Влияние рН мочи на процессы камнеобразования при уролитиазе

Влияние рН мочи на процессы камнеобразования при уролитиазе

Кислотность (pH) мочи является одним из ключевых показателей, позволяющих оценить активность процессов литогенеза при мочекаменной болезни (МКБ).

Нормальные показатели pH мочи могут варьировать в достаточно широких пределах. Это связано с тем, что pH мочи не является жесткой физиологической константой организма, как, например, pH крови. Показатель pH мочи можно отнести к так называемым мягких или пластических физиологических констант, которые могут отклоняться от стабильного уровня в относительно широких пределах без существенных изменений для функционирования организма.

Согласно современным представлениям о патогенезе МКБ, изменения pH мочи играют важную роль в процессах камнеобразования. Исследовано и описано показатели pH мочи, специфические для образования того или иного типа мочевых камней. Определены значения pH мочи, которые являются фактором риска литогенеза и, наоборот, при которых процессы камнеобразования не протекают или протекают не так интенсивно.

Хорошо известно, что кристаллизация кальция фосфата, мочевой кислоты, струвита, цистина напрямую зависит от показателей pH мочи. Известно, что риск образования мочекислых конкрементов возрастает при pH мочи 6,5. Струвитного камни образуются при pH мочи> 7,0.

При этом изменения pH мочи могут быть связаны не только с МКБ, но и с другими патологическими процессами. В том числе такими, протекающими в мочевыводящих путях (уротелиальний рак, метаболические нарушения).

Известны хронические неинфекционные заболевания, для которых характерны изменения pH мочи. Одним из самых распространенных хронических заболеваний, при котором наблюдается закисление мочи, ожирение и метаболический синдром. Доказано, что значение показателя рН мочи обратно пропорционально индекса массы тела (ИМТ) у пациентов с МКБ. Высокий ИМТ увеличивает риск развития МКБ. Известно, что у пациентов, страдающих ожирением и имеют ИМТ> 33,1 кг / м2, выше риск развития мочекислых и струвитного конкрементов.

Некоторые авторы считают, что у пациентов, страдающих метаболическим синдромом и ожирением, инсулинорезистентность может выступать в качестве патогенетической основы нарушенного кислотно-щелочного равновесия, приводит в конечном счете к ацидификации мочи. Проведенные исследования показали, что инсулинорезистентность способна приводить к нарушению экскреции иона аммония (NH4 +) что, в свою очередь, приводит к снижению pH мочи у данной группы пациентов.

Известно, что к изменениям pH мочи также могут приводить такие состояния как почечный канальцевый ацидоз (НКА), хроническая уреазопродукуюча инфекция мочевых путей.

Кроме патологических процессов, протекающих в мочевых путях, метаболического синдрома, НКА к изменению показателей pH мочи могут приводить особенности питания человека.

Обычно, частое употребление богатой животным белком пищи, злоупотребление алкоголем приводит к подкисление мочи. Высокие показатели pH мочи наблюдаются при соблюдении вегетарианской диеты, использовании щелочных добавок.

Таким образом, pH мочи, с одной стороны, является одним из значимых маркеров, сигнализирующих о наличии патологических изменений как в организме в целом, так и в мочевыделительной системе в частности. С другой стороны, pH мочи остается одним из ключевых параметров, регулирующих состояние мочевыделительной системы, определяющие тип метаболических литогенных нарушений при МКБ.

Учитывая все вышесказанное, целью данной работы стало изучение влияния pH мочи на образование мочевых камней различного химического состава и на уровень экскреции с мочой основных веществ, образующих камни.

Материалы и методы

Работа выполнена на базе НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.

В исследовании были изучены данные 708 пациентов (303 мужчины и 405 женщин) с диагнозом МКБ, проходивших как амбулаторное, так и стационарное лечение на базе института. Исследование проводилось ретроспективно.

Всем пациентам выполнялся биохимический анализ крови (кальций, натрий, магний, фосфор, хлор, мочевая кислота, мочевина, креатинин), биохимический анализ суточной мочи (определение pH утренней мочи, кальций, натрий, магний, фосфор, хлор, мочевая кислота, мочевина, креатинин), определение химического состава мочевого камня.

Биохимическое исследование крови и мочи выполнялось на анализаторе ADVIA 1200 (Bayer-Siemens) по стандартным методикам с помощью диагностических наборов реагентов фирмы Siemens (Германия).

Определение химического состава мочевого камня выполнялось методом инфракрасной спектроскопии с использованием спектрометра Nicolet iS10 (Thermo Scientific, США). В процессе работы применялась стандартная библиотека спектров мочевых камней, предоставленная производителем. Распределение смешанных мочевых камней по группам происходило следующим образом: при наличии в составе исследуемого конкремента более 50% минерального компонента идентичного заявленного в группе данные о пациенте заносились в соответствующую группу. Такой подход к классификации типов мочевых конкрементов является наиболее распространенным.

Поиск статистической зависимости между частотой заболеваемости типов мочевых камней и величиной pH мочи выполнялся с помощью критерия χ2-Хи-квадрата Пирсона с введенной формулы в Microsoft Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В зависимости от показателей pH мочи все больные были разделены на несколько групп (табл. 1):
 

1. В первой группе (pH1) показатели pH мочи составили 4,8-5,0. К этой группе включены данные 111 пациентов;
2. Вторая группа (pH2): интервал значений pH мочи составил 5,1-5,3 включены данные 71 пациента;
3. Третья группа (pH3): интервал значений pH мочи составил 5,4-5,5 включены данные 162 пациентов;
4. Четвертая группа (pH4): интервал значений pH мочи 5,6-5,9, включены данные 74 пациентов;
5. Пятая группа (pH5): интервал значений pH мочи 6,0-6,1, включены данные 129 пациентов;
6. Шестая группа (pH6): интервал значений pH мочи 6,2-6,5, включены данные 61 пациента;
7. Седьмая группа (pH7): интервал значений pH мочи 6,6-7,0, включены данные 57 пациентов;
8. Восьмая группа (pH8): интервал значений pH мочи 7,1-9,0, включены данные 38 пациентов

Таблица 1. Распределение типов мочевых камней пациентов по группам в зависимости от показателей pH мочи (в% от общего числа камней в группе)
Table 1. Urinary stones types distribution by groups depending on the urine pH (% of the total number of stones in the group)

Примечание: Преобладающий компонент мочевых камней: СаОх - кальция оксалат, Ur - мочевая кислота, Dh - Далли (карбонатапатит), OxDh - кальция оксалат / карбонатапатит, Str - струвит, AmUr - аммония урат. # - абсолютное число камней каждого типа в группах рН1-рН8; * - процентное распределение камней каждого типа в группах рН1-рН8; Note: The predominant component of urinary stones: СаОх - calcium oxalate, Ur - uric acid, Dh - dallite (carbonatapatite), OxDh - calcium oxalate / carbonatapatite, Str - struvite, AmUr - ammonium urate. # - absolute number of stones of each type in groups рН1-рН8; * - percentage distribution of stones of each type in groups рН1-рН8

Рис. 1. Частота образования основных типов мочевых камней (в% от общего количества) в зависимости от рН мочи
Fig. 1. Frequency of occurrence of the main types of urinary stones (in% of the total amount) depending on urine pH

Анализ полученных данных показал, что частота образования мочевых камней, состоящих из мочевой кислоты, снижается по мере роста показателей pH мочи с 42,3% (pH1) до 2,6% (pH8) (р = 0,0000004) (рис. 1, табл.1).

Результаты проведенного исследования во многом совпадают с данными, представленными в других подобных работах. Считается, что низкие показатели pH мочи является одним из основных факторов риска развития мочекислого уролитиаза. Известно, что при смещении показателей pH мочи в кислую сторону снижается и растворимость мочевой кислоты в моче.

Так, при pH мочи равном 5,35 для получения перенасыщенного раствора необходимо добиться концентрации мочевой кислоты в моче 200 мг / л. При pH мочи равном 6,5 для получения перенасыщенной мочи необходимо уже 1200 мг / л мочевой кислоты. Таким образом, pH мочи является одним из основных факторов, стимулирующих мочекислый литогенез.

Кроме низких показателей pH мочи (<5,6) существенным фактором риска развития мочекислого уролитиаза является высокий уровень экскреции мочевой кислоты с мочой. Анализ полученных данных показал, что уровень экскреции мочевой кислоты в интервалах pH1 - pH4 рос с 3,256 ммоль / сут до 3,814 ммоль / сут, в интервалах pH4 - pH8 снижался с 3,814 ммоль / сут до 2,826 ммоль / сут (табл.2, рис. 2). Максимальный уровень экскреции мочевой кислоты с мочой был зафиксирован в диапазоне pH мочи равном 5,6-5,9 (pH4) и составил 3,814 ммоль / сут (табл.2, рис.2).

Рис.2. Средние значения показателей экскреции (ммоль / сут) магния, фосфатов, кальция и мочевой кислоты в ранжированных интервалах значений рН мочи
Fig.2. Average values of magnesium, phosphates, calcium and uric acid excretion depending of urine pH level

Таблица 2. Распределение средних значений показателей экскреции основных литогенных веществ в зависимости от показателей pH мочи
Table 2. The main lithogenic substances excretion level depending on the urine pH

Таким образом, контроль за показателями pH мочи, поддержание pH мочи на уровне> 5,9 является одним из основных методов профилактики рецидива мочекислого уролитиаза.
Частота встречаемости кальций-оксалатных конкрементов росла в интервалах pH 5,1 (pH2) - 5,9 (pH4) и 6,1 (pH5) - 6,5 (pH6) (табл.1, рис.1). При этом в интервалах pH 5,6 (pH4) - 6,1 (pH5) и 6,5 (pH6) - 9,0 (pH8) было зафиксировано резкое снижение частоты рождения кальций-оксалатных мочевых камней (табл.1, рис. 1).

Существует мнение, что как местный, так и системный ацидоз способен стимулировать кальций-оксалатный литогенез. Ацидоз подавляет экспрессию и активность кальциевого канала TRPV5, который локализован в конце дистального канальцев. В то же время, ацидоз увеличивает экспрессию кальцийсвязывающего белка кальбиндина 28к. Таким образом, местный и системный ацидоз способен стимулировать выведение с мочой кальция и фосфора и тем самым увеличивать риск образования кальцийоксалатних мочевых камней.

Полученные в этом исследовании данные частично подтверждают результаты предыдущих работ: анализ показал, что наибольшие показатели кальциурии наблюдались при pH мочи 5,4 (pH3) - 6,1 (pH5) (табл.2, рис.2). Максимальный уровень экскреции кальция с мочой был зафиксирован при pH мочи 5,6-5,9 (pH4).

Таким образом, ацидоз стимулирует увеличение уровня экскреции кальция с мочой. Однако в то же время, следует отметить, что высокий уровень кальциурии (6,184 ммоль / сут) был зафиксирован при умеренном смещении pH мочи в кислую сторону (5,4-6,1), в то время как при резко кислой моче (pH мочи <5,0), показатели экскреции кальция находились на низких значениях - 4,365 ммоль / сут, так же, как и при pH мочи 6,6-7,0 (pH7) (4,06 ммоль / сут).

Соответственно, фактором риска формирования оксалатных конкрементов являются показатели pH мочи уровне 5,6-5,9. Именно при данных показателях pH мочи отмечается высокий уровень кальциурии и наибольшая частота рождения кальций-оксалатных мочевых камней.

Данное исследование также показало, что распространенность карбонатапатитних мочевых камней увеличивается при росте показателей pH мочи. Данная тенденция прослеживается особенно четко в интервалах pH мочи 5,6 (pH4) - 6,5 (pH6): распространенность камней из фосфата кальция увеличилась с 23,0% до 50,8% (табл.1, рис.1) (р = 0,00003). Максимальная частота рождения карбонатапатитних конкрементов была зафиксирована при показателях pH мочи 6,2-6,5 и составила 50,8%.

Увеличение распространенности карбонатапатитних камней при увеличении значений pH мочи можно объяснить. Проведенные ранее работы показали, что растворимость кальция фосфата существенно зависит от pH мочи: при pH мочи <6,2 растворимость солей фосфата кальция существенно улучшается, что, соответственно, снижает вероятность литогенеза.

По данным, полученным в данной работе, высокий уровень фосфатурии (29,149 ммоль / сут), так же, как и высокие показатели кальциурии, наблюдались при показателях pH мочи 5,6-5,9 (pH4).

Несмотря на то, что максимальный уровень экскреции как кальция, так и фосфора с мочой был зафиксирован при pH мочи 5,6-5,9, максимальная частота образования карбонатапатитних камней зафиксирована на цифрах pH мочи равных 6,0-6,5. Вероятно, при уролитиазе с камнями из фосфата кальция уровень концентрации веществ, образующих камни в моче является второстепенным. Уровень pH мочи оказывает большее влияние на литогенез, так как влияет на растворимость солей фосфата кальция. Соответственно, при проведении профилактических мероприятий по предотвращению повторного камнеобразования необходимо контролировать pH мочи на уровне <5,9.

Исследование показало, что резкий рост встречи струвитного конкрементов наблюдается в интервалах pH мочи 6,6 (pH7) - 9,0 (pH8) (табл.1, рис.1) (р = 0,00004). Полученные данные можно сравнить с общепринятыми представлениями о литогенез струвитного камней.

ВЫВОДЫ

Показатель pH мочи является одним из основных факторов, влияющих на литогенез при МКБ. Полученные данные позволили сделать вывод, что при метафилактици оксалатного уролитиаза необходимо поддерживать pH мочи на цифрах> 5,9, фосфатного (карбонатапатитного) уролитиаза 5,9, при струвитного камнях <6,6.