Патогенез образования камней в почках

3.1. Механизм зарождения мочевых камней.

Образование
камней в мочевых путяхобусловлено
двумя видами про­цессов, определяющих
формальный и каузальный генез. Под
формаль­ным генезисомпонимают
механизмы, непосредственно вызывающие
обра­зование камней. Каузальный
генезисвключает
патологические факторы экзогенного и
эндогенного происхождения, приводящие
в действие формально-генетические
механизмы.Факторы
формального генезиса.
Каждый
мочевой камень состоит из двух компонентов:
органической стромы — матрицы, которая
составляет 2—3,2% сухого веса камня,
составлена в основ­ном из мукопротеина
и рассеяна равномерно в массе конкремен­та;
остальная часть камня, минеральная,
имеет кристал­лическую структуру и
связана интимно со стромой. Наличие в
каждом камне органической и минеральной
составной части дало повод к созданию
двух основных, отличающихся по объяснению
механизмов камнеобразо­вания, теорий.
Сторонники кристаллизационной теории,
родоначальником которой является Heller
(I860), видят в образовании камней процесс,
всецело подчиненный принципам
кристаллизации. В этом процессе матрица
не имеет существенного значения и
считается случайной составной частью,
обусловленной дополнительным оседанием.
Для наступления кристаллизации необходимо
наличие нестабильной, готовой к осаждению
мочи. Известные до сих пор факторы,
которые могут оказывать влияние в этом
отношении, многочислены и многообразны.
Они действуют в отдельности или совместно
в самых различных комбина­циях.
Некоторые из них являются постоянными,
а другие включаются время от времени
и, дав однажды толчок к образованию
камней, затем перестают существовать.

Удалось
идентифицировать некоторые составные
части мочи, поддерживаю­щие соли в
растворенном состоянии и препятствующие
их осаждению. Счи­тают, что в нормальной
моче этими веществами являются: мочевина,
креатинин, гиппуровая кислота, ксантин,
хлорид натрия, цитраты, магний.

Вопрос
о наличии в нормальной моче веществ,
которые в незначительных количествах
угнетают кристаллизацию, а в случаях
по­чечнокаменной болезни отсутствуют
или находятся в малом количестве,
является одним из старейших вопросов,
занимающих исследователей по­чечнокаменной
болезни. Разрешение его объяснило бы,
например, почему в некоторых случаях
при сильно концентрированной моче не
наблюдается осаждения или, с другой
стороны, почему наступает осаждение
кристаллов в моче, нормальной в отношении
всех своих компонентов.

В
химической реакции, ведущей к образованию
кристаллов, участвует только ионизированная
часть камнеобразующих веществ. Так,
количество ионизированного кальция в
моче составляет приблизительно 40—50%.
Некоторые субстанции в моче —
комплексообразователи, обладают
свойством связывать ионы хелатовой
связью в нерастворимые комплексные
соединения, лишая их, таким образом,
воз­можности вступать в дальнейшем
в химические реакции.

Метастабильное
состояние соли в насыщенном растворе
легко может быть нарушено, если в раствор
попадут кристаллы такой же соли или
соли с подобной кристаллической решеткой.
В таком случае начинается быстрая
кристаллизация перенасыщенного вещества.
Этот процесс известен под названием
нуклеации. В моче в некоторых случаях
создаются подобные условия, которые
могут дать начало камнеобразованию.
Эту роль могли бы играть мочевые
мукопротеины.

Реакция
мочи—
один из наиболее существенных факторов
образования камней. Растворимость
камнеобразующих солей в значительной
мере за­висит от реакции мочи. Изменение
рН мочи может создать благоприятные
условия для осаждения некоторых солей,
и, наоборот, для их извлечения из осадка
и даже для растворения некоторых видов
камней. Так, например, при сильно
выраженной кислой реакции мочи с рН
около 5 и ниже осаждается в основном
мочевая кислота, при рН 5,2—5,8 — ураты,
рН около 7 благоприятен для осаждения
фосфата кальция, а рН выше 7 — для
фосфорнокислой аммиак-магнезии. Более
слабая зави­симость от рН мочи
отмечается в отношении оксалата кальция,
но и в этом случае, по нашим наблюдениям,
кристаллизация осуществляется обычно
при рН ниже 6.

Повышение
концентрации камнеобразующих солейявляется
бесспорным условием, благоприятствующим
образованию камней. У значительного
числа больных почечнокаменной болезнью,
однако, не обнаруживают из­менений в
выведении этих веществ; лишь у немногих
повышение их секре­ции вызывает
образование камней. Это подтверждает,
что остальные фак­торы, поддерживающие
соли в растворенном состоянии, имеют
доминирую­щее значение в патогенезе
почечнокаменной болезни.

Факторы
каузального генеза.
В
основе каузального генеза лежит ряд
эндогенных факторов, приводящих к
органическим и функ­циональным
болезненным состояниям, благоприятствующим
формальному генезу. Многие из этих
факторов все еще неизвестны, а значение
других еще не выяснено и продолжает
оставаться дискутабельными.

Многочисленные
факторы, способствующие образованию
кам­ней почек на фоне тубулопатии,
можно разделить на экзогенные и
эндогенные, а последние — на общие
(свойственные всему орга­низму) и
местные (связанные непосредственно с
изменениями в почке). К экзогенным
патогенетическим факторам относят
климати­ческие и геохимические
условия, особенности питания и т. п. (Г.
Маждраков, 1973).

Более
широкое распространение нефролитиаза
в определенных географических зонах
подтверждает значение климатических
условий в его происхождении. Несомненную
роль играют температура и влажность
воздуха, характер почвы, состав питьевой
воды и насы­щенность ее минеральными
солями, флора и фауна. Рас­тительная
и молочная пища способствует ощелачиванию
мочи, мясная — ее окислению. Питьевая
вода, перенасыщенная известко­выми
солями, уменьшает кислотность мочи и
вызывает избыток в организме солей
кальция.

Следовательно,
в формировании эндемических очагов
уролитиаза экзогенные факторы играют
немаловажную роль, однако не­сомненное
значение в возникновении нефролитиаза
принадлежит и состоянию организма
животного — эндогенным патогенетическим
факторам.

Возникновение
конкрементов в мочевых путях
представляет собой сложный
физико-химический процесс, в основе
которого лежит нарушение равновесия
между коллоидами и кристаллоидами
мочи. Что в свою очередь приводит к
неизбежному адсорбционному накоплению
солей и выпадению их в осадок с
последующей атипичной кристаллизацией
вокруг кристаллизационного центра.
Особое место среди эндогенных факторов,
способствующих развитию нефролитиаза,
занимает гиперфункция околощитовидных
желез (гиперпаратиреоидизм), вызывающая
нарушение фосфорно-кальциевого обмена.
Известно,
что экскреция фосфатов находится под
контролем околощитовидных желез.
Паратиреоидный гормон (паратгормон)
играет двоякую роль в кальциевом обмене.
С одной стороны, он усиливает выделение
фосфора и уменьшает его реабсорбцию в
канальцах, с другой — усиливает выделение
солей кальция из костной ткани. Экскреция
фосфатов увеличивается пропорционально
повышению уровня паратгормона в крови.
Потеря фосфатов приводит к мобилизации
из костей соединений фосфора. Поскольку
последние являются одновре­менно
солями кальция, происходит освобождение
кальция и повыше­ние его концентрации
в крови и моче. Появляется фосфатурия.

Различают
первичный и вторичный гиперпаратиреоидизм.
Первичный гиперпаратиреоидизм (аденома
околощитовидных желез) характеризуется
высоким уровнем кальция в крови и моче,
фосфатурией, повышением активности
щелочной фосфатазы, полиурией, снижением
концентрационного процесса в почке.
Частота первичного гиперпаратиреоидизма
у больных нефролитиазом невы­сокая
(1—2%). Вторичный, или компенсаторный,
гиперпаратиреои­дизм является
следствием воспалительного процесса
в почках. Однако его наблюдают и при
асептическом нефролитиазе, а также при
тубулопатиях, не сопровождающихся
пиелонефритом. Эти поражения почки
вызывают нарушение реабсорбции фосфатов
и кальция в почечных канальцах, что в
свою очередь приводит к компенсаторному
усилению функции околощитовидной
железы, гормон которой обусловливает
вымывание фосфатов и кальция из костей.
Вторичный гиперпаратиреоидизм в отличие
от первичного характеризуется
гипокальциемией.

Частота
вторичного гиперпаратиреоидизма высокая
и составляет у больных нефролитиазом
около 40%, а при коралловидных камнях
почки—около 70%. Повышенное содержание
кальция в сыворотке крови возникает
также при травме кости, остеомиелите,
остеопорозе, перифериче­ском неврите,
в связи, с чем эти заболевания часто
осложняются почечнокаменной болезнью.

К
эндогенным факторам, способствующим
возникновению мочекаменной болезни,
относятся также нарушения нормальной
функции
желудочно-кишечного тракта (хронический
гастрит, колит,
язвенная
болезнь). Это объясняется влиянием
гиперацидного
гастрита
на кислотно-щелочное состояние организма,
а также
уменьшением
выведения из тонкого кишечника и
связывания в нем
кальциевых
солей. Большое значение имеет и нарушение
барьерных
функций
печени.

Наконец,
важную патогенетическую роль при
нефролитиазе играют местные эндогенные
факторы — изменение нормального
состояния почки и мочевых путей, прежде
всего факторы, приводящие к застою мочи,
нарушению секреции и реабсорбции
составных ее элементов, развитию мочевой
инфекции.

Ухудшению
уродинамики способствуют врожденные
аномалии почек (удвоение и дистопия
почки, подковообразная почка и др.),
клапаны и сужения мочеточников,
беременность и др. Приобре­тенные
заболевания, вызывающие нарушение
оттока мочи из почки (гидронефроз,
стриктуры мочеточника, нефротубекулез
и др.), нередко осложняются образованием
в ней камней.

Камнеобразованию
способствует также замедление почечного
кровотока, что обусловливает аноксию
и некроз почечного эпителия. К этому
приводят травма почки, шок, кровотечение.

Важную
роль в развитии почечнокаменной болезни
отводят воспалительному процессу в
почке. Он способствует возникновению
различных изменений функции почечной
паренхимы и состояния слизистой оболочки
чашечно-лоханочной системы, нарушению
по­верхностного натяжения межу ней
и мочой, вследствие чего развивается
явление адсорбции. В связи с этим
пиелонефрит, часто наслаивающийся на
врожденные и приобретенные тубулопатии
(энзимопатии), играет весьма важную роль
в камнеобразовании. Это подтверждается
исследованиями, в которых установлено
наличие бактерий в ядре удаленных у
человека мочевых камней. Ряд микроорганизмов
(стафилококк, протей, палочка сине-зеленого
гноя) обладает способностью расщеплять
мочевину мочи, что приводит к ее
ощелачиванию и выпадению в осадок солей
— фосфатов. Таким образом, мочевая
инфекция является, несомненно, одним
из важных местных факторов камнеобразования,
особенно велика ее роль в образовании
фосфатных камней, тогда как в образовании
уратных и оксалатных камней почек
большее значение имеют общие метаболические
нарушения в организме.

Итак,
на последних этапах патогенеза
камнеобразования в почке важное значение
имеет характер соотношения кристаллов
мине­ральных веществ и защитных
коллоидов в моче. Этот механизм объясним
в свете коллоидно-кристаллоидной теории,
согласно которой в моче содержатся
защитные коллоиды, препятствующие
кристаллизации солей. При нарушении
функции почечных канальцев в моче
появляется большое количество
полисахаридов и мукопротеидов, которые
нарушают коллоидное равновесие.
Накопление находящихся в перенасыщенном
растворе мочи кристаллоидов и выпадение
их в осадок с последующей кристаллизацией
ведут к образованию камня.

Процесс
камнеобразования (морфогенеза камня)
объясняет теория матрицы. Согласно этой
теории, при камнеобразовании первона­чально
образуется белковый остов, на котором
вторично откладыва­ются соли. Тщательные
исследования структуры почечных камней
показали, что ядром их всегда является
органическая субстанция, которая может
служить или материалом для образования
всего камня (при белковых, цистиновых
камнях), или (в большинстве случаев)
только матрицей, на которую оседают
различные соли.

Таким
образом, процесс образования камней в
почках и мочевых путях является сложным
и многоэтапным. На фоне энзимопатий
(тубулопатий); нарушений обмена веществ,
играющих роль этиоло­гических факторов,
развертывается действие разнообразных
экзо- и эндогенных, общих и местных
патогенетических факторов (Н.А. Лопаткин,
1982).

Теория
антагонистических ионов.Причину
не выпадения кристаллоидов в осадок
объясняют не присутствием в моче
мукополисахаридов, а наличием
антагонистических ионов. Так,
антагонистическими ионами по отношению
к оксалату кальция являются ионы
магния, к фосфату и карбонату кальция
— глюкороновая и аскорбиновая
кислоты.

Теория
органической матрицы.Ведущая
роль в образовании уролитов принадлежит
органической белковой основе, на
которую уже вторично осаждаются
кристаллоиды. Соответственно данной
теории, камень нельзя считать случайным
скоплением солей, формообразующая
функция в данном процессе принадлежит
матрице. Кристаллизация имеет значение
лишь для формирования и ускорения
роста конкремента.

В
моче больных уролитиазом обнаруживается
патологический мукопротеин, образующийся
в клетках канальцев из нормального
мукопротеина и играет важную роль в
процессе литогенеза, создавая прочные
соединения с кальцием, находящимся
в моче. Возникшие таким образом
комплексы формируют мицеллярные
структуры, которые подвергаются
агрегации и изменяют молекулярную и
электронную ориентацию реакционноспособных
групп, создавая таким образом прочные
недиализирующиеся соединения с
солями. Предполагают, что первичным
этапом в образовании матрицы, является
извлечение из уромукоида предшественника
матрицы, отличающегося от нее только
количеством мономеров глюцида
сиаловой кислоты при помощи сиалидазы.
В дальнейшем происходит минерализация
органической основы и формирования
камня.

В
генезе уролитиаза весьма большое
значение имеют функциональные
морфологические изменения почечных
сосочков.

Сосочек
может являться местом первичного
камнеобразования вследствие локализации
здесь патологического процесса.
Условиями возникновения конкремента
служат предварительное нарушение
кровообращения в сосочке, повреждение
его уротелия и развитие лимфостаза
в сосочковой зоне.

Вследствие
приобретения мочой в сосочковой зоне
максимальной концентрации в просвете
собирательных сосочков, вблизи их
верхушек, идет отложение известковых
солей с образованием матрицы
конкремента. По мере роста матрицы
уретральный покров сосочка отпадает
и образуется язвочка, покрывающаяся
солями в виде бляшек, получившими
название бляшек Рендалля. Бляшка,
вступая в контакт с мочой, становится
центром адсорбции для кристаллоидов
и коллоидов мочи.

Возникший
таким образом микролит, прикрепленный
к поверхности сосочка, со временем
отпадает путем обычной фрагментации,
его осколки или же непосредственно
он сам, проникая в различные участки
мочевых путей, становится вторичным
центром камнеобразования.

Большинство
микролитов свободно выделяются с
мочой из организма. Однако в случае
чрезмерного перенасыщения урины,
изменения ее pH и концентрации
происходит быстрый рост уролита путем
поочередного отложения на нем слоев
кристаллоидов и мукополисахаридов.
Последовательное формирование зон,
образованных кристаллической фазой,
и обволакивание их коллоидами приводит
к возникновению ритмичной зональности
в структуре камней (В.И. Коткова
1995). В тканях почки имеется небольшое
образование — конкреции, содержащие
в себе соли кальция. В почках
происходит постоянное перемещение
выпавших микрочастиц в лимфатическую
систему. При нормальном лимфотоке
из почки отложение в ней солей не
наступает. Если же идет перегрузка
почки солями, например, при
гиперкальциемии, и если нарушатся
лимфоток, то экстратубулярно, под
эпителиальным слоем, в сосочках
скапливаются конкреции, из которых в
дальнейшем образуются бляшки.

Следовательно,
механизм образования камней в мочевыводящих
путях предусматривает наличие в моче
следующих факторов:

*
стойкое отклонение реакции мочи в
ту или иную сторону, ведущее к
изменению ее химизма и выпадению в
осадок тех или иных камней.

*
содержание в моче некоторого количества
коллоидов или организованных белковых
субстанций (сгустки крови, фибрин,
эпителия т.п.), служащих основой для
отложения кристаллов.

*
перенасыщение мочи солями, из которых
затем растет и формируется кристалл.

*
снижение или отсутствие в моче
веществ, ингибирующих образование
кристаллов.

*
проникновение в мочевые пути
бактериальной инфекции.