Количественный минералогический анализ и структура мочевых камней пациентов Ивановской области

02.08.2016
570

Объединенный физико-химический центр растворов (нач. – докт. хим. наук, проф. В. А. Шарнин) ФГБУ науки ИХР им. Г. А. Крестова РАН; кафедра факультетской хирургии и урологии (зав. – д.м.н., проф. А. И. Стрельников) ГБОУ ВПО ИвГМА Минздрава России; кафедра физики твердого тела (зав. – д-р. физ-м.н. В.В. Углов), Белорусский государственный университет, Минск; ОБУЗ «Ивановская областная клиническая больница» (главврач – к.м.н. И. Е. Волков)

Разработана и внедрена методика количественного минералогического анализа мочевых камней на основе данных порошковой дифрактометрии с использованием пакета программ Topas 4 (Bruker). Изучен минералогический состав 100 мочевых камней пациентов с уролитиазом Ивановского региона. Показано, что более 70% камней сложено моно- (КОМ) и дигидратом (КОД) оксалата кальция, а также их смесями с гидроксилапатитом. В 44% случаев мочевые камни содержали один компонент (КОМ, мочевую кислоту [МК]) или реже гидроксилапатит (ГА), в 56% – два, три или четыре компонента. Наиболее часто встречавшимся минералом являлся КОМ (более 70% случаев), самыми редкими – кальция оксалат тригидрат (КОТ), брушит и ньюберрит. Наиболее часто встречавшимися комбинациями минералов в смешанных камнях были КОМ+ГА, КОМ+КОД и КОМ+КОД+ГА. Методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеноспектрального микроанализа (РСА) исследованы текстура, состав поверхности различных типов конкрементов, ее изменения в процессе хемолиза. Рассмотрены возможности использования физико-химических методов анализа для диагностики и лечения мочекаменной болезни.

Введение. Несмотря на значительные успехи в лечении мочекаменной болезни (МКБ), связанные с широким внедрением дистанционной ударно-волновой и контактной литотрипсии, диагностика метаболических нарушений и метафилактика рецидивов камнеобразования представляют нерешенную задачу [1–3]. Краеугольным камнем всех диагностических мероприятий считается количественное определение состава камня [2–5]. Традиционно используемые титриметрические методы анализа не пригодны для количественной идентификации имеющихся в камне минералогических фаз [3, 4]. В частности, они не позволяют отличать моно- и дигидрат оксалата кальция (КОМ и КОД соответственно), мочевую кислоту (МК) от ее солей или гидратов, инфицированные (струвит, карбонатный апатит) и неинфицированные (брушит, ньюберрит) фосфаты и т.д.

Определение количественного минералогического состава конкрементов методами рентгенофазового анализа (РФА) или ИК-Фурье спектроскопии для множества европейских клиник является уже скорее рутинным [3–5], а его результаты обязательно учитываются при разработке схем диагностики и метафилактического лечения пациентов [3–6]. Однако в России лишь ряд клиник с той или иной степенью успеха проводит подобные исследования, что связано прежде всего со сложностью решаемых задач, а также отсутствием необходимого оборудования и методик.

Проведенные в странах Европы и США клинико-лабораторные и экспериментальные исследования позволяют проследить связь ряда метаболических нарушений с составом и текстурой камней на основе гидратов оксалата кальция [3–12]. В частности, показано, что более чем 80% случаев образования конкрементов на основе КОД (КОД>>КОМ) связаны с гиперкальциурией [9]. Однако, если доля дигидрата в камне оказывается меньше 15 мас. %, то гиперкальциурия уже не является единственной причиной его образования [9]. Интересно отметить, что проведенные нами исследования [12] также указывают на странную взаимосвязь между гиперкальциурией и присутствием больших количеств КОД в смешанных кальций-оксалатных конкрементах [9, 10]. В частности, нам лишь у двух пациентов с подобными камнями удалось наблюдать одновременно гиперкальциурию и гипероксалурию.

В остальных случаях основной причиной образования конкрементов на основе КОД являлись гиперкальциурия и/или гипоцитратурия [12].

Еще одним важным и клинически значимым методом исследования мочевых камней является сканирующая электронная микроскопия (СЭМ).

В частности, относительно недавно было обнаружено, что тяжелое генетическое заболевание гипероксалурия 1-го типа сопровождается образованием камней из КОМ совершенно определенной микроструктуры [7, 8]. На рис. 1 приведены микрофотографии конкрементов, состоящих из моногидрата оксалата кальция. Образец I представляет собой результат медленного образования камня вследствие недостаточного диуреза и незначительной, но постоянной гипероксалурии [7, 8]. Камни подобной структуры встречаются достаточно часто и окрашены в бордовый цвет вследствие адсорбции пигментов и уропротеинов. Напротив, образец II светло-желтого цвета является результатом быстрой кристаллизации при значительном пересыщении мочи. Камни такого типа слабоструктурированы, плохо поддаются разрушающему воздействию ударных волн при проведении дистанционной литотрипсии (ДЛТ) и образуются исключительно при тяжелой гипероксалурии, главным образом гипероксалурии 1-го типа [7, 8]. Вследствие ускоренной интратубулярной кристаллизации у пациентов с такой патологией быстро развивается почечная недостаточность [8]. Таким образом, несмотря на то что образцы I и II на атомно-молекулярном уровне идентичны, супрамолекулярная их организация существенно различается...

Список литературы

1. Voschula V.I. Urinary stone disease. Etiotropic and pathogenetic treatment, prevention. M.:Vever. 2006; 268 p. Russian (Вощула В.И. Мочекаменная болезнь. Этиотропное и патогенетическое лечение, профилактика. М.: ВЭВЭР. 2006; 268 c.).

2. Alyaev Yu.G., Gazimiev M.A., Rudenko V.I. etc. Urinary Stone disease. Modern methods of diagnostics and treatment: handbook. M.: Geoatar-Media. 2010; 224 p. Russian (Аляев Ю.Г., Газимиев М.А., Руденко В.И. и др. Мочекаменная болезнь. Современные методы диагностики и лечения: руководство. Под ред. Ю.Г. Аляева. М.: Геотар-Медиа. 2010; 224 с.).

3. Türk C., Knoll T., Petrik A. et al. Guidelines on urolithiasis. EAU. 2012.

4. Bichler K.H., Lahme C., Mattauch W., Strohmaier W.L. Metabolische evaluation und metaphylaxe von harnsteinpatienten. Aktuel Urol. 2000; 31:283–293.

5. Straub M., Strohmaier W.L., Berg W., Beck B., Hoppe B., Laube N., Lahme S., Schmidt M., Hesse A., Koehrmann K.U. Diagnosis and metaphylaxis of stone disease. Consensus concept of the national working committee on stone disease for the upcoming german urolithiasis guideline. Word J Urol. 2005;23:309–323.

6. Kustov A.V., Strelnikov A.I., Airapetyan A.O., Kheiderov Sh. M. New step-by-step algorithms for diagnosis of calcium oxalate urolithiasis based on a qualitative mineralogical composition of calculi. Clin. Neph. & Urol. Sci. 2015;2:3.

7. Daudon M., Jungers P., Bazin D. Peculiar morphology of stones in primary hyperoxaluria. New Engl J Med. 2008 1:100–103.

8. Daudon M., Bazin D., André G. et al. Examination of whewellite kidney stones by scanning electron microscopy and powder neutron diffraction techniques. J Appl Cryst. 2009; 42:109–115.

9. Laurence M.-E, Levillain P., Lacour B., Daudon M. Advantage of zero-crossing-point first-derivative spectrophotometry for the quantification of calcium oxalate crystalline phases by infrared spectrophotometry. Clin Chim Acta. 2000; 298:1–11.

10. Trinchieri A., Castelnuovo Ch., Lizzano R., Zanetti G. Calcium stone disease: a multiform reality. Urol Res. 2005; 33:194–198.

11. Bouzidi H., de Brauwere D., Daudon M. Does urinary stone composition and morphology help for prediction of primary hyperparathyroidism? Neph Dial Transp. 2011; 26:565–572.

12. Kustov A.V., Smirnov P.R., Strelnikov A.I. et al. Diagnostics of metabolic disorders and metaphylactic treatment of patients with recurrent calcium oxalate urolithiasis. Thesis I Russ. Conf. «Chemical analysis and medicine». M. 2015. P. 38. Russian (Кустов А.В., Смирнов П.Р., Стрельников А.И. и др. Диагностика метаболических нарушений и метафилактическое лечение пациентов с рецидивирующим кальций-оксалатным уролитиазом. Тезисы I Всеросс. конф. «Химический анализ и медицина», М., 2015. С. 38).

13. Strohmaier W.L., Seilnacht J., Schubert G. Clinical significance of uric acid dihydrate in urinary stones. Urol Res. 2011; 39:357–360.

14. Kustov A.V., Shevyrin A.A., Strelnikov A.I., Berezin B.D., Trostin V.N. Chemolysis of calcium oxalate renal stones – study in vitro and possible clinical application. Urol Res. 2012; 40:205–209.

Об авторах / Для корреспонденции

Кустов А.В. – докт. хим. наук, ведущий научный сотрудник Института химии растворов РАН; e-mail: kustov@isuct.ru
Стрельников А.И. – д.м.н., профессор, зав. каф. факультетской хирургии и урологии ИвГМА
Смирнов П.Р. – докт. хим. наук, в.н.с. ИХР РАН
Гусакова С.В. – канд. физ-м.н, с.н.с., БГУ
Морыганов М.А. – врач-уролог ОБУЗ «Ивановская ОКБ»
Томс С.Р. – к.м.н., доцент кафедры факультетской хирургии и урологии ИвГМА, зам. гл. врача по медицинской части ОБУЗ «Ивановская ОКБ»
Груздев С.И. – врач-уролог ОБУЗ «Ивановская ОКБ»
Айрапетян А.О. – аспирант кафедры факультетской хирургии и урологии ИвГМА

Полный текст публикаций доступен только подписчикам

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь