Аналіз сечових каменів та подорож до Європи
Анотація:
Автор описує у статті проблему сечокам’яної хвороби, обговорює різні процедури хімічного аналізу сечових каменів (МК) з точки зору придатності та можливості діагностики ізольованих або невідомих МЦ.
Ключові слова: сечокам’яна хвороба, аналіз вологого шляху, поляризаційна мікроскопія (ПМ), інфрачервона спектроскопія (ІЧ).
Сечокам’яна хвороба - це захворювання, при якому камені утворюються в нирках (нефрокальциноз) або сечовивідних шляхах (нефролітіаз, уретеролітіаз, цистолітіаз, уретролітіаз). Сечокам’яна хвороба була відомою хворобою з давніх часів, камені в сечовому міхурі були поширеними, особливо у молодих хлопців та старих людей, повідомлялося про спроби консервативного лікування та навіть розчинення каменів. Ранходжіки керували операціями без наркозу, а технічні деталі тримались у сімейній таємниці.
Конкремент складається з 98% кристалічного матеріалу і близько 2% - це органічна речовина, що складається з білків, глікопротеїнів, цукрів, які поєднують кристали в кінцевій формі конкрементів. Виняток становлять інфекційні сечові камені (струвіт), коли полісахариди, що виробляються бактеріями, утворюють більше половини каменю.
МК сам по собі не є хворобою, а є наслідком загального захворювання внаслідок порушення обміну речовин, інфекції сечовивідних шляхів або морфологічних та функціональних змін в сечовидільній системі. Частота сечокам’яної хвороби у всьому світі висока (приблизно 10%) (5), кількість рецидивів зростає, тоді як профілактика - метафілаксія може зменшити частоту рецидивів із 70% до 10-15% (2, 3). Цінну інформацію в терапії та профілактиці рецидивів дає ретельна оцінка типу літіазу за хімічним складом каменю та за даними фізичного аналізу.
Виникнення МЦ є результатом взаємодії захисних та факторів ризику. Відомі причинно-наслідкові фактори сечокам'яної хвороби, за взаємодії яких може утворюватися МК.
Причинні фактори сечокам'яної хвороби
- Перенасичення сечі (перенасичення) літогенними речовинами порушення обміну речовин, надмірне споживання їжі, шлунково-кишкові розлади (ЖКТ), вживання деяких.
- Змінюється рН сечі, при канальцевому ацидозі нирок (RTA), первинний день, зараження бактеріями, що розщеплюють сечовину, розлади ЖКТ тощо.
- Нестача інгібіторів кристалізація та агрегація.
- Обструктивна уропатія та морфологічні зміни нирок, напр. кістковий мозок, аномалії сечовивідних шляхів, функціональні розлади тощо.
- Стороннє тіло в сечовивідних шляхах.
У більшості пацієнтів ми виявляємо кілька факторів ризику, що підтверджує багатофакторну етіологію сечокам’яної хвороби. Найважливішими факторами ризику є порушення обміну речовин, які виникають у 90% пацієнтів з літіазом (4).
Види сечових каменів
- Базова група МК
Оксалат кальцію ( weddellit, коли добре), фосфат кальцію (апатит, брушит), сечова кислота (дігідрат сечової кислоти), струвіт a цистин.
- Ізольована МК
Сечовина натрію, сечовина амонію, бета-фосфат кальцію (бітлокіт), фосфат дикальцію (монетит), ксантин, ДГК - 2,8-дигідроксиаденін.
- Препарат МК та їх метаболіти - окситетрациклін, ампіцилін, сульфонаміди, левоміцетин, дезурол, кривіксан…
- Артефакі - альфа-кварц, кальцит, гіпс, цегла, парафін, штукатурка, пісковик, граніт, керамзит, насіння рослин ....
Всі МК, не включені до базової групи, вимагають спеціальних аналітичних процедур для підтвердження окремих компонентів.
Аналіз мокрого шляху
Він являє собою напівкількісний, звичайний метод ідентифікації важливих компонентів МК, що спонтанно мочиться, а також оперується. Це економічно і швидко. За допомогою набору сечових каменів (DiaSys) оксалати, фосфати, магній, аміак, сечова кислота, цистин можна виявити за допомогою кольорових реакцій, кальцій за допомогою титрування та карбонати за допомогою додавання HCl. Склад МК розраховується за допомогою лінійки, що входить до набору.
Метод аналізу забезпечує лише приблизну орієнтацію у складі МК, що належать до основної групи. Точність і надійність результатів хімічного аналізу вологим методом повинна бути підтверджена за допомогою іншого методу, в нашій лабораторії поляризаційної мікроскопії.
Керівні принципи щодо сечокам’яної хвороби Європейської асоціації урологів (EAU) не рекомендують мокрий спосіб аналізу МК, вони навіть вважають це неприйнятним (1).
У наших умовах набір допоможе виявити оксалати МК невідомого, змішаного складу.
Поляризаційна мікроскопія
Це мікроскопічний метод, який використовує оптичні властивості кристалів в пропускається світлі. Світло проходить через поляризатор і змінюється на лінійно поляризований. Пройшовши крізь анізотропний зразок (кристал), він розпадається на два промені - регулярний і надзвичайний, що поширюється з різною швидкістю і коливається в різних площинах. аналізатор складає обидва пучки в одну площину коливань, і їх фазовий зсув проявляється утворенням інтерференційних кольорів. Для аморфних компонентів (апатиту, карбонатного апатиту) відсутній фазовий зсув або інтерференційні кольори, зображення MK представляють безбарвні форми.
Поляризаційна мікроскопія є чутливим методом, який дозволяє визначити навіть дуже невелику кількість аналіту. Однак він має обмеження щодо оптичних властивостей матеріалу. Дрібнозернисті до аморфних матеріалів визначити неможливо, невідомі зразки та напівкількісне визначення можливі лише на основі оцінки об'ємних відсотків, яка може відрізнятися від вагових відсотків, визначених за допомогою інфрачервоної спектроскопії. Це значною мірою суб’єктивно щодо помилок, важко стандартизувати, а час навчання досить великий. Зв'язок з ІЧ усуває всі ці недоліки.
Фіг. No1: Препарат цистинових бобів - том 160х
Фіг. No2: Підготовка зерна брушитом - т. 320х
Інфрачервона спектроскопія.
Він вивчає поглинання інфрачервоного випромінювання молекулами зразків. Він надає інформацію про наявні функціональні групи та про молекулярну структуру речовини та використовується для їх кількісної оцінки. Більшість молекул активні в ІЧ-області. Спектр поглинання характерний для даної речовини, практично не існує двох однакових спектрів для різних речовин, за винятком оптичних ізомерів. Коли молекула взаємодіє з ІЧ-випромінюванням, амплітуда коливань атомів збільшується і змінюється частота обертального руху молекули.
ІЧ-спектр показує залежність пропускання від хвильового числа (рис. No3, рис. No4).
МК являють собою аналіз твердих речовин, де один з методів приготування зразків відомий як метод KBr, який полягає у пресуванні дрібно розділеної суміші аналіту з KBr під тиском 500 МПа з утворенням прозорої таблетки, яка вставляється в тримач в кюветний простір спектрометра.
Фіг. №3: ІЧ-спектр 2,8-дигідроксиаденіну
Фіг. №4: ІЧ-спектр тетрацикліну
Бібліотека ІЧ-спектрів спектрометра MK Nicolet FT-IR має до 800 базових спектрів та 18000 додаткових.
ІЧ-спектрометрія також надає інформацію про матрицю МК, що є проблематичним для ПМ. Це надійний, точний, кількісний метод, за допомогою якого можна ідентифікувати як ізольовані, лікарські, так і невідомі камені (табл. № 1).
Вкладка. №1: ідентифіковані компоненти MK - чистий спектрометр FT-IR Nicolet
Європейська асоціація урологів (EAU) чітко рекомендує ІЧ-спектрометрію та вважає її одним із відповідних аналітичних методів для виявлення компонентів МК у лабораторних умовах (1).
Фіг. ні. 5: МК змішана, сечова кислота, оксалат кальцію
Фіг. ні. 6: MK Whewellit - джекстон
Фіг. ні. 7: МК невідомого складу
Висновок
Сечокам’яна хвороба насправді є внутрішнім захворюванням з урологічними наслідками. Висока частота, рецидиви, неприємні гострі прояви та можливі серйозні наслідки, безсумнівно, є причиною специфічної метафілактики сечокам’яної хвороби, особливо медикаментозної, переважно у пацієнтів з першою сечокам’яною хворобою (3). Слід сказати, що надійний сучасний аналіз складу МК може сприяти комплексній діагностиці причин цього захворювання.
Література
1.Тюрк C, Knoll T, Petrik A, Sarica K, Seitz C, Straub M, Traxer O: Guidelines on Urolithiasis 2010, 11-12.
- Baumann J, Affolter MB, Caprez U, Henze U. Агрегація оксалату кальцію в цілій сечі, нові аспекти утворення кам'яного кальцію та метафілаксія. Євро. Урол., 2003; 43: 421–425.
- Kočvara R, Plasgura P, Petřik A, et al. Метафілаксія першого ниркового каменю. Євро. Урол., 30, доп. 2, 1996, A66.
- Kocvara R, Ptacek V, Tuikova J, et al. Метафілактика сечокам’яної хвороби, методи та результати. Час. лек. Чеська, 1989; 128: 266–269.
- Шокейр А.А. Ниркова коліка: патофізіологія, діагностика та лікування. Євро. Урол., 2001; 39: 241–249.
- Bouška, V, Kašpar, P: Спеціальні оптичні методи. Академія, 1983
- Kalous V et al.: Методи хімічних досліджень, SNTL/Alfa, Прага 1987