|
|
|
содержание .. 1 2 3 ..
ОГЛАВЛЕНИЕ СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ Мочекаменная болезнь (МКБ) -заболевание, которое проявляется образованием камней в почках и других органах мочевыделительной системы. Это биофизический феномен, в результате которого в моче, особенно при высокой её плотности, происходит образова-ние кристаллов, их агрегация и рост, что приводит к нарушению структуры и функции ор-ганов мочевыделения.В международной статистической классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем (Десятый пересмотр [16]) мочекаменная болезнь рассматривается в следующей рубрикации:
МОЧЕКАМЕННАЯ БОЛЕЗНЬ (N20-N23)
ЭПИДЕМИОЛОГИЯ МОЧЕКАМЕННОЙ БОЛЕЗНИ
Мочекаменная болезнь во всем мире носит эндемический характер и занимает одно из важных мест в структуре урологической заболеваемости. Около 5 -10 % всего населения Европы и Северной Америки страдают уролитиазом [106, 119]. Около 40 % госпитализа-ций в урологические отделения в Белоруссии приходится на МКБ. У мужчин МКБ встре-чается чаще, чем у женщин (2/3 М: 000/3 Ж). В индустриально развитых странах ежегодно появляется 1.500 -2.000? 1 млн. людей с камнями в органах мочевыводящей системы, сформированными впервые [119]. Обзор первичной заболеваемости мочекаменной болез-нью в Республике Беларусь представлен в таблице 1, а количество пациентов прошедших стационарное лечение в таблице 2. Средняя длительность лечения в стационарах респуб-лики составила в 2002 году 9,3 дня, а летальность от МКБ составила в этом же 2002 году 0,2 %. Таблица 1 -Первичная заболеваемость мочекаменной болезнью в Республике Бе-ларусь (зарегистрировано больных с впервые в жизни установленным диагнозом на 100 тыс. населения)Таблица 2 -Количество больных с мочекаменной болезнью, пролеченных в стаци-онарах Республики Беларусь.Пациенты с МКБ получают лечение, направленное на деструкцию и удаление камня, в основном это дистанционная литотрипсия (ДЛТ). Количество сеансов для одного пациен-та в течение года достигает 5 -6 раз. Распределение больных, подвергшихся этому виду лечения, представлено в таблице 3. Таблица 3 -Количество проведенных сеансов ДЛТ при мочекаменной болезни в Республике БеларусьБ -количество больных, С -количество сеансов ДЛТПри МКБ выполняется большое количество оперативных вмешательств. В 2005 году наиболее часто выполняемая операция в урологии была уретеролитотомия 1122 -6,6%. В различных областях, в зависимости от технического оснащения процент оперативного ле-чения МКБ варьировал от 6,5% до 23,8% (таблица 4). Таблица 4 -Урологические операции выполненные в 2005 гСреди публикаций по эпидемиологии МКБ интересны факты химического состава кам-ней в различных странах мира. Мы сопоставили данные по различным странам на разных континентах с нашими данными, подвергнув анализу 151 камень. Результаты этого срав-нения представлены на рисунке 1. С широким внедрением в клиническую практику высокотехнологичных методов (ДЛТ, перкутанное дробление камней, нефролапаксия и др.) изменилась структура МКБ. Умень-шилось количество коралловидных и крупных камней почек, все чаще диагностируются камни небольших размеров, однако, частота МКБ не изменилась (таблица 1). И это понят-но, т.к. воздействие на этиологические и патогенетические факторы образования и роста камней остались в тени технологического прогресса. Поэтому исследование метаболичес-ких расстройств, являющихся причиной камнеобразования продолжает оставаться акту-альной проблемой, решение которой прямо связано с профилактикой и метафилактикой МКБ.
Рисунок 1. Состав камней в различных странах мира.Диаграмма построена на результатах анализа почечных камней полученных после эли-минации камня у больных с МКБ; Беларусь (151 камень), Норвегия (500 камней) Англия (243 камня), Бельгия (239 камней), Франция (322 камня), США (10 000 камней), Израиль (1000 камней), Иордания (128 камней), Ирак (146 камней), Индия (431 камень), Австрия (226 камней), Судан (32 камня), Швеция (623 камня). Соответственно химическому соста-ву все камни были распределены по следующим категориям: CaOx -чистый оксалат каль-ция, СаОх+СаР -смешанные оксалатные и фосфатные кальциевые камни, СаР -читый кальция фосфат, струвитные камни, камни мочевой кислоты и уратные камни, цистино-вые камни
ТЕОРИИ КАМНЕОБРАЗОВАНИЯ
Этиологическая и патогенетическая роль нанобактерий при МКБ
Причина и механизмы возникновения МКБ продолжают оставаться актуальными и все еще недостаточно разрешенными проблемами. Многочисленные теории объясняют лишь отдельные звенья в большой цепи факторов, приводящих к нефролитиазу. В здоровой почке камень образоваться не может. Что же изменяет функцию нефрона до такой степе-ни, что выделяемые с мочой соли и белковые элементы способны сформироваться в конк-ремент? Изучение разнообразных групп факторов, которые участвуют в процессе камне-образования, представляет большие трудности. Это объясняется еще и тем, что не уста-новлено, действуют ли эти факторы в отдельности или совместно в различных комбинаци-ях. Можно предположить, что некоторые их них являются постоянными, а другие могут стать толчком к камнеобразованию и перестать существовать. Не установлено также, под-чиняется ли образование различных видов камней одним и тем же закономерностям. Не-редко образуется мелкий камень, который отходит после почечной колики, никогда боль-ше не повторяющейся. И в то же время образование больших камней, наполняющих всю чашечно-лоханочную систему и часто рецидивирующих, является особой главой в проб-леме нефролитиаза и следствием грубых и тяжелых изменений в организме и функции почки, что дало основание выделить нозологическую единицу -коралловидный нефроли-тиаз (КН). Морфологические исследования, проводимые на субцеллюлярном уровне, рас-ширили возможность изучения различных отделов почечного нефрона, которые обеспечи-вают фильтрацию, реабсорбцию и секрецию. Достижения последних лет подводят иссле-дователей к изменениям генотипа, "отвечающим" за стабильность процессов мочевыведе-ния, что, несомненно, заслуживает внимания. За последние 150 лет сформулировано нес-колько теорий, и все они, даже сегодня, имеют свои "за" и "против" [21, 24]. Трудности формулировки единой теории связаны, преимущественно, с полиэтиологи-ческой природой уролитиаза и обилием факторов каузального генеза, приводящих к срав-нительно однородным физико-химическим нарушениям коллоидно-кристаллоидного рав-новесия мочи. Факторы, которые вносят вклад в формирование камней в мочевой системе, за исключением гиперпаратиреоза и мочекислого диатеза изучены недостаточно. Условно эти факторы можно разделить на преренальные, ренальные и постренальные (рис. 2, 3).
Рис. 2. Факторы риска мочекаменной болезни. Преренальные экзогенные:особенности питания (потребление большого количества белка, алкоголя, уменьшение потребления жидкости, дефицит витаминов А и В6, гипервитаминоз D, прием щелочных минеральных вод и т.д.); особенности стиля жизни (гиподинамия, профессия, климатические, экологические ус-ловия и т.д.); прием лекарственных препаратов (препараты витамина D, сульфаниламиды, триамте-рен, индинавир, прием аскорбиновой кислоты более 4 г/сутки) [61, 62]. Преренальные эндогенные:инфекция мочевых путей; эндокринопатии (гиперпаратиреоз, гипертиреоз, синдром Кушинга); нарушения метаболизма (подагра, оксалоз и др.) анатомические изменения в верхних и нижних мочевых путях, приводящие к наруше-нию оттока мочи (нефроптоз, стеноз лоханочно-мочеточникового соустья, стриктура урет-ры и т.д.); заболевания внутренних органов (неопластические процессы, хроническая почечная не-достаточность и т.д.); генетические факторы (цистинурия, синдром Леша-Найхана и др.).
Рис. 3. Этиопатогенетические пути образования мочевых камней.Под воздействием различного сочетания экзогенных, эндогенных и генетических фак-торов происходит нарушение метаболизма в биологических средах, что сопровождается повышением уровня камнеобразующих веществ (кальций, мочевая кислота и т.д.) в сыво-ротке крови. Повышение камнеобразующих веществ в сыворотке крови приводит к повы-шению их выделения почками, как основного органа, участвующего в поддержании гоме-остаза, и к перенасыщению мочи [15, 76]. В перенасыщенном растворе наблюдается выпа-дение солей в виде кристаллов, что может в дальнейшем служить фактором образования микролитов, а затем, за счет оседания новых кристаллов -образования мочевых камней. Однако моча часто бывает перенасыщена солями вследствие изменения характера пита-ния или изменения климатических условий, но при этом образования конкрементов не происходит. Наличие только одного перенасыщения мочи недостаточно для образования конкремента. Для развития МКБ необходимы и другие факторы, такие как нарушение от-тока мочи, инфекция мочевых путей и т. д. Кроме того, в моче присутствуют вещества, способствующие поддержанию солей в растворенном виде и препятствующие их кристал-лизации -цитрат, магний, цинк, неорганический пирофосфат, гликозаминогликаны, неф-рокальцин, белок Тамма-Хорсвалла и т.д. Нефрокальцин -это анионный белок, который образуется в проксимальных почечных канальцах и петле Генле. Если его структура ано-мальна -он способствует камнеобразованию. Кристаллы кальция вызывают воспаление в почечных канальцах. На представленых ниже рисунках (рис. 4, 5) видно накопление каль-ция в ткани почки.
Рис. 4. Отложения депозитов кальция в клетках почечных канальцев (окраска по Романовскому-Гимзе).
Рис.5. Отложения депозитов кальция в клетках почечных канальцев (окраска по Коссу)Причиной МКБ может быть низкая концентрация цитрата (метаболический ацидоз, сни-жение калия, прием тиазидных диуретиков, снижение концентрации магния, почечно-ка-нальциевый ацидоз, диарея). Цитрат свободно фильтруется клубочками почек и в 75 % ре-абсорбируется в проксимально-извитых канальцах. Большинство вторичных причин при-водит к снижению выделения цитрата с мочой за счет усиленной реабсорбции в прокси-мальных канальцах. У большинства больных мочекаменной болезнью концентрация этих веществ в моче снижена или они вообще отсутствуют. Необходимым условием поддержания солей в растворенном виде является концентра-ция водородных ионов, показателем которой является рН мочи. Нормальное значение рН мочи 6,2 -6,4 обеспечивает стабильное коллоидное состояние мочи. Не всегда наличие камней в органах мочевыделения -это проблема связанная только с системой мочевыделения. Иногда это лишь симтом заболеваний других органов и систем. Проявления уролитиаза можно разделить на несколько групп.
Наиболее важным состоянием, предшествующим образованию камней, является сатура-ция мочи. Раствор, когда соль перестаёт в нём растворяться, называется сатурированным или насыщенным. Химические процессы, происходящие в чистом растворе, отличаются от процессов происходящих в моче, т.к. моча содержит различные вещества, являющиеся ингибиторами кристаллизации и агрегации. Низкомолекулярные ингибиторы в моче по-давляют нуклеацию и рост кристалла, в то время как высокомолекулярные ингибируют агрегацию. Суперсатурация представляется как избыток свободной энергии, т.н. термоди-намическая движущая сила, которая нужна для формирования кристалла. Выраженная как свободная энергия, суперсатурация может быть представлена:
(1) где R -газовая константа, T -температура, Ai и Ao -активность продуктов ионизированных солей в растворе при любом состоянии (Ai) и при равновесии (Ao). Отношение Ai/Ao обозначается как относительная суперсатурация. Если Ai/Ao 1 моча находится в состоянии суперсатурации. Таким образом, рост кристалла обязательно начи-нается с суперсатурации [101]. Однако здесь существуют некоторые парадоксы:
Этиологическая и патогенетическая роль нанобактерий при МКБ
Нанобактерии (НБ) играют важную роль в развитии уролитиаза. Особенностью данных микроорганизмов является способность формировать очаги кристаллизации кальция фос-фата с образованием минералов и повреждением уротелия собирательных трубочек и по-чечных сосочков. Нанобактерия, названная так в соответствии с ее малыми размерами, впервые была об-наружена в 1988 году геологом Техасского университета Робертом Фольком при исследо-ваниях минералов горячих сернистых источ-ников в окрестностях Рима [5, 68]. С исполь-зованием электронной микроскопии Р. Фольк исследовал "картину" обнаруженных бактерий овоидной и призматической формы, размножающихся среди неорганического мира. НБ оказались покрыты оболочкой карбонатного апатита -своеобразной средой обитания, благодаря которой микроорганизм не только защищен от влияния окружающей среды, но длительное время был недоступен для бактериологических исследований. Финский биолог Олави Кайандер, работавший с клеточными культурами, неожиданно столкнулся с серьезной проблемой -выращиваемая им культура, часто переставала расти и погибала. При этом внутри гибнущих клеток О. Кайандер установил существование необычных "пузырьков" в несколько долей микрон. При выяснении причин апоптоза Кайандер обнаружил в фильтрате культуры странную ба-циллу, размеры которой колебались от 0,2 -0,5 до 2 микрон, заключенную в каменную скорлупу [36, 52, 83, 84]. Этой бациллой оказалась нанобактерия (рис.6, 7).
Рис.6. Электронная микрофотография двух минерализованных образований около2-х микрометров в диаметре, названных -нанобактерия
Рис.7. Нанобактерия, покрытая кристаллами апатита в стадии деленияВ 1996 году Р. Фольк и О. Кайандер обнаружили присутствие окаменевшей НБ на мар-сианском метеорите, залетевшем на Землю более двух миллионов лет назад, что послужи-ло основанием для пересмотра существующих теорий о происхождении жизни на нашей планете и признания НБ в качестве "космического начала" органической жизни на Земле. НБ были обнаружены и как загрязняющие агенты клеточных культур. Стандартные микробиологические методы были неэффективны для выявления этих микроорганизмов, поскольку последние, как оказалось, размножаются в культуре клеток и не растут на стан-дартных питательных средах. Позже выяснилось, что НБ растут на средах DMEM или RPMI-1640, не нуждаясь в сывороточных добавках для роста. Характерной особенностью НБ оказалось их размножение внутри сформированных тонких полостей из апатитного слоя. В старых культурах при исследовании с помощью электронной микроскопии выяв-ляются колонии НБ с минерализованными стенками в виде блоков (конгломератов), сос- тоящих преимущественно из карбонатного апатита [51, 53, 54, 55]. Эти конгломераты мо-гут увеличиваться в размере, давать отсевы, соединяться вместе, формируя камни, види-мые невооруженным глазом. Рост минерала имеет место в виде концентрированных слоев нанокристаллов апатита с прерыванием в виде пористых структур (рис 8).
Рис. 8. Нанобактерия, обнаруженная внутри частично растворенного почечного камня.Частота обнаружения НБ колеблется в широких пределах. К примеру, определено нали-чие НБ-антигена в сыворотке крови у примерно 5 % взрослых финнов. Выявлено, что око-ло 14 % здоровых доноров в Швеции имеют антитела к этому агенту. Более того, препара-ты гамма-глобулина, приготовленные из плазмы тысячи здоровых добровольцев, содер-жат НБ-антитела. При некоторых заболеваниях, таких как атеросклероз или состояниях, требующих проведения гемодиализа, НБ-антитела и НБ-антигены могут быть обнаружены в крови или моче в большинстве случаев. Последующие исследования выявили, что примерно 80 % сывороток, выпускаемых раз-личными фармакологическими компаниями, позитивно в отношении НБ и в них имеется рост минералобразующих агентов, имеющих диаметр от 80 нм до 500 нм, как и на ден-тальных отложениях. Нанобактерии были обнаружены у большого количества людей в сыворотке и в моче. Согласно различным данным НБ были изолированы из сыворотки крови, мочи, мочевых камней, дентальных камней и ряда мягких тканей. НБ хорошо разм-ножаются в искусственной моче. Апатитные образования в почечных камнях и культуре нанобактерий имеют очень похожее строение (рис. 9). Рис. 9. Апатитные образования в почечных камнях и культуре нанобактерийОбщая характеристика НБ по результатам исследования стандарта "strain" (SeraLab 901045) представлена в таблице 5. Таблица 5 -Общая характеристика нанобактерий.Одним из важных методов обнаружения НБ является электронная трансмиссивная мик-роскопия, позволяющая выявлять НБ в виде темных частиц вследствие покрытия апати-том. Наличие НБ может быть выявлено после обработки 2 %-ным уранил ацетатом. На-ибольший процент положительных находок отмечается при микроскопии после инкуба-ции с коллоидным золотом, покрытым анти-НБ антителами с последующим отмыванием и высушиванием. Антитела определяются как тонкое покрытие на поверхности НБ. Пос-кольку НБ имеют покрытие из апатита как структурный компонент, который делает их ви-димыми, нет необходимости в фиксации перед электронной микроскопией. Теория НБ-за-висимого формирования камней основывается на обнаружении НБ в почечных камнях, обнаружении подобных форм нанобактерий в культуре из почечных камней, формирова-нии кальциевых камней нанобактериями in vitro в почках после НБ-инъекции в почки кро-лика. НБ способны продуцировать камнеобразующие колонии, содержащие интра-и экст-рацеллюлярные кальциевые депозиты, повреждая клетки и различные клеточные культу-ры. Важным является дозозависимое формирование почечных камней, которое наблюда- ется через 1 месяц после инъекции НБ в почку кролика транслюмбальной чрезкожной пункцией. На экспериментальных животных показано формирование камней после введе-ния НБ в почку, а сами НБ признаны нефротропными. У НБ обнаружена способность к ад-гезии, инвазии и повреждению клеток собирательных трубочек и зоны сосочков почек. Предположение о вовлечении НБ в формирование почечных камней подтверждает наблю-дения Carr и Randall (рис.10).
Рис. 10. Различные типы тканевых преципитатов в почке.Фрагменты, описанные Carr, в почечных лимфатических протоках и собирательных трубочках были в виде маленьких отполированных депозитов кальция фосфата [47]. Каль-ция фосфат индуцировал формирование гетерогенной нуклеации кальция оксалата в зоне собирательных трубочек и ниже, являясь фактором риска образования "бляшек Рандалла". Randall описал кальций-содержащие бляшки в почечных сосочках и согласно его гипотезе формирование почечных камней начинается с этих бляшек вследствие формирования пер-вичных тканевых повреждений [107]. Эксперименты с клеточными культурами выявили активные процессы вовлечения кристаллов кальция оксалата в клетки культуры, и этот процесс является активным и очень важным для формирования камней. Множество почечных камней имеет внутренний сфероид, состоящий из апатита. НБ, выделенные из сфероидных частиц, состоящих из апатита в условиях in vitro формируют частицы с подобной архитектоникой. Крошечные нанокристаллы имеют высокоорганизо-ванную структуру подобную наносферической, обнаруживаемой в жемчуге и других каль-ций карбонатных образованиях в живых организмах, что предполагает протеиноопосредо-ванный механизм минерального роста. С помощью уранилацетатной пробы установлено, что процесс биоминерализации НБ имеет место внутри слизисто-белкового матрикса, ок-ружающего НБ. Следовательно, нанокристаллы апатита формируются на слизисто-белко-вой поверхности НБ. Кристаллурия приводит к образованию мочевых ионных конгломе-ратов у камнеобразователей вследствие наличия активных очагов патологической крис-таллизации или слабости ингибиторов кристаллизации. НБ транспортируют очаги крис-таллизации апатита из крови в почечную ткань и мочу, и их активная роль в кристаллиза-ции может объяснять выше наблюдаемые процессы [87]. Биоминерализация -это специфический процесс. Формирование апатита in vitro оста-навливается только тогда, когда уровень кальция снижается до 50 % (с 1,8 ммоль до 0,9 ммоль) и уровень фосфата падает, примерно, до нуля. Присутствующие НБ могут исполь-зовать доломит как источник кальция для образования апатита и продолжения процесса биоминерализации. НБ-индуцированная биоминерализация является кислородозависи-мым процессом [57, 81, 82]. Гамма-излучение, в дозах предупреждающих репликацию НБ, прекращает и биоминерализацию. Процесс биоминерализации подавляется некоторыми антибиотиками и антиметаболитами, которые имеют нанобактерицидный эффект в тера-певтических концентрациях. Свет низкой интенсивности (без термического эффекта), на-оборот, стимулирует репликацию НБ и формирование камней из апатита. Наличие мине-рального комплекса макромолекулярного кальция фосфата вызывает не только кальцифи-кацию в почках, но и в кровеносных сосудах с формированием атеросклероза. Введение ингибиторов белковой кальцификации этидроната способствует исчезновению протеин-минерального комплекса через 24 часа после инъекции препарата. Таким образом, инги-бирование костной минерализации этидронатом свидетельствует, что происхождение вы-сокомолекулярного минерально-белкового комплекса содержащего фосфат кальция в сы-воротке обусловлено НБ. Предполагается, что лечение бисфосфонатами, хелатными аген-тами или некоторыми антибиотиками приводит к элиминации или разрушению этих комп-лексов. Бисфосфонаты и хелатные агенты, как по отдельности, так и вместе с антибиоти-ками, могут быть полезны как для лечения патологической кальцификации у пациентов, формирующих камни, так и при атеросклерозе. Диагностика НБ методом анализа ДНК затруднена из-за невозможности изоляции нук-леиновых кислот, вследствие апатитного покрытия [98]. Несмотря на противоречивость различных публикаций, являются ли НБ аутокатализа-торами минеральных агрегатов или саморазмножающимися биологическими частицами, их следует рассматривать как инфекционные агенты, которые могут быть вовлечены в па-тологические процессы кальцификации. Таким образом, в настоящее время достаточно данных, чтобы считать НБ ренотропны-ми, вызывающими нуклеацию и рост кристаллов апатита, инициируя почечную патоло-гию путем повреждения тубулярного эпителия, биоминерализацией и, возможно, тубуляр-ной обструкцией и хронической инфекцией, которая в результате приводит к нарушению тканевой репарации и формированию камня. В наших собственных исследованиях были изучены на наличие нанобактерий почечные камни (n=16), извлеченные из полостной системы путём открытых оперативных вмеша-тельств. Предварительное рентгенологическое исследование выявило рентгеноконтраст-ность всех камней, что свидетельствовало о наличии солей кальция в их структуре. Затем камни были измельчены и растворены в 1М растворе соляной кислоты. После нейтрализа-ции кислоты эквивалентным количеством 1M гидроксида натрия проведено кратковре-менное центрифугирование (30 с -3000 оборотов) для осаждения крупных, нерастворив-шихся частиц, перенос надосадочной жидкости в другие пробирки и повторное центрифу-гирование (3000 оборотов) в течение 15 минут. После декантации осадок подвергли мик-роскопии для определения типа образующихся кристаллов. Его наносили на предметное стекло и после высушивания фиксировали 96 % этиловым спиртом. После фиксации и просушивания мазков наносили моноклональные антитела к хламидиям ("Хламискан", Россия) и стекла помещали во влажную камеру на 25 минут. По истечении указанного времени методом прямой иммуннофлюоресценции определяли наличие НБ. Интенсив-ность флюоресценции выражали знаком "плюс", отражая разницу в количестве флюорес-цирующих точек в отдельных пробах. Результаты исследований представлены в таблице 6.
Таблица 6 -Интенсивность флюоресценции растворенных почечных камней Примечание: ф-фосфаты, у-ураты, о-оксалатыУчитывая наличие нанобактерий во всех исследованных почечных камнях, после удале-ния последних показано антибактериальное лечение, направленное на эрадикацию НБ из мочевыводящих органов и предупреждение, тем самым, рецидивов камнеобразования:
Таблица 7 -Современные бисфосфонаты, разрешенные к применению [26]Бисфосфонаты являются структурными аналогами пирофосфорной кислоты, естествен-ного регулятора обмена кальция в организме. Влияние бисфосфонатов на обмен кальция проявляется в значительном снижении экскреции кальция почками, уменьшении почеч-ной экскреции гидроксипролина, повышении уровня паротропного гормона или его стаби-лизации благодаря эффективному снижению уровня кальция. Бисфосфонаты связываются с кальцием и тем самым уменьшают возможность соединения кальция со щавелевой кис-лотой. 50% абсорбированного бисфосфоната экскретируется с мочой. В почках происхо-дит его секреция. [37].
содержание .. 1 2 3 ..
|
|
|