АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Физико-химические основы камнеобразования

Образование камней в органах мочевой системы - сложный процесс, который патогенетически является следующим этапом развития хронической кристаллурии. Поэтому все механизмы возникновения кристаллурии будут справедливы и для камнеобразования.

Все камни мочевых путей в своей структуре содержат два основных компонента: кристаллы (кристаллоид) и матрикс. Матрикс представлен в основном мукопротеином с небольшим количеством неаминосахаров, глюкозамина и связанной воды. Главным белком матрикса является кислый низкомолекулярный протеин, обозначаемый как вещество матрикса А; в белке матрикса содержится менее 2% пролина и нет оксипролина.

Соотношение между кристаллоидом и матриксом широко варьирует. При этом может отмечаться как высокая организованность структуры камня, так и беспорядочное расположение кристаллоида и матрикса. Иногда выявляется концен­трическая слоистость в архитектонике камня, представляющая кольца роста, где матрикс организован в плотные параллельные волокна. Структура камня мало зависит от состава кристаллоида, более того в пределах одного камня состав кристаллоида может варьировать в радиальном направлении. Например, камень с оксалатом кальция в центре может быть окружен оболочкой из фосфатов магния и аммония, что свидетельствует о наслоении мочевой инфекции на основной процесс камнеобразования.

Первичное образование камней происходит, по-видимому, там же, где и кристаллов, предположительно в собирательных трубочках и лоханке.

Развитие камней в почках является результатом двух процессов: образования зародыша (ядра) и накопления вокруг него вновь образовавшихся кристаллов. Зародышеобразование, или нуклеация, происходит в результате преципитации кристаллов из перенасыщенного раствора, формирующих центр будущего камня. Дальнейший рост ядра камня происходит за счет роста собственно кристаллов ядра, агрегации на нем новых кристаллов, а также за счет эпитаксиального роста, т.е. индуцированного другими солями (рис. 39).

Нуклеация может быть гомогенной и гетерогенной. При гомогенной нуклеации происходит преципитация тех ионов, которыми раствор перенасыщен (например, преципитация оксалата кальция из мочи при гипероксалурии). При гетерогенной нуклеации перенасыщают раствор одни ионы, а преципитируют другие (например, преципитация оксалата кальция из раствора, перенасыщенного уратом натрия), либо образование ядра происходит на принципиально иной субстанции (например, сгустке крови).

Основными факторами, влияющими на нуклеацию и дальнейший рост камня, будут перенасыщение мочи, дефицит ингибиторов перенасыщения и активаторы преципитации и роста кристаллов, которые были рассмотрены выше. Как правило, процессы нуклеации развиваются при произведении активности ионной пары равном или большем коэффициента (произведения) формации К_fp (рис. 40). При этих значения наблюдается спонтанная нуклеация, так как раствор нестабилен и отмечается спонтанная преципитация осадка. При нестойкой стабильности (метастабильности) раствораотносительно данной ионной пары спонтанной нуклеации не происходит, но такой раствор способен поддерживать рост и агрегацию уже имеющихся кристаллов (включая эпитаксиальный). Даже небольшое повышение концентрации ионов данной ионной пары способно сместить неустойчивое равновесие метастабильного раствора в сторону спонтанной нуклеации; более того, различные кристаллы разных видов ионов со структурой, аналогичной данной ионной паре, за счет которой раствор метастабильно перенасыщен, могут индуцировать гете­рогенную нуклеацию и привести к эпитаксиальному росту.

Наличие различных гетерогенных примесей или зародышей камня, а также снижение или отсутствие ингибиторов камнеобразования может приводить к снижению коэффициента (произведения) формации K_fp для данной ионной пары, что будет способствовать спонтанной нуклеации или эпитаксиальному росту при более низких значениях насыщенности раствора этими ионами.

Все факторы, влияющие на растворимость ионов в моче (степень насыщения, ионная сила, способность к комплексообразованию, рН и скорость тока мочи), играют важную роль в процессе нуклеации и роста камня. Однако значимость каждого фактора различна в зависимости от химического состава камней. Роль перенасыщения раствора для зародышеобразования кристаллов особенно велика для образования камней из фосфатов, цистина, магния, аммония, мочевой кислоты, ксантина и брушита (моногидрофосфата кальция). Тогда как при оксалатно-кальциевом литиазе часто выявляется нормальная экскреция этих веществ и отношение произведения активности этих ионов не достигает значений К_fp для данной ионной пары, а зачастую не превышает значений К_sp. В данном случае большую роль играет высокая ионная сила оксалатов, благодаря чему даже при кратковременном повышении их концентрации в растворе, превышающем К_fp для данной ионной пары, происходит агрегация и формирование кристаллов.

рН мочи имеет важное значение для агрегации и нуклеации кристаллов мочевой кислоты (кислые значения рН), фосфата кальция и, меньшей степени, трипельфосфатов (щелочные значения рН); тогда как для формирования оксалатно-кальциевых камней рН мочи не играет существенной роли, мало влияя на растворимость. Влияние рН мочи на агрегацию кристаллов может зависеть от особенностей химической структуры, что хорошо прослеживается на примере солей фосфата кальция. Щелочные значения рН будут способствовать преципитации моногидрофосфата кальция или брушита, который является нестабильной кристаллической формой и может претерпевать обратное развитие при изменении рН в кислую сторону. Однако моногидрофосфат кальция также легко переходит в дигидрофосфат кальция или апатит, который является стабильным преципитатом и характерным частым компонентом камней. Сочетание углекислого апатита и фосфатов магния и аммония (струвит) с их последующей кристаллизацией приводит к образованию трипельфосфатов, возникновение которых возможно только при наличии бактерий, гидролизирующих мочевину до аммонийных солей.

В последние годы показана роль специфических нанобактерий в процессах нуклеации. Нанобактерии представляют собой атипичные грамотрицательные бактерии, продуцирующие карбонат кальция (апатит) на стенках клеток. По некоторым данным нанобактерии выявляются в 97% всех камней (И.Е. Тареева, А.Е. Кухтевич, 2000).

Таким образом, на первичную нуклеацию и рост камня влияют определенные факторы, выраженность и значимость которых неодинакова для камней различного химического состава, более того, изменение этих факторов по ходу формирования камня может приводить к химическим сдвигам в его структуре, гетерогенности и эпитаксиальному росту.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 564 | Нарушение авторских прав