Оксалатные камни в почках их химический состав

Актуальность. Оксалат можно с уверенностью назвать королем камней. При мочекаменной болезни (МКБ) чаще врачам всего встречаются именно оксалаты. Любой уролог при лечении нефролитиаза сталкивается примерно в 60% – 75% случаях именно с оксалатными камнями. Оксалатные камни плохо поддаются химическому воздействию из-за высокой твердости. Их очень сложно растворять или раздробить при литотрипсии почек. Следует знать, что оксалатные конкременты – это особые почечные образования, возникшие благодаря мочекислой реакции. Поэтому в состав оксалатов обязательно входят соли щавелевой кислоты. Чаще всего оксалаты в почках содержат кальций. В этой статье будет дана общая оценка оксалатам, приведены сведения об оксалатах и о мерах, которые необходимо предпринимать при обнаружении оксалатов (далее – Ox, от греч. oxalis – щавель) в моче.

Цвет Ox. Обычно Ox по цвету черно-желтые (из-за наличия щавелевой кислоты), либо коричнево-красные (кровоизлияние), поверхность камней может иметь бугры (шипы). Ранее уже отмечалось, что Ox по консистенции очень тверды. Из-за твердости Ox своими острыми краями повреждают окружающие ткани, либо раздражают соседние органы. Пациент при этом испытывает приступы боли в пояснице, иррадирующие в пах, в область бедер и гениталий. В мочу могут примешиваться гной и кровь (гематурия). Кровь, выходящая вследствие ранения слизистой оболочки, окрашивает Ox, придавая ему мрачный красноватый оттенок. Если же Ox не травмировал соседние ткани, его окраска не имеет красного оттенка. Если к химическому составу Ox примешались другие соединения, помимо кальциевых солей, распил оксалатного камня показывает многослойное строение.

Размеры Ox. Оксалаты могут быть самых различных размеров. Урологи сталкиваются с оксалатными конкрементами, начиная с размеров песчинки и заканчивая 4 – 5 см в диаметре. Ox могут в определенных ситуациях перерождаться в крупные коралловидные камени (занимающие просвет почки целиком), например из-за последствий пиелонефрита, выраженной оксалатурии, а также ограничений в приеме питьевой жидкости.

Проблемы, вызываемые Ox. Оксалатный камень может частично закупорить мочеиспускательный канал, надежно удерживаясь в нем острыми буграми. Это сильно нарушит отток мочи, а пациент начнет испытывать признаки почечной колики. Часто боли можно уменьшить только изменив положение тела, сам организм будет его подсказывать. Именно этим можно объяснить совершенно экзотические позы, какие вынужден принимать больной МКБ с закупоренным мочеиспускательным каналом. Самый опасный случай – это анурия, абсолютная закупорка мочеиспускательного канала конкрементом. При анурии значительно возрастает давление на почку. В почке быстро накапливаются вредные продукты обмена веществ, что заканчивается уремией, то есть самоотравлением организма.

Причиной образования кристаллов кальция оксалата (CaOx) и оксалатных конкрементов в почках может быть избыточное поступление Ox с пищей, усиленный синтез щавелевой кислоты в организме, повышение кишечной проницаемости в результате дефицита кальция в просвете кишечника. При употреблении большого количества жира с пищей жирные кислоты связывают кальций. Это вызывает повышенное проникновение щавелево-уксусной кислоты через слизистую оболочку кишечника и увеличенное ее поступление через почки в мочу. В норме оксалаты, которые содержатся в продуктах питания, связываются с кальцием в просвете кишечника и выводятся из организма с калом в виде нерастворимого кальция оксалата. Чрезмерная абсорбция оксалатов в кишечнике, которая связана с нарушением переваривания жиров, – наиболее частая причина оксалатурии (оксалурии). Поэтому при оксалатурии, связанной с патологией органов пищеварения, рекомендуют снизить потребление жира для предотвращения усиленного всасывания солей щавелевой кислоты. Важную роль в развитии оксалатных мочевых камней играет нарушение выделения почками защитных коллоидов, содержащих щавелевую кислоту в растворимом состоянии. К дефициту защитных коллоидов приводит недостаточное поступление с пищей витаминов А, В, D и особенно витамина В6 и магния (исследования причин возникновения МКБ подтверждают многократно, что Ox в моче выявляются преимущественно у жителей областей с природным дефицитом витамина В6 и нехваткой магния в питьевой воде и продуктах). Витамин В6 способствует переходу гликокола в серин, что предотвращает образование альдегида, из которого в организме человека путем оксидации образуется щавелевая кислота (Ox). В химической реакции, ведущей к образованию кристаллов, принимают участие только ионизированные формы камнеобразующих веществ. Так, количество ионизированного кальция в моче составляет 40 – 50 %. В нормальных условиях ион магния связывает 30 – 40 % оксалатов в моче, конкурируя таким образом с кальцием. В связи с химическим антагонизмом кальция и магния дополнительное употребление магния уменьшает образование оксалата кальция. Экспериментальные, эпидемиологические и клинические данные свидетельствуют, что недостаток магния в пище может способствовать образованию оксалатов, а обогащение диеты магнием способствует экскреции оксалатов. Повышение продукции Ox в организме вызывает также чрезмерное употребление аскорбиновой кислоты, которая метаболизируется в организме в щавелевую кислоту. Рассмотрим более подробно этиологию, патогенез гипероксалурии и оксалатного нефролитиаза.

Гипероксалурия. Прежде чем переходит к рассмотрению причин оксалатного нефролитиаза отметим, что согласно современным представлениям, важнейшим звеном патогенеза оксалатного нефролитиаза является образование в интерстициальном пространстве между базальными мембранами тонкого отдела петли Генле и почечного сосочка минерал-органических отложений ( бляшек Рэндалла); их открытие в мочевое пространство вследствие повреждения или гибели нефроцитов, и формирование на них под действием движущих сил кристаллизации оксалатных камней. В условиях наличия метаболических нарушений (гиперкальциурия, гиперфосфатурия) этот факт, по-видимому, приобретает ключевое значение в развитии оксалатного нефролитиаза.

Важнейшим метаболическим нарушением, определяющим синтез оксалатных камней. Является гипероксалурия. Под гипероксалурией понимают состояние, когда за сутки у человека с мочой экскретируется более 40 мг аниона щавелевой кислоты. В этих условиях в нефроне возникает сверх-насыщение оксалатом, который вступает в реакцию с ионами кальция и образует минералы вевеллита и веделлита, в последствии откладывающихся на апатитном ядре бляшек Рэндалла. Гипероксалурия может быть первичной и вторичной. Первичная гипероксалурия (ПГ) возникает в результате мутации хотя бы одного из двух генов – AGXT (ПГ 1-го типа) и GHHPR (ПГ 2-го типа), что приводит к чрезмерной продукции Ох в печени и соответственно – к увеличению его экскреции с мочой. Установлено, что ген AGXT кодирует образование фермента аланин-глиоксилат-амино-трансферазы в пероксисомах клеток печени, функция которого – преобразование глиоксалевой кислоты в глицин. Мутация этого гена приводит к дефициту фермента, и, как следствие, в органеллах и цитоплазме гепатоцитов накапливается глиоксилат, из которого, как известно, в дальнейшем синтезируется оксалат-ион. В свою очередь, мутация гена GHHPR обуславливает рецессию синтеза двух ферментов: глиоксилат-редуктазы и гидрокси-пируват-редуктазы, которые необходимы для метаболизма глиоксалевой кислоты до гликолата и пирувата соответственно. В результате – накопление глиоксилата и последующее увеличение синтеза щавелевой кислоты (оксалата). Образовавшийся таким образом избыток ионов СхО4(2-) выводится через почки, что и приводит к развитию мощной гипероксалурии – вплоть до 100 – 200 мг/день. Первичная гипероксалурия (ПГ) является тяжелым метаболическим нарушением. У людей с ПГ уже в раннем возрасте наблюдается выраженный нефрокальциноз, а конечным этапом чаще всего становится почечная недостаточность. В этих условиях н фоне другой, зачастую более сложной патологии, значимость нефролитиаза как бы теряется, в связи с чем больший вес в патогенезе оксалатного нефролитиаза придается вторичной гипероксалурии.

Вторичная гипероксалурия может быть обусловлена целым рядом факторов. Во-первых – это избыточное потребление пищевых продуктов, содержащих большое количество щавелевой кислоты: зеленые овощи, цитрусовые, виноград, слива, шпинат, ревень, шоколад, чай, кофе, какао, газированные напитки. Во-вторых, причиной повышенной экскреции Ox может стать чрезмерное потребление витамина С, поскольку давно известно, что 30% эндогенного Ox синтезируется именно из аскорбиновой кислоты. В-третьих, гипероксалурия может развиваться вследствие снижения активности кишечной микрофлоры Oxalobacter formigens. Эти бактерии расщепляют примерно 50% экзогенного Ох, и несложно подсчитать, что их частичный или полный недостаток может обусловить двукратный рост всасывания алиментарной щавелевой кислоты. Добавим, что на современном этапе роли этих бактерий в патогенезе МКБ придается довольно большое значение. Более того, некоторыми авторами предлагается использовать культуру данных микроорганизмов в комплексном лечении оксалатного нефролитиаза. В-четвертых, рассматривая механизмы вторичной гипероксалурии, нельзя не отметить важную роль клеточных транспортеров, определяющих перенос оксалат-ионов через мембраны. К таковым относится обменник SLC2A6 Cl-/Ox2-. Этот транспортер находится на апикальной мембране клеток проксимальных канальцев. Его главная задача – реабсорбировать ионы хлора строго в обмен на анионы щавелевой кислоты. В результате нарушений нормальной работы SLC2A6 Cl-/Ox2- (вследствие мутаций или функциональных изменений, например, повышения концентрации хлора в моче) увеличивается экскреция оксалат-ионов в просвет канальцев почек, что влечет за собой развитие гипероксалурии. Другим важным транспортером является обменник SLC4A, находящийся а мембране эритроцитов, котрый в литературе чаще встречается под названием band3. Функционирует он сходным образом, т.е. переносит ионы хлора в обмен на оксалат-ион, а значит, тоже может принимать участие в развитии гипероксалурии, что было подтверждено рядом экспериментов. Установлено, что нарушение нормального функционирования band3-транспортера в высокой степени коррелируется с вероятностью развития гипероксалурии и нефролитиаза. В-пятых, причиной вторичной гипероксалурии может явиться дефицит витамина В6, поскольку он выступает в качестве кофермента аланин-глиоксилат-амино-трнсферазы, метаболизирующего глиоксилат до глицина. В условиях нехватки пиридоксина (витамина В6) активность фермента снижается и, как следствие, накапливается глиоксалевая кислота, превращающаяся затем в Ох.

Таким образом, гипероксалурия в сочетании с гиперкальциурией является мощной движущей силой оксалатного литогенеза (камнеобразования), поскольку её результатом становится пересыщение нефрона слаборастворимыми солями CaOx. Однако этим роль гиперокслурии в патогенезе нефролитиаза не ограничивается. Согласно современным преставлениям, не менее важным является токсическое действие оксалата на клетки уротелия. Каскад событий, развивающихся внутри клеток после воздействия на них оксалат-ионов, можно представить следующим образом. Инициирующим моментом, по-видимому, следует считать активацию цитозольной фосфолипазы А2, что приводит к накоплению в клетке трех сигнальных молекул: арахидоновой кислоты, лизофосфатидилхолина и церамида. Параллельно наблюдается увеличение продукции в цитоплазме активных форм кислорода, главным образом – Н2О2. Правда, пока не совсем ясно, насколько тесно связаны эти процессы причинно-следственными взаимоотношениями (если вообще связаны !). Как бы то ни было, накапливающиеся метаболиты провоцируют снижение заряда и увеличение проницаемости мембран митохондрий, вызывая тем самым дисфункцию этих органелл. В результате гомеостаз клетки нарушается, и возникает мощный клеточный ответ: возрастает активность циклооксигеназы 2 (ЦОГ2), что влечет за собой увеличение синтеза простагландинов (главным образом ПГЕ2); активируется цитохром С; наблюдается деградация IkappaBalpha – эндогенного ингиитора NK-kappaB фактора транскрипции; активируется перекисное повреждение мембранных липидов и ядерного аппарата. Кроме того, показано, что Ох может вызывать активацию p 38 MAPK/JNK сигнального пути. Результатом описанных процессов становятся активация апоптоза и некроз клеточного эпителия.

Для полноты картины различных метаболических нарушений в генезе оксалатных камней отметим, что в последние годы стали появляться сведения, указывающие на связь между риском развития нефролитиаза и нарушениями углеводного обмена.

В последние годы появляется всё больше сведений о нанобактериях как об одном из этиологических факторов оксалатного нефролитиаза. Первые данные о наночастицах, обладающих свойствами пробактерий и присутствующих в крови млекопитающих, появились в 1997 году. Они представляют собой мельчайшие частицы (80 – 200 нм), напоминающие по форме снежинки, обладающие уникальным свойством учасвовать в процессе биоминерализации. При этом они играют роль своеобразных центров, инициирующих преципитацию апатита в самых разных тканях, что обуславливает развитие множества заболеваний, связанных с эктопической кальцификацией: от атеросклероза до образования желчных камней, от простатита и камней предсттельной железы до болезни Альцгеймера, от рака яичников до заболеваний периоднта, от камней мочевого пузыря до МКБ и поликистоза почек. Недавно проведенные эксперименты показали наличие прямой корреляции между присутствием бляшек Рэндалла и наличием описываемых наночастиц в почках пациентов с оксалатным нефролитиазом. Это позволяет некоторым авторам высказывать предположение о том, что нанобактерии являются первопричиной образования бляшек Рэндалла и дальнейшего развития МКБ.

Диагностика Ох в моче. Основной метод диагностики, дающий возможность выявить оксалаты в моче – обычный общий анализ мочи. Этого вполне хватает для постановки правильного диагноза. Также диагностировать камни в мочевыводящих путях возможно при помощи инструментальных исследований: рентгенологическое исследование почек, урография и ультразвуковое исследование (УЗИ) почек.

Лечение оксалатных камней. Если диагностика показала наличие оксалатов в моче, дальнейшее лечение происходит согласно строгому плану. При выявлении крупных оксалатов в почках уролог назначает пациенту операцию. Удаление камней из почек выполняется различными методами, оперативными, с литотрипсией почек и т.д., какой вариант предпочесть – подскажет врач-уролог, исходя из картины болезни, самочувствия и возможностей организма больного.

Диета. Диетотерапия оксалатного уролитиаза направлена на значительное ограничение или полное исключение из рациона продуктов с высоким содержанием щавелевой кислоты, уменьшение всасывания оксалатов в кишечнике, снижение синтеза оксалатов в организме, нормализацию обмена оксалатов, содействие активному выведению оксалатов с мочой без осаждения солей щавелевой кислоты, преодоление дефицита магния и витамина В6. Ограничительная оксалатная диета (с запрещением субпродуктов – печени, почек, соленой рыбы, бульона, холодца; кофе , чая, какао, шоколада, колы, орехов, шпината, щавеля, сельдерея, ревеня, бобов и фасоли, горчицы, перца, свеклы, киви, абрикосов, консервированных помидоров и томатной пасты, продуктов из сои, салата) позволяет снизить экскрецию щавелевой кислоты до 40 %. Необходимо выделить 4 группы продуктов питания по количеству щавелевой кислоты:

1. большое (> 1 г/кг) количество содержится в какао-бобах, шоколаде, сельдерее, шпинате, щавеле, петрушке, ревене;
2. умеренное (0,3 – 1,0 г/кг) – в моркови, свекле, цикории, зеленой фасоли, луке, помидорах, чае;
3. небольшое (0,05 – 0,3 г/кг) количество – в свежей капусте, абрикосах, бананах, смородине, брюссельской капусте, картофеле;
4. наименьшее количество щавелевой кислоты содержат баклажаны, огурцы, тыква, грибы, цветная капуста, листья салата, горох.

Вместе с тем необходимо отметить, что содержание щавелевой кислоты в растительных продуктах зависит от типа почвы, на которой выращиваются овощи и фрукты, а также от технологий выращивания.

Для уменьшения всасывания оксалатов при кишечной патологии рекомендуется ограничить употребление жиров, обеспечить рацион продуктами с достаточным содержанием кальция и магния: сухофрукты, хлеб из муки грубого помола, пшеничные отруби. Некоторые пациенты считают, что если много кальция выделяется с мочой, то следует просто сильно ограничить прием продуктов, богатых кальцием. Однако это не так. Исследования показывают, что значительное ограничение кальция приводит к усилению камнеобразования за счет повышения выведения оксалатов, которые в норме связываются кальцием в кишечнике (кальций связывает оксалат в кишечнике и препятствует его всасыванию, поэтому употребляйте достаточное количество кальция). Кроме того, кальций является основным элементом костной ткани. Для поддержания необходимого баланса кальция употребляйте не менее 800 – 1200 мг в сутки. При оксалатурии нет острой необходимости в соблюдении преимущественно молочно-растительной («щелочной») или мясо-рыбно-зерновой («кислой») диеты. Но вместе с тем необходимо учитывать, что показатели рН мочи 5,5 – 6,5 (щелочная) являются наиболее оптимальными для осаждения солей щавелевой кислоты.

Терапевтическое лечение оксалатных камней. Врач-уролог назначает больному цитрат натрия и цитрат калия, благодаря чему уменьшится образование комплексов трудно-растворимых солей кальция, снизится концентрация его ионов и образуются комплексы с цитратом. Для последующего лечения мочекаменной болезни целесообразно посещение санаторно-курортных комплексов РФ и СНГ, таких как Трускавец, Пятигорск, Железноводск, Ессентуки, Кисловодск, Арзни, Джермук.