Метафилактика мочекаменной болезни. Часть 2. Факторы роста заболеваемости МКБ. Современный взгляд на механизмы камнеобразования (продолжение)

Мочекаменная болезнь – одно из наиболее активно прогрессирующих заболеваний, являющихся болезнью обмена веществ на фоне воздействия генетических, экологических факторов и образа жизни.
В статье представлены современные взгляды на факторы инициации образования камней и теории камнеобразования. Обсуждены факторы, играющие важную роль в активации и ингибировании процессов нуклеации и агрегации камнеобразующих веществ. Все теории камнеобразования объединены основным условием – наличием пересыщения мочи камнеобразующими минералами. Описаны микроэлементы, участвующие в формировании мочевых камней, наиболее часто встречающиеся метаболические нарушения и их роль в камнеобразовании.

Начальной стадией кристаллизации микроэлементов, находящихся в растворе, является процесс нуклеации, первой стадией фазового перехода, при которой образуются устойчиво растущие зародыши новой стабильной фазы из исходной метастабильной фазы (пресыщенных пар). Следующей за стадией нуклеации является стадия коллапса, на которой происходит дальнейший рост зародышей новой фазы при практически неизменном их количестве. Нуклеация бывает двух типов: гомогенной, требующей высокой степени пресыщения минералами, и гетерогенной, которая может реализовываться в присутствии частиц, состоящих из белков, других органических полимеров или кристаллов других минералов, и проходит на поверхностях, выстланных химически активными клеточными структурами [1]. В отличие от гомогенной нуклеации для инициации кристаллов путем гетерогенной нуклеации требуются более низкие уровни пересыщения. Гетерогенная нуклеация – наиболее вероятный механизм, посредством которого в моче происходит инициирование формирования кристалла [2]. Как уже было указано, в основном рост камня происходит на основе агрегирования кристаллов, на бляшке Рендала, внутриканальцевых кристаллических скоплениях или ранее образовавшемся камне во время эпизодов кристаллурии. Рост кристаллов биогенных, природных и синтетических материалов может регулироваться действием модификаторов, чаще всего ингибиторов, размер которых варьируется от небольших ионов и молекул до больших макромолекул. Ингибиторы адсорбируются на поверхности кристаллов и препятствуют присоединению растворенного вещества, тем самым снижая скорость роста кристалла. Мочевые кристаллы в моче, как и в любой биологической жидкости, всегда покрыты мочевыми макромолекулами, которые продуцируют эпителиальные клетки канальцев почек в ответ на их контакт с кристаллическими депозитами. Макромолекулы в свою очередь состоят из большой группы белков и гликозаминогликанов (ингибиторов камнеобразования) [3, 4]. Роль этих белков в образовании камней полностью не ясна. Тем не менее покрытие кристаллов мочевыми макромолекулами направлено на предотвращение или по крайней мере на продление длительности агрегации, склеивания кристаллов, на время прохождения мочи по внутрипочечным мочевым путям [5]. Увеличение диуреза, а следовательно, скорости прохождения мочи по мочевым путям у пациентов с МКБ показало обратную зависимость между объемом мочи и интенсивностью агглютинации [6]. По мнению других исследователей, некоторые из макромолекул, напротив, способствуют дальнейшей кристаллизации и росту камней. Некоторые модификаторы замедляют скорость роста и/или агломерации кристаллов кальциевых солей in vitro. К этим модификаторам относятся магний, цитрат [7, 8], АДФ, АТФ [9], фосфопептиды [10], различные гликозаминогликаны [11, 12], неполимеризированный белок Тамма–Хорсфалла (также известный как уромодулин) [13, 14], нефрокальцин [15, 16], остеопонтин [17, 18], кальгранулин [19], α1-микроглобулин [20], β2-микроглобулин [21], МПТФ1 [22, 23] и интер-α-ингибитор (легкая цепь бикунина) [24, 25]. С другой стороны, выделена группа модификаторов, стимулирующих кристаллизацию солей кальция: матриксная субстанция А [26], различные неохарактеризованные белки и гликопротеины мочи [27–29], а также полимеризованная форма белка Тамма–Хорсфалла (уромукоид) [30–32]. Мочевые концентрации этих ингибиторов часто очень низкие. Они действуют путем адсорбции на поверхности кристаллов. Их фиксация на кристаллах приводит к ухудшению электрических взаимодействий между атомами на поверхности кристалла и ионов в растворе, что ведет к торможению роста и агрегации кристаллов. В целом взаимодействие ингибиторов и промоутеров во многом зависит от их относительной взаимной концентрации, особенно в отношении катионов и анионов с низким молекулярным весом. Большая работа была проведена для оценки влияния веществ на процессы кристаллизации, особенно кальция оксалата (СаOx) как основного строительного материала мочевых камней [33, 34]. Однако полученные результаты оказались спорными, а влияние на предотвращение роста камня минимальным [35, 36]. Агрегация кристаллов включает явления электростатического притяжения в зависимости от заряда поверхности кристаллов. Агрегация и агглютинация кристаллов, как правило, обусловлены притяжением частиц силами Ван-дер-Ваальса, эффективных только на очень малых расстояниях [37]. Поверхностный заряд кристаллов CaOx электроотрицательный, одинаково заряженные частицы взаимно отталкиваются, препятствуя их агглютинации. Электроотрицательные потенциалы кристаллов способны противодействовать силам Ван-дер-Ваальса в процессе агглютинации. Однако при высокой концентрации камнеобразующих веществ в моче их кристаллы могут быстро объединяться, формируя конкремент [38]. Сложное взаимодействие между макромолекулами и кристаллами зависит от нескольких факторов: рН, ионной силы, концентрации ингибиторов с низким молекулярным весом, таких как цитрат; концентрации промоутеров, таких как кальций, и электролитов, особенно натрия, всех факторов, которые мог...

В.С. Саенко, М.А. Газимиев, С.В. Песегов, Ю.Г. Аляев