Мочекаменная болезнь была одним из самых ранних открытий человека, сделанных еще в 4800 году до нашей эры, 6800 лет назад в Эль-Амре, Египет. В гробницах были найдены мочевые камни. Первая операция по удалению промежности была проведена в Сусруа в 1200 году до н.э., 3200 лет назад. В четвертом веке до нашей эры клятва Гиппократа гласила: «Я не буду оперировать каменных больных, а уступлю место искусным ремесленникам». В XVIII веке в Англии было удалено 53 камня из мочевого пузыря, а более 2 000 лет назад Гиппократ отметил возникновение абсцессов из-за камней в почках, а также описал подагру. Две тысячи лет назад в древних медицинских текстах Китая также были зафиксированы «каменная гонорея» и «песчаная гонорея». Образование мочевых камней происходит в основном из-за дисбаланса между противоположными силами пересыщения мочи и ингибиторами кристаллизации. В целом, образование мочевых камней — это процесс, при котором жидкий материал в моче превращается в твердый. Этот процесс требует определенного количества энергии, и перенасыщение мочи, вызванное высоким уровнем литогенного материала в моче, является источником энергии, способствующей образованию камней. Перенасыщение мочи само по себе не может объяснить образование мочевых камней. Многие образцы мочи остаются кристаллизоваться, но не образуют мочевых камней, а те, которые образуют мочевые камни, часто выделяют более крупные, чем здоровые, кристаллы и имеют кристаллические агрегаты. В норме в моче присутствуют ингибиторы образования, роста и агрегации кристаллов, и наиболее важными ингибиторами кристаллизации в моче, выявленными на сегодняшний день, являются цитрат, магний, пирофосфат, белок TH, нефритин (nep хрокальцин, мочевой соединительный белок и глюкозаминогликан, Однако эти ингибиторы кристаллизации предназначены в основном для наиболее распространенных клинических камней из оксалата кальция и фосфата кальция, в то время как для редких камней из мочевой кислоты и цистина уровень перенасыщения мочевой кислоты и цистина зависит в основном от рН мочи и пока не определен. Ингибиторы кристаллизации не выявлены. У нормальных людей противоречивые силы пересыщения мочи и ингибиторов кристаллизации мочи поддерживают динамический баланс в моче, не вызывая образования камней. Благодаря этим двум противоположным силам, а также участию факторов, способствующих кристаллизации, и матрицы, формирование камня происходит по следующим этапам: зарождение → рост кристаллизации → агрегация кристаллизации → удержание кристаллизации → формирование камня. Причины мочекаменной болезни сложны, поскольку разные камни могут быть вызваны одной и той же причиной, а камни одинаковой природы могут быть вызваны разными причинами, а часто двумя или более причинными факторами. За исключением инфекционных мочевых камней, большинство мочевых камней состоит из продуктов метаболизма организма. Поэтому различные компоненты мочевых камней могут отражать нарушения метаболизма соответствующих компонентов в организме. Обычные камнеобразующие компоненты мочи включают кальций, оксалат, мочевую кислоту, фосфат и цистин. Любое нарушение в физиологической системе, вызывающее высокую степень перенасыщения этих камнеобразующих компонентов в моче или снижение содержания ингибитора кристаллизации в моче, может инициировать образование камней и способствовать их росту. Обычные литогенные компоненты мочи включают кальций, оксалат, мочевую кислоту, фосфат и цистин. Любое нарушение физиологической системы, вызывающее высокую степень перенасыщения этих литогенных компонентов в моче или снижение ингибирующего кристаллизацию фактора в моче, потенциально может инициировать образование камней и способствовать их росту. Причины мочекаменной болезни сложны, и состав камней может отражать причину их образования. 1. камни из оксалата кальция Камни из оксалата кальция составляют большинство мочевых камней в клинической практике. Камни из оксалата кальция могут быть полигенным генетическим заболеванием. Существует несколько причин образования камней из оксалата кальция. 1.1. Гиперкальциурия Паркс и др. считают, что гиперкальциурия определяется как диетическое потребление 400 мг кальция и 100 мэкв натрия в день и, после 1 недели, выделение кальция с мочой >200 мг/день или >4 мг/( Lerolle et al. пришли к выводу, что у 40% пациентов с камнями была врожденная семейная гиперкальциурия. В 1974 году Пак и его коллеги выделили три основных типа гиперкальциурии: 1) абсорбционная гиперкальциурия, обусловленная чрезмерным всасыванием кальция в кишечнике; 2) почечная гиперкальциурия, обусловленная снижением реабсорбции кальция почками; 3) реабсорбционная гиперкальциурия, обусловленная повышенной мобилизацией кальция костями. 3. реабсорбционная гиперкальциурия, обусловленная повышенной мобилизацией кальция костями. Абсорбционная гиперкальциурия: Основной причиной этого заболевания является избыточное всасывание кальция из кишечника, что увеличивает почечную фильтрационную нагрузку кальция; в то же время повышение уровня кальция в крови тормозит секрецию ПТГ, что уменьшает реабсорбцию кальция из почечных канальцев, что вместе приводит к увеличению экскреции кальция с мочой. Высокий уровень кальция в моче противодействует чрезмерному всасыванию кальция в кишечнике, тем самым поддерживая гомеостаз кальция в крови. Считается, что избыточное поглощение кальция в кишечнике связано с повышенным синтезом 1,25-дигидроксивитамина D и низким содержанием фосфора в крови. Существует три типа абсорбционной гиперкальциурии: тип I — самый тяжелый, с постоянной гиперкальциурией независимо от приема кальция; тип II приводит к увеличению кальция в моче только при высоком потреблении кальция и снижению в обратном направлении; тип III обусловлен низким почечным фосфорным порогом, что приводит к почечной утечке фосфора и легкой гипофосфорной болезни, которая приводит к синтезу 1,25 дигидроксивитамина D, что приводит к увеличению кишечного поглощения кальция и декальцификации костей, и в конечном итоге к увеличению кальция в моче. Тип III также известен как гиперкальциурия с потерей фосфора. Menon & Koul предполагают, что кишечное поглощение магния в норме, но оксалат повышен у пациентов с абсорбционной гиперкальциурией. Нефрогенная гиперкальциурия: физиологическим нарушением при этом состоянии является первичная почечная утечка кальция, т.е. повышенное выделение кальция с мочой из-за нарушения реабсорбции кальция в почечных канальцах. Чрезмерная почечная потеря кальция приводит к снижению уровня кальция в крови, что, в свою очередь, стимулирует вторичное увеличение экскреции ПТГ, который, в свою очередь, увеличивает синтез 1,25 дигидроксивитамина D, что приводит к увеличению кишечной абсорбции и, в конечном итоге, поддерживает гомеостаз кальция в крови. Треть пациентов с нефрогенной гиперкальциурией имеют в анамнезе инфекцию мочевыводящих путей, но это нельзя объяснить почечной инфекцией; Barilla et al. предположили, что аномальная функция канальцев вызывает нефрогенную гиперкальциурию, а Muldowney предположил, что нефрогенная гиперкальциурия обусловлена чрезмерным потреблением натрия; Buck показал, что простагландины увеличивают скорость гломерулярной фильтрации и почечную секрецию кальция. Резорбционная гиперкальциурия: в основном обусловлена гиперпаратиреозом, который вызван повышенной резорбцией костной ткани и декальцинацией костей вследствие чрезмерной секреции ПТГ паращитовидными железами, а также стимуляции почек ПТГ. ПТГ также стимулирует почки к усилению синтеза 1,25 дигидроксивитамина D, что приводит к увеличению всасывания кальция в кишечнике, что в совокупности нарушает баланс кальция в крови, приводя к повышению уровня кальция в крови. Хотя ПТГ также усиливает почечную канальцевую реабсорбцию кальция, он не в состоянии преодолеть почечную потерю кальция, и конечным результатом является гиперкальциурия. 1.2, Гипероксалурия Гипероксалурия определяется как экскреция оксалатов с мочой >45 мг/день. Примерно 80% щавелевой кислоты синтезируется в печени и является конечным продуктом метаболизма витамина С, остальная часть поступает из пищевых источников. В моче щавелевая кислота в 10 раз эффективнее кальция увеличивает насыщение мочи оксалатом кальция. Поэтому повышенная экскреция щавелевой кислоты с мочой является более опасным литогенным фактором. Существует три основных типа гипероксалурии: 1) первичная гипероксалурия, обусловленная чрезмерной выработкой эндогенной щавелевой кислоты; 2) энтеральная гипероксалурия, обусловленная чрезмерным поглощением экзогенной щавелевой кислоты; 3) идиопатическая гипероксалурия, также известная как легкая метаболическая гипероксалурия неизвестного происхождения, которую Baggio et al. Причина неизвестна. Первичная гипероксалурия: это аутосомно-рецессивное заболевание, которое встречается очень редко и делится на два типа. Тип I обусловлен дефицитом аланин-глиоксилат-аминотрансферазы в митохондриях, что препятствует превращению глиоксилата в глицин, приводя к окислению глиоксилата до оксалата в качестве конечного продукта метаболизма. Патогенез II типа обусловлен дефектом дегидроксипируватдегидрогеназы, которая не может преобразовать гидроксипируват в дегидроглицеролат, что приводит к образованию щавелевой кислоты и левоглицеролата, которые в большом количестве выводятся с мочой, образуя гипероксалурию с левоглицеролатом. Энтерогенная гипероксалурия: распространенной причиной гипероксалурии являются заболевания кишечника, включая различные воспалительные заболевания кишечника и синдром короткой кишки. Энтерогенная гипероксалурия обычно характеризуется умеренным повышением экскреции щавелевой кислоты с мочой примерно на 60 мг/сут. Механизм возникновения связан с нарушением всасывания жиров в кишечнике. Желчные кислоты, образующиеся в процессе пищеварения, в основном реабсорбируются в проксимальном отделе желудочно-кишечного тракта, и когда эта функция нарушается, происходит омыление, при котором желчные кислоты связываются с двухвалентными катионами, такими как кальций и магний, так что растворимый кальций больше не связывается со щавелевой кислотой в кишечнике. Всасывание этой свободной щавелевой кислоты приводит к повышенному выделению щавелевой кислоты с мочой. Кроме того, несорбированные желчные соли и липиды в кишечнике повышают проницаемость слизистой оболочки толстой кишки для щавелевой кислоты, что еще больше увеличивает концентрацию щавелевой кислоты в моче. Пинто считает, что высокое потребление белка и чрезмерное выделение щавелевой кислоты почками может привести к гипероксалурии. 1.3. Гипероксалурия определяется как выделение с мочой мочевой кислоты >600 мг/день. Клинически около 15% камней из оксалата кальция вызваны гипероксалурией. Deganello & Chou предполагают, что гиперурикемия может вызывать образование камней из оксалата кальция (называемых гиперурикемическими почечными камнями из оксалата кальция HUCN). Процесс образования HUCN в значительной степени выяснен, поскольку урат натрия вызывает образование камней оксалата кальция через ориентированный эпителиальный механизм. При pH мочи >5,5 перенасыщенная мочевая кислота диссоциирует в моче, содержащей натрий, с образованием урата натрия, который затем выпадает в осадок в виде кристаллов и непосредственно вызывает образование кристаллов оксалата кальция путем гетерогенного зарождения. Робертсон предполагает, что избыток урата натрия в моче может также связываться с некоторыми ингибиторами кристаллизации оксалата кальция в моче, тем самым косвенно способствуя образованию кристаллов оксалата кальция. Частота гипоцитратурии при кальцийсодержащих камнях, по данным Menon & Mahle, составляет от 19% до 63%, при этом Dallas определил гипоцитратурию как цитрат в моче < 220 мг/день. Почечная ткань богата ферментной системой для метаболизма цитрата и поэтому является важным местом для синтеза и распада цитрата. В нормальных условиях примерно 75% цитрата, поступающего в первичную мочу, реабсорбируется почечными канальцами, а остальные 25% выводятся с конечной мочой. На этот процесс влияет кислотно-щелочной баланс организма. При умеренной кислотности усиливается канальцевая реабсорбция цитрата и снижается его выведение с мочой, тогда как при умеренной щелочности происходит обратное. Цитрат оказывает ингибирующее действие на кристаллы оксалата кальция в моче. Ингибирующий эффект связан со следующими факторами: 1. Лимонная кислота является ингибитором кристаллизации, который непосредственно подавляет зарождение, рост и агрегацию кристаллов оксалата кальция, и хотя ее ингибирующая активность ниже, чем у других ингибирующих факторов в молярной концентрации, она является важным ингибирующим фактором из-за более высокой концентрации в моче, чем другие ингибирующие факторы. 2. Это косвенно препятствует образованию кристаллов оксалата кальция, снижая насыщенность оксалата кальцием. В клинической практике только 10% камней вызваны только низким содержанием цитрата в моче, остальные камни в моче с низким содержанием цитрата часто сочетаются с другими метаболическими нарушениями, например, моча с высоким содержанием кальция может сочетаться с мочой с низким содержанием цитрата, это происходит потому, что при повышении концентрации кальция в моче слишком большое количество кальция соединяется с цитратом, который расходует цитрат. Конвей считает, что гиперцитратурия является результатом бактериальной инфекции. 1.5, гипомагнезурия Низкий уровень магния в моче означает выделение магния с мочой <50 мг/день. Около 3% пациентов с кальциевыми камнями страдают от гипомагнезурии, и Премингер отмечает, что большинство из них также сочетаются с гипоцитратурией. Магний является ингибитором кристаллизации оксалата кальция и фосфата кальция, непосредственно препятствуя зарождению, росту и агрегации кристаллов; магний является двухвалентным катионом, который связывает щавелевую кислоту в кишечнике, уменьшая всасывание свободной щавелевой кислоты; магний также является комплексообразователем, образующим растворимые комплексы с мочевой щавелевой кислотой, конкурентно снижая насыщение мочи оксалатом кальция. Причины мочевой магния, чтобы уменьшить фактор примерно две категории: 1, желудочно-кишечного потери избытка, см. в тонком кишечнике большой резекции и хронической диареи вызвано снижение поглощения магния, жирная диарея может быть связано с магнием и кишечного жира формирования "магниевого мыла" влияют на его поглощение; 2, снижение потребления, см. в голод и длительное голодание и только вход не содержит магния жидкости, и т.д.. 2, камни мочевой кислоты Камни мочевой кислоты составляют около 5-10% от общего числа камней. по данным uhlman, 75-80% камней чисто мочевой кислоты, остальные содержат щавелевую кислоту. Образование камней мочевой кислоты зависит от трех факторов: 1) выделение мочевой кислоты с мочой; 2) рН мочи; и 3) объем мочи. В отличие от кальциевых камней, ингибиторов кристаллизации мочевой кислоты не выявлено. 2.1. Гиперацидурия Сигмиллер предполагает, что пациенты с древней подагрой или камнями мочевой кислоты имеют два метаболических дефекта: избыточное производство мочевой кислоты и нарушение выделения мочевой кислоты почками. Конечные продукты катаболизма мочевой кислоты выводятся в основном почками. Клинически выделение мочевой кислоты с мочой >600 мг в день считается гиперурикемией. Распространенной причиной избыточной эндогенной выработки мочевой кислоты является подагра, которая примерно в 11% случаев сопровождается образованием камней мочевой кислоты, затем следует дефицит глюкозо-6-фосфатазы, который проявляется симптомами подагры и камнями мочевой кислоты в раннем возрасте. Повышенное выделение мочевой кислоты вследствие усиленного эндогенного распада нуклеиновых кислот наблюдается при лимфопролиферативных заболеваниях, таких как лимфома и лейкемия, когда в организме происходит значительное увеличение количества пуринов из-за высокого метаболизма нуклеиновых кислот, что приводит к гиперурикемии. Кроме того, химиотерапия и радиотерапия опухолей также могут приводить к образованию большого количества пуринов из-за некроза и распада тканей, что приводит к гиперурикурии. 2.2. Низкий уровень pH мочи Низкий уровень pH мочи — еще один фактор образования камней мочевой кислоты. Растворимость мочевой кислоты зависит от pH, при pH мочи 6,0 растворимость мочевой кислоты составляет около 500 мг/л, тогда как при pH мочи 5,0 растворимость мочевой кислоты составляет около 500 мг/л. Когда pH мочи >6,5, мочевая кислота находится в основном в форме ионных уратов. Millman и др. обнаружили значения pH мочи 5,5 ± 0,4 для камней мочевой кислоты и 6 ± 0,4 для камней оксалата кальция. Хронический рН ниже 5,5 является важным фактором в диагностике камней мочевой кислоты. Хроническое стойкое закисление может быть фактором риска образования камней мочевой кислоты у пациентов с подагрой, а механизм стойкого закисления мочи может быть связан со снижением выделения аммиака почками. Кроме того, различные заболевания желудочно-кишечного тракта также могут вызывать образование камней мочевой кислоты, чаще всего хронический энтерит и резекция кишечника, которые вызывают большую потерю бикарбоната, что приводит к снижению pH мочи, тем самым провоцируя образование камней мочевой кислоты, но при нормальной секреции мочевой кислоты. 2.3. Низкое выделение мочи На камни мочевой кислоты больше всего из всех камней влияют температура и потребление воды. В условиях высокой температуры, а также у физически активных людей часто наблюдается большая потеря жидкости в организме и даже обезвоживание, что снижает выделение мочи и концентрирует ее, приводя к перенасыщению мочевой кислоты в моче. Коу и Паркс обнаружили, что некоторые профессии, такие как водители, хирурги и банкиры, предрасположены к образованию камней из мочевой кислоты. 3, камень гуано (камни фосфата аммония магния) Камни фосфата аммония магния в основном состоят из гексагидрата фосфата аммония магния и апатита карбоната. Nemoy & Stamey считают, что для образования кристаллов камня гуано необходимо значение pH мочи 7,2 или более и наличие аммиака в моче. Аммоний-магний-фосфатные камни вызываются продуцирующими уреазу бактериями в мочевых путях, большинство из которых — Bacteroides amoebicans, затем Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus и т.д. Производимая ими уреаза катализирует распад мочевины на аммиак и углекислый газ, которые затем соединяются с водой, образуя гидроксид аммония. Гидроксид аммония значительно повышает pH мочи. Когда pH мочи достигает 7,2, ионный аммоний соединяется с магнием и фосфатом в моче, образуя фосфат магния-аммония. При разложении мочевины также образуется большое количество углекислого газа, который далее гидратируется в угольную кислоту, а затем диссоциируется в карбонат. Также в щелочных растворах кальций и фосфат соединяются с образованием апатита, который затем соединяется с карбонатом, образуя карбонат-апатит. Парсонс отмечает, что эти кристаллы должны прилипать к мочевому эпителию, прежде чем они смогут продолжать расти в камни, и что аммиак от бактериального разложения имеет сродство к заряду сульфата мукополисахарида, который защищает мочевой эпителий, что изменяет гидрофильность сульфата мукополисахарида, что приводит к адсорбции ионов аммония на сульфате сульфата мукополисахарида, что в свою очередь приводит к Затем ионы аммония присоединяются к сульфату сульфата мукополисахарида, что в свою очередь приводит к прилипанию кристаллов фосфата магния-аммония к эпителию мочи. Быстрое образование и рост камней зависит от механизма адгезии литогенных кристаллов и перенасыщения связанными с ними ионами. Клинически эти камни быстро растут и легко формируются внутрипочечной собирательной системой, и часто могут превращаться в большие камни в форме рога. Comarr et al. предполагают, что факторами предрасположенности являются обструкция мочевыводящих путей, нейрогенный мочевой пузырь и длительная катетеризация. Kristensen обнаружил снижение скорости гломерулярной фильтрации и увеличение выделения кальция с мочой у пациентов с камнями мочевой кислоты. 4. кальций-фосфатные камни По данным Чифтчиоглу, кальций-фосфатные камни составляют около 10% всех камней. Фосфатные камни кальция обычно смешиваются с оксалатными камнями кальция. Поскольку взаимосвязь между оксалатом и фосфатом кальция в процессе камнеобразования еще не полностью выяснена, в настоящее время в клинической практике оксалатные и фосфатные камни кальция часто называют кальциевыми камнями, а этиологию смешанных камней из этих двух компонентов в основном объединяют. Частота возникновения камней из чистого фосфата кальция не так высока, и причиной их возникновения в основном является канальцевый ацидоз. Тубулярный ацидоз — это форма метаболического ацидоза, вызванного дисфункциональным закислением почечных канальцев. Существует четыре типа тубулярного ацидоза. Из них только дистальный тип (тип I) канальцевого ацидоза и проксимальный тип (тип II) канальцевого ацидоза вызывают образование мочевых камней. Механизм камнеобразования при этом состоянии обусловлен ослабленным закислением почек, что повышает pH мочи и делает более вероятным осаждение фосфата кальция и выпадение кристаллов в щелочной среде. 4.1. Дистальный тип (тип I) тубулярного ацидоза Первичные случаи обычно обусловлены врожденными дефектами почечных канальцев и наследуются по аутосомно-доминантному типу; вторичные случаи наблюдаются при многих заболеваниях, большинство из которых являются вторичными по отношению к пиелонефриту и губчатой почке. Патогенез может быть обусловлен неспособностью канальцевого водородного насоса выделять водород и устанавливать и поддерживать большой градиент ионов водорода между люминальной и перитубулярной жидкостями. pH мочи имеет тенденцию к щелочности из-за нарушения подкисления мочи. Этот метаболический фактор также является важной причиной образования камней, поскольку системный метаболический ацидоз усиливает перенос лимонной кислоты в митохондриях, что приводит к снижению содержания цитрата в моче. Около 70% пациентов имеют камни в почках в качестве осложнения. Клинические признаки: низкий уровень калия в крови, высокий уровень хлоридов в крови, нормальный анионный промежуток, несмотря на метаболический ацидоз и постоянный рН мочи выше 6. Типичные рентгенографические признаки: множественные камни в чашечках почек, иногда кальцифицированные почечные сосочки и даже медуллярные камни, иногда кортикальные камни и почечные кальцификаты. 4.2. Проксимальный (тип II) тубулярный ацидоз Это состояние вызвано чрезмерной потерей HCO-3 вследствие нарушения реабсорбции HCO-3 почечными канальцами. Помимо гиперхлоремического метаболического ацидоза и гипокалиемии, наиболее важной особенностью этого состояния является большое количество HCO-3, выделяемого с мочой из-за нарушения реабсорбции. Большое количество HCO-3 в моче приводит к избыточному выделению мочевого цитрата, поэтому считается, что проксимальный (тип II) тубулярный ацидоз реже вызывает камни в почках и почечную кальцификацию. 5. Цистинурия — единственная причина цистиновых камней, которые являются редким хромосомным рецессивным заболеванием. Мочевые камни являются наиболее важным клиническим проявлением цистинурии. При цистинурии наблюдается дефект всасывания и транспорта четырех дигидроксиаминокислот, включая цистин, базовой мембраной проксимальных канальцев почек и эпителиальными клетками слизистой оболочки кишечника, что приводит к повышенной экскреции этих дигидроксиаминокислот с мочой. Цистин практически нерастворим в физиологическом диапазоне рН мочи, и когда он достигает состояния избытка, то осаждается в виде кристаллов и в конечном итоге образует камни. Выделение цистина с мочой у нормальных людей составляет <20 мг/день. Верхний предел растворимости цистина в моче в нормальном диапазоне pH составляет 300 ммоль. Растворимость цистина также зависит от pH мочи и почти удваивается при повышении pH мочи до 7,5. Однако растворимость цистина значительно снижается ночью из-за кислой природы мочи и уменьшенного объема мочи по сравнению с дневным временем, поэтому кристаллы цистина образуются в основном ночью. Только у 10-20% пациентов с цистинурией вырастают камни. Пик заболеваемости цистиновыми камнями приходится на возраст от 20 до 40 лет, но они могут возникать и в детском возрасте, составляя около 6-8% всех камней у детей. Хотя цистиновые камни не являются кальциевыми, они умеренно непрозрачны на пленках KUB из-за наличия атомов серы в молекуле цистина и обычно выглядят как однородное изображение "матового стекла". Некоторые цистиновые камни могут выглядеть как очень непрозрачные камни, поскольку они смешаны с оксалатом кальция. В заключение следует отметить, что образование мочевых камней в основном связано с перенасыщением мочи и, в меньшей степени, с нарушением баланса между перенасыщением мочи и другими модифицирующими факторами (ингибиторами, промоторами, рН и т.д.). В данной статье анализируется только причина мочекаменной болезни с точки зрения ее состава, однако образование мочевых камней - сложный процесс, и механизм его возникновения на сегодняшний день до конца не изучен и поэтому нуждается в дальнейшем исследовании.