6 курс / Нефрология / Чиглинцев_Структура_и_состав_мочевых_камней_2010

ки из организма выводится до 90 % этого элемента. Фтор покидает кровоток в результате клубочковой фильтрации и ограниченной его реабсорбции канальцевым аппратом – 51-63 % ( так, например, реабсорбция хлора составляет 99,5 % [5th Int. Symp, 1985]). С этой позиции становится понятным синтез в почках именно фтор-, а не хлорапатита. Реабсорбция фтора полнее протекает в щелочной среде (pH > 7), что объясняет отсутствие фтора в составе карбонатапатитов, сосуществующих со струвитом. Это ассоциация, формируется при рН мочи = 7,2-8,8 [Мебель и др., 1988]. Закономерно высокое содержание фтора в апатитах из оксалатсодержащих камней и зон регенерации частично растворенных мочекислых конкрементов.

Замещение (ОН)--групп F--ионом в ходе процесса минерализации способствует повышению стабильности образующихся соединений, придает кристаллам апатита большее структурное совершенство и понижает их растворимость. Это является одной из причин формирования устойчивых центров кристаллизации (затравок), на базе которых осуществляется дальнейший рост зрелого конкремента. Таким затравками могут, в частности, являться белковофосфатные ядра сферолитовых агрегатов оксалата кальция.

Для фтора свойственно образование нераспадающихся комплексов с некоторыми ферментами (в частности, энолазой), ионами двухвалентных металлов (Mn2+ и Mg2+) и фосфорильной группой, что может служить объяснением стабильно высокого содержания магния в апатитах мочевых камней.

Особенности анатомии уролитов свидетельствуют о том, что постоянное нахождение конкрементов в ростовой среде – моче обусловливает особенности механизмов их формирования. Минеральное вещество глубинных зон мочевых камней претерпевает фазовые трансформации (дегидратация оксалата), морфологические изменения (перекристаллизация апатитовых глобул, аморфных фосфатов кальция), а камень в целом обладает способностью к регенерации («залечивание» трещин, восстановление поверхностей растворения, формирование новых ростовых ритмов, агрегирование и уплотнение комковатых глобулярных частиц с образованием единого тела).

На основании изучения фазового и химического состава, внутренней анатомии мочевых камней можно заключить, что, при изменении химических параметров ростовой среды мочевой камень не прекращает свой рост, а остается центром кристаллизации, изменяя фазовый состав.

90

Глава V

СФЕРОЛИТЫ CaC2O4 · H2O В МОЧЕВЫХ КАМНЯХ: МОРФОЛОГИЯ, УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

И ПОВЕДЕНИЕ ПРИ ЛЕЧЕБНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ

Сложные и окончательно не решенные вопросы развития МКБ обеспечивают перспективу сохранения заболевания после удаления конкремента. Достаточно высокая частота рецидивов камнеобразования (до 76,7%) не дает повода для оптимизма при возрастающем технологическом обеспечении оперативных пособий. Даже использование современных хирургических методов не отвечает основным требованиям, предъявляемым к идеальным способам [Альтшуллер, 1973; Терновой и др., 1990]:

∙полное излечение от болезни

∙отсутствие как немедленных, так и отсроченных осложнений

∙неинвазивность воздействия процесса лечения

∙однократность применения

∙отсутствие волевых усилий со стороны больного при лече-

нии.

Совершенствование хирургических технологий в лечении МКБ идет в направлении увеличения степени идеальности, но при этом незыблемым остается положение о том, что удаление камня должно быть необходимой частью комплексного лечения больных, хотя и не избавляет их от самой болезни [Дзеранов, 2004; 264 Dretler et al., 1988]. Г. Брайн с соавт. [Brien] (1989) указывали, что на современном этапе развития урологии существуют 10 методов лечения МКБ:

1.оперативное удаление камня или удаление почки с камнем;

2.симптоматическое лечение (при почечной колике);

3.консервативные способы, способствующие отхождению камней;

4.лекарственный литолиз;

5.«местный» литолиз;

6.инструментальное удаление камней в мочеточнике;

7.контактное уретероскопическое разрушение уролитов

8.чрескожная нефростомия;

91

9.чрескожное удаление камней почек экстракцией или литолапаксией;

10.бесконтактная (дистанционная) ударно-волновая литотрипсия.

Из оперативных методов лечения МКБ в настоящее время наибольшее распространение получили так называемые малоинвазивные способы дезинтегрирующего воздействия на конкременты: дистанционная ударно-волновая литотрипсия, контактная литотрипсия, перкутанная хирургия и их сочетания, которые позволяют достичь желаемого результата с меньшим риском для больного и органа [Зенков и др., 2002; Комяков и др., 2004].

Внедренный в клиническую практику в 80– е годы метод дистанционной ударно-волновой литотрипсии (ДУВЛ) коренным образом изменил лечебную тактику при МКБ и занял ведущее место в лечебной практике [Трапезникова и др., 2002]. В то же время, несмотря на свою эффективность и малоинвазивность, ДУВЛ не позволяет решить проблему уролитиаза в целом, ввиду того, что мочевые конкременты, сложенные водными оксалатами кальция труднее поддаются дезинтеграции под воздействием ударной волны [Фарбирович и др., 2001]. Совершенствование технологий перкутанной хирургии ограничило необходимость многократных сеансов ДУВЛ, а возможность сочетания различных этих вмешательств сузила показания к традиционному оперативному лечению. В решении главного вопроса, – какой метод лечения использовать у конкретного больного, необходимо знание плотности камня [Аляев, 2005]. Этот вопрос теснейшим образом перекликается с кристалломорфологией мочевых камней. Как уже было отмечено ранее оксалатный уролитиаз – наиболее часто встречающийся тип МКБ и в современном мире на его долю приходится более 50% случаев за-

болевания [Coe et al., 2005; Daudon, 2005]. Кроме этого, урологам,

занимающимся лечебной дезинтеграцией мочевых камней хорошо известна проблема, связанная с трудностями разрушения именно оксалатных конкрементов. Кристалломорфологический анализ уролитов, сложенных СаС2О4 · Н2О, позволяет объяснить специфику их поведения при разрушении, исходя из особенностей строения образуемых ими сферолитовых агрегатов.

92

пустоты сопоставимых размеров отсутствовали (рис. 5.4 б, г-е). Это объясняет максимальную плотность конкрементов данного класса, в сравнении с пористыми уролитами иного химического и фазового состава, – прежде всего фосфатными и мочекислыми. В поляризованном свете отчетливо проявлялось тонковолокнистое строение субиндивидов, которые не гаснут при любом положении николей, что свидетельствовало о скрученности слагающих их волокон (рис. 5.2 в). Аналогичное наблюдение исследователями было сделано ранее И.С. Колпаковым (1965) и А.К. Полиенко с соавт. (1996).

При лечебном разрушении сферолитов (рис. 5.4 в, г) оказывались вскрыты поверхности внутренних зон, часто представлявшие собой агрегаты ограненных головок микроиндивидов (рис. 5.4 е). Это позволяет утверждать, что в процессе формирования сферолитов существовали временные перерывы, достаточные для огранения индивидов, некогда выходивших в свободный объем минералообразующей среды. Нарастание последующих зон происходило на первичном сферолите как на макрозатравке. Принципиально важен тот факт, что при любом виде разрушения дезинтеграция сферолитовых агрегатов осуществлялась именно по этим поверхностям.

Ядра значительной части сферолитовых конкрементов состава СаС2О4 · Н2О были сложены аморфными фосфатами, а также глобулярным гидроксилили карбонатапатитом, образующими тесные агрегаты с органическим матриксом различного состава и природы (рис. 4.3 д,е; 5.2 в,г). Эти ядра представляли собой либо первичные фазовые неоднородности, либо продукты их позднейшего псевдоморфного замещения, которые, исполняя роль затравок, снижали энергию последующей гетерогенной нуклеации минеральных фаз, что способствовало возрастанию степени риска камнеобразования.

Обнаруженные в наших исследованиях ядра значительной части сферолитовых камней состава СаС2О4 · Н2О были сложены аморфными фосфатами, глобулярным гидроксилили карбонатапатитом, образующими тесные агрегаты с органическим матриксом различного состава и природы. Для данного типа наиболее логичной представляется интерпретация, предложенная ранее И.С. Колпаковым (1965), В.И. Катковой (1996), Д. Бинеттом и др. [Binette] (1994), Т. Умекавой и др. [Umekawa] (1994). Первичными фазовыми неоднородностями (затравками) в пересыщенном растворе могут быть: бактериальные колонии [Каткова, 1996; Kajander et al., 1998], отслоившейся эпителий, сгустки

94

крови, белки с низкой молекулярной массой [Grover et al., 1994; Dorian et al., 1996; Khan, 1997]. В последующем на них происходит либо массовая гетерогенная нуклеация и последующая кристаллизация микроиндивидов фосфатов (фосфатно-органические ядра), либо непосредственная «садка» оксалатов – « старые» сферолиты с пустотами вместо ядер или «молодые» сферолиты с сохранившейся неминерализованной органической матрицей в основании [Bani-Hani et al., 2005].

Затравки второго типа могут быть центром формирования сферолитов «без ядер» [Колпаков, 1965; Кораго, 1992; Sutor et al., 1972]. В этом случае наиболее вероятно формирование сферолита на расщепленной затравке одноименной фазы [Werness et al., 1981] (рис. 1.19). Выявленные нами расщепленные микрокристаллиты СаС2О4 · Н2О, как продукты кристаллурии, убедительно подтверждают возможность реализации такого варианта.

П. Гровером с соавт. [Grover] (1994) и Н. Мэндел [Mandel] (1996) была предложена гипотеза кристаллизации оксалатов кальция на первичных микрозатравках мочевой кислоты и её солей. Она базировалась на косвенных показателях, таких как высокая корреляция между гиперурикурией и образованием оксалатных конкрементов. В наших исследованиях в ходе морфологического изучения паренхимы почки при МКБ (рис. 1.20), были получены прямые подтверждения этой гипотезы.

5.2. Поведение сферолитовых конкрементов СаС2О4 × Н2О при лечебной дезинтеграции

Анализ поведения сферолитовых агрегатов СаС2О4 · Н2О в ходе процедур ДУВЛ следует предварить уточнением физического смысла понятий. Некорректным следует признать распространенное мнение о том, что «пористые камни мягче, чем плотные» и что «твердые камни разрушаются труднее, чем мягкие». В данном случае налицо смешение и подмена понятий «твердость минерала (фазы)» и «прочность агрегата (индивида)».

В анализируемых нами случаях, речь, безусловно, следует вести не о твердости минералов, слагающих конкременты, а о механической прочности образуемых ими агрегатов [Бетехтин, 1951; Годовиков, 1975]. Так, в частности, фосфаты кальция обладают максимальной твердостью (до 5 у апатитов) среди всех минеральных фаз, слагающих уролиты. При этом именно они образуют кон-

95

кременты с минимальными прочностными характеристиками и, наряду с мочекислыми камнями, дезинтеграция их посредством ДУВЛ не представляет проблем. Причина подобного поведения заключается в низкой резистентности к ударному воздействию пористых и микроглобулярных агрегатов, образуемых этими фазами. Напротив, сферолиты СаС2О4 × Н2О, твердость которых не превышает 3, обладают аномальными прочностными характеристиками, вследствие чего в процессе дезинтеграции методом ДУВЛ требуют использования максимального количества высокоэнергетических импульсов и неоднократных сеансов ДУВЛ.

Нами проведено изучение размерности отошедших фрагментов мочевых камней почек и мочеточника после ДУВЛ литотриптером Direx Tripter XI (Израиль). Элиминированные отломки конкрементов были расситованы на фракции (ГОСТ – 17496-72): 4,5- 2,5 мм; 2,5-1,0 мм; 1,0-0,1 мм. Размерность фракций была выбрана исходя из соображений практической урологии. Наиболее успешной является дезинтеграция до крупности обломков менее 1,0мм, приемлема дезинтеграция камня с величиной отломков до 4,0мм, фрагменты размером более 4,0мм при прохождении по верхним мочевым путям могут вызвать серьезные обструктивные осложнения и сделать необходимым вскрытие камнесодержащего органа. При анализе объема фракций обнаружено, что сферолитовые агрегаты СаС2О4 · Н2О разрушаются на следующие размеры: фракция

4,5-2,5 мм до 32,8±4,2% отломков; фракция 2,5-1,0 мм – 58,8±5,2%;

фракция 1,0-0,1 мм – 8,4±1,1%. Дезинтеграция фосфатов кальция и мочекислых камней достаточно равнозначна и происходит в виде:

фракция 4,5-2,5 мм – 15,5±1,3% ( р < 0,05); фракция 2,5-1,0 мм – 46,9±4,4% (р < 0,05); фракция 1,0-0,1 мм – 37,6±3,7% ( р < 0,05).

Рассмотрим особенности строения этих агрегатов, лежащие в основе их прочностных аномалий.

Макропористость в сферолитовых агрегатах СаС2О4 · Н2О отсутствовала (рис. 5.2 – 5.4). Плотность этих конкрементов приближалась к теоретической плотности СаС2О4 × Н2О. Агрегат имел тонковолокнистое строение, дополнительно осложненное скручиванием волокон. Границы между субиндивидами являлись индукцонными поверхностями совместного роста. Поэтому зонами, уязвимыми для механического разрушения, в сферолитовых агрегатах были не фазовые границы индивидуальных волокон, а более крупные области неоднородности (зоны сочленения ростовых ритмов,

96

отдельных сферолитов и т.п.). Комплекс этих особенностей целиком определяет поведение оксалатных сферолитовых конкрементов при ДУВЛ. При ударно-волновом воздействии не происходит разрушение этого агрегата на отдельные индивиды-волокна, волокна не ломаются по определенным кристаллографическим плоскостям (плоскостям спайности), а также не дробятся поперек удлинения. Это целиком исключает дезинтеграцию сферолитов СаС2О4×Н2О на фрагменты изометричных очертаний («песок»), являющийся оптимальным продуктом разрушения конкрементов посредством ДУВЛ.

В полном соответствии с особенностями их внутренней анатомии, дезинтеграция сферолитов СаС2О4 × Н2О преимущественно осуществлялась по зонам сочленения крупных ростовых ритмов (рис. 5.5 а). Поэтому размер фрагментов дробления лимитировался величиной шага макрозональности уролитов (рис. 5.5 б). Следующим «уязвимым» местом этих агрегатов являются границы сопряжения нескольких сферолитов [Воробьев, 1973], реже раскалывание происходит по индукционным поверхностям совместного роста индивидов в пределах одного сферолита [Финкель, 1970]. Поэтому фрагменты оксалатных уролитов, образующиеся при ДУВЛ, имеют крупные размеры и острые выступы, обусловленные конической симметрией сегментов сферолитов.

Сферолиты СаС2О4 × Н2О, как и все прочие сферолитовые образования (малахит, халцедоны, настуран, бурые и красные «стеклянные головы») обладают таким качеством как вязкость. Они хорошо пилятся, прекрасно полируются, но при этом с трудом поддаются ударному (скалывающему) разрушению. Исходя из особенностей внутреннего строения мочевых камней данного типа, следует признать, что разрушение их посредством ДУВЛ является наименее целесообразным способом их дезинтеграции с последующей самостоятельной элиминацией по верхним мочевым путям. Ситуацию дополнительно усложняет наличие сферолитовых ядер, сложенных СаС2О4 × Н2О, в конкрементах сложного фазового состава, внешние зоны которых образуют кристаллы мочевой кислоты или СаС2О4 × 2Н2О (рис.4.2 г, е). Поэтому большое значение приобретает необходимость разработки методов предоперационного определения фазового состава уролитов, что позволит выбрать оптимальный метод их разрушения.

97

Сферолитовые агрегаты СаС2О4 × Н2О являются закономерными продуктами кристаллизации в обстановке высокого пересыщения, которое неизменно существует в почке. Их зарождение происходит преимущественно посредством гетерогенной нуклеации. Однажды возникнув, конкремент остается затравкой на протяжении всего времени своего нахождения в организме человека и продолжает наращивать массу даже при резкой смене физико-химических условий. Продуктами таких процессов являются зональные уролиты сложного фазового состава.

Таким образом, зародившись в канальцевом аппарате почки микролиты, мигрируют в полостную систему органа, где нарушение коллоидной стабильности мочи обеспечивает дальнейшее формирование камня. Развитие процесса литогенеза, имеющего в своей основе гетерогенную нуклеацию, в одних случаях, обусловливает ренальный воспалительный процесс. Тогда в составе ядер конкрементов обнаруживаются фосфаты и органические составляющие. В других случаях, расщепленные микрокристаллы, трансформирующиеся в сферолиты, лишены ярко выраженного ядра. Подобные особенности формирования ядерной части конкремента отмечены при формировании сферолита на фоне кристаллурии. Изменения физико-химического состояния мочи отражаются в структуре конкремента. Число актов зарождения сферолитов свидетельствует ритмическом течение заболевания. Оно провоцируется появлением новых затравочных центров. Продолжение макроритма отвечает стабильному течению заболевания. Образование ограненных поверхностей сферолита означает перерыв в формировании ритмической зональности, т.е. временное прекращение активной кристаллизации минеральных фаз. Структура мочевых камней определяет их способность к разрушению. Дезинтеграция оксалатных уролитов происходит по зонам сочленения крупных ростовых ритмов, что обусловливает коническую симметрию фрагментов. Разрушение фосфатных и уратных конкрементов протекает по межкристаллитному типу благодаря микроглобулярному строению.

98