содержание .. 10 11 12 13 14 15 16
АНАЛИЗ МОЧЕВЫХ КАМНЕЙ
Методика определения химического состава мочевых камней
Химический состав литогенных субстанций.
В настоящее время используется минералогическая классификация камней. Около 60-80
% всех мочевых камней являются неорганическими соединениями кальция: кальций-окса-латные (ведделлит, вевеллит), кальций-фосфатные (витлокит, брушит, апатит, гидрокси-апатит и т.д.) [101]. Камни, состоящие из мочевой кислоты (дигидрат мочевой кислоты) и солей мочевой кислоты (урат натрия и урат аммония), встречаются в 7-15 % случаев. Маг-ний-содержащие камни (ньюберит, струвит) составляют 7-10 % от всех мочевых камней и часто сочетаются с инфекцией. Наиболее редкими камнями являются белковые камни -цистиновые (выявляются в 1-3 % случаев). В большинстве случаев камни имеют смешан-ный состав, что связано с нарушением сразу в нескольких метаболических звеньях и при-соединением инфекции.
Знание химической структуры камней крайне необходимо не только с позиции выра-ботки консервативной противорецидивной терапии, но и с точки зрения выбора способа их удаления (таблица 40, 41, 42) [1].
Таблица 40 -Химические свойства кристаллов различных мочевых камней. Таблица 41 -Типы мочевых камней и их химические названия [1, 19, 21, 24]
Таблица 42 -Наиболее общие комбинации различных компонентов, образующих мочевые камни [1, 19, 21, 24]
Фосфатные камни.
При фосфатурии образуются два типа конкрементов: струвитные камни (смесь аммония магния фосфата и карбонатного апатита), встречающиеся только в инфицированной, ще-лочной моче, и брушитные или апатитные камни (кальциевые фосфаты), формирующиеся в кислой моче.
Камни из смешанной фосфорнокислой соли магния и аммония (струвита) образуются вследствие инфекции. Микроорганизмы, обладающие уреазной активностью, расщепляют мочевину и способствуют продукции аммония и гидроксильных групп, что приводит к по-вышению рН мочи. При повышении рН мочи происходит выпадение кристаллов фосфор-нокислой соли магния и аммония (струвита). Суперсатурация магнием, фосфором, аммо-нием и карбонатным апатитом в щелочной среде (при рН не менее 5,85) -основное усло-вие для формирования струвитного камня. Неинфицированная моча не может быть насы-щена этими компонентами, следовательно, данный вид конкрементов не будет образовы-
ваться. Фосфаты, особенно почечные, имеют неправильную форму, иногда коралловид-ные, с шероховатой поверхностью, сероватого или белого цвета, непрочны, легко ломают-ся. Фосфатные камни, располагающиеся в мочевом пузыре, имеют ровную и гладкую по-верхность, чаще округлые, по плотности -легко раскалываются или крошатся, по цвету -белые или серые.
Уратные камни.
Две трети уратов элиминируется через почки. Экскреция мочевой кислоты повышена при состояниях, связанных с увеличением эндогенной продукции уратов или при употреб-лении продуктов, богатых пуринами. Повышение эндогенной продукции уратов происхо-дит вследствие изменений ферментов, регулирующих синтез и реутилизацию пуринов. Повышенная гиперэкскреция уратов может наблюдаться при опухолевых заболеваниях. Наличие нормального уровня уратов в сыворотке крови не исключает высокой экскреции уратов с мочой, равно как и повышение концентрации мочевой кислоты в крови не указы-вает на высокое содержание уратов в моче -значительно чаще оно вторично в ответ на низкую экскрецию мочевой кислоты с мочой. Уратные камни, состоящие из солей моче-вой кислоты, относятся к так называемым органическим камням, поскольку в неживой природе нет подобного рода кристаллов. Частота встречаемости уратов колеблется в пре-делах 1-18 %. В зависимости от места нахождения ураты принимают соответствующую форму. Чаще они округлые, со слегка шероховатой поверхностью, довольно плотные, цвет -чаще желтый.
Камни мочевой кислоты.
Образование камней из мочевой кислоты сопровождается у некоторых больных нару-шениями в пуриновом обмене в виде гиперурикемии и гиперурикурии. Многие больные с камнями из мочевой кислоты имеют нормальную концентрацию мочевой кислоты в сыво-ротке и моче. В этом случае камни образуются вследствие низких показателей рН мочи. Концентрация мочевой кислоты зависит как от объема мочи, так и от величины экскреции мочевой кислоты. Кристаллы мочевой кислоты характеризуются двуосностью, имеют сливное двупреломление, по цветам интерференции относятся ко второму порядку, синго-ния -ромбическая. Цвет кристаллов мочевой кислоты зависит от включения пигментных молекул в кристаллическую решетку. Они имеют различную форму, нередко гроздевид-ную, больших размеров; относятся к классу орторомбических кристаллов.
Цистиновые камни.
Цистинурия -это наследственное заболевание с аутосомно-рециссивным типом насле-дования. В основе цистинурии лежит нарушение трансмембранного транспорта, приводя-щее к нарушению абсорбции в кишечнике и резорбции в проксимальном канальце двухос-новных аминокислот (цистина, орнитина, лизина, аргинина). Камни могут образовываться в детстве, но пик заболеваемости приходится на второе и третье десятилетие. Цистин пло-хо растворяется в моче, что приводит к его выпадению в виде кристаллов. Цистиновые камни имеют округлую форму, желто-белого или светло-коричневого цвета, мягкой кон-систенции.
Ксантиновые камни
В основном содержат в своем составе ксантин. Имеют темно-коричневый цвет, образу-ются при нарушении пуринового обмена.
2,8-дигидроксиадениновые камни
Внешне 2,8-ДГА камни не отличимы от других камней, образующихся при нарушении пуринового обмена. Состоят из 2,8-ДГА.
Оксалаты
Оксалаты -соли щавелевой кислоты, наиболее часто встречающиеся типы мочевых камней. Они, как правило, округлой или неправильной формы, с шиповатой поверхнос-тью, иногда серого цвета, плотные на ощупь. Гипероксалурия -главный предрасполага-ющий фактор для образования кальций-оксалатных камней [39]. "Кишечная" гипероксалу-рия встречается чаще и возникает вследствие избыточной абсорбции оксалатов из толстой
кишки. Избыточная абсорбция оксалата может быть обусловлена связыванием кальция с пищевыми волокнами в кишечнике, употреблением большого количества растительной пищи. Аскорбиновая кислота, содержащаяся в овощах и фруктах, превращается в оксалат, что приводит к увеличению абсорбции оксалата из кишечника. С другой стороны, оксалат уменьшает абсорбцию и экскрецию кальция с мочой вследствие образования комплексно-го соединения между кальцием и оксалатом в просвете кишечника. Магний снижает аб-сорбцию и экскрецию оксалата с мочой путем формирования комплексов с оксалатом. Больные с гиперкальциурией в условиях нормокальциемии относятся к лицам с "идиопа-тической гиперкальциурией". "Идиопатическая" гиперкальциурия" относится к наиболее распространенным причинам рецидивного кальций-оксалатного уролитиаза. Гиперкаль-циурия может быть "абсорбтивной" и "почечной". "Абсорбтивную" гиперкальциурию свя-зывают с первичным повышением всасывания кальция в тонкой кишке и считают наслед-ственной. "Почечная" гиперкальциурия связана с канальцевым дефектом, который приво-дит к неадекватной реабсорбции кальция в канальцах почек и сопровождается избыточ-ным компенсаторным всасыванием его в желудочно-кишечном тракте [14].
Белковые камни
Состоят в основном из белковых веществ и воды. Иногда в них обнаруживаются соли кальция и железа, а также бактерии.
Морфология мочевых конкрементов и химический анализ камня.
Аналитические методы, используемые при анализе камней. Общие методы:
Химические реакции в растворе;
Рентгеноструктурный анализ.
Специальные методы:
Поляризационная микроскопия;
Термоанализ;
Химические реакции в твердой фазе;
Инфракрасная спектроскопия.
Общие методы используются чаще, чем специальные.
Рентгеноструктурный анализ и качественный рентгеноспектральный анализ проводится для определения качественного и количественного состава мочевых камней с использова-нием рентгеновских спектров. Дифракция рентгеновских лучей в кристалле происходит в соответствии с законом Вульфа Брегга:
где
n -целое число, показывающее порядок спектра,
d -кратчайшее расстояние между соседними плоскостями кристалла,
Q-угол скольжения.
Специальные методы используются гораздо реже, преимущественно в специализиро-ванных и научных лабораториях.
Методика определения химического состава мочевых камней
Для качественного определения химического состава мочевых камней используются классические методы аналитической химии. Методика предусматривает проведение мине-рализации продукта методом "сухого" озоления с целью последующего визуального ана-лиза озоленного остатка камня и определения дальнейшего алгоритма действий по опре-делению органических и неорганических субстанций.
Условия проведения анализа
При выполнении анализа камней в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
температура воздуха (20 +-5) 0С;
температура при приготовлении растворов (20 +-2) 0С; относительная влажность воздуха 50 -80 %; атмосферное давление 84,0 -106,7 кПа.
Помещения для проведения испытаний должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией и подводкой воды.
Подготовка образца камня к анализу
Образец промывают дистиллированной водой и высушивают на фильтровальной бума-ге при комнатной температуре.
Производят определение внешнего вида (единичный/множественные, гладкий/шерохо-ватый, роговидный, восковидный) и консистенции.
Камень разрезают на части; если обнаруживается гетерогенность (ядро, включения и т. п.), фрагменты исследуют отдельно.
Образец дробят, перетирают в ступке и помещают в фарфоровую чашу навеску образца, взвешенную с погрешностью +-0,01 г.
Минерализация образца камня методом "сухого" озоления
Образец камня обугливают на электроплитке до прекращения выделения дыма и поме-щают чашу с пробой в электропечь, при температуре 250 0С. Минерализацию проводят постепенно (на 100 0С через каждые 30 мин) повышая температуру до 450 0С и выдержи-вают при этой температуре в течение 3 ч.
Недопустимо высокотемпературное (выше 700 0С) прокаливание образца из-за возмож-ного превращения карбонатов и оксалатов в оксид кальция.
Минерализацию проводят до постоянной массы.
Качественный анализ камня
Золу, полученную в ходе "сухого" озоления подвергают визуальному анализу с целью определения дальнейшего алгоритма действий по определению органических и неоргани-ческих субстанций.
Камень сгорает с образованием серой, белой золы или сильно обугливается. Количество озоленного остатка менее 000/5 от исходной навески.
Следовательно, он состоит из органических компонентов: мочевой кислоты, ксантина, цистина, уратов, 2,8-дигидроксиаденина. При незначительном количестве золы нет необ-ходимости выполнять тесты на неорганические компоненты, кроме аммония.
Качественное определение мочевой кислоты (мурексидная проба):
В фарфоровой чаше или на пластинке для капельного анализа к небольшому количеству подготовленного к анализу камня (порошок) прибавляют 2-3 капли раствора азотной кис-лоты концентрацией 20 %, выпаривают досуха на плитке со слабым нагревом или на кипя-щей водяной бане. Проба считается положительной, если первоначальный цвет порошка (красный или желтый с коричневым оттенком) изменяется на фиолетово-красный после охлаждения и добавления 2 капли раствора NH4OH концентрацией 10 %.
Примечание: иногда при небольшом объеме камня представляется возможным прока-лить его на петле в пламени горелки на вольфрамовой проволоке. При этом камень из мо-чевой кислоты тлеет без пламени.
Качественное определение ксантина:
ксантин не дает мурексидной пробы; он растворяется в растворе HNO3 с концентрацией 20 % с образованием желтого остатка, меняющего цвет на оранжевый в присутствии ще-лочи и на красный -при нагревании. Для определения ксантина в присутствии мочевой кислоты предложена реакция с диазотированной сульфаниловой кислотой.
Примечание: иногда при небольшом объеме камня представляется возможным прока-лить его на петле в пламени горелки. При этом камень из ксантина тлеет без пламени.
Для качественного определения цистина имеется два теста.
Тест 1(quick-test): навеску порошка камня не менее 5 мг помещают в пробирку, добав-ляют 1 см3 раствора NaOH концентрацией 5 % и нагревают на кипящей водяной бане или в пламени горелки 1 -2 мин до появления лимонно-желтой окраски. При дальнейшем под-кислении раствором HCl концентрацией 10 % раствор обесцвечивается и появляется ха-рактерный запах сероводорода.
Тест 2: навеску порошка камня не менее 5 мг помещают в пробирку, добавляют 1 см3 раствора HCl концентрацией 2 моль/дм3. После растворения навески прибавляют 1 см3 раствора NaOH концентрацией 2 моль/дм3 и 1 см3 цианида натрия концентрацией 5 %. Оставляют на несколько минут, затем прибавляют несколько капель 5 % раствора нитроп-руссида натрия. Интенсивное пурпурное окрашивание указывает на присутствие цистина.
Примечание: иногда при небольшом объеме камня представляется возможным прока-лить его на петле в пламени горелки. При этом камень из цистина горит синеватым пламе-нем, дает резкий запах диоксида серы и оставляет обугленный осадок.
Камень не горит (масса навески образца до и после проведения цикла минерализа-ции изменяется незначительно). Возможно только легкое обугливание из-за присутс-твия малых количеств органических компонентов.
Качественное определение карбонатов:
на предметном стекле или пластинке для капельного анализа к небольшому количеству подготовленного к анализу камня (порошок) прибавляют 3-4 капли раствора азотной кис-лоты концентрацией 10 %. Проба считается положительной, если происходит вспенивание на поверхности пробы (выделяется СО2). Делают заключение о содержании карбонатов и предполагают присутствие фосфатов, т. к. СО32-встречается в мочевых камнях зачастую в форме карбонат-апатита.
Качественное определение кальция:
к навеске порошка камня массой 2-3 мг, взвешенной в стакане вместимостью 50 см3 до-бавляют отмеренные пипеткой 3,0 см3 дистиллированной воды, 1,0 см3 ацетата натрия концентрацией 20 % и 1,0 см3 раствора оксалата аммония концентрацией 5 %. Нагревают раствор на плитке со слабым нагревом до кипения, затем добавляют избыток раствора ок-салата натрия концентрацией 20 %. Раствор выдерживают при температуре 20 -25 0С в течение некоторого времени. В данном опыте вначале возможно появление мутности, т.к. осаждение оксалата кальция может идти очень медленно (до 2 ч). Появление осадка сви-детельствует о присутствии кальция.
Примечание: в большинстве случаев достаточно провести реакцию на оксалаты, чтобы судить о присутствии кальция.
Качественное определение оксалатов:
навеску порошка камня массой 5 мг смешивают с 10 мг порошка резорцина на пластин-ке для капельного анализа и прибавляют 2-3 капли концентрированной H2SO4. Смесь наг-ревают на водяной бане. Так как Резорцин в сильнокислой среде образует окрашенные со-единения с дикарбоновыми кислотами, то появление интенсивно-синей (не зеленой!) ок-раски указывает на присутствие оксалатов.
Для качественного определение магния имеется два теста.
Тест 1: раствор, полученный при определении кальция фильтруют, фильтрат подщела-чивают аммиаком (до рН = 9,0) и добавляют несколько капель раствора фосфата натрия концентрацией 10 %. В присутствии магния появляется кристаллический осадок магний-аммонийфосфата.
Тест 2 (с магнезоном): Остаток порошка камня после определения карбонатов или ам-миака переносят в фарфоровую чашку, добавляют 1,2 -1,5 см3 (25 капель) раствора соля-ной кислоты концентрацией 10 %, нагревают на кипящей водяной бане 1 -2 мин, затем подщелачивают избытком раствора аммиака, концентрацией 10 % (до рН = 9,0). Несмотря на возможное образование мутности/осадка, добавляют 2 -3 см3 дистиллированной воды, 2 см3 раствора NaOH концентрацией 10 % и 2 капли раствора магнезона. В присутствии магния окраска магнезона изменяется с фиолетовой на синюю.
Качественное определение фосфатов:
в фарфоровой чаше или на пластинке для капельного анализа к небольшому количеству подготовленного к анализу камня (порошок) прибавляют 2-3 капли раствора азотной кис-лоты концентрацией 20 %, выпаривают досуха на плитке со слабым нагревом или на кипя-щей водяной бане и добавляют 2 капли раствора NH4OH концентрацией 10 % (как при проведении мурексидной пробы). Затем добавляют 1 каплю HNO3 концентрацией 20 % и 2 -3 капли насыщенного водного раствора молибдата аммония. Смесь нагревают на водя-ной бане. Тест считается положительным, если при нагревании смеси появляется харак-терное для фосфоромолибдата желтое окрашивание.
Одновременно с пробой камня в чашу без навески камня (контрольная чаша) вносят те же количества реактивов, что и в чашу с навеской для контроля чистоты посуды и реакти-вов.
Примечание: Тест можно выполнять с остатком после мурексидной пробы.
Качественное определение аммиака:
навеску порошка камня не менее 5 мг помещают в пробирку, добавляют 1 см3 раствора NaOH концентрацией 10 % и нагревают на кипящей водяной бане или в пламени горелки. В присутствии NH4+ выделяется аммиак, обнаруживаемый по изменению цвета универ-сальной индикаторной бумаги в щелочную сторону.
Можно также использовать реактив Несслера (K2[HgI4]): каплю реактива помещают в капилляр, вставленный в резиновую пробку, закрывают пробирку с реакционной смесью и нагревают. В присутствии аммиака в капилляре появляется желто-коричневый осадок амидоиодида.
Камень не горит (масса навески образца до и после проведения цикла минерализа-ции изменяется незначительно), но чернеет.
Следовательно, он состоит из смеси минеральных и органических веществ. В этом случае камень подвергают следующему анализу:
Порошок камня, подготовленного к анализу растворяют в кипящей воде и горячим фильтруют, фильтрат выпаривают до небольшого объема, подкисляют соляной кислотой и оставляют на 2 часа. Если образуется осадок, его фильтруют, осадок исследуют на при-сутствие мочевой кислоты и уратов, фильтрат -на NH4+.
Для смешанных камней определение оксалата и мурексидную пробу можно проводить на предметных стеклах, не растворяя материал.
Если порошок не растворился в горячей воде, его растворяют в концентрированной соляной кислоте. Бурное выделение газа указывает на присутствие карбонатов. Соляно-кислый раствор нейтрализуют аммиаком и используют для открытия Ca2+ и Mg2+. Нерас-творимый в соляной кислоте остаток пробы отфильтровывают и исследуют его на наличие мочевой кислоты или ксантина.
содержание .. 10 11 12 13 14 15 16