé azo coloré. Le principe chimique est le suivant: NO2 + ac. p-arsanilique →→→→ composé diazoté diazo + naphtyl-éthylène-diamine →→→→ rose Interférences - L'ascorbate en grande quantité est susceptible de donner un faux négatif en réduisant l’ion diazonium. - Dans un spécimen trop âgé, les bactéries peuvent réduire les nitrites en azote. - Un pH acide < 6,0 diminue la sensibilité.

5 On considère qu’il faut 4 heures entre la miction antérieure ou une urine du matin

9

Bilirubine et urobilinogène Toutes les zones réactives que nous avons vu jusqu’ici sont principalement associées au bon fonctionnement des voies urinaires. Par contre, les zones réactives de la bilirubine et de l’urobilinogène sont associées presque exclusivement à la fonction hépatique. Certains laboratoires doutent de l’utilité de ces deux tests dans le contexte de l’analyse d’urine de routine.

Variation des valeurs des zones réactives de la bilirubine et de l’urobilinogène

Jaunisse6 Bilirubine non-conjuguée (sérum)

Bilirubine urinaire Urobilinogène urinaire Couleur des selles

Hémolitique ↑ Négative ↑ Foncée Hépatique ↑± ↑± ↑± de normale à pâle

Obstructive Normale ↑ ↓ de pâle à crayeuse

Bilirubine Une hausse de la bilirubine dans l'urine est toujours associée à une hausse de la bilirubine conjuguée. Seul la bilirubine conjuguée accède à l’espace urinaire lors de la filtration glomérulaire. La zone réactionnelle contient un diazo ( 4-dichloroaniline, NaNO2, pH acide) qui forme avec la bilirubine un dérivé azobilirubine. Interférences Des faux négatifs sont possibles en présence excessive d’ascorbate ou si le spécimen est soumis à la lumière directe qui transforme la bilirubine.

Urobilinogène L'urobilinogène est détecté par la réaction d'Ehrlich. La zone contient le p-diméthylaminobenzaldéhyde avec un tampon acide. La réaction est positive avec; l'urobilinogène le porphobilinogène l'acide p-aminosalicylique Le spécimen doit être frais, car l'urobilinogène s'oxyde à l'air pour former l'urobiline.

6Le terme jaunisse est synonyme de bilirubine totale sérique élevée

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Technique du sédiment

Pour préparer le spécimen pour l'examen microscopique de l'urine, l'utilisation d'une méthode standardisée est fortement recommandée .

Le spécimen

Le spécimen de choix est la première urine du matin. Pour l’analyse d’urine complète de routine, le spécimen de choix est la première urine du matin. Ce choix est un compromis car, pour les tests chimiques la première miction est la plus concentrée mais pour la cytologie urinaire; imaginez le résultat d’une nuit dans l’urine à 37°C. Pour les cytologistes, le meilleur spécimen est la deuxième miction du matin. Mais le but visé est totalement différent. Le spécimen au hasard est souvent utilisé, c’est d’ailleurs la règle pour l’urgence. Le principal inconvénient provient de la dilution du spécimen. Cette dilution peut être suffisamment élevée pour rendre les décomptes et les tests chimiques faux négatifs.

Le temps entre le prélèvement et l’analyse. L’idéal serait que le spécimen soit analysé immédiatement après la miction. Mais soyons réaliste! Il y aura toujours un certain délai entre le prélèvement et l’analyse. Le tout est de fixer des règles pour un délai acceptable et les conditions de conservation. Quel est le délai acceptable? Cette question est beaucoup plus facile à poser qu’à répondre. Bien que l’on aime avoir des balises fixes on ne peut répondre catégoriquement, il faut vivre dans ce cas-ci avec un certain flou voir du cas par cas. Avant de rejeter un spécimen il faut prendre en considération les faits suivants: -Un spécimen est unique et représente une situation précise. Un autre spécimen est nécessairement obtenu plus tard donc, dans une situation clinique qui risque d’avoir changé. -Le patient qui se présente à l’hôpital pour des analyses devra revenir en cas de rejet. Espérons que celui-ci ne revient pas uniquement pour un spécimen d’analyse d’urine complète prescrit sans grande conviction. -Certaines substances peuvent disparaître rapidement, pensons au glucose dans un cas d’infection urinaire. Mais qu’elle était la raison de la demande du clinicien: savoir s’il y a du sucre dans l’urine ou savoir s’il y a infection urinaire? -Comme pour le sérum, les substances et les éléments n’ont pas toute la même stabilité. Les cellules dégénèrent rapidement tandis que les cylindres se conservent plus facilement. Les spécimens qui n’ont plus rien à voir avec l’urine lors du prélèvement et qui risquent d’induire en erreur devrait être rejetés. Mais cette situation est extrême. Pour plusieurs raisons nous pensons que tous les spécimens devraient être analysés mais contenir au besoin une mention du genre « délai inacceptable: plusieurs des résultats risquent d’être invalides ». La qualité d’un spécimen qui ne peut être analysé rapidement est dépendante de la façon dont on a conservé le spécimen. Plusieurs centres recommandent que les spécimens, qui ne peuvent être acheminés au labo dans un court délai, soient conservés au réfrigérateur. Un inconvénient majeur de cette pratique est la précipitation de cristaux comme les urates amorphes facilement reconnaissables par le culot rose. Dans certains cas la précipitation est abondante et empêche la microscopie. Une façon simple de se débarrasser de ces urates précipités est de placer le spécimen complet non centrifuger à 37°C (avec le culot, il est souvent impossible de redissoudre le précipité dans un si petit volume). Dans le cas où le précipité serait formé de phosphates amorphes ceux-ci peuvent être dissous par une incubation à 37°C ou par l’addition d’acide acétique 2% au culot à raison de 1 à 2 gouttes. L’utilisation de bactériostatiques7sécher sur la paroi du contenant serait un atout, spécialement pour les spécimens qui doivent voyager.

7Plusieurs de ces produits sont utilisés comme agent de conservation dans les salines pour lentilles

cornéennes. thimérosal, chlorhexidine...

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Le volume Le volume recommandé est 12 ml. La majorité des centres hospitaliers reçoivent les spécimens pour l’analyse d’urine complète dans des tubes coniques jaugés. Dans certains cas il est impossible de remplir le tube jusqu’au trait de 12 ml. Haber recommande de compléter le volume à 12 ml avec de la saline isotonique avant la centrifugation et de corriger le résultat selon la dilution. Doit-on rapporter une microscopie corrigée pour le volume ou inscrire au rapport « résultats obtenus avec un spécimen de x ml »? Nous préférons la deuxième solution car il n’est pas évident qu’un enfant en infection urinaire qui fournit un gros 6 ml aurait eu 2 fois plus de leucocytes et d’érythrocytes si le volume de 12 ml avait été respecté. Cette solution laisse au clinicien le soin de corriger, s’il y a lieu de le faire.

La centrifugation Il est recommandé de centrifuger 5 minutes à 400 RCF. Le terme RCF qui signifie « relative centrifugal force » dépend du carré de la vitesse de rotation et du rayon de la tête. Dans les manuels d’instructions des centrifuges on retrouve un nomogramme qui permet le calcul8 de la vitesse de rotation nécessaire pour obtenir un RCF de 400. Avec une tête standard une vitesse d’environ 1200 tours/minute est représentative. Il ne faut pas trop centrifuger les spécimens car, les culots ont tendance à être trop compacts ce qui nui à la resuspension et de plus; les leucocytes ont tendance à former des amas.

La décantation

Le moyen le plus efficace pour décanter est de procéder par l’aspiration du surnageant. Il est relativement facile de se construire un montage d’aspiration avec une trompe à eau. Certains recommandent de laisser un volume résiduel de 1,0 ml ce qui fait une concentration des éléments par un facteur de 12. Nous pensons qu’un facteur de concentration de 20 ( volume résiduel de 0,6 ml) est préférable. Ce choix augmente la probabilité de trouver certains éléments présents en petit nombre comme les cylindres érythrocytaires. Si le culot est trop chargé il est toujours possible de diluer celui-ci avec une saline isotonique.

La resuspension du culot Il est fréquent d’avoir au microscope une distribution inégale des éléments. Ceci est spécialement vrai pour les leucocytes. La resuspension inadéquate peut en être la cause mais la présence de mucus sur lequel adhèrent les éléments peut causer une variation significative du décompte selon les champs. L’examen d’une dizaine de champs est, dans la majorité des cas, suffisant pour obtenir une moyenne représentative. La resuspension doit fournir un culot le plus homogène possible. L’utilisation d’un vortex à bas régime est recommandée. Celui-ci n’endommage pas les éléments.

8RCF= 1.12x 10-5 * rayon de la tête* vitesse2

Exemple d'un système d'aspiration

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L’étalement

Il est recommandé d’utiliser un volume constant de culot pour l’examen microscopique. Certaines compagnies (Kova ...) proposent des lames de plastique acrylique calibrées pour contenir toujours le même volume. Les premières versions ne permettaient pas l’utilisation de la lumière polarisée et de plus, l’épaisseur de lamelle permettait difficilement l’utilisation de certains objectifs 40. Il semble que ces problèmes soient réglés. Pour ceux qui préfèrent utiliser les lames et lamelles de verre le meilleur moyen pour étaler un volume constant est d’utiliser une pipette SMI . Le volume à utiliser dépend de la grandeur de la lamelle. Pour une lamelle de 22x22 un volume de 20 ul donne le meilleur résultat. L’étalement est; ni trop épais ni trop mince.

Le rapport Le rapport de la microscopie de routine qui apparaît au dossier du patient devrait être concis et clair. Il faut éviter à tout prix les listes trop lourdes. Pour les éléments de routine, il est préférable d’utiliser des grilles où le résultat se résume à une marque dans la bonne case. Ce genre de rapport est plus facile à lire. Le décompte des cellules se fait avec l’objectif 40x tandis que les cylindres sont évalués avec l’objectif 10x. Avec un oculaire de 10x les grossissements sont de 400x et de 100x. Statland recommande l'utilisation d'une échelle unique pour la numération des éléments. L'échelle proposée a peu de classes et utilise une graduation croissante. ( 0-2, 3-5, 6-10, 11-20, 21-100, >100). Les échelles de ce type sont pratiques et conviennent parfaitement à utilisation des systèmes informatiques comme le Clinicom .

Les valeurs de référence Il est difficile d’établir des valeurs de référence pour la microscopie de routine sur une miction. Cependant on peut faire des projections à partir des valeurs obtenues par d’autres méthodes comme le décompte d’Addis et la technique de cytodiagnostic de Schumann. Addis, avec une conserve de 12 heures, a établi les valeurs suivantes: leucocytes < 1 000 000, érythrocytes < 500 000 , cylindres hyalins < 5 000. Schumann a établi les valeurs suivantes pour une microscopie de routine.

Valeurs de référence pour différents éléments de la microscopie urinaire

Eléments Valeurs considérées anormales Erythrocytes > 5 cellules au 400x Leucocytes > 5 cellules au 400x

Cellules tubulaires rénales > 2 cellules au 400x Cellules transitionnelles9 > 5 cellules au 400x Cellules pavimenteuses rarement significative

Amas cellulaires présence Cylindres hyalins > 3 cylindres au 100x

Cylindres granuleux > 1 cylindres au 100x Cylindres pathologiques présence

Cristaux sauf cystine, une quantité abondante

9Cette valeur est donnée à partir d’une source différente

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L’organisation de l'examen microscopique

Une des difficultés de l'analyse microscopique de l'urine en routine est le nombre d'échantillons à examiner. Certains ont des critères de sélection basés sur l'aspect de l'urine et la réaction de certaines zones du bâtonnet. Cette opération permet d'éliminer de 40- à 60% des spécimens dépendants de la clientèle et des cliniques spécialisées. Même après une première sélection, il reste beaucoup de spécimens que l'on peut classer comme banals. Avec cette masse de spécimens, il est difficile devant un cas important, de mettre tout le temps nécessaire pour faire un bon travail et surtout de faire abstraction des cinquante spécimens encore à faire. Pour palier cette situation, nous avons proposé d'échelonner l'analyse microscopique en trois phases (, ).

Phase I La première phase est une étape de dépistage des cas spéciaux et de la numération de base des cellules et des autres éléments du sédiment. Celle-ci se fait rapidement et, à la fin de cette étape, le spécimen est soit transmis ou sélectionné pour une deuxième phase, selon certains critères illustrés plus bas.

Algorithme de l'analyse de routine phase I

Macroscopie Densité

pH Protéines............si>30mg/dl......................... *

Glucose................si > 0 ..................................* Sang...................si>trace................................*

Cétones Microscopie

Ob. 10X Cylindres physiologiques....si>2/ch............*

Cylindres pathologiques..............................** Amas de cellules ...........................................*

Ob. 40X Leucocytes..............si>8/ch............................*

Pus....................................................................* Globules rouges.....si>5/ch...........................*

Cellules pavimenteuses Cellules transitionnelles....si>2/ch.............................*

Cellules tubulaires............si>2/ch.........................* 3** et plus impliquent un examen plus complet de phase II

NB: Les seuils de sélection varient selon la méthode de préparation des culots

Phase II La deuxième phase est un examen plus poussé avec, au besoin, des colorations spéciales pour bien identifier tous les éléments significatifs qui forment l'image du type de sédiment. Encore une fois, nous utilisons des critères qui, lorsqu'ils sont positifs, entraînent une recherche spécifique. Nous avons remarqué que ce système était plus efficace si cette phase était exécutée à la fin de toutes les analyses de la phase I, ou par une autre personne. Il s'agit ici d'une question d'organisation de la section.

Indices et actions de l'examen de phase II

Indices Actions Protéinurie importante Recherche de corps ovalaires graisseux

Cylindres pathologiques Recherche du type de sédiment Amas de cellules Identification des cellules, recherche d'atypie

Dysmorphocytose avec protéinurie Recherche de cylindres érythrocytaires Inflammation aiguë avec cylindres Recherche de cylindres leucocytaires

Cellules tubulaires nombreuses Recherche de cylindres Cellules transitionnelles nombreuses Recherches de fragments et d'atypie

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Phase III

La troisième phase est l'appel à des ressources supplémentaires comme le département de cytologie, par exemple. Pour Schumann , cette étape est la base de sa méthode de cytodiagnostic. Les spécimens ayant besoin d'un examen plus important sont colorés avec la coloration de PAP et examinés selon les critères de la méthode.

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Principaux types de sédiments

Comme les autres examens de laboratoire, le sédiment est une aide dans l'établissement du diagnostic. Dans la section précédente, nous avons vu que les sédiments urinaires peuvent avoir des éléments ou un agencement caractéristiques qui forment un tout typique de la pathologie. Mais pour que le clinicien puisse reconnaître dans le rapport la pathologie sous-jacente, il faut que soient présents les éléments qui forment l'image de cette pathologie. Les omissions peuvent non seulement faire perdre l'information mais peuvent induire une fausse impression. Par exemple, la mention «cylindre érythrocytaire» dans un cas d'hématurie, oriente vers un problème qui relève de la néphrologie plutôt que de l'urologie. L'identification des éléments se fait normalement à partir de paramètres comme la forme, la taille, la couleur, la granularité, etc. Cette façon de faire a ses limites, car des éléments de même nature peuvent se présenter différemment selon l'osmolalité, le pH, l'acidité et surtout l'importance du séjour dans le milieu urinaire (stase). Le contexte est un paramètre qui devrait être utilisé pour l'identification. Certains sédiments ont des caractéristiques qui peuvent être regroupées pour former ainsi une type de sédiment. Ces types ne sont pas des essais de diagnostic mais un tout qui projète une image cohérente. Naturellement, dans la réalité, les sédiments sont des associations de ces types simples.

Le sédiment de néphropathie non spécifique Cylindres Cellulaires Granuleux Cireux Hyalins Cellules tubulaires

Ce type de sédiment est le plus courant. Il indique un problème sans plus de spécifications. On le rencontre souvent dans des cas d'insuffisance.

Le sédiment néphrotique

Protéinurie > 3,5 g/jour Lipidurie Corps ovalaires graisseux Corps biréfringents libres Cylindres graisseux

La caractéristique de ce type est la protéinurie. Il est difficile d'évaluer la protéinurie à partir de la lecture au bâtonnet. Un moyen consiste à mettre en parallèle la couleur de l'urine ( pâle/ diluée, foncée/ concentrée) et la protéinurie. Ainsi une protéinurie moyenne avec un spécimen pâle représente une protéinurie importante. La lipidurie peut, selon le cas, se présenter comme des gouttellettes de lipides libres (corps biréfringents), ou incluses dans des cellules (corps ovalaires graisseux), ou dans un cylindre (cylindre graisseux).

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Le sédiment néphrétique

Cylindres hématiniques Cylindres érythrocytaires Cylindres de fibrine Hématurie Dysmorphocytose élevée Protéinurie en général < 3,5 g/jour

Ce type de sédiment se caractérise par la présence d'une hématurie glomérulaire. Ce type d'hématurie présente un degré de dysmorphocytose élevée. Un sédiment qui montre une hématurie de ce type et une protéinurie devrait être balayé pour la recherche de cylindres érythrocytaires et hématiniques. Avec la lumière polarisée, l'identification de la lipidurie est habituellement une tâche facile . Cette présence est un indice important pour l'identification des cylindres éryhtrocytaires, car on les retrouve souvent ensemble dans des pathologies glomérulaires à sédiments mixtes.

Le sédiment de nécrose tubulaire aiguë ischémique Cylindres granuleux pigmentés (Dirty Brown Cast ) Cellules tubulaires nécrosés Fragments épithéliaux Hématurie Cylindres cellulaires Cylindres cireux

Ce type de sédiment se caractérise par la présence de pigments hémoglobinuriques (ex. méthémoglobines) dans la granulation des cylindres. Normalement, une nécrose ne donne pas uniquement des cylindres pigmentés mais s'accompagne d'une cellularité tubulaire importante ainsi que de cylindres cellulaires et cireux. Les cylindres cireux sont normalement absents dans les premiers jours de l'insuffisance rénale aiguë.

Le sédiment de néphrite interstitielle aiguë Cylindres leucocytaires Cylindres cellulaires Cellules tubulaires Fragments épithéliaux Leucocytes, pus Allergique Eosinophiles Cylindres d'éosinophiles Pyélonéphrite Cylindres bactéries

La caractéristique principale de ce sédiment est la présence de cylindres leucocytaires. Cette caractéristique est mise plus facilement en évidence par la coloration avec l'estérase granulocytaire Naphtyl AS-D chloroacétate .

Le sédiment de cystite Absence de cylindres pathologiques Leucocytes, pus Cellules transitionnelles avec bactéries adhérentes

Une caractéristique de ce sédiment est l'adhérence des bactéries aux cellules. L'image générale est celle d'une inflammation aiguë, sans atteinte rénale.

Le sédiment de contamination Cellules pavimenteuses abondantes Leucocytes, érythrocytes

Ce type de sédiment est presque toujours retrouvé chez la femme. La présence de cellules pavimenteuses abondantes peut invalider les résultats des leucocytes et du sang, mais la présence de cylindres reste significative.

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Les cellules du sédiment urinaire Identifier les cellules du sédiment est une difficulté importante. Certaines cellules sont caractéristiques, donc facilement identifiables. Par contre, d'autres cellules, même avec des colorations sophistiquées, restent un défi. La diversité des cellules que l'on peut rencontrer est énorme. Les cellules peuvent appartenir au système réticulo-endothélial (leucocytes, macrophages) ou au système épithélial de recouvrement. Les cellules peuvent provenir du rein, des voies urinaires basses et, chez l'homme, de la prostate et de l'urètre. Le milieu urinaire n'est pas favorable au maintient des structures cellulaires. La majorité des cellules subit des changements (dégénérescence, rupture...) qui font que l'aspect urinaire de la cellule peut être très différent de l'original. Et nous ne parlons pas des pathologies qui modifient profondément l'aspect cellulaire comme: l'inflammation, la métaplasie, la néoplasie... Tous ceux qui examinent des sédiments urinaires ont plusieurs exemples de cas où les cellules étaient si spéciales qu'il fut impossible de les identifier. Cette situation est décevante mais fait parti de la réalité. Le sédiment est un examen difficile. Il ne faut pas considérer comme un échec le fait d'être incapable d'identifier avec certitude une cellule particulière. Il faut concentrer ses efforts sur celles qui sont identifiables et qui ont une valeur clinique.

Les leucocytes Le terme leucocyte ou globule blanc désigne l'ensemble des cellules incolores du sang. Ces cellules appartiennent au système réticulo-endothélial. Les leucocytes se divisent, selon l'aspect du noyau, en deux catégories: les cellules mononuclées et les polynucléaires. Les lymphocytes et monocytes sont les principales cellules mononuclées tandis que les polynucléaires se subdivisent en neutrophiles, éosinophiles et basophiles. Dans le cas du sédiment, le terme leucocyte sous-entend le polynucléaire neutrophile. La principale raison est que celui-ci est de loin le leucocyte le plus abondant dans l'urine. Dans un spécimen normal, on peut compter jusqu'à 6 à 7 neutrophiles/ champs (objectif 40x). Les autres cellules leucocytaires peuvent aussi être vues dans un sédiment. La présence de celles-ci est souvent reliée à une pathologie sous-jacente car ces cellules ne sont pas courantes dans un sédiment normal. L'identification des différents leucocytes à l'état frais est presque impossible de sorte que le terme général de leucocyte est approprié pour la routine. Pour distinguer les leucocytes, on peut utiliser la coloration de PAP ou se servir de colorations qui utilisent des anticorps monoclonaux. Pour la routine, l'utilisation de ces techniques lourdes n'est pas justifiée. Comme pour toutes les autres cellules, l'identification morphologique dépend du degré de conservation, et ceci quelle que soit la coloration, car l'urine n'est pas le sang et seule une minorité de leucocytes sont comme dans les planches d'hématologie.

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Polynucléaires neutrophiles

Le polynucléaire neutrophile est une cellule avec un noyau plurilobé et un cytoplasme légèrement granuleux. Le polynucléaire possède deux types de granulations (lysozomes) nommées azurophiles et spécifiques. Les granules du neutrophile possèdent une diversité d'enzymes dont certaines, comme la peroxydase, sont caractéristiques de cette cellule . Les granules contiennent aussi un groupe hétérogène d'hydrolases que l'on a regroupé sous le terme d'estérase. Une de ces estérases, la Naphtyl AS-D Chloroacetate estérase, semble spécifique à la lignée granulocytaire. Les mastocytes et certains macrophages possèdent aussi cette réactivité mais le mastocyte a peu de probabilité dans l'urine et le macrophage a le plus souvent une taille nettement supérieure. Le plurilobé n'est pas toujours évident soit; parce que le noyau est pycnotique ou, parce que le milieu est défavorable pour l'examen à l'état frais. L'acidification avec l'acide acétique 2% (1 goutte) augmente le contraste de la préparation.

Dans le sédiment il y a deux types de neutrophiles. Le premier type est le neutrophile ordinaire appelé "Old" par Stamey . Celui-ci est le plus fréquent et, s'il est présent en abondance, signe une inflammation.

Le deuxième type appelé "Fresh" par Stamey et "Pale cells" par Sternheimer est plus gros et est réfractaire à certaines colorations. Si la densité est inférieure à 1,019, ce type de leucocyte a des granules doués de mouvement brownien qui donnent l'impression que la cellule scintille d'où le nom de « glitter cells ». Autrefois on croyait que ces cellules étaient spécifiques à la pyélonéphrite, mais aujourd'hui on pense que celles-ci sont un signe d'une infection active de l'arbre

urinaire.

Le pus

Une des propriétés du neutrophile activé est l'adhérence. Comme nous l'avons déjà mentionné, l'adhérence à la cellule endothéliale des vaisseaux est nécessaire à la migration des neutrophiles. Grâce à cette propriété, le neutrophile activé forme facilement des amas de cellules. Dans certains cas, comme dans la classification des expectorations, il est important de faire la distinction entre le pus et l'amas de neutrophiles. Le pus est formé d'amas de neutrophiles

dégénérés (pyocytes) et de divers débris cellulaires; le tout, aggloméré dans une masse où les limites des cellules sont impossibles à distinguer. Cette discrimination n'est pas une habitude pour le sédiment urinaire –les amas sont souvent appelés pus. Il serait souhaitable de réserver le terme de pus aux masses de pyocytes et de débris cellulaires.

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Polynucléaires éosinophiles Cette cellule se distingue des autres polynucléaires par l'affinité de ses granules pour les colorants acides comme l'éosine. Pour pouvoir distinguer cette cellule il faut colorer. Dans une étude comparative faite par Nolan et Kelleher, ceux-ci ont montré que, pour mettre en évidence l'éosinophilurie, la coloration de Hansel était supérieure à la coloration de Wright. La présence d'éosinophiles urinaires est un indicateur de la néphrite interstitielle aiguë allergique. L'éosinophilurie se rencontre aussi dans quelques conditions autres que la NIAA. Principales causes d'éosinophilurie

Néphrite interstitielle aiguë allergique Glomérulonéphrite rapidement évolutive Glomérulonéphrite aiguë Néphropathie à IgA, purpura d'Henoch-Schönlein Prostatite Schistosomiase Pyélonéphrite chronique Rejet de greffe en phase aiguë

Lymphocytes

Les lymphocytes apparaissent occasionnellement dans un sédiment normal. Cette cellule a été rapportée en nombre significatif dans la néphrite interstitielle aiguë allergique, la glomérulonéphrite rapidement évolutive et le rejet de greffe rénale. Naturellement, il faut s'attendre à retrouver des lymphocytes chez un patient avec une pathologie lymphoproliférative. Dans un examen à l'état frais, cette cellule est difficile à différencier du neutrophile. A la coloration de PAP, le lymphocyte est plus petit que le neutrophile, le noyau est rond et le cytoplasme peu abondant. Monocytes Le nombre de monocytes urinaires est augmenté dans la néphrite interstitielle aiguë allergique, la glomérulonéphrite rapidement évolutive. Dans les nécroses, ceux-ci sont rares ou absents. Ces résultats ont été obtenus avec des colorations impliquant des anticorps monoclonaux. Dans un examen à l'état frais, cette cellule est, comme le lymphocyte, difficile à différencier du neutrophile. À la coloration de PAP, la cellule est plus grosse que le neutrophile et possède un noyau caractéristique en forme de haricot.

Macrophages

Le macrophage est, après le fibroblaste, la cellule la plus abondante du tissu conjonctif. Le macrophage activé est difficile à décrire parce que son aspect est très variable. Souvent cette cellule se présente avec une multitude d'inclusions qui masquent les structures. Les inclusions sont de plusieurs types, mais la gouttelette est la plus fréquente. Le cas classique, facile à identifier, est celui de la cellule géante qui contient dans son cytoplasme une ou deux cellules plus petites, qui ont été

phagocytées. Mais cette forme est exceptionnelle; la majorité des macrophages sont de taille moyenne avec des projections cytoplasmiques fréquentes et beaucoup d'inclusions. Les macrophages se rencontrent souvent dans des inflammations aiguës. Un macrophage chargé de gouttelettes de gras biréfringentes est nommé, dans le contexte de l'analyse d'urine, un corps ovalaire graisseux.

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Les érythrocytes (hématurie)

L'hématurie se définit comme un nombre anormalement élevé d'érythrocytes dans l'urine. Normalement on retrouve moins de 1,5 milions de globules rouges dans une urine de 24 heures. Ce nombre représente un décompte inférieur à 5 globules rouges/champ avec un objectif 40X. L'hématurie significative, c'est-à-dire un décompte supérieur à 5 gl. rouges/champ, confirmée par plus d'un spécimen, est normalement associée à une pathologie des voies urinaires. A l'examen microscopique, on peut distinguer deux types d'hématurie.

L'hématurie des voies urinaires basses Le premier type se caractérise par des érythrocytes normaux, c'est-à-dire légèrement colorés avec, la forme typique du globule rouge. Cette forme d'hématurie est le plus souvent associée à un problème des voies urinaires basses. L'hématurie dysmorphique

Le deuxième type d'hématurie, que l'on appelle dysmorphique ou rénale, se caractérise par la présence d'érythrocytes fantômes, d'une anisocytose très marquée, et surtout, d'un pourcentage élevé (>20%) de dysmorphocytose. La dysmorphocytose se reconnaît par des formes bizarres et des protubérances de la membrane. Schramek a démontré que la dysmorphocytose peut être reproduite in vitro seulement, si l'on combine chocs osmotiques et milieu hémolytique. Cette

combinaison se compare au trajet, jusqu'à la vessie, des érythrocytes qui accèdent à l'espace urinaire par le glomérule. Dans une glomérulonéphrite, la dysmorphocytose peut toucher 80 % des érythrocytes. Pour que ce critère soit valable, il faut que l'examen microscopique se fasse dans un délai raisonnable (aucun changement significatif avant 5h à T° de pièce) . Il n'est pas rare de voir, dans un sédiment, ce qui semble être deux populations d'érythrocytes. Cette situation pourrait correspondre à une hématurie mixte.

Les corps ovalaires graisseux Définition

Les corps ovalaires graisseux sont des cellules avec, dans leur cytoplasme, des gouttelettes de lipides. A faible grossissement, les corps ovalaires graisseux apparaissent souvent comme de gros points bruns. Ceci est dû à la coloration jaune brun qu'ont, dans bien des cas, les gouttelettes de lipides. La présence de corps ovalaires graisseux s'inscrit normalement dans un contexte de lipidurie.

Cette lipidurie se manifeste par la présence de gouttelettes de lipides : • libres dans le corps biréfringent • intracellulaires dans le corps ovalaire graisseux • incorporées à la matrice de Tamm-Horsfall dans le cylindre graisseux.

Origines

Les gouttelettes peuvent être dues à une dégénérescence vacuolaire graisseuse des membranes cytoplasmiques. Le phénomène de la dégénérescence vacuolaire graisseuse est fréquent. Ainsi, des cellules conservées pendant plusieurs jours dans un culot urinaire développent des vacuoles de toutes sortes. Dans certains cas, les gouttelettes sont comme celles retrouvées dans le corps ovalaire graisseux, c'est-à-dire avec une biréfringence en croix de malte en lumière polarisée. Cette image d'interférence est une propriété de structures cristallines et serait due à la présence de cholestérol estérifié à l'état de cristal liquide. Naturellement, les gouttelettes qui n'ont pas de ce cholestérol ne sont pas biréfringentes. Il est possible de colorer ces vacuoles avec des colorants lipophiles de type Soudan (Fat Red 7B). Mais la coloration est peu

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utile, car le critère biréfringence est facile à observer et la coloration a tendance à donner trop de faux positifs. Quelque fois, les gouttelettes de certains corps ovalaires graisseux perdent leur biréfringence caractéristique. Il est parfois possible de corriger cette désorganisation cristalline en chauffant la lame légèrement pour ensuite la refroidir rapidement.

Signification clinique L'identité des cellules est discutée. Selon Schumann ces cellules sont des cellules tubulaires avec un cytoplasme chargé de gouttelettes de lipides. Stamey pour sa part, est d'avis que les corps ovalaires graisseux sont en fait des macrophages graisseux (foam cells). Ce dernier propose même le terme "Oval Fat Macrophage" pour nommer ces cellules. Cette apparente divergence est probablement due au fait que les deux possibilités existent. Les corps ovalaires graisseux, en présence d'une protéinurie abondante, sont normalement associés au syndrome néphrotique. Le lien entre le syndrome néphrotique et la présence de corps ovalaires graisseux est mal connu. On sait que la lipidurie est en rapport avec la protéinurie et non avec le taux de lipides plasmatiques. Certains pensent que la lipidurie serait causée par la présence dans l'urine de certaines apolipoprotéines qui passeraient comme l'albumine dans l'espace urinaire. Il est aussi possible que la présence d'acides gras libres passant dans l'urine, liés à l'albumine, puissent jouer un certains rôle dans l'accumulation intracytoplasmique de lipides au niveau des cellules tubulaires. La présence de corps ovalaires graisseux n'est pas spécifique au syndrome néphrotique. La notion de macrophage graisseux pourrait expliquer les cas de corps ovalaires graisseux avec une protéinurie négative. L'origine de ces macrophages s'expliquerait par la présence d'un site, pas nécessairement rénal, d'inflammation chronique. Stamey a rapporté la présence de ces macrophages dans le liquide séminal de patients, atteints de prostatite. On retrouve des macrophage de ce type dans la bile et les sécrétions bronchiques.

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Les cellules épithéliales

Les cellules épithéliales de surface d'un épithélium simple ou stratifié peuvent être pavimenteuses, cuboïdes ou cylindriques. La cellule pavimenteuse est plate avec un contour irrégulier. La cuboïde est aussi haute que large et une vue de la surface de l'épithélium montre des cellules polygonales. La cylindrique est plus haute que large avec le noyau près de la base. Une vue superficielle de l'épithélium montre, comme pour la cuboïde, des cellules polygonales. Le recouvrement des tubules est constitué d'un épithélium simple cuboïde ou cylindrique . L'épithélium stratifié peut être pavimenteux, cuboïde, cylindrique ou de transition. Ce quatrième type d'épithélium est important pour les voies urinaires. Il doit son nom au fait que l'on croyait qu'il représentait une transition entre le cylindrique et le pavimenteux. Ce nom est conservé même si nous savons aujourd'hui qu'il constitue un type en soi. Les couches profondes sont normalement cylindriques, tandis que les couches intermédiaires sont de formes variables. La cellule de surface est arrondie. Cet épithélium est formé d'environ sept couches de cellules dans la vessie; de quatre ou cing dans la paroi des urtères et de deux ou trois dans le bassinet. La cellule de surface est appelée transitionnelle ou urothéliale. L'épithélium de transition est caractéristique du recouvrement de la région qui va du bassinet à l'urètre. L'exfoliation est l'élimination dans la sécrétion -dans notre cas l'urine- d'une cellule ou d'un groupe de cellules de surface -la paire est fréquente. Ce phénomène doit son nom par analogie avec la chute des feuilles d'un arbre. Cette exfoliation est normalement le résultat du renouvellement normal de l'épithélium. Une augmentation de l'exfoliation peut être causée par une pathologie qui agit en augmentant la mortalité cellulaire ou en affaiblissant le lien entre les cellules et la membrane basale. L'aspect de la cellule retrouvée dans l'urine peut être très différent de celui observé dans le tissu. A cause de la contrainte tissulaire qui disparaît, la cellule s'arrondit. Parce que la cellule est moribonde, elle doit subir l'effet osmotique de l'urine, un milieu qui n'entretient pas la vie cellulaire. Cette dernière situation provoque toute sortes de dégénérescences en particulier, s'il y a une stase urinaire. Le chemin est long pour la cellule tubulaire proximale; celle-ci devra subir des variations importantes d'osmolalité. Dans ces conditions, retrouver une cellule intacte avec toutes ses caractéristiques, comme dans les planches d'histologie, est un événement exceptionnel. Pour identifier efficacement les cellules des voies urinaires il faut , comme Segasothy , marquer avec des anticorps monoclonaux comme ceux de la série URO. Cette approche est naturellement trop lourde pour la routine; il nous faut donc utiliser une nomenclature adaptée aux possibilités de la méthode. Ainsi, les termes, cellule tubulaire (rénale) ou cellule urothéliale (transitionnelle), permettent une grande variabilité d'aspects et sont suffisamment précis pour la plupart des spécimens de routine.

Les cellules pavimenteuses La cellule pavimenteuse rencontrée dans l'urine normale ne provient pas des voies urinaires. Car, sauf pour les derniers tiers de l'urètre, le recouvrement des voies urinaires est soit cuboïde, cylindrique ou de transition. Un grand nombre de cellules pavimenteuses est rencontré presqu'exclusivement chez la femme et est vraisemblablement dû à de la contamination par lavage des organes génitaux externes.

Il faut toutefois être vigilant avec les spécimens de personnes âgées. Chez ceux-ci, la métaplasie squameuse de la vessie est possible. La fréquence de cette anomalie est faible, mais est plus grande dans une population gériatrique que dans une population plus jeune. Attention! Certaines lésions prolifératives malignes sont à cellules squameuses (squamous cell carcinoma).

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Les cellules tubulaires (cellules rénales) Généralités

A l'examen de routine, la cellule épithéliale tubulaire est appelée cellule rénale. Ce terme sous-entend plusieurs types de cellules. Comme nous l'avons déjà mentionné, il est impossible de connaître avec certitude l'origine des cellules tubulaires. Schumann a décrit quelques cellules tubulaires particulières avec leur contexte clinique. Celui-ci s'attarde particulièrement sur la cellule du tubule du contourné proximal (convulted RTC2), la cellule tubulaire du collecteur (collecting duct RTC), la cellule tubulaire nécrosée (necrotic RTC) et le fragment d'épithélium tubulaire. A l'état frais, la distinction entre certaines cellules tubulaires et les leucocytes n'est pas toujours évidente. Pour pouvoir évaluer le nombre de cellules tubulaires dans un spécimen en présence d'une leucocyturie importante, on utilise la coloration enzymatique Naphtyl AS-D Chloroacétate estérase.

La cellule tubulaire du tubule contourné proximal Cette cellule est décrite par Schumann comme une cellule de grande taille (20 à 60 µm) avec un cytoplasme granuleux abondant, et une membrane cytoplasmique floue. Le noyau est rond et excentrique. A l'état frais, cette cellule peut facilement être confondue avec un cylindre granuleux. La cellule tubulaire proximale est connue pour avoir une bordure en brosse élaborée. Cette structure fragile est construite à partir de replis de la membrane cellulaire. Dans une situation toxique ou ischémique, la bordure en brosse est éliminée et se retrouve dans l'urine sous forme de granules

amorphes . La cellule tubulaire proximale normale exfoliée subit des chocs osmotiques qui font qu'il est peu probable de retrouver cette cellule intacte avec sa bordure en brosse. Certaines cellules mucipares de la vessie (cellules épithéliales cylindriques) ont une couche de mucus sur le pôle urinaire qui rappelle la cellule tubulaire du contourné proximal. Ce type de cellule est occasionnel chez les personnes agées.

La cellule épithéliale du tubule collecteur Cette cellule est la cellule tubulaire la plus fréquente du sédiment. Avec la méthode de cytodiagnostic, Schumann rapporte comme normal une présence inférieure à 20 cellules par 10 champs (objectif 40), tandis qu'une valeur de 100/10 champs est un indice de dommage du parenchyme rénal. Un décompte inférieur à 1 cellule tubulaire par champ serait une valeur normale équivalente pour un examen de routine. La cellule, originalement cuboïde, est le plus souvent ronde avec un diamètre 10 à 14

µm, soit un peu plus qu'un leucocyte, et le cytoplasme est légèrement granuleux. Le noyau est rond, bien dessiné -membrane nucléaire épaisse- et est, en général, au centre de la cellule. Le cytoplasme de la cellule possède un halo périnucléaire visible à la coloration de PAP ou en contraste de phase. La cellule est exfoliée souvent en paire. La présence de cylindres de cellules tubulaires est fréquente dans les spécimens avec une augmentation de l'exfoliation. Cette situation peut aider à l'identification de la cellule isolée, car les cellules isolées et celles séquestrées dans la matrice du cylindre sont souvent du même type.

La cellule tubulaire nécrosée La cellule tubulaire nécrosée est un élément important dans la méthode "cytodiagnostic" de Schumann. Cette cellule est décrite, avec la coloration PAP, comme une cellule fantôme qui conserve la forme et la taille d'une cellule normale avec un noyau peu coloré. Cependant le cytoplasme des cellules est granuleux.

Dans certaines conditions, la cellule tubulaire du collecteur cortical est incapable de résister à la faible osmolalité de l'urine qui existe à ce niveau. L'entrée dans la cellule de l'eau de solutés et probablement de protéines provoquent des modifications importantes. Les cellules prennent du volume; le cytoplasme se désorganise et devient granuleux; le noyau se condense et devient pycnotique. L'ensemble de ces procédés aboutit, comme dans le cas de la cellule tubulaire proximale, à une cellule granuleuse dont les granules

sont semblables à ceux retrouvés sur les cylindres granuleux. Dans les nécroses tubulaires aiguës ischémiques, les cellules tubulaires des tubules collecteurs et les cellules tubulaires du contourné proximal ont, en plus des caractéristiques décrites, une granulation pigmentée brune, d'origine hémoglobinurique. Cette coloration se retrouve aussi dans la granulation des cylindres granuleux.

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Le fragment d'épithélium rénal

Schumann accorde une grande valeur clinique au fragment d'épithélium rénal. Comme lui, nous utilisons le terme de fragment d'épithélium plutôt que le terme amas de cellules tubulaires pour bien montrer qu'il s'agit d'une pièce de tissu et non d'une agglutination de cellules. Le fragment est décrit comme une structure d'au moins trois cellules tubulaires avec une cohésion intercellulaire. La distinction entre le fragment

et le cylindre de cellules tubulaires n'est pas toujours facile. Cette identification se fait selon la présence ou non d'une matrice. Le fragment d'épithélium rénal doit aussi être distingué du fragment d'urothélium ce, en se basant sur l'aspect des cellules et des critères caractéristiques proposés par Schumann.

Caractéristiques du fragment d'épithélium rénal

Caractéristiques de configuration du fragment d'épithélium rénal Attaché ou moulé par un cylindre

Enrobant un cylindre Arrangement cylindrique Feuillet en nid d'abeille

Caractéristiques additionnelles du fragment d'épithélium rénal Pigmentation des granules intracytoplasmiques (hémoglobinurique)

Enrobant des cristaux Gouttelettes lipides intracytoplasmiques Matière de cylindre intracytoplasmique

Dans des sections histologiques, les fragments sont associés à des ruptures de la membrane basale au niveau des tubules collecteurs. La présence de fragments épithéliaux est considérée comme anormale. Les fragments d'épithélium rénal sont retrouvés dans la nécrose tubulaire aiguë, le rejet d'un greffon rénal , la papillite nécrosante et l'infarcissement rénal.

Le fragment et la cellule isolée d'épithélium cylindrique rénal Dans certains cas, comme dans la papillite nécrosante, on retrouve dans le

sédiment des cellules isolées et des fragments qui originent de la partie terminale des gros tubes (tubes de Bellini). Ces gros tubes sont recouverts d'un épithélium cylindrique et forment les canaux urinaires des papilles. Compte tenu de la proximité et du fait qu'à ce niveau l'urine n'est plus modifiée, les cellules isolées et les fragments épithéliaux peuvent conserver leur morphologie. La cellule est de taille moyenne (20-30 um) et nettement cylindrique, le noyau est excentrique. La présence de quelques rares cellules de ce type peut être considérée comme

une exfoliation de renouvellement normal. Cette cellule peut représenter une difficulté d'identification. Tout en étant une cellule épithéliale du rein, celle-ci est souvent rapportée comme une cellule urothéliale. Cette cellule est souvent retrouvée dans divers problèmes urologiques (calcul, obstruction, etc).

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Les cellules transitionnelles (urothéliales) Généralités

Du bassinet jusqu'au début de l'urètre, la paroi de l'arbre urinaire est tapissée par un épithélium stratifié de transition. Dans la vessie, cet épithélium est composé d'environ sept couches de cellules. Les plus profondes sont cylindriques; tandis que les cellules intermédiaires sont de formes variées. La surface est recouverte de cellules transitionnelles, aussi appelées urothéliales.

Les cellules transitionnelles Les cellules transitionnelles sont des éléments normaux du sédiment urinaire. La forme des cellules change légèrement selon le lieu. La cellule typique de la vessie est ronde avec un noyau rond au centre. Dans la nomenclature cytologique on parle de cellules en ballonnet, de cellules en parapluie, de cellules en cerf-volant, etc. Toutes ces appellations correspondent à des cellules urothéliales, mais qui proviennent de niveaux différents (vessie, uretère, bassinet...).

La présence de cellules transitionnelles est plus fréquente chez les personnes âgées. Quelque fois, à cause de changements morphologiques , l'identification des cellules est difficile. Même si ces changements ne sont pas toujours associés à une pathologie, l'atypie cellulaire est à surveiller dans ce groupe d'âge. Holmquist a démontré qu'un simple sédiment urinaire de routine peut jouer un rôle important dans le dépistage de la néoplasie de la cellule transitionnelle (TCC: Transitionnal Cell Cancer).

Les fragments d'épithélium transitionnel Contrairement à la présence de cellules isolées, la présence de fragments d'épithélium de transition est presque toujours associée à une situation anormale. Dans la majorité des cas, les cellules ont un aspect normal et forment un feuillet où il est facile de délimiter chaque cellule. On dit souvent que la pièce a une structure en mur de brique. La présence de ce type de fragment peut être due à une sonde ou à une autre condition qui provoque une érosion de la surface de l'épithélium.

Dans certaines conditions d'irritations soutenues, il arrive que les cellules transitionnelles deviennent réactives. Dans ces conditions, la cellule et le noyau augmentent de taille. La taille des cellules peut être variable, mais le rapport noyau/cytoplasme est assez bien conservé. Cette situation est différente de l'atypie cellulaire prononcée visible dans la néoplasie de la cellule transitionnelle à grade élevé. La présence de fragments d'épithélium atypique est un élément important pour le

dépistage de la néoplasie de l'épithélium transitionnel. Cellules Noyaux Nucléoles

Volumes cellulaires variables (anisocytose) Empilages ± anarchiques

Recouvrement nucléaires important Nécroses, vacuoles de dégénérescence

Mitoses, binucléations et multinucléations fréquentes

Margination leucocytaires (inflammation)

Noyaux irréguliers, volumes et formes variables Cariolyse

Chromatine en motte Rapport noyau cytoplasme variable

Membrane nucléaire épaisse

Nucléoles multiples Formes et volumes variables

Rapport nucléole/noyau variable

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Les cylindres Origine et composition

La protéine de Tamm-Horsfall Composition

La protéine de Tamm-Horsfall est une glycoprotéine isolée par Tamm et Horsfall en 1950, à partir d'urines normales. Cette protéine est sécrétée par la branche ascendante épaisse de l'anse de Henlé et par le début du tubule distal. Les quantités excrétées varient entre 25 et 50 mg/24 h. Cette protéine a un poids moléculaire d'environ 7000000 de Dalton et 25 à 40% de son poids est composés d'hydrates de carbone. Elle forme la majorité de la fraction uromucoprotéique de l'urine.

Propriétés La protéine de Tamm-Horsfall a certaines propriétés particulières. Ainsi, cette protéine précipite sous forme d'un gel dans un milieu salin à 0,58 M et se redissout dans de l'eau déionisée ou dans une solution à pH 9, 0. Si l'on ajoute de l'albumine à une solution aqueuse pure de Tamm-Horsfall, il y aura formation d'un gel qui prendra la forme du récipient. A partir de ces faits, il est de coutume de croire que les cylindres se dissolvent dans une urine diluée ou alcaline. Il est difficile de transposer des expériences invitro à une situation physiologique réelle. D'autres facteurs peuvent intervenir dans l'urine et stabiliser la structure des cylindres de sorte que ces propriétés pourraient ne pas s'appliquer.

Liens avec les cylindres Il a été démontré que la matrice des cylindres hyalins, les cylindroïdes et les filaments de mucus sont formés à partir de fibrilles de protéine de Tamm Horsfall . Les cylindres sont des éléments du sédiment urinaire, issus d'une polymérisation de la protéine de Tamm-Horsfall qui épouse la forme du site de cette formation. Les cylindres sont formés, après l'anse de Henlé, dans la dernière partie du tubule distal et le début du tubule collecteur. Le site de formation est situé dans la partie du néphron où l'urine est à sa dilution maximale. Comme nous l'avons déjà mentionné, une solution de faible tonicité a tendance à inhiber la formation de fibrilles, et l'addition d'albumine entraîne la formation du gel. Cette situation est semblable à celle existant au site de formation des cylindres. Tous les éléments nécessaires à la formation de cylindres sont en place; or certaines urines semblent favoriser la formation de cylindres «urines anormales», tandis que d'autres semblent inhiber la formation de ceux-ci «urines normales». On peut faire une analogie avec d'autres systèmes de l'organisme. La protéine de Tamm-Horsfall est la matière première mais pas la cause des cylindres. Celle-ci est toujours présente dans l'urine à des concentrations qui varient entre 25 et 50 mg/24 h, de plus, il existerait dans l'urine un équilibre entre des facteurs inhibiteurs et déclencheurs de cylindres. Les facteurs connus comme favorisant la formation de cylindres sont : la présence d'albumine, la stase urinaire, la présence de débris cellulaires, une diminution du taux de filtration glomérulaire, le pH acide, la présence de certaines protéines comme les Bence-Jones. Une osmolalité entre 200 et 400 mOsm/l semble aussi favorable.

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Formation des cylindres

Addis a décrit la formation des cylindres et établi le lien entre la présence des cylindres et certaines pathologies du rein. Celui-ci a décrit l'origine de certains cylindres comme étant des produits de l'évolution du cylindre cellulaire vers sa phase terminale: le cylindre cireux. Les étapes de cette évolution sont les suivantes: Cylindre cellulaire Cylindre granuleux rude Cylindre granuleux fin Cylindre cireux. Haber a démontré que le cylindre cireux était composé d'un matériel amorphe, associé aux fibrilles de Tamm Horsfall. Rien dans cette structure démontre un lien avec les cylindres cellulaires. Lindner a aussi démontré que les cylindres granuleux de type II sont reliés à des cellules tubulaires granuleuses. Il est probable que des liens existent entre certains cylindres. Par contre, la théorie évolutive telle que suggérée par Addis, et retrouvée dans plusieurs volumes sur le sujet, n'a jamais été démontrée . Dans les discussions à venir, nous allons considérer les cylindres comme des entités propres et non pas comme des éléments en phase de transformation. La matrice des cylindres est produite à partir de fibrilles d'uromucoprotéine, selon un mécanisme décrit par Lindner

Initiation Des fibrilles s'accolent à la paroi du tubule distal et collecteur et forment un réseau très poreux. L'agglomération de fibrilles a la forme du cylindre, avec un centre moins dense. A cause de la taille des pores, cette structure permet le passage de l'urine et des petits débris. D'après les résultats de Lindner, avec un SEM, ces fibrilles de départ ont une structure qui semble différente des fibrilles de l'uromucoprotéine de Tamm-Horsfall.

Croissance Par la suite, il y a addition de fibrilles d'uromucoprotéine et peut-être d'autres protéines. Les pores du cylindre deviennent de plus en plus petits et laissent de moins en moins passer l'urine.

Maturation Après cette étape, il y a obstruction de la lumière tubulaire et modification de la matrice. Cette période peut être plus ou moins longue et dépend en partie de l'activité de ce néphron.

Évacuation Avec l'activité cellulaire et la pression hydrostatique de l'urine, il y a rupture de l'ancrage du cylindre de son moule et évacuation de celui-ci.

Généralités sur les cylindres L'absence de règles précises de nomenclature, reconnues par tous, est souvent une source de difficultés. Les règles que nous utilisons doivent tenir compte de certains faits. 1. Il n'y a pas dans le rein de processus de ségrégation d'éléments. La conséquence est que beaucoup de

cylindres avec inclusions sont des mélanges. 2. Sur une réquisition de routine l'espace prévue pour écrire les informations non courantes est souvent

restreint. On doit limiter l'écriture pour le sédiment de routine. L'information transmise doit être concise et précise.

3. Certaines distinctions doivent être adaptées au type d'examen. On ne peut pas s'attendre à distinguer certains éléments dans un examen de routine . Cette situation est particulièrement vraie avec les inclusions de cellules. Pour pouvoir identifier, on doit souvent utiliser des colorations spéciales . Le terme cylindre cellulaire, quoique vague, est approprié pour la routine. Il signifie tout simplement un cylindre de cellules; quelle que soit la sorte de cellules.

4. Certaines distinctions doivent être adaptées à la clinique. Nous avons mentionné précédemment, différents types de cylindres hyalins; toutefois, cette distinction est sans valeur clinique. Il faut éviter de multiplier les noms de cylindres pour satisfaire des différences qui peuvent être uniquement visuelles.

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Règle du tiers

Si un cylindre a plus du tiers de sa surface couverte par un élément figuré, il prend alors le nom de cet élément. Dans le cas contraire, on ajoute le terme hyalo ou hyalino suivit du nom de l'inclusion. Il existe plus d'une façon d'interpréter ce terme hyalo. Généralement, le terme hyalo est interprété comme la description d'un cylindre mixte hyalin et inclusions. Cependant, celui-ci peut être considéré par certains comme un diminutif qui atténue la présence de l'élément dans un cylindre. Ainsi, le terme hyalo-cellulaire peut être considéré comme banal par rapport au cylindre cellulaire. Cette interprétation ne tient plus avec le cylindre hyalo-érythrocytaire ou hyalo-leucocytaire. Ceux-ci ont la même signification clinique que les cylindres érythrocytaires et leucocytaires. Il faut éviter de créer de fausses impressions avec ce terme hyalo. Dans un sédiment de routine, on ne devrait pas utiliser le terme hyalo s'il y a aussi présence du cylindre qui porte le nom de l'élément. Dans cette situation, le fait de rapporter des «hyalos» ne fait qu'allonger la liste inutilement et peut avoir un effet de dilution de l'information. Il serait préférable de parler de cylindres «éléments» et de cylindres hyalins.

Le cylindre mixte Comme nous l'avons mentionné, il n'y a pas de procédé dans le rein qui fasse une ségrégation des éléments. Le résultat est que beaucoup de cylindres sont des mélanges de deux, parfois trois éléments. Cette réalité peut être une source d'ennui pour le rapport. Imaginons un cylindre qui contient des cellules tubulaires et des érythrocytes. Nous pourrions utiliser le terme «cylindre mixte cellules tubulaires, érythrocytes» ce qui est très long pour un rapport de routine. Nous pourrions utiliser le terme «cylindre érythro-cellulaire» mais toute les possibilités de nom composé de ce genre seraient envahissantes. Nous pourrions utiliser le terme «cylindre érythrocytaire» en ne nommant que l'élément le plus important. Cette technique aurait un effet désastreux sur le mélange érythrocytes, leucocytes. Nous pensons que pour la routine, il est préférable de scinder et de parler de deux cylindres soit : un cylindre cellulaire et un cylindre érythrocytaire. Cette façon de faire a l'avantage de minimiser l'écriture tout en conservant la signification clinique. Un cylindre mixte contenant quelques leucocytes et une majorité de cellules tubulaires sera probablement nommé cylindre cellulaire. Une coloration des leucocytes est nécessaire à cause de l'importance clinique de l'inclusion leucocytaire.

La matrice La matrice des cylindres peut-être typiquement hyaline ou typiquement cireuse; mais beaucoup de cylindres ont une matrice qui semble intermédiaire. Ces différences sont issues des conditions de formations différentes. Nous pensons que la matrice d'un cylindre peut être de parfaitement hyaline à parfaitement cireuse. Cet aspect ne dépend que des conditions qui sont présentes au site de formation. Ainsi, des cylindres de toutes sortes peuvent se présenter avec une matrice hyaline, ou plus ou moins cireuse sans que la valeur clinique en soit modifiée. Le cylindre cireux n'est pas spécifique et est souvent associé à une diminution de la diurèse.

La matrice hyaline La matrice hyaline est la plus fréquente. Le cylindre hyalin apparaît dans de multiples conditions. Certaines de ces conditions sont générées par des processus pathologiques. Cependant, il est possible de rencontrer des cylindres hyalins à la suite d'un exercice physique violent. Les cylindres hyalins sont considérés physiologiques. Un décompte inférieur à 1000 cylindres hyalins dans un spécimen de 24 heures est considéré comme normal.

Des travaux de Linder ont montré qu'après un exercice violent les cylindres hyalins produits sont différents selon le temps écoulé depuis l'exercice. Nous utilisons sa terminologie pour les décrire. Les premiers cylindres hyalins, «Early» sont les premiers à apparaître après l'exercice. Ceux-ci sont très difficiles à distinguer du fond car ils sont peu visibles sauf en contraste de phase. Les cylindres hyalins de ce type seraient les plus sujet à la dissolution. Le deuxième type est le cylindre hyalin «"Typique"». Contrairement à la forme «early» les cylindres typiques fracturés montrent un intérieur homogène. Ce cylindre serait dans

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un état stabilisé donc moins sujet à la dissolution. Le troisième type est le «Wrinkled». Celui-ci a une matrice plissée qui serait le résultat de la condensation inégale de la matrice. Le dernier type est le «Contourné». A une certaine époque, on croyait que ce cylindre était contourné parce qu'il était formé dans le tubule contourné. Il semble que la contorsion de ce cylindre soit causée par des tensions internes qui provoquent une forme en hélice de la matrice. Toutes ces nuances sur les cylindres hyalins sont sans valeur clinique; mais, à partir de ces faits, il faut admettre une variation de forme et de texture à la matrice hyaline.

Types de cylindres hyalins

Nom Temps Aspect Exemples «Early»Hyaline Cast 1 h vide (SEM)

«Typical» Hyaline Cast 3 h plein (SEM)

«Wrinkled» Hyaline Cast 5 h plissé (SEM)

«Convoluted» Hyaline Cast 12-24 h contourné

La matrice cireuse Le cylindre cireux doit sont nom à l'aspect de sa matrice. Les cylindres cireux ont des bouts carrés et présentent souvent des fendillements perpendiculaires à l'axe longitudinal. La transformation cireuse serait due à l'addition d'une protéine amorphe à la matrice hyaline. La matrice cireuse serait associée à une stase urinaire prolongée. Les cylindres à matrice cireuse sont le plus souvent sans inclusion ou avec une granulation fine. Nous pensons que des inclusions de tous genres sont possibles dans une matrice cireuse et que la signification clinique de

ces inclusions est la même que pour la matrice hyaline. Le terme de cylindre cireux est réservé aux cylindres sans inclusion avec une matrice cireuse.

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Format

Longueur Les cylindres peuvent se présenter comme court, moyen ou long. Bien que certains cylindres granuleux ou hyalins courts à bouts carrés soient à l'occasion associés au coma, on n'accorde pas de valeur clinique à ce paramètre.

Largeur (Le cylindre large) Les cylindres peuvent se présenter avec une largeur classée comme moyenne, élargie ou large. Les cylindres élargis sont produits dans une lumière tubulaire dilatée. Les cas de nécrose ischémique ont souvent des cylindres hyalins et cireux de ce groupe. Il n'est pas habituel de distinguer les cylindre moyens et élargis. Les cylindres larges sont le plus souvent associés à des pathologies avec insuffisance chronique. Dans ces cas, il y a une prise en charge par les néphrons,

encore fonctionnels, qui essaient de compenser les pertes. La lumière de ces néphrons est alors très élargie et donne des cylindres larges. Le cylindre cireux large était autrefois nommé «cylindre de l'insuffisance rénale terminale». On doit indiquer les cylindres larges au rapport.

Forme Un cylindre, qu'il soit à matrice hyaline ou cireuse, peut se présenter comme droit ou contourné. Comme nous l'avons vu précédemment, la forme contournée provient de tensions internes de la matrice. On n'accorde pas de valeur clinique à ce paramètre.

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Le cylindre hématinique et érythrocytaire

Généralités Les cylindres avec inclusions hématiques sont d'une grande importance clinique. La présence de ceux-ci signifie une hématurie rénale, le plus souvent glomérulaire. Leur présence permet souvent d'éliminer un problème urologique comme source de cette hématurie. Il faut cependant être conscient qu'un rapport erroné de cylindres érythrocytaires peut entraîner des tests envahissants et, dans ce cas, inutiles. La présence de ces cylindres se fait habituellement dans un contexte de protéinurie et d'hématurie avec dysmorphocytose. Cependant, la protéinurie peut être minimale de sorte qu'un spécimen dilué peut sortir négatif au bâtonnet. La fréquence de ces cylindres est faible dans une population de routine. Il faut être conscient qu'identifier trop de cas de cylindres à inclusions hématiques est aussi mauvais, pour la crédibilité, que pas assez. Comme pour toutes les colorations naturelles, la coloration rouge orangé (terre de Sienne) des cylindres d'inclusions hématiques est évaluée à faible grossissement (objectif 10x), car à fort grossissement les couleurs apparaissent délavées.

Le cylindre érythrocytaire Le cylindre érythrocytaire peut se présenter comme un cylindre hyalin avec des érythrocytes fantômes "Ghost" ou des cylindres rouge orangé à matrice hyaline, contenant une multitude d'érythrocytes. La présence d'hyalo-érythrocytaires et d'érythrocytaires incolores est plus fréquente. Il arrive parfois que des érythrocytes s'agglutinent à des filaments de mucus et forment ainsi un arrangement qui peut être confondu

avec le cylindre érythrocytaire. Pour éviter le piège, il faut s'assurer de la présence d'une matrice. De plus, dans ces situations de faux cylindres, il est souvent possible de retrouver, dans d'autres champs, des amas d'érythrocytes adoptant une forme différente.

Le cylindre hématinique Le cylindre hématinique a une matrice rappelant le cylindre cireux; les bouts sont carrés et il présente souvent les fendillements typiques du cylindre cireux. Sa couleur est rouge orangé typique et sa texture est granuleuse. Il est normalement impossible de distinguer la présence d'érythrocytes à l'intérieur de la matrice. Dans les beaux cas de cylindres hématiniques, il est fréquent de voir des parcelles de cylindres qui passeraient totalement inaperçues autrement. Ceci, probablement parce que la matrice, en apparence cireuse, est friable.

Il semble que ce cylindre soit un peu plus spécifique à l'hématurie glomérulaire. Il contient de l'hématine qui proviendrait d'érythrocytes en dégénérescence où de microcaillots en fibrinolyse. La distinction entre hématinique et érythrocytaire n'est pas toujours évidente. Mais, heureusement, le cylindre hématinique et le cylindre érythrocytaire ont sensiblement la même signification clinique.

Le cylindre d'hémoglobine / cylindre de myoglobine Le cylindre d'hémoglobine ou de myoglobine est un cylindre ordinairement hyalin pigmenté avec ces substances. Dans ces cas, la pigmentation est acquise à partir d'hémoglobine ou de myoglobine filtré par le glomérule sans qu'il y ait nécessairement lésion de celui-ci. Ce type de cylindre, rare, peut être observé dans des situations d'hémolyse intravasculaire intense. Le cylindre granuleux pigmenté à l'hémoglobine (dirty brown cast) est souvent difficile à distinguer du cylindre hématinique. Le cylindre granuleux pigmenté est traité plus en détail plus loin.

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Les cylindres cellulaires

A l'examen de routine, le terme cylindre cellulaire décrit un cylindre avec une matrice hyaline ou cireuse qui contient des cellules. Les cellules les plus fréquentes sont les tubulaires du collecteur. D'autres possibilités de cellules existent; mais comme nous l'avons déjà mentionné, il est peu probable que l'on puisse les distinguer sans coloration.

Le cylindre de cellules tubulaires Les cellules tubulaires rencontrées sur un cylindre proviennent le plus souvent du tubule collecteur; mais la cellule tubulaire d'origine proximale ou autres est possible. Avec la coloration de PAP, Schumann subdivise les cylindres de cellules tubulaires en tubulaires (RTC cast) et tubulaires nécrosées (necrotic RTC cast). Dans leur sédiment , des personnes saines peuvent avoir de rares cylindres avec quelques cellules tubulaires attachées. Ceux-ci n'ont alors

pas plus de signification pathologique que le cylindre hyalin. Les cylindres de cellules tubulaires ne sont pas associés à une pathologie précise mais sont retrouvés dans de multiples conditions qui provoquent une atteinte tubulaire. Parmi les pathologies associées à la présence de ces cylindres mentionnons : la néphrite interstitielle, le rejet de greffe et les nécroses tubulaires. Les cylindres de cellules tubulaires nécrosées sont associés entre autres, à la nécrose tubulaire aiguë et à l'atteinte néphrotoxique causée par la cyclosporine. Le cylindre classique de cellules tubulaires est décrit comme un cylindre à matrice hyaline, avec deux rangées de cellules bien délimitées. Ce dernier critère n'est pas fiable, car le cylindre leucocytaire peut se présenter sous cette forme. Il est possible que des cellules tubulaires soient séquestrées dans la matrice d'un cylindre hyalin. Mais les études sur le sujet (22-25) semblent indiquer que la majorité des cylindres de ce type sont formés de cellules fixées à la surface de la matrice.

Les cylindres leucocytaires Le terme «cylindre leucocytaire» est utilisé en routine pour décrire un cylindre normalement hyalin avec des inclusions de polynucléaires neutrophiles. Cette simplification est justifiée par le fait que, de tous les leucocytes, le neutrophile est le plus fréquent à l'intérieur ou à la surface des cylindres. Avec des colorations comme celle de PAP, il est possible d'identifier d'autres types de leucocytes. La présence de cylindres contenant des éosinophiles ou des monocytes a déjà été mentionnée. Le seul type de leucocytes qui n'est pas cité dans la littérature est le cylindre de lymphocytes. A notre avis, il est raisonnable de penser que ce type de cylindre existe dans certaines conditions comme le rejet de greffe ou dans d'autres conditions qui provoquent une infiltration de type plasmocytaire du tissu interstitiel.

Le cylindre de polynucléaires Pour le technologiste, l'identification des cylindres de polynucléaires est souvent un défi, plusieurs cylindres de ce type sont mixtes et le plurilobé des cellules n'est pas toujours visible, même en contraste de phase. Avec un spécimen suspect, il faut donc faire un effort supplémentaire, car leur signification clinique est importante. Comme pour la distinction entre le cylindre cellulaire et le fragment épithélium tubulaire, il est parfois difficile d'établir si on a affaire à un cylindre leucocytaire ou à un amas de leucocytes qui se distribuent comme un cylindre. La visibilité de la matrice du cylindre est un critère

pour l'identification de ce dernier. Le cylindre de leucocytaires est retrouvé dans des pathologies rénales où le facteur C3 du complément est activé comme: dans la pyélonéphrite aiguë, la néphrite interstitielle allergique «médicamenteuse» et la glomérulonéphrite aiguë post-streptococcique.

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L'identification des polynucléaires est possible par des enzymes spécifiques. L'estérase Naphtyl AS-D chloro-acétique se retrouve dans les granulocytes , les mastocytes, et dans quelques histiocytes. L'utilisation de cette coloration permet de montrer la présence de polynucléaires séquestrés dans la matrice du cylindre. Cette technique permet une plus grande sensibilité pour la détection des cylindres leucocytaires. La contre-partie de cette sensibilité est qu'il est possible d'observer, dans un étalement de 20 µl, un seul cylindre avec un ou deux granulocytes séquestrés dans la matrice (hyalo-leucocytaire). Certains pensent que cette présence est significative et serait le résultat d'une néphrite interstitielle à bas bruits. Dans ce cas, une confirmation par d'autres étalements est souhaitable.

La différentiation des cylindres cellulaires sans coloration n'est pas une chose facile comme le montre l'exemple ci-contre. L'identification avec l'estérase Naphtyl AS-D chloro-acétique nous a permis de conclure que le premier cas est un cylindre de cellules tubulaires tandis que le deuxième est un cylindre leucocytaires.

Cylindre leucocytaire (estérase Naphtyl AS-D chloro-acétique)

Le cylindre d'éosinophiles La présence d'éosinophiles (>7%) dans l'urine se retrouve dans les cas de néphrite interstitielle allergique «médicamenteuse» et dans les conditions que nous avons mentionnées. Le cylindre leucocytaire contenant des éosinophiles élimine les cas d'éosinophilurie causés par des pathologies des voies urinaires basses. Les éosinophiles peuvent être mis en évidence par la coloration de Hansel, mais cette technique ne donne pas de bons résultats pour les cylindres. La coloration de PAP est préférable pour les cylindres d'éosinophiles.

Le cylindre de monocytes La présence de monocytes dans des cylindres a été identifiée par un anticorps monoclonal de la série FMC et serait associée à la glomérulonéphrite rapidement évolutive et à la néphrite interstitielle allergique «médicamenteuse».

Les cylindres de macrophages et autres Les cylindres contenant des macrophages existent, mais la démonstration de ceux-ci est difficile. Le plus souvent ces cylindres seront rapportés comme cellulaires même si les cellules semblent volumineuses et d'aspect suspect pour des cellules tubulaires. Ce genre de situation se rencontre dans les sédiments de patients hépatiques. La coloration avec l'estérase montre souvent des cellules volumineuses, vacuolées, qui sont positives avec cette coloration.

Le cas des cylindres de corps ovalaires graisseux est spécial. En lumière polarisée, l'identification de ceux-ci est facile à cause de la biréfringence typique des gouttelettes graisseuses. Comme ces cellules sont souvent des macrophages, on peut considérer ce cylindre graisseux comme un cylindre de macrophages.

Cylindre de cellules tubulaires Cylindre leucocytaires

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Les cylindres graisseux Le cylindre graisseux est un cylindre qui contient des gouttelettes de lipides séquestrées dans une matrice normalement hyaline. A cause de la biréfringence des gouttelettes, celui-ci est un des cylindres les plus faciles à identifier. Le cylindre graisseux peut se présenter sous plusieurs formes dont celle d'un cylindre hyalin avec des gouttelettes de gras à l'intérieur. Dans certains

cas, ces gouttelettes sont peu nombreuses de telle sorte que l'on pourrait parler de hyalo-graisseux. Pour des raisons inconnues, il est possible de relever, chez un sujet apparemment en santé ayant une protéinurie négative, des cylindres de ce type. Nous n'avons pas trouvé dans la littérature d'explication relative à cette situation. Par contre, cet élément est fréquent et considéré comme non significatif chez le chat. Le cylindre graisseux peut aussi se présenter comme un cylindre contenant ce qui semble être des débris cellulaires avec une abondance de gouttelettes biréfringentes en croix de Malte. Celui-ci pourrait être un cylindre de corps ovalaires graisseux, lequel est ordinairement associé au syndrome néphrotique.

Les cylindres granuleux Les cylindres granuleux de type II

Le cylindre granuleux (type II) est décrit par Linder comme un cylindre contenant une multitude de granules issues du cytoplasme de cellules tubulaires granuleuses. La présence de ces cylindres serait associée, tout comme celle des cellules tubulaires granuleuses, à une forme de dégénérescence cellulaire. La cause de cette dégénérescence est inconnue, mais une protéinurie est souvent présente. Une

surcharge de protéines pourrait être en partie responsable de la formation des cellules tubulaires à cytoplasme granuleux . Cette granulation serait rejetée soit en granules libres, en fragments cytoplasmiques, ou en cellules complètes; elle formerait la gamme des granulations des cylindres de ce type.

Cette relation entre le cylindre granuleux et les cellules tubulaires granuleuses est soutenue par le fait qu'à la coloration de PAP, beaucoup de cylindres granuleux contiennent des noyaux pycnotiques colorables. Nous pensons que ces cylindres granuleux sont en fait des cylindres de cellules tubulaires dégénérées. La taille des granules est variable d'un spécimen à l'autre, mais souvent uniforme pour un même spécimen . Les granules «coarse» ne semblent

pas être plus significatifs cliniquement que les plus petits. La présence significative de cylindres granuleux est non spécifique et indiquerait une dégradation de l'environnement de l'épithélium tubulaire.

Les cylindres granuleux de type I Lindner et Haber ont décrit un autre type de cylindres granuleux qu'ils ont appelé «Type 1 Granular Cast». La granulation de ces cylindres granuleux de type I serait issue de débris cellulaires surtout leucocytaires. Contrairement au type II, ayant tendance à avoir une granulation uniforme, ceux-ci ont une granulation en mottes, de taille variable. Ces cylindres de débris cellulaires proviennent peut-être de leucocytes dégénérés; toutefois la coloration de ces débris avec la Naphtyl AS-D Chloro-acétate estérase s'est avérée jusqu'ici décevante. Nous pensons que ces granules sont des débris cellulaires de toutes sortes incluant la possibilité de débris de leucocytes. Le terme de cylindre de débris serait plus pratique que celui de cylindre granuleux de type I.

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Les cylindres granuleux pigmentés ( Dirty brown cast) Ce cylindre granuleux à gros grain «coarse» a comme particularité d'être coloré brun rouge « terre d'ombre brûlée ». Cette couleur est le résultat de la présence de pigments qui semblent dériver de l'hémoglobine –méthémoglobine et autres– et qui colorent les granules. Nous pensons que ce cylindre est, comme le cylindre granuleux ordinaire, un cylindre de cellules tubulaires granuleuses mais avec, comme particularité des granules contenant un pigment responsable de

la couleur caractéristique. La couleur brun sale caractéristique n'est pas toujours facile à distinguer de la couleur brique du cylindre érythrocytaires. La présence de gros cylindres colorés brun sale, seul, sans aucune autre anomalie, est suspecte. Les cylindres pigmentés sont normalement accompagnés de cylindres cellulaires, de plusieurs cellules tubulaires, souvent nécrosées et pigmentées et, si la stase n'est pas récente, de cylindres cireux. Ce type de cylindres est associé à la nécrose tubulaire aiguë ischémique.

Le cylindre avec inclusions de microorganismes Bactéries La présence de microorganismes dans un cylindre est naturellement spécifique d'une infection du rein. Lindner a montré que la présence de cylindres de bactéries était pathognomonique de la pyélonéphrite. Ce cylindre est décrit comme un cylindre à matrice hyaline, avec des inclusions bactériennes souvent accompagnées d'inclusions leucocytaires. L'identification des bacilles –les coccis seraient interprétés comme des granules– est difficile. L'utilisation du contraste de phase rend l'identification un peu plus facile. Levures Schumann, avec la coloration de PAP, a démontré l'importance de l'identification du cylindre de levures. Ce type de cylindre est ordinairement retrouvé chez des patients immunosupprimés. Le sang est en général la voie d'introduction du pathogène. Cependant, une infection mycotique ascendante est une possibilité, spécialement chez le diabétique. Le cylindre de Candida est décrit, par Schumann, comme un cylindre avec une matrice plutôt cireuse avec des inclusions de levure.

Les cylindres de cristaux

Les cylindres avec inclusions de microorganismes Bactéries

La présence de microorganismes dans un cylindre est naturellement spécifique d'une infection du rein. Lindner a montré que la présence de cylindres de bactéries était pathognomonique de la pyélonéphrite. Ce cylindre est décrit comme un cylindre à matrice hyaline, avec des inclusions bactériennes souvent accompagnées d'inclusions leucocytaires. L'identification des bacilles –les coccis seraient interprétés comme des granules– est difficile. L'utilisation du contraste de phase rend l'identification un peu plus facile.

Levures Schumann, avec la coloration de PAP, a démontré l'importance de l'identification du cylindre de levures. Ce type de cylindre est ordinairement retrouvé chez des patients immunosupprimés. Le sang est en général la voie d'introduction du pathogène. Cependant, une infection mycotique ascendante est une possibilité, spécialement chez le diabétique. Le cylindre de Candida est décrit, par Schumann, comme un cylindre avec une matrice plutôt cireuse et des inclusions de levure.

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Les cylindres de cristaux Les cylindres de cristaux sont définis comme étant des cylindres avec une matrice le plus souvent hyaline et des inclusions de cristaux. La présence de ces cylindres indique une cristallisation intratubulaire. Celle-ci peut, dans certaines conditions, provoquer des dommages au tissu rénal soit par inflammation ou par obstruction.

Cylindre d'oxalates Ce type de cylindres se rencontre dans des cas d'hyperoxalurie comme dans l'ingestion d'éthylène glycol. Le cylindre d'oxalate peut aussi être une conséquence d'une hypercalcémie. Il serait alors un indice d'un risque de néphrocalcinose.

Cylindre d'acide urique

Le cylindre d'acide urique est associé à la néphropathie de goutte. Cylindre de bilirubine

Dans certains cas de bilirubinurie importante on a retrouvé au sédiment des cristaux de bilirubine séquestrés dans un cylindre hyalin.

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Les cylindres autres

Nous avons placé dans cette rubrique des cylindres particuliers. Cylindre de fibrine

Il s'agit d'un cylindre hyalin qui montre dans sa matrice des filaments de fibrine. Les filaments sont dûs au passage, dans l'espace urinaire, de protéines de la coagulation. Ce type de cylindres est associé à certains cas de glomérulonéphrites.

Cylindre de myélome Ce cylindre est décrit comme une matrice cireuse enrobée de cellules tubulaires ou histiocytaires. Celui-ci serait provoqué par une abondance de chaînes légères à point isoélectrique acide. Il n'est pas certain que ce cylindre soit particulier au myélome. Il pourrait correspondre à un cylindre cellulaire à matrice cireuse, qu'on peut voir dans d'autres conditions.

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Les cristaux

Intérêts cliniques Sauf pour la cystine, la plupart des cristaux retrouvés dans un sédiment ont, dans la majorité des cas, peu d'intérêt clinique. Il est tentant de relier la présence de cristaux urinaire à un risque de néphrolithiase mais la majorité des personnes avec une cristallurie n'ont pas et ne formeront pas de calculs. Une multitude de situations bénignes sont susceptibles de provoquer la formation de cristaux. La majorité des cristaux retrouvés dans l'urine ne sont pas présents dans un spécimen examiné immédiatement après la miction. L'alcalinisation et la réfrigération favorisent la formation de cristaux. L'interprétation d'une cristallurie persistante doit être faite en fonction de la clinique. Certains médicaments sont parfois retrouvés sous forme cristalline dans l'urine. Leur présence est sans signification clinique sauf si l'on pense que ceux-ci peuvent être responsables d'une obstruction. Plusieurs pensent qu'il est inutile de consacrer beaucoup de temps à identifier des cristaux inhabituels. Les cristaux qui s'avèrent en relation avec une lithogénèse sont, à l'exception de la cystine, des cristaux retrouvés dans l'urine normale et faciles à identifier. Le calcium est présent dans 80 à 95% des calculs. Celui-ci est retrouvé principalement sous forme d'oxalate de calcium et de phosphates de calcium. La plupart des calculs sont des mélanges mais ont à établi une fréquence de la matière dominante des calculs Dans certains cas, la présence de cristaux est une nuisance à l'examen microscopique. L'élimination de ces cristaux peut se faire en réchauffant le spécimen à 37°C. L'idéal serait que le spécimen complet avant centrifugation soit placé à 37°C, car avec le culot la concentration en cristaux est trop élevée pour espérer une dissolution complète. Il est possible de dissoudre les cristaux d'un culot en jouant avec le pH. En acidifiant un culot alcalin avec de l'acide acétique à 2% on peut dissoudre les phosphates. En alcalinisant un culot acide avec de l'ammoniaque à 2% on peut dissoudre les urates mais avec un succès variable. Réchauffer le spécimen, de préférence avant la centrifugation, est de loin la solution préférable, car modifié le pH du culot a des conséquences sur les éléments. De plus, il n'est pas très utile de régler un problème d'urates amorphes en provoquant une précipitation des phosphates.

Tableau 1 Constitution des calculs et fréquence

Type Fréquence en % Oxalate de Calcium

Whewellite (mono-hydraté) Weddellite (di-hydraté)

70

Phosphate de calcium Hydroxyl-apatite Carbonate-apatite Phosphate de calcium et d'hydrogène (Brushite) Phosphate tricalcique ( Whitlockite )

10

Phosphate ammoniacaux magnésien10 (struvite) 5-10 Acide urique <5

Cystine 1 Xanthine <1

10 Aussi appelé triple phosphates

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Causes de la formation des cristaux

Il est impossible de dissoudre dans 1 à 2 litres d'eau la quantité de calcium, de phosphate et d'oxalate présente dans l'urine de 24 heures. Il faut donc conclure à la présence de substances qui inhibent la cristallisation. Les principaux inhibiteurs connus sont: le pyrophosphate, le citrate, le magnésium et certaines macromolécules. La protéine de Tamm-Horsfall semble jouer un rôle inhibiteur important dans la formation des calculs d'oxalate de calcium . Il semble que ce rôle inhibiteur est dû aux résidus d'acide sialique. Ainsi, la protéine normale pleinement sialée est un inhibiteur de la cristallisation tandis que l'asialo-TH est un promoteur de cristallisation. L'urine est donc une solution sursaturée en équilibre. La formation des cristaux peut être due: • à une augmentation des concentrations au delà de la capacité de sursaturation. La cause la plus

fréquente est une diminution de la dilution mais une augmentation de l'élimination peut aussi en être la cause.

• à une diminution de la capacité de sursaturation. Cette diminution peut être le résultat d'une diminution d'inhibiteur, d'une neutralisation des inhibiteurs par une concentration en électrolytes ou autres, d'un changement de pH.

• à la présence de cristaux qui ont un effet promoteur sur la formation d'un autre. Certains cristaux ont un effet promoteur. Le cas des urates sur l'oxalate de calcium est connu. Les mécanismes proposés sont la nucléation hétérogène et la compétition pour les sites inhibiteurs. (Protéine de Tamm-Horsfall? Il n'est pas rare de voir des urates adhérer au mucus).

Certains cristaux sont retrouvés exclusivement dans une urine acide et d'autres dans une urine alcaline. Les cristaux amorphes sont souvent identifiés par le pH. Ainsi, si l'urine est alcaline, on identifie des phosphates amorphes, tandis que si elle est

acide, on identifie des urates amorphes. Cette pratique est un peu risquée, car les phosphates amorphes et les triples phosphates sont possibles à un pH légèrement acide (6,5). Certaines situations cliniques, qui peuvent expliquer la formation de calculs, sont aussi susceptibles de favoriser la formation de cristaux.

Hypercalciurie Une hausse de la calciurie peut provoquer une cristallurie ordinairement d'oxalates de calcium. La limite supérieure de la calciurie est de 75 mmol/jour avec une diète à 250 mmol de calcium par jour. Les causes de l'hypercalciurie sont: • une augmentation de la fraction de la diète absorbée. • L'augmentation de la fraction de la diète absorbée entraîne une hausse de la calcémie. Cette

augmentation de la calcémie provoque une hausse de la quantité de calcium filtré et une baisse de la PTH.

• une perte rénale avec une augmentation secondaire de l'absorption intestinale. • La perte de calcium par le rein entraîne une baisse de la calcémie. Cette hypocalcémie provoque une

hausse de la PTH ce qui entraîne une augmentation de l'hydroxylation de la vit. D en 1,25(OH)--2D. La 1,25(OH)--2D augmente l'absorption du calcium.

• une résorption osseuse excessive. • Cette situation est fréquente dans les maladies myéloprolifératives comme le myélome multiple. La

cristallurie est surtout formée d'oxalates ( Weddelite et Whewellite ). • Un certain nombre de cas de résorption osseuse excessive peuvent être dû à une hyperparathyroïdie

primaire. • une combinaison des causes précédentes.

Principaux cristaux retrouvés dans l'urine

pH alcalin pH acide Phosphates amorphes Urates amorphes

Triple phosphates Acide urique Biurate d'ammonium Oxalates de calcium Phosphate de calcium Carbonate de calcium Cystine

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Hyperoxalurie

L'oxalate de calcium est probablement le cristal que l'on rencontre le plus souvent dans un sédiment urinaire. Dans la majorité des cas, la présence de ces cristaux est sans signification clinique. Selon Conyers , seulement 10 à 15 % de l'oxalate urinaire est issu directement de la diète. La majorité de l'oxalate urinaire est produit par le métabolisme (cycle de l'acide glyoxilique). Il semble que l'hyperoxalurie même légère est, après la diminution du volume urinaire, le facteur le plus significatif dans la lithiase récidivante d'oxalate de calcium. Dans certains cas, la cristallisation des oxalates de calcium est massive et catastrophique. L'exemple type est l'intoxication à l'éthylène glycol. Dans ce genre de situation, on peut retrouver des cristaux d'oxalate dans les tissus. Le syndrome de toxicité touche des organes comme le foie, le rein et le cerveau et s'accompagne d'une acidose métabolique. Naturellement, la cristallurie d'oxalate est importante et a ceci de particulier qu'elle est riche en agrégat d'oxalates oviformes (Whewellite) appelé microlithes. La présence de cylindres d'oxalates est hautement significative, car, ceux-ci impliquent une précipitation là ou l'urine est diluée. Conyers rapporte d'autres substances susceptibles de mener à l'oxalose. Certaines de ces substances sont utilisées comme substitut au glucose dans l'alimentation parentérale. Les autres causes de l'hyperoxalurie sont: • l'hyperoxalurie primaire ( maladie génétique rare). • déficience en pyridoxine (vit B6 ). • augmentation de l'absorption intestinale des oxalates. • Une diminution dans l'absorption des gras entraîne une hausse des acides gras intestinaux. Ceux-ci sont

alors en compétition avec l'oxalate pour le calcium non absorbé. Le calcium de l'intestin limite l'absorption de l'oxalate.

L'hyperuricosurie et l'oxalate de calcium L'hyperuricosurie est le plus souvent due à une diète riche en purine. Quelques cas sont dus à une surproduction de purines. Dans l'hyperuricosurie, un pH de l'urine supérieure à 5,5 favorise la formation de cristaux d'urate tandis qu'un pH 5,5 favorise la formation des cristaux d'acide urique. Il n'est pas rare de voir dans un sédiment des cristaux d'oxalate en même temps que des urates amorphes. Il semble que les cristaux d'urate favorisent la cristallisation de l'oxalate de calcium. La cause probable est une compétition entre ceux-ci pour l'adsorption sur des macromolécules litho-inhibitrices.

L'hypocitraturie Le citrate réduit la saturation en sels de calcium à cause de sa propriété chélatrice. En plus, la formation de complexe soluble de calcium semble jouer un rôle inhibiteur sur la formation des cristaux. On peut donc s'attendre à une augmentation de la formation de cristaux voir même de calculs de calcium dans les cas d'hypocitraturie. L'hypocitraturie se rencontre dans des conditions comme

• l'acidose tubulaire rénale (en particulier de type distal "type I"). • la diarrhée chronique • l'ingestion excessive de protéines d'origine animale.

Plusieurs bactéries qui infectent l'arbre urinaire réduisent la concentration en citrate. Environ 5% des hypocitraturie ne sont pas attribuables à une étiologie connue.

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L'acide urique

Environ 66 à 75% de l'acide urique éliminée passe par l'urine. La quantité à éliminer dépend beaucoup de la diète (viande). Une uricosurie augmentée se situe à des valeurs supérieures à 4,5 mmol/d. Les cristaux d'acide urique se forment surtout lorsque le pH de l'urine est inférieur à 5,5 car le pK de l'acide urique est de 5,5. La cristallurie à l'acide urique peut être due à une diminution du volume urinaire accompagnée d'un pH acide ou à une surproduction d'acide urique. La majorité des cas de cristallurie à l'acide urique sont sans signification clinique et représente une situation ponctuelle.

pH urinaire acide Certaines pathologies, comme la diarrhée chronique, peuvent provoquer la formation de calculs d'acide urique par; abaissement du volume urinaire et du pH de l'urine. Plusieurs patients avec des calculs d'acide urique ont aussi des calculs de calcium.

Surproduction Les calculs d'acide urique sont fréquents dans les cas de goutte, dans les syndromes myéloprolifératifs, les glycogénoses et les néoplasmes.

La cystinurie Les cristaux de cystine se retrouvent seulement chez les patients avec une maladie génétique qui touche le métabolisme des acides aminés basiques ( lysine, arginine, ornithine, cystine) appelée cystinurie. Une faible proportion des patients atteints de cystinurie forment des calculs. Cette formation est fortement dépendante du pH de l'urine. La cystine est moins soluble à pH 5,0 (saturation à 300 mg/L) comparativement à pH 7,4 (saturation à 500 mg/L).

L'infection L'infection urinaire par des organismes qui hydrolysent l'urée, conduit à une production d'ammoniaque et une alcalinisation de l'urine. L'ammoniaque produite favorise la formation des phosphates ammoniacaux magnésiens aussi appelés triples phosphates. L'alcalinisation favorise la formation de phosphates amorphes. La présence de triple phosphate s'accompagne presque toujours de phosphates amorphes. La présence de calculs de struvite (nom minéralogique des triples phosphates) est un indice d'infection urinaire active ou antérieure.

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Structures cristallines

Les substances solides se divisent en deux grands groupes; les substances amorphes et les substances cristallines. Les cristaux ont des formes géométriques définies tandis que les substances amorphes n'en ont pas. De plus, les cristaux ont une température de fusion précise tandis que les substances amorphes ont une température de fusion qui s'échelonne sur un intervalle de température. En cristallographie on parle de plans, d’arêtes et de sommets pour décrire leur forme. Les cristaux, tout en conservant leur forme primaire, ont une taille très variable mais le rapport et les angles entre les faces et les arêtes, sont constants. Une caractéristique des cristaux est que leur forme est prévisible à partir de la structure élémentaire. Il y a 230 formes géométriques possibles qui se regroupent en 32 classes. Ces 32 classes sont le résultat de l’arrangement des

éléments de symétrie. Ces éléments de symétrie sont: les axes de symétrie, les plans de symétrie, le centre de symétrie. Ces 32 classes se regroupent en 6 systèmes cristallins. Les constantes cristallographiques de ces systèmes cristallins sont décrites par un système de coordonné de 3 axes ( a, b, c ) et par les angles formés par ces axes entre eux (α, β, γ ). Systèmes de cristallisation

Système Axes base exemples Cubique (isométrique)

a = b = c α = β = γ = 90°

ab

c

90

9090

apatite

Tétragonal

a = b ≠ c α = β = γ = 90°

ab

c

90

9090

oxalate de calcium 2(H2O) « Weddellite »

Hexagonal (rhomboèdre)

a = b ≠ c α = 120° β γ = 90°

ab

c

120

9090

cystine, phosphate tricalcique apatite

Orthorhombique (rhombique)11

a = b = c α = β = γ ≠ 90° a

b

c

<>90

<>90<>90

phosphate ammoniacaux magnésien acide urique

Monoclinique a ≠ b ≠ c α = β= 90° et γ ≠ 90° a

c

90

<>9090

b

oxalate de calcium (H2O) « Whewellite » phosphate de Ca et d'hydrogène urates acide de sodium

Triclinique a ≠ b ≠ c α ≠ β ≠ γ ≠ 90° a

b

c<>90

<>90<>90

Urates acide de sodium

Biréfringence Les cristaux du système cubique sont dits isotropes, cars ceux-ci n'ont qu'un seul indice de réfraction. Les cristaux des autres systèmes sont anisotropes c'est-à-dire qu'ils ont deux (biréfringents) ou même trois indices de réfraction. Les substances anisotropiques se subdivisent en deux groupes; les cristaux uni-axiaux (2 indices de réfractions) et les cristaux bi-axiaux (3 indices de réfractions). Les cristaux des systèmes tétragonal et hexagonal ont deux indices de réfraction tandis que les cristaux des systèmes orthorhombique, monoclinique et triclinique ont trois indices de réfractions. Certains cristaux forment, à partir de cette double réfringence, des images d'interférence typique comme la croix de Malte. Le tableau suivant montre le comportement en biréfringence de certains cristaux retrouvés dans l'urine.

11 Certains considère l’orthorombique comme un sous-système de l’hexagonal

a

b

c

αβ

γ

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Biréfringence des cristaux retrouvés dans l'urine

Aucune à légère Modérée Forte Phosphates amorphes

Triples phosphates Phosphates tricalcique

Cystine Oxalate de calcium* 2(H2O)

Acide urique Urates

Oxalate de calcium (H2O) Leucine

Une autre caractéristique des cristaux est l’interpénétration partielle des cristaux de même nature formant ainsi une macle. On décrit la macle selon le mécanisme apparent de fusion. Ainsi, on parle d’une macle par accolement, d’une macle par pénétration, d’une macle cyclique etc.

L’urine est un liquide avec une composition complexe qui influence la cristallisation. La même substance cristallise souvent dans des formes différentes dépendant de la concentration et la composition de l’urine. Un fait connu est que la cristallisation lente a tendance à produire un cristal plus gros et mieux formé qu’une cristallisation rapide qui donne plutôt de petits cristaux souvent amorphes. La formation des cristaux dans l’urine produit souvent des formes tronquées, érodées et quelques fois plus ou moins sphériques.

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Oxalates de calcium

Dans le sédiment urinaire, on peut retrouver deux formes d'oxalates de calcium. La forme la plus fréquente est l'oxalate de calcium di-hydraté. Le nom minéralogique de l'oxalate de calcium 2(H2O) est Weddellite. L'autre forme est l'oxalate de calcium mono-hydraté dont le nom minéralogique est la Whewellite. Les deux formes ont des caractéristiques cristallographiques différentes . Il semble que le magnésium joue un rôle important dans la formation des cristaux d'oxalate ainsi lorsque le rapport Ca/Mg est élevé (2,0) la cristallisation s'oriente vers la Whewellite tandis que lorsque le rapport est faible (0,5) la cristallisation produit une bonne proportion (60%) de Weddellite. Les cristaux d'oxalate de calcium se retrouvent principalement dans une urine acide mais ceux-ci peuvent être vus dans des spécimens légèrement alcalins.

Weddelite: l’oxalate de calcium 2(H2O)

Figure 1 Oxalate de calcium••••2(H2O) "Weddelite"

La Weddelite ou oxalate de calcium di-hydraté cristallise dans le système tétragonal. La forme classique de celle-ci est la bi-pyramide à huit faces. Au microscope, la Weddelite se reconnaît facilement par sa forme qui rappelle une enveloppe. Des formes plus complexes de Weddelite sont possibles. La forme en haltère n'est pas rare. Celle-ci ne présente ni arêtes ni aucun angle précis. Cette forme est en réalité une agglomération micro cristalline modifiée qui prend la forme d'un disque biconcave. La Weddelite est peu biréfringente et ne présente pas d'image d'interférence à la microscopie en lumière polarisée. La présence de la Weddelite a ordinairement peu de significations cliniques.

Whewellite: l’oxalate de calcium (H2O)

Figure 2 Oxalates de calcium•••• (H2O) « Whewellite ».

La Whewellite est une forme rare de cristallisation d'oxalate de calcium. En théorie, la Whewellite ou oxalate de calcium mono-hydraté cristallise sous forme de feuillets monocliniques mais dans la majorité des cas celle-ci précipite sous forme de lamelles ovales. La structure en haltère est souvent associée à tort à seulement cette forme d'oxalate. Des examens au rayon X ont montré que cette lithiase d’oxalate de calcium ont tendance à présenter un sédiment avec certaines des caractéristiques précédentes.

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Acide urique

Cristaux d'acide urique

L’acide urique cristallise dans le système orthorombique. Les cristaux d’acide urique peuvent se présenter sous plusieurs formes. La forme classique est la lamelle en forme de losange avec des sommets plus ou moins érodés. Les autres formes sont: la lamelle hexagonale, les aiguilles, la rosette, la lamelle rhombique. L’acide urique peut se présenter en macles. Les cristaux d’acide urique ont ordinairement une couleur jaune caractéristique. L’intensité de la couleur dépend de l’épaisseur du cristal ainsi, les lamelles très minces semblent incolores tandis que les macles épaisses ont une couleur qui tend vers le brun. L’examen à l’oeil nu d’un étalement riche en cristaux d’acide urique montre souvent des paillettes qui rappellent la poudre d’or. En lumière polarisée, l’acide urique présente une couleur de polarisation variable et chez les cristaux plus épais une série de lignes noires concentriques. Cette variation de couleur en lumière polarisée est assez typique de l’acide urique. Sauf exception, la présence de cristaux d’acide urique est peu significative.

Urates amorphes

Les urates amorphes sont rencontrés dans l’urine acide et sont le plus souvent le résultat d’une réfrigération. Un culot rose est assez caractéristique d’une cristallurie d’urates amorphes. En microscopie, les urates amorphes se présentent comme une masse de petites particules souvent jaune brun. Ces cristaux ont tendance à s’accoler aux filaments de mucus et aux cylindres. Cette propriété donne parfois des structures qui ressemblent à s'y méprendre à des cylindres

granuleux pigmentés. Un examen en lumière polarisée permet souvent d’exclure le cylindre granuleux pigmenté.

Phosphates amorphes

On appelle phosphates amorphes un précipité contenant du phosphate et du calcium retrouvé en milieu alcalin. Les cristaux de phosphates et de calcium, que l’on regroupe sous le terme apatite, ont des noms minéralogiques qui diffèrent selon leur constitution chimique. Le CaH2PO4*(2 H2O) est appelé Brushite, le phosphate hydroxyde de calcium est appelé hydroxy-apatite, le phosphate de calcium bicarbonaté est appelé Dahlite ou carbonate-apatite.

La cause principale de cette cristallurie est le pH alcalin qui, en diminuant la solubilité du phosphate de calcium, entraîne une précipitation de ceux-ci. Le pH alcalin peut être causé par la diète (végétarienne, riche en phosphates ...) mais peut aussi représenter une situation pathologique. Ordinairement, la présence de ces cristaux est non significative. La distinction entre les urates amorphes et les phosphates amorphes se fait souvent à partir du pH de l’urine. A l'examen du culot, le précipité de phosphate de calcium est blanc tandis que celui de l’urate amorphe est rose.

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Phosphates ammoniacaux magnésiens

forme classique forme en rosette (rare)

Phosphates ammoniacaux-magnésien (triples phosphates) (Struvite)

Les phosphates ammoniacaux magnésiens sont retrouvés dans des urines dont le pH est supérieur à 6,5. Ceux-ci cristallisent dans le système orthorhombique. La biréfringence est légère et présente souvent une couleur de polarisation. La forme classique est la pyramide qui rappelle un couvert de cercueil. La cristallurie est ordinairement polymorphe. Le spécimen en rosette illustré plus haut a été observé dans un spécimen avec un pH de 6,5. Le facteur primordial dans la formation des phosphates ammoniacaux magnésiens est la concentration en ions ammoniums. Une alcalinisation de l’urine avec une solution d’ammoniaque produit des cristaux de struvite tandis qu’une alcalinisation avec du NaOH ne le fait pas. Un spécimen normal et frais contient peu d’ions ammoniums ceux-ci se forment principalement par l’hydrolyse bactérienne de l’urée. Ces cristaux sont souvent retrouvés en associations avec des éléments qui montrent une infection urinaire. Les phosphates ammoniacaux magnésiens ont cependant peu de significations cliniques.

Les cristaux rares Plusieurs cristaux ne sont retrouvés que rarement dans l'urine. Souvent ces cristaux sont difficiles à différencier de certaines formes particulières de cristaux banals. Avant de considérer ceux-ci il faut donc épuiser les autres possibilités. Certains de ces cristaux sont retrouvés dans des spécimens acides tandis que d'autres sont retrouvés dans un milieu plutôt alcalin. Encore une fois ceci représente une tendance et n'exclue pas les cas particuliers.

En milieu acide Cystine

La cystine se présente sous forme de lamelles hexagonales incolores. La solubilité de la cystine est plus grande en milieu alcalin qu'en milieu acide de sorte que ceux-ci sont retrouvés en urine acide. Ces cristaux incolores peuvent être difficiles à distinguer de la forme en lamelle hexagonale et mince de l'acide urique. Mais, dans ce dernier cas, l'examen de la lame va sûrement montrer des spécimens de cristaux jaunes avec une double réfringence et une polarisation de couleur. La cystine est un des rares cristaux qui a une importante signification clinique. Un

test de confirmation est disponible.

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Leucine et tyrosine

Leucine Tyrosine Les cristaux des acides aminés leucine et de tyrosine se rencontrent très rarement dans un sédiment urinaire. Ces cristaux peuvent être observés dans certaines maladies héréditaires comme la tyrosinose et le " Maple syrup disease " mais ces conditions sont très rares. La majorité des cas où on retrouve de ces cristaux sont dus à un problème hépatique grave et souvent en phase terminale. Il y a souvent, dans ces cas hépatiques, une présence concomitante de cristaux de leucine et de tyrosine. La leucine se présente sous forme de sphères jaunes avec des stries radiales et concentriques. Ces cristaux ressemblent à s'y méprendre à des cellules, la partie centrale simulant un noyau. En lumière polarisée ceux-ci présente une biréfringence en croix de malte. La tyrosine cristallise sous forme d’aiguilles brunâtres; isolées ou en rosette touffue.

Bilirubine La bilirubine cristallise dans l'urine sous forme d'aiguilles fines qui se regroupent en motte ou sous forme de sphères de couleur rouge brun. La signification clinique est la même que la bilirubine urinaire détectée au bâtonnet.

Cholestérol

Le cholestérol cristallise sous forme de lamelles rectangulaires avec comme caractéristique qu'un des coins (parfois deux ou plus ) présente une entaille plus ou moins carrée. Ces cristaux sont peu biréfringents. La cause de la présence de cholestérol cristallisé est assez obscure. Ces cristaux se rencontrent dans des pathologies dégénératives du rein et auraient une signification clinique identique aux corps biréfringents. La présence de ces cristaux est normalement accompagnée d'une protéinurie importante. Ces cristaux sont très rares.

Bilirubine

Cholestérol

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Hémosidérine

Dans un cas d'hémolyse intravasculaire, une partie de l'hémoglobine libre passe le glomérule et se retrouve dans la lumière tubulaire. Celle-ci est réabsorbée par les cellules tubulaires qui la concentrent et la transforment lentement en granules grossiers d'un brun rouge très foncés: l'hémosidérine. Cette granulation rappelle celle que l'on retrouve dans les cylindres granuleux pigmentés. Les granules d'hémosidérine peuvent être libres, à l'intérieur de cellules tubulaires et à l'intérieur de cylindres. Les granules libres forment de petites masses informes brun rouge. Une coloration basée sur le test de Roux (bleu de Prusse) est disponible. L'hémosidérine n'est pas une matière cristalline mais plutôt un dépôt de matière amorphe.

En milieu alcalin Biurate d’ammonium

Le biurate d'ammonium, aussi appelé urate d'ammonium, cristallise sous forme de sphère avec des stries qui rappelle une pomme séchée. Plusieurs cristaux ont des projections qui rappellent parfois des cornes de boeuf. La couleur de ces cristaux varie du jaune au brun, la biréfringence est forte. Ces cristaux sont

rarement vus dans un spécimen frais. Ceux-ci sont retrouvés dans les vieux spécimens qui sont devenus alcalin.

Phosphate de calcium Le phosphate de calcium est aussi appelé phosphate bi-calcique ou hydroxy-apatite. Son nom minéralogique est Brushite. Cette substance cristallise sous forme de longs prismes avec une extrémité biseautée. Ces prismes se présentent seuls ou regroupés en rosette. La biréfringence est faible. Ces cristaux accompagnent souvent une cristallurie de triples phosphates. Leur signification clinique est la même que ceux-ci.

Carbonate de calcium Le carbonate de calcium cristallise sous forme de très petites sphères. Ces sphères peuvent se retrouver seules, en paires ce qui rappellent la forme d'un haltère, ou regroupées en unité de quatre qui prend l'aspect d'une petite croix. La biréfringence est forte. Ces cristaux sont rares probablement parce qu'ils sont difficiles à distinguer des phosphates amorphes. Certains auteurs rapportent en carbonate de calcium ce que nous reconnaissons comme des phosphates amorphes. La raison est que ce cristal est le plus souvent retrouvé en mélange avec les phosphates amorphes formant ainsi, une cristallurie combinée en apparence homogène. La signification clinique du carbonate de calcium est la même que celle des phosphates amorphes..

Sulfate de calcium Le sulfate de calcium cristallise sous forme de lamelles minces avec l'extrémité en biseau. Les lamelles peuvent être isolées ou regroupées en rosette. Ces cristaux ne semblent pas avoir une signification clinique particulière

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La cristallurie médicamenteuse La présence de cristaux iatrogéniques est un événement rare. Dans la majorité des cas, une légère cristallurie d'origine médicamenteuse ou une cristallurie issue de l'emploi des agents de contraste en imagerie par rayon X n'a pas de signification clinique. Par contre, une cristallurie abondante associée à une hématurie et une cellularité marquée et une oligurie pourrait indiquer une atteinte obstructive. La présence de cylindres avec des inclusions cristallines indique clairement que la cristallisation est intrarénale. Il y a plusieurs médicaments qui ont tendance à cristalliser chez des patients insuffisamment hydratés. La plupart de ces substances cristallisent en pH acide souvent autour de 5,0. Les médicaments de la famille des sulfamides sont les plus souvent observés (sulfaméthoxazole, acétylsulfadiazine, sulfadiazine

Cristaux d'origine iatrogénique

Nom

Caractéristiques Aspect général Remarques

Acétylsulfadiazine, sulfadiazine

Cristaux jaunes brun de formes variables

rosettes excentriques Biréfringence

Ne pas confondre avec des urates et de l’acide urique.

Rarement utilisé.

Sulfaméthoxazole (Septra, Bactrim)

Sphère de couleur brunes, lamelles fines en rosette

Rencontré dans des cas de surdosage

Ampicilline Aiguille fine, incolore

Rare, seulement après de très hautes doses

Agents de contraste (Renografin, Hypaque)

Lamelles incolores Forte biréfringence

Peut ressembler au cholestérol

Retrouvé dans des spécimens avec une densité12 > 1,040

avec une couleur pâle

Indinavir

L'Indinavir est un agent antiviral inhibiteur de protéases de plus en plus employé dans le traitement des infections HIV. Cette substance est associée à la formation de calculs rénaux et à d'autres problèmes reliés à la présence de ses cristaux dans le flux urinaire. L'Indinavir est particulièrement insoluble à pH physiologique de sorte que, 20 % des personnes traitées avec celui-ci, présentent une cristallurie caractéristique formée de plaques rectangulaires isolées ou en forme de rosettes.

Les cristaux présentent une biréfringence semblable à celle de l'acide urique. Par contre, les cristaux d'Indinavir sont retrouvés à un pH relativement neutre (6,5 - 7,5) tandis que l'acide urique est retrouvé à pH (5,0 - 5,5)

12Mesuré au réfractomètre. Les bâtonnets pour la densité ne sont pas sensibles aux agents de

contraste.

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Microorganismes et éléments divers

Cette section discute de plusieurs éléments du sédiment qui ne peuvent être considérés comme des cellules des cylindres ou des cristaux. Nous discutons donc d'éléments aussi variés que, de bactéries, de mucus et artefacts. Dans certains cas nous mentionnons la possibilité d'une méprise avec un autre élément du sédiment.

Microorganismes Les bactéries

L'infection urinaire est l'anomalie la plus fréquemment observée en microscopie urinaire. La présence de nombreux leucocytes et de bactéries est une caractéristique de cette situation. Les spécimens d'urine pour examen de routine ne sont pas obtenus de façon stérile de sorte que, les vieux spécimens peuvent présenter beaucoup de bactéries avec peu de leucocytes. La présence de cellules pavimenteuses nombreuses peut indiquer que les bactéries proviennent des organes génitaux externes. Dans ces deux situations, un résultat positif pour les nitrites oriente vers une infection urinaire.

Les bactéries associées à l'infection urinaire sont souvent des bâtonnets (E Coli) mais ceci est loin d'être la règle. La présence de bactéries qui adhèrent à la surface des cellules urothéliales est fréquente dans l'infection urinaire. Cette situation doit être distinguée des " Clue cells ", qui sont en fait des cellules pavimenteuses d'origine vaginale recouvertes par un coccobacille (Gardnerella vaginalis) qui se présentent comme une croûte à la surface de la cellule. À l'examen microscopique, ces cellules ont un aspect granuleux avec une bordure cellulaire floue.

Les levures Comme pour la présence de bactéries, la présence de levures est un indice d'infection. La levure la plus fréquente dans l'urine, est le Candida. L'identification de ce type de levure est relativement aisée à cause de son aspect caractéristique en forme de quille. Dans la majorité des cas, on observe des cellules isolées mais dans certains cas il est possible de voir une pseudohyphe avec ses bourgeons. D'autres formes de levures sont possibles et certaines sont parfois difficiles à différencier des globules rouges ou de d'autres structures semblables dans un état frais. Cependant, les levures contiennent de l'ADN qui peut être mis en évidence

avec un colorant usuel comme le Sedistain qui colore celles-ci en bleu. Les levures sont souvent observées dans les spécimens qui contiennent du sucre. Il est important d'être à l'affût avec ces spécimens, car, l'infection urinaire à levures est, chez le diabétique, une possibilité à ne pas écarter. Les cylindres contenant des levures ont une très grande signification clinique.

Les parasites Le parasite le plus fréquent en microscopie urinaire est le trichomonas. Habituellement, celui-ci provient d'une contamination du spécimen par des sécrétions de l'appareil génital. Cependant, il est important de mentionner la présence des trichomonas car la littérature rapporte des cas de colonisation de la vessie et de la prostate. L'identification de la cellule vivante est relativement aisée, à cause de la motilité spectaculaire du trichomonas. L'identification de cellules immobiles à l'état frais est souvent un défi. Il existe des colorations appropriées pour l'identification des trichomonas. D'autres parasites peuvent être observés dans l'urine. Mais ces situations sont rarissimes et se rencontrent dans des populations particulières. L'identification de ces parasites devrait être confié à la section de parasitologie. Celle-ci possède l'expertise appropriée pour faire une identification valable.

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Les infections virales Certaines manifestations cellulaires de l'infection virale sont décelables dans un sédiment urinaire. Pour que ces manifestations soient visibles, il faut impérativement colorer les cellules. L'identification des cellules infectées est un travail qui relève plus du champ de compétences des cytologistes. • L'infection virale la plus fréquente est due à l'herpes simplex. Les cellules transitionnelles infectées

présentent un noyau contenant une inclusion éosinophile typique, entourée d'un halo clair. • Le cytomégalovirus se caractérise par une inclusion dite en oeil d'oiseau. • L'infection par le virus polyoma donne une transformation cellulaire autrefois appelée " decoy cell ". Le

noyau élargi est envahi par une énorme inclusion basophile. Les spermatozoïdes

Les spermatozoïdes présents dans l'urine sont le résultat d'une contamination du spécimen par du sperme après une activité sexuelle. Chez l'homme, cette contamination est interne et représente un drainage du résidu. Chez la femme, la contamination provient des sécrétions vaginales. Certains pensent que l'on devrait taire la présence de spermatozoïdes. Le problème avec cette politique vient du fait qu'au laboratoire on a rarement tous les éléments pour prendre une décision éclairée. On imagine mal un laboratoire qui omettrait, en toute connaissance de cause, de signaler la présence de spermatozoïdes dans l'urine d'une fillette en bas âge, une patiente âgée hospitalisée de longue date, une patiente en coma, une patiente déficiente intellectuelle etc. Les hommes aussi ont leurs cas particuliers spécialement en gériatrie et en psychiatrie. Nous pensons que le rapport devrait laisser le clinicien décider de la pertinence du résultat.

Le mucus La présence de mucus dans l'urine est fréquente. Le rôle du mucus n'est pas clair. Certains pensent que le mucus a un rôle protecteur, spécialement contre l'infection bactérienne. En s'enrobant autour des bactéries, le mucus empêche celles-ci d'adhérer à la paroi de l'arbre urinaire. Les bactéries sont ainsi éliminées lors de la miction. Le mucus peut aussi protéger la paroi de l'agression chimique de l'urine.

On retrouve clairsemé sur une bonne longueur de l'arbre urinaire ( branche épaisse de l'anse à la vessie) des cellules mucipares. Le mucus peut donc provenir aussi bien du rein que de la vessie. Le mucus provenant des voies urinaires hautes contient de la protéine de Tamm Horsfall ce qui explique l'association fréquente du mucus avec les cylindres. Chez les personnes âgées, la présence de mucus est très fréquente et semble provenir des voies urinaires basses.

Dans la majorité des cas, le mucus est associé à une situation bénigne. Une irritation pourrait provoquer une hypersécrétion de mucus.

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Les artefacts

Le nombre d'éléments contaminants que l'on peut retrouver dans l'urine est surprenant. Certains de ces artefacts sont des inévitables comme les débris de verre, les bulles d'air etc. D'autres sont présents par accident comme les fibres de tissu, les poils etc.

L'amidon et le talc. Avec l'usage systématique des gants de latex par le personnel hospitalier, la présence de cristaux d'amidon et quelquefois de talc est devenue très fréquente. Le cristal est biréfringent avec formation d'une croix de malte en lumière polarisée. L'aspect du cristal en champ clair est suffisamment différent du corps biréfringent pour que la distinction entre les deux ne soit pas un problème.

Les fibres, les bulles (air et huile), débris de verre.