This must be hidden

Влияние микробных факторов на стабильность коллоидных свойств мочи при уролитиазе

22.09.2019
142
0

Четвериков А.В., Голощапов Е.Т., Аль-Шукри С.Х., Эмануель В.Л.

Сведения об авторах:

  • Четвериков А.В. – врач-уролог, ГБУЗ Городская больница 15 Санкт-Петербурга, andrey-сhetverikov@mail.ru, AuthorID 473672
  • Голощапов Е.Т. – д.м.н., профессор кафедры урологии, ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России, goloshapov@mail.ru, AuthorID 299654
  • Аль-Шукри С.Х. – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой урологии ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России, al-shukri@mail.ru, AuthorID 85626
  • Эмануэль В.Л. – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой клинической лабораторной диагностики ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России, vladimirem1@gmail.com, AuthorID 128639

Патогенетический подход к метафилактике мочевого камнеобразования является одной из важных проблем урологии ввиду распространенности уролитиаза, роста заболеваемости, трудности выбора метода лечения. При этом, особенно важно и то, что общая заболеваемость за последние 12 лет увеличилась более чем в 1,5 раза [1,2].

В настоящее время нет единого взгляда на патогенез камнеобразования в почках, что, несомненно, тормозит успешное проведение профилактики мочекаменной болезни.

Имеющиеся теории объясняют отдельные звенья в цепи факторов, приводящих к формированию мочевых камней [3-5]. Известно более 200 различных патологических состояний, которые могут сопровождаться образованием конкрементов в органах мочевой системы [6,7].

В последние годы обнаружена взаимосвязь между развитием уролитиаза и метаболическим синдромом с его характерными признаками – ожирением, сахарным диабетом, артериальной гипертензией, которые также считаются важными факторами риска развития мочекаменной болезни (МКБ) [8-11]. Используя комплексный подход к изучению проблемы формирования мочевых камней, уролитиаз в настоящее время стали относить к почечным проявлениям метаболического синдрома [4]. Являясь коллоидным раствором, моча содержит высокомолекулярные вещества (белки, полисахариды), обеспечивающие ее стабильность. Дестабилизация коллоидов мочи приводит к формированию конкрементов [12-14]. Основным стабилизатором коллоидных свойств мочи является уромодулин (белок Тамма-Хорсфалла – БТХ), который является почечным гликопротеином наиболее часто представленным белком мочи [15,16]. Ингибирующее действие БТХ на процессы роста кристаллов в моче связано с наличием на его поверхности сиаловых кислот, которые определяют наличие отрицательного заряда молекулы. Отмечена защитная роль уромодулина и в воспалительных процессах. За счет своей структуры БТХ связывает маннозо-зависимые фимбрии инфекционных агентов, что блокирует контакт бактерий с уротелиоцитами [17]. При определенных обстоятельствах БТХ может стать промотором уролитиаза [18]. Суточная продукция БТХ составляет 50–150 мг, что определяет его низкую концентрацию в моче. При изменении рН мочи происходит изменение структуры БТХ, что соответственно снижает его функциональную активность. Имеются сведения, что у больных с системным уролитиазом определяются мегамолекулярные комплексы БТХ со средним размером более 1000 нм, при том что у здоровых людей размер составляет 110-115 нм [19,20]. Взаимосвязь камнеобразования и инфекционных агентов за последние годы достаточно изучена, введено понятие «инфекционные камни» [21,22]. Инфекционное влияние может рассматриваться в качестве патогенетического фактора в развитии МКБ. Наиболее часто инфицирование патогенными бактериями происходит по восходящему пути (Escherichia coli, Enterococcus spp., Candida spp., Pseudomonas aeruginosa, Corynebacterium urealyticum, Proteus spp.), но иногда нельзя исключить и гематогенный занос бактерий из других инфекционных очагов в организме (Staphylococcus aureus, Haemophilus influenza и др.) [23,24].

Таким образом, если рассматривать БТХ как протективный компонент мочевыводящего тракта, важным аспектом данной проблемы является выяснение взаимосвязи бактериальной инфекции и ее роли в литогенезе. Поэтому комплексная оценка микробиоты мочи и ее влияния на состояние уромодулина должна привести к улучшению качества проводимой метафилактики уролитиаза.

Цель работы: установить наличие и характер взаимосвязи различных микробных ассоциаций с изменением количественных и качественных отклонений в структуре белка Тамма-Хорсфалла для оптимизации лечения и метафилактики у больных уролитиазом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Под наблюдением находилось 273 пациента с МКБ – 144 (52,8%) мужчин и 129 (47,2%) женщин, возраст пациентов вырьировался от 21 до 76 лет. Рецидивирующее течение уролитиаза отмечалось у 131 пациента (47,9%), у 210 (76,3%) он был односторонний, а у 63 (23%) – билатеральный. Исследовано 492 конкремента, 198 (40,2%) удалены оперативно и 294 (59,8 %) отошли после литокинетической терапии. Контрольную группу составили 35 практически здоровых лиц.

У пациентов, наряду со стандартным клиническим исследованием, определялась микробиота мочевых камней и мочи с использованием газовой хроматографии – массспектрометрии с определением микробных маркеров бактерий (в т.ч. анаэробных), вирусов,грибов, общее число проб – 104. Для изучения мегамолекулярных комплексов белка Тамма-Хорсфалла, уровня и структуры уромодулина использовали метод динамического светорассеивания при программируемом ее охлаждении (273 пробы). Мочевые камни были исследованы методом электронно-эмиссионной микроскопии на наличие наночастиц.

Полученные данные при уролитиазе и лиц контрольной группы подвергли статистической обработке.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГхМС) определен микробный пейзаж мочи, который представлен большой группой микроорганизмов (вирусов, бактерий, грибов) представляющих облигатных патогенов, факультативных и транзиторных микроорганизмов. Определено, что в моче группы контроля общая бактериальная нагрузка составляет 2362± 1125 к.ед, а из 57 изучаемых микробных маркеров не выявлено 26 (45,6%). Микробиота мочи у пациентов с системным уролитиазом характеризуется крайне высокой общей бактериальной нагрузкой, которая составила 82715±20547 к.ед, а у пациентов с односторонним уролитиазом этот показатель был ниже и определяется в интервале 21419±8017 к.ед. (рис. 1).

Рис. 1. Сравнительная характеристика общей бактериальной нагрузки в исследуемых группах (к.ед)

Результаты исследования показали, что наиболее часто встречающимися представителями микробиоты мочи у больных уролитиазом по данным ГхМС являются Aspergillus spp., Herpes simplex, Streptococcus mutans, Clostridium (ramosum, difficile, coccoides), Nocardia asteroides, Klebsiella (табл. 1).

Микроорганизм Частота
Clostridium (perfringens, ramosum, tetani) 68%
Streptococcus/Ruminococcus, Str. Mutans 46%
Aspergillus spp. 42%
Nocardia asteroides 41%
Вирус простого герпеса 39%
Bifidobacterium 36%
Eubacterium, Eubacterium lentum (rp. A) 34%

Персонифицировать конкретного возбудителя в процессах литогенеза довольно трудно по причине того, что некоторые микроорганизмы могут пассивно интегрироваться в его структуру в процессе формирования мочевого камня.

При изучении электронномикроскопической структуры мочевых камней, наночастицы выявлены во всех камнях независимо от химического состава (рис. 2).

Рис. 2. Электронно-эмиссионная микроскопия (х 10 000. 15 kv). Наночастицы в мочевом камне

Таким образом, кальцифицирующие наночастицы можно считать структурами, непосредственно участвующими в мочевом камнеобразовании. Учитывая тот факт, что микробные структуры влияют на кислотность мочи и структуру уромодулина, мы применили метод динамического светорассеивания при программируемом охлаждении пробы мочи с целью определения размера комплексов белка Тамма-Хорсфалла.

При исследовании выявлено, что у пациентов с односторонним нефролитиазом средний размер частиц БТХ составил 172,8±6,2 нм, у больных с билатеральной формой заболевания 1518,4±12,3 нм, в то время как этот показатель у лиц контрольной группы составил 111,4±4,8 нм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нарушение коллоидных свойств мочи, сопровождающееся изменением структуры БТХ, с образованием мегамолекулярных комплексов, сочетается с высокой микробной нагрузкой, установленной с помощью масс-спектрометрии. Это приводит к формированию центров кристаллизации с последующим камнеобразованием.

В комплексе метафилактики и профилактики уролитиаза целесообразно применять противомикробные средства (уросептики) не только с целью снижения риска развития инфекционно-воспалительных осложнений, но и для повышения стабильности коллоидных свойств мочи.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Аполихин О.И., Сивков А.В., Комарова В.А., Просянников М.Ю., Голованов С.А., Казаченко А.В., и др. Заболеваемость мочекаменной болезнью в Российской Федерации (2005-2016 годы). Экспериментальная и клиническая урология 2018;(4): 4-14.
  2. Каприн А.Д., Аполихин О.И., Сивков А.В., Москалева Н.Г., Солнцева Т.В., Комарова В.А. Анализ уронефрологической заболеваемости и смертности в Российской Федерации за 2003-2013 г. Экспериментальная и клиническая урология 2015;(2): 4-12.
  3. Вощула В.И., Ниткин Д.М., Лелюк В.Ю., Гапоненко А.Д., Щавелева М.В., Юрага Т.М., Владимирская Т.Э. Статистика и факторы риска мочекаменной болезни в Беларуси. Экспериментальная и клиническая урология 2013;(2):18-25.
  4. Гаджиев Н.К., Малхасян В.А., Мазуренко Д.А., Гусейнов М.А., Тагиров Н.С. Мочекаменная болезнь и метаболический синдром. Патофизиология камнеобразования. Экспериментальная и клиническая урология 2018;(1): 66-75. doi 10.29188/2222-8543-2018-9-1-66-75
  5. Prezioso D, Strazzullo P, Lotti T, Bianchi G, Borghi L, Caione P, et al. Dietary treatment of urinary risk factors for renal stone formation. A review of CLU Working Group. Arch Ital Urol Androl 2015; 87(2):105–120. doi: 10.4081/aiua.2015.2.105
  6. Назаров Т. Х., Тагиров Н. С., Васильев А. Г., Маджидов С. А., Ахмедов М. А. Современные аспекты этиологии и патогенеза мочекаменной болезни. Педиатр 2014;5(3):101-109.
  7. Leanez Jiménez M, Candau Vargas-Zúñiga F, Reina Ruiz C. Urinary lithiasis as a systemic disease. Arch Esp Urol 2017;70(1):28-39.
  8. Гусакова Д.А., Калинченко С.Ю., Камалов А.А., Тишова Ю.А. Факторы риска развития мочекаменной болезни у больных с метаболическим синдромом. Экспериментальная и клиническая урология 2013;(2): 61-64.
  9. Sakhaee K. Epidemiology and clinical pathophysiology of uric acid kidney stones. J Nephrol 2014; 27 (3):241-245. doi: 10.1007/ s40620-013-0034-z.
  10. Голованов С.А., Сивков А.В., Анохин Н.В., Дрожжева В.В. Индекс массы тела и химический состав мочевых камней. Экспериментальная и клиническая урология 2015;(4): 94-99.
  11. Wong Y, Cook P, Roderick P, Somani BK. Metabolic syndrome and kidney stone disease: a systematic review of literature. J Endourol 2016;30(3):246-53. doi: 10.1089/end.2015.0567.
  12. Ланда С.Б., Аль-Шукри С.Х., Горбачев М.И., Егоров В.В., Эмануэль Ю.В., Эмануэль В.Л. Патохимические особенности олигомерных форм белка Тамма-Хорсфалла при уролитиазе. Клиническая лабораторная диагностика 2016;(6):17-23.
  13. Голощапов Е.Т., Аль-Шукри С.Х., Эмануэль В.Л. Современные представления о патогенезе мочевого камнеобразования. Урологические ведомости 2015;5(1): 95-96.
  14. Singh VK, Rai PK. Kidney stone analysis techniques and the role of major and trace elements on their pathogenesis: a review. Biophys Rev 2014; 6(3-4): 291-310. doi: 10.1007/s12551-014-0144-4.
  15. Rampoldi L. The rediscovery of uromodulin (Tamm-Horsfall protein): from tubulointerstitial nephropathy to chronic kidney disease. Kidney Int. 2011; 80(4):338-47.
  16. Голощапов Е.Т. Прогнозирование и доклиническая диагностика риска мочевого камнеобразования с использованием биофизических технологий. Урологические ведомости 2016;6(2):11-15.
  17. Голощапов Е.Т., Аль-Шукри С.Х., Четвериков А.В., Турсунов А. Микробиом мочи и конкрементов при рецидивирующем уролитиазе. Урологические ведомости 2019;9(Специальный выпуск):31-32.
  18. Zasloff M. Antimicrobial peptides, innate immunity, and the normally sterile urinary tract. J Am Soc Nephrol 2007; 18(11): 2810-2816.
  19. Aggarwal KP, Narula S, Kakkar M, Tandon C. Nephrolithiasis: molecular mechanism of renal stone formation and the critical role played by modulators. Biomed. Res Int 2013;2013:292953. doi: 10.1155/2013/29295.
  20. Аль-Шукри С.Х., Горбачев М.И., Голощапов Е.Т. Значение исследования белка Тамма-Хорсфалла у больных с билатеральным рецидивирующим нефролитиазом. Нефрология 2013;17(2):101-103.
  21. Ланда С.Б., Аль-Шукри С.Х., Горбачев М.И., Егоров В.В., Эмануэль Ю.В., Эмануэль В.Л. Патохимические особенности олигомерных форм белка Тамма-Хорсфалла при уролитиазе. Клиническая лабораторная диагностика 2016;(6):335-342.
  22. Schwaderer AL, Wolfe AJ. The association between bacteria and urinary stones. Ann Transl Med 2017;5(2):32. doi: 10.21037/atm.2016.11.73
  23. Miano R, Germani S, Vespasiani G. Stones and urinary tract infections. Urol Int 2007;79(1): 32-36.
  24.  Диденко Л.В. К вопросу об инфекционном генезе камней почек (электронно-микроскопические исследование). Урология 2012;(3):4-7.

Статья опубликована в журнале "Экспериментальная и клиническая урология" №2 2019 г., стр. 80-83

Еще материалы

Тематики и теги

Комментарии

Журнал "Экспериментальная и клиническая урология" Выпуск №2 за 2019 год
Журнал "Экспериментальная и клиническая урология" Выпуск №2 за 2019 год
Выпуски
Еще материалы