Деструкция белковой матрицы почечных камней под действием растворов композиций нетоксичных комплексонов со свойствами поверхностно активных веществ

Цель: исследование действия растворов композиций молекул со свойствами комплексонов и поверхностно активных веществ на почечные камни.
Материалы и методы. Камни и их фрагменты были получены в ходе выполнения трансуретральной контактной нефро- или уретеролитотрипсии, перкутанной нефролитотрипсии, нефролитоэкстракции при выполнении соответствующих оперативных вмешательств пациентам с мочекаменной болезнью (МКБ). Для эксперимента был приготовлен раствор на основе композиции иминодиацетатных производных глицеридов жирных кислот и иминодиацетатных производных полисахаридов. Камни известной массы обрабатывали данным раствором, сушили, исследовали методом рентгенофазового анализа; в отработанном растворе и промывной жидкости проводили качественный анализ на белок (биуретовая реакция).
Результаты. При погружении в раствор камни, состоящие из минерала струвит (MgNH4PO4(H2O)6), начинают набухать, после чего распадаются на мелкие частицы. В отработанном растворе зафиксированы белки и фосфат-ионы. Камни, состоящие из кристаллической мочевой кислоты или ее гидрата, а также из гидратированных оксалатов кальция (вевеллит и ведделлит), в растворе набухают, может изменяться их цвет и поверхность. Изменения на рентгеновских дифрактограммах камней до и после обработки указывают на уменьшение содержания аморфной, вероятно, белковой составляющей, а также на изменения в относительных содержаниях кристаллогидратов. Предположительно разрушение камней вызвано выщелачиванием аморфного связующего кристаллических зерен, а также изменением объема кристаллических фаз.
Заключение. Комплексоны-эмульгаторы и комплексоны из раствора композиции вместе с водой внедряются в белковую матрицу, что может приводить к частичной экстракции белков, набуханию аморфных и некоторых кристаллических фаз и разрушению камня. Полученные результаты открывают большие перспективы использования данных гибридных соединений в аспекте создания новых методов лечения МКБ и требуют проведения дальнейших исследований.

Введение. Мочекаменная болезнь (МКБ) представляет собой одно из наиболее распространенных заболеваний мочевыделительной системы, которое встречается у 12% населения всего мира и отличается чрезвычайно высокой частотой рецидивирования, достигающей 75–80% [1, 2]. Анализ распространенности МКБ в Российской Федерации показал, что с 2005 по 2019 г. общее число выявленных случаев МКБ возросло на 35,4%, а частота встречаемости на 100 тыс. населения увеличилась на 16,2% [3].

Современное развитие эндоскопических методик литотрипсии позволяет практически полностью удалить любой камень из мочевыводящих путей пациента, однако данное лечение является не только инвазивным, но и симптоматическим, не влияя при этом на патогенетические звенья МКБ. В связи с этим особый интерес представляет собой химическое растворение камней и профилактика дальнейших рецидивов [1], а поиск условий для химической деструкции почечных камней с помощью растворов специальных реагентов может стать новым направлением лечения, альтернативным механическому разрушению при литотрипсии.

Проблема создания растворов для химической деструкции почечных камней in vivo до настоящего времени остается практически не решенной. Во 2-й половине XX в. было предложено растворение камней с помощью комплексонов, обладающих способностью образовывать прочные комплексы с ионами металлов и способных перевести в раствор кристаллические фазы мочевых камней. В качестве одного из наиболее сильных комплексообразующих лигандов рассматривалась динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) [4, 5], однако степень литолиза в экспериментальных условиях, по данным Стрельникова А.И., не превышала 30% для фосфатных камней, 18,5% – для оксалатных и 9,3% – для уратных [6]. Попытки применения трилона Б для связывания избыточного Ca2+ и растворения камней предпринимались неоднократно, однако из-за ряда летальных случаев, вызванных связыванием ионов металлов в желудочно-кишечном тракте и кровяном русле, препарат не получил разрешение на применение [4].

Структура многих почечных камней может быть представлена агрегатами кристаллов, прочно склеенных аморфными органическими связующими [7]. Они не набухают в воде и в биологических жидкостях. В аморфной фазе почечных камней идентифицированы липо- и гликопротеины, в частности уромодулин, трансферрин и аполипопротеин, коллагеновые белки (остеопонтин), а также различные глобулярные белки, что позволяет рассматривать ее как белковую матрицу. Кроме элементов, входящих в состав кристаллических фаз, в камнях присутствуют калий, марганец, медь, железо, цинк, стронций, сера и хлор, а в некоторых случаях бром, иод, титан, ванадий, селен, висмут. Концентрации большинства этих элементов не высоки [8, 9] и, по всей видимости, определяются диетой пациентов.

Белковая матрица может являться одним из резервуаров ионов металлов. Ионы кальция, магния, марганца, меди, железа и цинка могут образовывать хелатные комплексы с лигандными группами протеиновых фрагментов липо- и гликопротеинов и белков [10]. Такие комплексы могут выступать как связующее кристаллитов. Исходя из указанного, низкую эффективность растворов на основе трилона Б можно объяснить тем, что комплексоны как комплексообразующие реагенты эффективны в водных средах [11], их диффузия в гидрофобную матрицу камней без ее разрушения затруднена.

Разрушение белковой матрицы возможно с помощью детергентов – композиций из поверхностно-активных веществ – эмульгаторов и смачивателей. Однако помимо токсичности они не являются комплесообразующими реагентами и не могут обеспечить набухание камней и экстракцию компонентов аморфной фазы. В связи с этим перспективными являются композиции гибридных молекул со свойствами комплексонов и поверхностно-активных веществ, в частности, комплексоны-эмульгаторы и комплексоны-смачиватели с иминодиацетатными группами. Ранее нами были предложены рецептуры на основе композиции нетоксичных иминодиацетатных производных глицеридов жирных кислот и иминодиацетатных производных полисахаридов, при использовании которых растворимость камней больше, чем в рецептурах на основе трилона Б (заявка на патент №2024...

Камалов А.А., Нестерова О.Ю., Цивадзе, А.Ю., Фридман А.Я., Ширяев А.А., Новиков А.К., Панфёров А.С., Ястребов В.С.