Рубрика

Как определить состав камней в почках: Мочекаменная болезнь

Содержание

Сдать почечный камень на химический состав методом рентгеноструктурного анализа

Метод определения Рентгенофазовый анализ.

Исследуемый материал Образцы камней, отошедших с мочой или извлечённых при оперативном вмешательстве

Доступен выезд на дом

Описание основных компонентов кристаллической структуры образцов почечных камней. Наиболее распространенные типы почечных камней :
  1. кальциевые камни (смешанные оксалаты/фосфаты кальция, оксалаты кальция, фосфаты кальция) — по разным данным, составляющие 70- 80% из общего числа;
  2. фосфаты магния и аммония (струвитные камни) — 10-15%;
  3. ураты (камни мочевой кислоты) – 5-15%.
К более редким типам камней (1-2 %) относят цистиновые камни, связанные с наследственным нарушением метаболизма, сопровождающимся повышенным выделением с мочой цистина, и некоторые другие. Распространенные факторы риска, предрасполагающие к почечному камнеобразованию : кальциевые камни — ситуации, связанные с обезвоживанием; факторы, приводящие к повышенному всасыванию оксалатов, интенсивное потребление оксалатов; хроническая патология желудочно-кишечного тракта, нарушающая процессы пищеварения и всасывания; гиперпаратиреоз; беременность; магния аммония фосфаты (струвитные, инфекционные, ассоциированы также с коралловидными камнями) – частые инфекции мочевого тракта, щёлочная моча; ураты (мочевой кислоты камни) — подагра, наследственная предрасположенность, диета с высоким содержанием пуринов. Оценка структуры камней помогает врачу понять причину их формирования, выбрать, при необходимости, целенаправленные дополнительные исследования и наметить подходы к профилактике дальнейшего камнеобразования.

Сдать почечный камень на химический анализ, выявить тип (оксалатные, мочекислые, фосфатные, цистиновые)

Метод определения ИК-спектрометрия

Исследуемый материал Образцы камней, отошедших с мочой или извлечённых при оперативном вмешательстве

Доступен выезд на дом

Мочекаменная болезнь, или уролитиаз, является одним из самых распространенных заболеваний. В основе уролитиаза лежат различные виды нарушения обмена веществ и, как следствие, образование камня(-ей) в почках и мочевых путях. Определение химического состава мочевого камня позволяет лечащему врачу более полно оценить метаболические нарушения в организме пациента и выбрать правильную терапевтическую тактику. Кроме того, исследование особенностей химического состава мочевых камней в человеческой популяции является общепринятым подходом в изучении эпидемиологии мочекаменной болезни. Различия в химическом составе мочевых камней имеют тесную связь с присутствием инфекции мочевыводящих путей, нарушений уродинамики, изменениями обмена веществ, характером питания и социально-экономическими условиями. 

В урологии существует практика деления камней на оксалатные, мочекислые, фосфатные, цистиновые и пр., в зависимости от преобладающего минерального компонента (более 50% от состава). Наиболее часто выявляемыми камнями являются оксалатные, следующие по частоте – фосфатные и мочекислые. Образование фосфатных камней связывают с инфицированием мочевыводящих путей грамотрицательной микрофлорой (E. coli, Proteus mirabilis, Pseudomonas, Klebsiella). Присутствие оксалатных и мочекислых камней обычно обусловлено потреблением большого количества животного белка и высококалорийных продуктов, а также нарушениями в пуриновом обмене. Цистиновые камни образуются вследствие наследственных нарушений метаболизма. 

В таблице ниже представлены наиболее распространенные компоненты почечных камней.


Тип камняКомпонент
ОксалатыВевеллит (кальция оксалат моногидрат)
Ведделлит (кальция оксалат дигидрат)
УратыМочевая кислота безводная
Мочевой кислоты дигидрат
Урат аммония
Урат натрия
ФосфатыКарбонатапатит
Витлокит (частично замещенный магнием, железоми марганцем фосфат кальция)
Струвит (фосфат магния и аммония)
Брушит (кальция гидрофосфат дигидрат)
ЦистиновыеЦистин

Исследование состава камня

Мочекаменная болезнь является одним из распространенных урологических заболеваний, встречается не менее чем у 3% населения и занимает одно из ведущих мест среди урологической патологии в России. Особой проблемой мочекаменной болезни является высокая частота повторного камнеобразования и развитие опасных осложнений. Через 1 год около 10% пациентов имеют рецидив, через пять лет 50%, а через 20 лет повторное заболевание наблюдается более чем у 75% пациентов. Существующие методы удаления камней не избавляют больного от возможного рецидивного камнеобразования, поскольку все они по сути являются исключительно вариантами симптоматического лечения. Действие их направлено только на устранение конечного продукта нарушенного обмена веществ, т.е. камня (уролита). Остановить рецидив заболевания может понимание причин возникновения камня. Согласно современным представлениям, для этого необходимо знать состав мочевого камня. В Российских, Американских и Европейских рекомендациях по лечению и профилактике мочекаменной болезни определено, что каждый камень, который отошел самостоятельно, или его фрагменты, полученные после дистанционной или контактной литотрипсии, а также после лапароскопической и традиционной «открытой» хирургии, обязательно должен быть исследован в целях определения его минерального состава.
Таким образом, определение состава камня является обязательным условием для назначения дальнейшего профилактического и противорецидивного лечения больных с мочекаменной болезнью.
В качестве одной из основных составляющих лечения для исключения рецидива выступает диета. На основании состава камней и особенностей их структуры определяется продукты, подлежащие к удалению из рациона.
Причины болезни
Мочекаменная болезнь (синоним – уролитиаз) – заболевание, связанное с нарушением метаболизма в организме. В результате развития болезни в органах людей образуются камни (конкременты). При мочекаменной болезни поражаются почки, мочеиспускательный канал, мочевой пузырь, мочеточники. Уролитиаз может сопровождаться единственным камнем или множеством образований (до 5 тысяч единиц). Размеры конкрементов колеблются от 1 миллиметра до 10 сантиметров и более, а масса может достигать килограмма.


Мочекаменная болезнь классифицируется по следующим признакам:

  • экзогенные причины;
  • эндогенные причины.

Факторы экзогенной природы

  • климат;
  • характеристики почвы;
  • химические компоненты воды;
  • окружающая флора;
  • характер рациона;
  • бытовые и трудовые условия.

Чрезмерно калорийный рацион, потребление излишнего количества белка, кальция, аскорбиновой и щавелевой кислоты при недостаточном количестве витаминов A и группы B, – важные предрасполагающие факторы в развитии болезни.


Эндогенные факторы

  • инфекции;
  • болезни, связанные с метаболизмом;
  • недостаток, отсутствие или высокая активность некоторых ферментов;
  • травмы или болезни, в результате которых больной долго был ограничен в подвижности;
  • болезни пищеварительной системы, желчных путей и печени;
  • генетический фактор.

Экзогенные и эндогенные причины мочекаменной болезни могут сочетаться. Главной причиной болезни считается врожденная предрасположенность. Однако при отсутствии располагающих к развитию болезни факторов в жизни человека, болезни можно избежать.
В происхождении уролитиаза имеет значение половая принадлежность и возраст людей. Мужчины заболевают втрое чаще женщин. Однако коралловидные конкременты более распространены у женщин. Наиболее уязвимый возраст для возникновения уролитиаза – между 20 и 55 годами. У мужчин пожилого возраста, как и у детей, первичное выявление случается редко.

Помимо экзогенных и эндогенных влияний, имеют значимость локальная патология (суженный мочевой путь, дополнительные сосуды, аномалии развития).
Камни — это нерастворимые отложения, состоящие из минеральных солей (преимущественно оксалатов и фосфатов кальция, а также уратов и цистина). В ходе исследования мочевых камней выявляют такие соединения, как мочевая кислота, дигидрат мочевой кислоты, урат аммония, натрия урат, L-цистин, ксантин, трикальция фосфат, апатит, гидроксиапатит, оксалаты, кальция фосфат, карбонатапатит, брушит, струвит, магния-аммония фосфат моногидрат и т.д. Обнаружение данных соединений важно для установления характера нарушений обменных процессов в организме обследуемого.


Современная медицина предлагает четыре основных группы почечных конкрементов:

  • Оксалаты и фосфаты. Это наиболее распространенная категория образования. Камни диагностируются у 70% пациентов с диагнозом «мочекаменная болезнь». Основу образований неорганического происхождения составляют соли кальция.
  • Струвитные и фосфатно-аммониево-магниевые камни. Этот вид камней образуется у 20% пациентов. Причиной появления образований являются заболевания мочевыводящих путей инфекционного характера. Именно поэтому они называются инфекционными.
  • Ураты. Диагностируются у 10% всех пациентов. Причиной появления является избыток мочевой кислоты и некоторые патологии пищеварительного тракта.
  • Ксантиновые и цистиновые камни. Довольно редкие образования. Встречаются у 5% пациентов. Их появление специалисты связывают с врожденными патологиями и генетическими нарушениями.

Исследование химической структуры мочевых камней позволит лечащему врачу лучше понять причины их образования, определиться с дальнейшим обследованием, выбрать оптимальную тактику лечения и, самое главное, выбрать наиболее эффективные способы профилактики образования камней в почках.

Для чего проводится исследование?

  • Для определения вида камня, что в свою очередь помогает врачу выбрать наиболее подходящий метод лечения или принять меры по профилактике повторного образования.
  • Количественная оценка всех химических компонентов, входящих в состав камня, необходима для обеспечения полной диагностической информации.

Когда назначается исследование?

  • При мочекаменной болезни.

Лаборатория ГЕМОХЕЛП выполняет исследование состава камня методом инфракрасной спектроскопии (ИК-Фурье спектрометр Nicolet iS5).

Преимущества Инфракрасной спектроскопии для анализа камней:

  • Быстрота исследования
  • Небольшое количество пробы: для анализа достаточно 1-2 мг образца
  • Надежность определения контролируется программой OMNIC Kidney Stone по коэффициенту соответствия ИК спектра исследуемого и базового образца

Анализ химического состава мочевых (почечных) камней методом инфракрасной спектрометрии (Compositional Analysis of Urine (Kidney) Stones, infrared spectrometry)

Исследуемый материал Образцы камней, отошедших с мочой или извлечённых при оперативном вмешательстве

Метод определения ИК-спектрометрия

Мочекаменная болезнь, или уролитиаз, является одним из самых распространенных заболеваний. В основе уролитиаза лежат различные виды нарушения обмена веществ и, как следствие, образование камня(-ей) в почках и мочевых путях. Определение химического состава мочевого камня позволяет лечащему врачу более полно оценить метаболические нарушения в организме пациента и выбрать правильную терапевтическую тактику. Кроме того, исследование особенностей химического состава мочевых камней в человеческой популяции является общепринятым подходом в изучении эпидемиологии мочекаменной болезни. Различия в химическом составе мочевых камней имеют тесную связь с присутствием инфекции мочевыводящих путей, нарушений уродинамики, изменениями обмена веществ, характером питания и социально-экономическими условиями. 

В урологии существует практика деления камней на оксалатные, мочекислые, фосфатные, цистиновые и пр., в зависимости от преобладающего минерального компонента (более 50% от состава). Наиболее часто выявляемыми камнями являются оксалатные, следующие по частоте – фосфатные и мочекислые. Образование фосфатных камней связывают с инфицированием мочевыводящих путей грамотрицательной микрофлорой (E. coli, Proteus mirabilis, Pseudomonas, Klebsiella). Присутствие оксалатных и мочекислых камней обычно обусловлено потреблением большого количества животного белка и высококалорийных продуктов, а также нарушениями в пуриновом обмене. Цистиновые камни образуются вследствие наследственных нарушений метаболизма. 

В таблице ниже представлены наиболее распространенные компоненты почечных камней.


Тип камняКомпонент
ОксалатыВевеллит (кальция оксалат моногидрат)
Ведделлит (кальция оксалат дигидрат)
УратыМочевая кислота безводная
Мочевой кислоты дигидрат
Урат аммония
Урат натрия
ФосфатыКарбонатапатит
Витлокит (частично замещенный магнием, железоми марганцем фосфат кальция)
Струвит (фосфат магния и аммония)
Брушит (кальция гидрофосфат дигидрат)
ЦистиновыеЦистин

 

Литература

  1. Estepa L.M., Levillain Р., Lacour В., Daudon М. Infrared Analysis of Urinary Stones: a Trial of Automated Identification. Clinical chemistry and laboratory medicine. 1999;37(11/12):1043-1052. 
  2. Голованов С.А., Сивков А.В., Анохин Н.В., Дрожжева В.В. Тенденции распространенности метаболических типов мочекаменной болезни в Московском регионе. Сравнительный анализ за период с 2010 по 2013 гг. Экспериментальная и клиническая урология. 2014;4:54-57. 
  3. Пушкарь Д.Ю. и соавт. Мочекаменная болезнь. Русский медицинский журнал. 2014;17:14.

Мочекаменная болезнь. Пять важных вопросов терапевту

  1. Главная
  2. Пациентам
  3. Публикации

Мочекаменная болезнь на сегодняшний момент изучена довольно обширно. Однако многие не задумываются о причинах возникновения камней в организме. Даже незначительное нарушение обмена веществ может стать фактором для запуска механизма заболевания. Несоответствующий образ жизни, неправильное питание и водопотребление, воспаления в организме — все это и многое другое может привести к прогрессированию заболевания, а отложенное лечение — к серьезным осложнениям. Врач-терапевт медицинской клиники «Академия здоровья» Ольга Александровна Кулакова отвечает на наиболее часто задаваемые вопросы, связанные с мочекаменной болезнью.

— Что представляет собой мочекаменная болезнь?

— Мочекаменная болезнь (уролитиаз) — говоря простым языком, это заболевание, которое характеризуется образованием и наличием в мочевыделительной системе камней, плотных образований (конкрементов) различной консистенции, формы, величины. Конкременты могут быть обнаружены на уровне почки, мочеточника, мочевого пузыря. С практической точки зрения, по своему составу камни подразделяются на несколько видов: оксалаты, фосфаты, ураты, белковые камни. Но чаще бывает так, что конкременты имеют смешанный минеральный состав.

— Чем может быть обусловлено появление камней в мочевыделительной системе?

— Главной причиной, которая приводит к возникновению мочекаменной болезни, является нарушение оттока мочи. Причин, вызывающие заболевание, множество: малоподвижный образ жизни, употребление большого количества мясных продуктов (белковая пища), увлечение вегетарианством, плохое качество питьевой воды (в составе которой содержится избыток солей кальция). На обменные процессы может влиять и недостаток некоторых витаминов, в том числе витаминов группы В. Также причиной могут послужить воспалительные процессы в самой мочевыделительной системе (пиелонефриты, циститы и т. п.). Одним из факторов камнеобразования являются процессы, нарушающие отток мочи из органов мочевыводящей системы.

— Как диагностируется заболевание и почему это является актуальным?

— Мочекаменная болезнь может протекать без каких-либо клинических проявлений, т. е. никак не беспокоить человека. Врач-терапевт на основании результатов общего анализа мочи может предположить наличие заболевания и отправить пациента на более глубокое обследование. В анализе может присутствовать гематурия (наличие эритроцитов), белок, лейкоциты. Лейкоциты появляются, если имеется какая-либо инфекция (отток мочи нарушен — инфекция размножается). Также берется во внимание мочевой осадок, в котором могут содержаться соли-оксалаты, соли-ураты, соли-фосфаты. То есть для диагностики заболевания, в первую очередь, необходим анализ мочи. Далее сдается общий анализ крови, назначается биохимический анализ крови (смотрят мочевую кислоту, содержание кальция и фосфора в крови, показатели креатинина мочевины по результатам которых оценивается азотовыделительная функция почек и ультразвуковая диагностика почек. Также при необходимости назначается рентгенологическое исследование и МРТ. Магнитно-резонансная томография может потребоваться, потому что существуют некоторые виды камней, которые могут быть не видны при проведении УЗИ или рентгена.

— В чем заключается лечение мочекаменной болезни?

— В лечении на первом плане стоит соблюдение водно-питьевого режима, то есть употребление достаточного количества жидкости, в среднем, 2 литра в сутки. Второе — это ограничение употребления соленой, острой, жареной пищи, алкогольных напитков, кофе, крепкого чая. Рекомендуется чаще пить клюквенные и брусничные морсы, фито-чай. Из-за того, что камни могут быть различного минерального состава, строгой диеты для всех не существует. Коррекция питания вводится, исходя из вида конкрементов. Например, при обнаружении уратно-фосфатных камней нужно обратить внимание на прием белковой пищи (мясных продуктов). Если обнаружены соли-оксалаты, то необходимо ограничить употребление таких продуктов, как щавель, шпинат, красная смородина, кофе, крепкий чай. При наличии в моче солей-фосфатов следует уменьшить потребление продуктов, в которых содержится фосфор (например, молочные продукты). Еще раз повторю, что строгих рамок в диете не существует, но питание обязательно должно быть сбалансированное — в рационе должна содержаться как растительная, так и белковая пища.

Важно отметить, что препаратов химического происхождения, которые бы просто избавляли от мочекаменной болезни, не существует. Все лекарственные средства назначаются индивидуально, лечение проводится длительное под контролем УЗИ и общего анализа мочи.

В лечении и профилактике мочекаменной болезни играет большую роль витаминная терапия. В частности, организму необходимы витамины В1 и В6, влияющие на процессы кальциево-фосфорного обмена. Кроме того, врач при выборе тактики лечения должен учитывать сопутствующие патологии. Если, например, у пациента имеется сахарный диабет или гипертоническая болезнь, то должна быть проведена коррекция терапии, потому что все эти заболевания влияют на функцию почек и могут вызвать такие осложнения, как хроническая почечная недостаточность.

— Насколько высок риск оперативного вмешательства при мочекаменной болезни?

— Пациент обычно попадает в стационар, когда у него начинается почечная колика — то есть, сильные боли. Человека госпитализируют и наблюдают или проводят хирургическое лечение, в зависимости от того на каком уровне находится камень, какова обструкция мочевыводящих путей. Иногда камни выходят самостоятельно, без хирургических вмешательств. Чтобы дело не дошло до «скорой», при выявлении даже незначительных размеров конкрементов важно назначить своевременное лечение, чтобы камни не увеличивались в размере и не привели к осложнениям.

Мочекаменная болезнь — (клиники Di Центр)

Для определения характера солей, из которых образуются камни в вашем организме, врач назначит анализ мочи на камнеобразующую функцию (исследование сухого остатка мочи).

Что это такое?

Мочекаменная болезнь — это заболевание, проявляющееся образованием камней в почках, мочеточнике или мочевом пузыре.

Мочекаменная болезнь известна с глубокой древности. Мочевые камни находили у египетских мумий — людей, умерших и похороненных еще до нашей эры.

Это заболевание встречается не менее чем у 1−3% населения — у людей молодого и среднего возраста камни чаще образуются в почках и мочеточниках, тогда как у детей и людей пожилого возраста — чаще в мочевом пузыре.

Количество камней может быть различным — от одного до нескольких сотен. Размеры их также варьируют от песчинок до 10−12 см в диаметре. Описаны даже случаи, когда масса камня достигала 2,5 кг.

Отчего это происходит?

Основной причиной образования камней является небольшое нарушение обмена веществ, что приводит к образованию нерастворимых солей, из которых и формируются камни — ураты, фосфаты, оксалаты и др. Однако, даже при врожденной склонности к мочекаменной болезни она не разовьется, если не будет предрасполагающих факторов, таких как:

  • определенный состав воды и пищи — например, острая и кислая пища повышает кислотность мочи, от чего камни образуются легче, имеют значение также животный белок и рафинированный сахар;

  • недостаток витаминов;

  • обменные заболевания — подагра и т. п.;

  • травмы и заболевания костей — остеомиелит, остеопороз;

  • хронические заболевания ЖКТ, такие как хронический энтерит и панкреатит;

  • обезвоживание — нехватка воды в организме, что может быть результатом инфекционного заболевания или отравления;

  • различные заболевания почек и органов мочеполовой системы — пиелонефрит, цистит, аденома простаты, простатит и другие.

Чем проявляется?

Если у вас появились тупые, ноющие боли в области поясницы, кровь в моче, при этом появление крови и болевых приступов связано с движением, изменением положения тела или физическими нагрузками, то вполне вероятно, что у вас камни в почках.

Если камни находятся в мочеточнике, то по мере продвижения камня по мочеточнику боль переходит из поясницы в пах, низ живота, половые органы, внутреннюю поверхность бедра. Если камень расположен в нижней части мочеточника, то вы можете испытывать частые беспричинные позывы к мочеиспусканию. Если камень полностью перекрыл просвет мочеточника, то в почке скапливается моча, вызывая приступ почечной колики. Он проявляется острыми схваткообразными болями в пояснице, которые быстро распространяются на соответствующую половину живота. Боль может продолжаться несколько часов и даже дней, периодически стихая и возобновляясь. На пике боли возможна рвота, лихорадка, озноб. Приступ заканчивается, когда камень изменяет свое положение или выходит из мочеточника.

Основным проявлением камней мочевого пузыря, помимо крови в моче, является боль внизу живота, появляющаяся при движении и мочеиспускании. Другой симптом — крайне частое мочеиспускание. Резкие беспричинные позывы появляются при ходьбе, тряске или физической нагрузке. Во время мочеиспускания может возникать так называемый симптом «закидывания струи мочи», когда последняя неожиданно прерывается, хотя мочевой пузырь опорожнен не полностью, при этом мочеиспускание возобновляется только после перемены положения тела.

Диагноз

Итак, если у вас усиливающаяся, не проходящая боль в области поясницы и в боку, кровь в моче, лихорадка и озноб, резь при мочеиспускании или затрудненное мочеиспускание, вам следует немедленно обратиться к врачу-урологу.

Для определения характера солей, из которых образуются камни в вашем организме, врач назначит анализ мочи на камнеобразующую функцию, а УЗИ органов мочеполовой системы и компьютерная томография позволят выявить местонахождение камней.

Ни в коем случае нельзя запускать это заболевание, поскольку камни почек и мочеточников со временем обязательно приведут к развитию воспаления в этих органах, а в худшем варианте — к потере почки.

Лечение

Лечение зависит от местоположения, размеров, состава камня и наличия или отсутствия осложнений.

В настоящее время медицина располагает большим разнообразием новых методов, позволяющих избавить вас от камней. Например, одним из самых безопасных и наименее травматичным методом из арсенала современного врача-уролога является эндоскопическая контактная литотрипсия, суть которой в дроблении камней с помощью инструмента, введенного в мочеточник через мочевой пузырь. При оптимальном размере и составе камней возможна ультразвуковая литотрипсия — разрушение их ультразвуком.

Профилактика

При мочекаменной болезни вам необходима специально подобранная врачом диета, поскольку в профилактике и лечении этого заболевания одним из важнейших факторов является питание. При этом из вашего рациона исключаются вещества, из которых образуются осадок, а потом и камни в мочевых путях. Кроме того, необходимо обильное питье (2 л и более в сутки) — натощак, после еды, в промежутках между приемами пищи, перед сном.

Следует помнить, что при мочекаменной болезни при любой степени ее проявления необходимо ориентироваться только на рекомендации врача-уролога и не заниматься самолечением.

Химический состав мочевого камня. Камни в почках анализ мочи

Классификация конкрементов в зависимости от их этиологии:

  • Неинфекционные: оксалаты кальция, фосфаты кальция, мочевая кислота;
  • Инфекционные: фосфат магния и аммония, апатит, урат аммония;
  • Генетические причины: цистин, ксантин, 2,8-дигидроксиаденин.

Согласно рекомендациям европейских и российских урологов анализ состава конкремента следует проводить во всех случая первичного диагностирования МКБ (при неосложненном и осложненном течениях), повторно – по показаниям. Метод инфракрасной спектрометрии является одним из рекомендованных методов исследования состава мочевого камня. Он позволяет определить состав камня и соотношение химических веществ. Анализ элементарного и фазового состава мочевого камня – важный и обязательный компонент диагностики МКБ. Знание химической структуры и метаболических нарушений в организме позволяют выработать адекватную медикаментозную терапию. Кальциевые камни обнаруживают у 75-85% больных, чаще у мужчин старше 20 лет. Рецидив регистрируют в 30-40% случаев (брушит – в 65%). Струвитные камни связаны с инфекционным агентом. Встречаются в 45-65% случаев, чаще у женщин, сопровождаются высоким риском воспалительных осложнений. При отсутствии лечения рецидив быстрый. Уратные камни чаще формируются у мужчин. Метафилактика (комплекс мероприятий, направленных на предупреждение роста имеющихся и появления повторных камней в почках) снижает риск рецидива.

Пример результата исследования:

Параметр Результат Ед. изм.
Химический состав мочевого камня (метод инфракрасной спектроскопии) Готов
Мочевая кислота %
Мочевая кислота дигидрат %
(Моно)аммония урат %
(Моно)натрия урат моногидрат %
L-Цистин   %
Ксантин   %
Вевеллит (кальция оксалат моногидрат)   %
Ведделлит (кальция оксалат дигидрат) %
Карбонат кальция %
Витлокит (трикальция фосфат) %
Апатит %
Гидроксиапатит %
Октакальция фосфат %
Карбонатапатит %
Брушит   %
Струвит %
Магния-аммония фосфат моногидрат %

Обращаем Ваше внимание на то, что интерпретация результатов исследований, установление диагноза, а также назначение лечения, в соответствии с Федеральным законом № 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» от 21 ноября 2011 года, должны производиться врачом соответствующей специализации.

Анализ камней в почках — Лабораторные тесты онлайн AU

Что тестируется?

Камни в почках — это небольшие твердые отложения минералов и солей, которые образуются в почках, они являются одним из наиболее распространенных заболеваний мочевыводящих путей. При анализе камней в почках используется один или несколько методов тестирования для изучения и определения состава камня. Это делается для того, чтобы помочь определить причину образования камня и, по возможности, предотвратить образование большего количества камней.

Нормальные мочевыводящие пути
Источник: Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек

Почки — это часть мочевыводящих путей, которые также состоят из двух мочеточников, мочевого пузыря и уретры.Почки фильтруют отходы из крови и производят мочу, которая транспортируется из почек в мочевой пузырь через трубчатые мочеточники. Моча выводится из мочевого пузыря через уретру. Это непрерывный процесс фильтрации отходов, образования и удаления мочи.

Камни в почках, камни могут образовываться в почках и в других частях мочевыводящих путей. Они могут вызывать проблемы либо из-за того, что они становятся достаточно большими, чтобы препятствовать оттоку мочи, либо из-за того, что они смещаются или отламываются и начинают перемещаться от почки через мочеточник; они могут вызвать временную обструкцию и растяжение, раздражение и / или повреждение стенок мочеточников.Это движение может вызвать резкую, очень сильную боль, которая может быть периодической или постоянной.

Камни в мочевыводящих путях

Источник: Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек

Многие камни со временем будут выходить из тела с мочой, но некоторые из них слишком велики или имеют слишком неправильную форму, чтобы тело могло их изгнать. При очень больших камнях, которые обычно не могут перейти из почек в мочеточники, а также при камнях меньшего размера, которые попадают в мочеточники, но не проходят через них, необходимо какое-то лечение.Камень может потребоваться удалить хирургическим путем, часто с использованием устройств, которые проходят через уретру и мочевой пузырь к месту, где находится камень. С некоторыми камнями возможно применение экстракорпоральной ударно-волновой литотрипсии. Эта процедура измельчает камень на месте с помощью целевых ударных волн. Камень разбивается на очень мелкие фрагменты, которые могут пройти через мочевыводящие пути.

Камни развиваются по нескольким причинам. Чаще всего они возникают, когда в моче присутствует высокая концентрация определенного химического вещества, которое выпадает в осадок и образует кристаллы.Это может произойти, когда кто-то производит и выделяет избыточное количество вещества. Это также может произойти, когда кто-то не пьёт достаточно жидкости в течение определенного периода времени и имеет более концентрированную мочу, потому что в ней меньше воды. В зависимости от того, сколько и какой тип вещества кристаллизуется и где оно образуется, почечный камень может быть круглым, острым и заостренным или неправильной формы с ветвями (так называемый оленьий рог). Он может быть размером от песчинки до мяча для гольфа.

Состав камня зависит от избытка химикатов.Он может состоять из одного химического соединения или иметь разные химические вещества в разных слоях.

Общие типы камней в почках включают:

  • оксалат кальция
  • Фосфат кальция
  • Мочевая кислота
  • Струвит (фосфат магния-аммония) — камни, ассоциированные с инфекцией

Эти четыре типа составляют от 95% до 99% камней в почках. Около 75% камней будут содержать кальций. К менее распространенным камням относятся:

  • Цистин — камни, связанные с наследственным избытком экскреции цистина
  • Связанные с лекарствами — камни, связанные с такими лекарствами, как гвайфенезин, индинавир, триамтерен, атазанавир и сульфаниламидные препараты

По данным Kidney Health Australia, от 4% до 8% австралийцев время от времени страдают камнями в почках.

Как отбирается образец для тестирования?

Мелкие камни могут выделяться с мочой, и их можно собрать дома. Ваш врач или центр сбора патологий предоставят вам чистый контейнер и приспособление для натяжения с мелкой сеткой. Вам нужно будет отфильтровать всю мочу, потому что невозможно точно определить, когда камень выйдет из тела. Вам будет предложено проверить сетку на наличие частиц, помня, что камни могут быть легко видимыми или маленькими, как песчинки.Если камень обнаружен, его помещают в чистый контейнер, дают ему высохнуть и возвращают в лабораторию или к врачу в соответствии с инструкциями. Важно не добавлять к камню ничего, например салфетку или ленту, так как это может затруднить тестирование.

Если человек находится в больнице, то медицинский персонал фильтрует мочу. Если почечный камень слишком велик для выхода, врач может провести хирургическую процедуру по его удалению, а затем отправить камень в лабораторию для анализа.

Требуется ли подготовка к анализу для проверки качества пробы?

Подготовка к экзаменам не требуется.

Точный анализ камней в почках — Insights

Автор MCL Education • 4 ноября 2019 г.

Истекает: 4 ноября 2022 г.

  • Ведущий

    Пол Джаннетто, доктор философии, является директором лаборатории клинической и судебной токсикологии, лаборатории клинической масс-спектрометрии и лаборатории металлов Департамента лабораторной медицины и патологии клиники Мэйо.Имеет ученое звание доцента кафедры лабораторной медицины и патологии.

    Вопросы?

    Свяжитесь с нами: [email protected]

    Расшифровка стенограммы и ссылки
    Введение

    Привет, я Мэтт Бинникер, директор клинической вирусологии и заместитель председателя отделения лабораторной медицины и патологии клиники Мэйо. В «Горячей теме» этого месяца доктор Пол Джаннетто обсуждает надлежащие процедуры сбора и обработки камней в почках, чтобы своевременно провести точный и экономичный анализ камней.Я надеюсь, что вам понравилась горячая тема этого месяца, и я хочу лично поблагодарить вас за предоставленную Mayo Clinic возможность стать партнером в области здравоохранения ваших пациентов.

    Спасибо за введение.

    Раскрытие информации

    Мне нечего раскрывать.

    Камни в почках

    Компания Mayo Clinic Laboratories имеет долгую историю проведения точного и быстрого анализа камней в почках. В нашей лаборатории ежегодно анализируется более 90 000 камней в почках.Сегодня я здесь, чтобы проинформировать вас о надлежащих процедурах сбора и обработки камней в почках, чтобы обеспечить точный, экономичный и своевременный анализ камней в почках у пациентов.

    Камни в почках довольно распространены среди населения мира. В Соединенных Штатах Америки считается, что у 1 из 10 человек в течение жизни разовьется камень в почках. Эпидемиология также указывает на рост числа случаев образования камней в почках.

    Если у вас когда-либо был камень в почках, вы понимаете, какую травму и боль они могут вызвать.Я не могу не подчеркнуть, что правильное обращение с образцами почечных камней и их маркировка имеют решающее значение для точного анализа состава камней.

    Учитывая безвозвратный характер камня, у нас есть один шанс получить точный композиционный анализ. Следовательно, мы должны принять все меры предосторожности, чтобы информация не была потеряна. Каждый этап аналитического процесса является ключевым для обеспечения точности данных.

    Таким образом, при камнях в почках следует применять те же правила процедуры, что и при хирургических образцах, чтобы гарантировать сохранение надлежащих результатов идентификации и анализа.Информация о камне может быть легко потеряна, если образцы не промаркированы или промаркированы неправильно.

    Клиническая важность анализа камней в почках

    После прохождения или удаления камня из почек точный анализ состава мочевых камней является важнейшей лабораторной диагностической процедурой для лечения и предотвращения рецидивов у пациентов с камнеобразованием.

    Причины образования камней в почках сложны и являются результатом сочетания генетических, диетических факторов и факторов образа жизни.С точки зрения лаборатории, мы можем помочь в определении причины путем тщательного исследования мочи и компонентов камней. Информация о составе камня используется как при медицинских, так и при хирургических вмешательствах.

    Анализ камней в почках (KIDST)

    Правильный анализ коллекции камней начинается с правильного сбора, обработки и маркировки камней в почках.

    Хотя пациенту трудно точно знать, когда камень выйдет, шансы собрать камень увеличиваются, если пациенты правильно фильтруют мочу.Наша лаборатория увидела много уникальных и иногда необычных способов, с помощью которых пациенты пытались собрать свой камень. Чтобы помочь нашим клиентам упростить процесс, Mayo Clinic Laboratories предлагает набор для сбора с фильтром, флаконом и подробными инструкциями для пациентов и персонала лаборатории о том, как собирать камни в почках.

    Клиенты могут заказывать комплекты, войдя на сайт mayocliniclabs.com, выбрав страницу обслуживания клиентов, а затем выбрав страницу расходных материалов. Кроме того, заказы можно разместить, позвонив в службу поддержки клиентов по телефону 1-800-533-1710.

    После того, как камень будет собран, удалите с него кровь или посторонние предметы с помощью деионизированной воды.

    После этого высушите камень при комнатной температуре (примерно 24 часа) на салфетке / полотенце и отправьте весь камень в пластиковый контейнер с завинчивающейся крышкой, который должным образом промаркирован.

    Не забудьте также указать источник камня (например, моча, почка, мочеточник или мочевой пузырь).

    Камень в почках должен быть чистым и сухим для точного анализа

    Перед анализом камни должны быть чистыми и сухими.

    Аналитический метод, с помощью которого мы определяем состав, абсолютно требует, чтобы камень был чистым и сухим. Избыток воды в камне может серьезно помешать анализу состава и может полностью скрыть наши результаты. Избыток крови и тканей может вызвать ложное определение, что камень белковый, и замаскировать истинный состав камня. Поэтому мы требуем, чтобы все камни в почках были чистыми и сухими перед анализом.

    В настоящее время около 50% камней в почках поступают так же, как камни на левой картинке.Это вынуждает нашу лабораторию тратить дополнительное время на сушку образцов перед анализом, что приводит к дополнительным расходам в размере 10 долларов США и задержке обработки.

    Анализ камней в почках (KIDST)

    Текущие рекомендации гласят, что анализ камней в почках должен выполняться с использованием современных методов, таких как инфракрасная спектроскопия или дифракция рентгеновских лучей. В клинике Mayo Clinic мы используем инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR), которая считается эталонным методом.

    Анализ FTIR

    В лаборатории мы начинаем с чистого и сухого камня в почках.

    Затем камень в почках измельчают в порошок и кладут на кристалл.

    Инфракрасный луч проходит через кристалл, взаимодействуя с образцом порошкообразного почечного камня. Во время этого взаимодействия молекулярные связи внутри камня поглощают часть излучения, давая уникальный спектр, как показано на следующем слайде.

    Каждый образец имеет уникальный инфракрасный спектр, который может служить отпечатком пальца соединения.

    Пример моногидрата оксалата кальция

    Это пример очень распространенного состава камня: моногидрат оксалата кальция.Инфракрасный спектральный анализ камня дает уникальный образец поглощения (отпечаток пальца), что делает идентификацию состава относительно простой.

    Важность «сухого камня»

    Это пример мокрого камня. Вода имеет очень сильное поглощение ультрафиолета, и присутствие воды маскирует уникальный отпечаток камня.

    Распространенные типы камней в почках

    Когда мы смотрим на типы камней в почках, мы видим, что подавляющее большинство (приблизительно 74%) составляют оксалат кальция, за которым следуют гидроксиапатит (форма фосфата кальция), мочевая кислота, струвит (фосфат магния-аммония) и брушит (еще один форма фосфата кальция).

    Что делать вашей лаборатории, если вы получили мокрый или грязный камень от пациента?

    Хотя ответ на этот вопрос может показаться очевидным, при сушке камней следует учитывать некоторые особенности. Камни, содержащие явную кровь, перед сушкой следует промыть деионизированной водой. Сушка влажных камней , а не должна производиться при слишком высокой температуре. Например, струвитные камни, которые обычно имеют цвет от желтого до коричневого цвета и состоят из фосфата магния-аммония, при слишком сильном нагревании могут удалить аммиак, тем самым изменив состав.Мы рекомендуем поместить камень на фильтровальную бумагу при комнатной температуре до полного высыхания. После высыхания камень можно поместить в пробирку на 10 мл, входящую в комплект для сбора.

    Чистое и сухое

    Таким образом, правильное обращение с образцами имеет решающее значение для точного определения состава почечных камней. Это включает в себя то, как вы обрабатываете образцы своих пациентов перед их отправкой в ​​лабораторию Mayo Clinic Laboratories. Следуя инструкциям по сбору пациентов для анализа камней в почках и инструкциям по упаковке анализа камней в почках, включенным в комплект Mayo Clinic Laboratories, вы можете улучшить качество получаемых вами результатов анализов.

    Благодарю за внимание.

    Анализ состава мочевых камней и клиническая характеристика 1520 пациентов в центральном Китае

    Китай, особенно его южная часть, находится в районе с высоким уровнем заболеваемости мочекаменной болезнью. FT-IR помогает определить состав камня, дополнительно выявить этиологию мочекаменной болезни и обеспечить индивидуальное лечение для точного предотвращения рецидива камня 11 . Наше исследование показывает, что состав мочевых камней в центральном Китае имеет свои особенности по сравнению с таковыми в других районах Китая, которые сильно коррелируют с полом, возрастом, местонахождением камней, клиническими биохимическими показателями и географическим положением.

    В нашем исследовании распространенность CaOx (78,37% камней) была выше, чем в других регионах Китая 2,5,8,12,13 . В основном вегетарианская диета в центральном Китае может привести к высокому распространению CaOx. Несколько исследований показали, что оксалаты с пищей в значительной степени вызывают экскрецию оксалатов с мочой 14,15 . Количество оксалатов, выделяемых с мочой, является важным фактором в развитии камней CaOx. Пациенты с камнями из оксалата кальция получают пользу от снижения содержания оксалатов в их ежедневном рационе 16,17 .

    Камни UA уступают по распространенности только кальцийсодержащим камням. В нашем исследовании камни UA наблюдались в 5,3% случаев, что явно ниже, чем предыдущие данные общенационального анализа состава мочевых камней, который показал, что уратные камни (точнее говоря, в основном камни UA) составляли примерно 12,4% случаев 2 . Настоящее исследование подчеркивает, что факторами, которые вызывают образование камней UA, по-видимому, являются возраст и pH мочи. Khashayar sakhaee et al. 18 обнаружил, что нарушение экскреции аммония объясняет чрезмерную кислотность мочи; затем повышенная кислотность мочи способствует перенасыщению мочевой кислоты.PH мочи является решающим фактором кристаллизации мочевой кислоты 19 . Доля камней UA последовательно увеличивалась с возрастом, составляя 2,9% в возрастной группе от 1 до 18 лет до 10,9% у пациентов старше 60 лет. Более того, наше исследование подтвердило результаты предыдущих исследований о том, что средний возраст у пациентов с камнеобразованием UA был выше, чем в других четырех возрастных группах. Несколько исследований показали аналогичное увеличение доли камней UA с возрастом. Полученные данные касаются изменений функции почек с возрастом.В этом исследовании камни UA были связаны с более высокими уровнями сывороточного Cr и мочевой кислоты, что, по-видимому, указывает на связь между камнями UA и легким повреждением почек. Имеются лишь слабые доказательства связи между камнеобразованием UA и гиперкреатининемией и гиперурикемией. Кроме того, старение, диабет, инсулинорезистентность и ожирение связаны с более низким pH мочи и наличием камней UA 20 .

    Несмотря на то, что количество кальцийсодержащих камней практически идентично, цифра в нашем исследовании была значительно выше, чем в предыдущих отчетах в восточном Китае, где было обнаружено, что количество струвитных камней составляет примерно 0.60–1,68% мочевых камней 5,21 . Доля инфекционных камней, обнаруженных в нашем исследовании, составила 7,6%, что выше, чем в среднем по стране 2 . Более высокая частота инфекционных камней может быть результатом пациентов, прибывающих из центрального Китая, особенно в обширных сельских районах провинции Хэнань, с более низким социально-экономическим статусом и уровнем медицинского обслуживания. Knoll et al. 22 предположили, что более высокая распространенность инфекционных камней может быть результатом плохого медицинского обслуживания в восточной Германии.Как региональный центр по лечению камней, наш центр занимался более сложными случаями конкрементов оленьего рога и мочевых камней с тяжелыми инфекциями, что могло привести к смещению выборки. В соответствии с результатами в других отчетах 2,5,7,8,10,12 , мы обнаружили, что доля инфекционных камней среди женщин в настоящем исследовании была в три раза выше, чем у мужчин, составляя 15,5% и 3,9%, соответственно. Другой вывод нашего исследования заключался в том, что частота инфицирования камнями, по-видимому, связана с инфекцией мочевыводящих путей и более высоким профилем pH мочи.Стойкая инфекция мочевыводящих путей, вызванная бактериями, продуцирующими уреазу, увеличивает pH мочи и, таким образом, способствует образованию инфекционного камня 23 . Все струвитные камни в нашем исследовании были многокомпонентными, что показывает, что механизм образования струвитов сложен и что конкретный процесс образования требует дальнейшего изучения.

    Многие исследования мочекаменной болезни показали, что это заболевание преобладает у мужчин с соотношением от 1,1: 1 до 7,6: 1 8,10,24 .Наше исследование пришло к такому же выводу, хотя стоит отметить, что доля мужчин и женщин с мочевыми камнями уменьшается с возрастом. Хотя наши данные не являются репрезентативными для эпидемиологической статистики, причины этого результата все же заслуживают изучения. Предыдущие исследования показали, что у женщин в постменопаузе чаще развиваются камни в почках 25 . Статус эстрогена может быть одной из причин половых различий в заболеваемости камнями.

    В нашем исследовании камни в почках и мочеточниках чаще определялись как камни оксалата кальция, а камни в мочевом пузыре и камни уретры чаще подтверждались как инфекционные камни, что косвенно предполагает, что причины образования камней в верхних и нижних мочевых путях различны.Предыдущие исследования показали, что тяжесть диабета в значительной степени связана с риском образования камней в почках 26,27,28 . Однако в этих исследованиях история камней пациента была получена путем анкетного опроса, и состав камней не был включен, поэтому влияние диабета на состав камней не могло быть оценено. Наше исследование показало, что пациенты с диабетом имеют большую вероятность развития камней UA. Инсулинорезистентность, которая является классическим признаком сахарного диабета, может повышать риск образования камней UA 29 .

    Традиционно линия горы Циньлин-река Хуайхэ географически делит Китай на юг и север, что делает очевидные различия в климате, водной системе, растительности, питании и т. Д. Однако стоит отметить, что мы не обнаружили никакой разницы в составе камня. через линию в центральном Китае, за исключением камней UA. К югу от линии высокая доля уратных камней может быть связана с жарким и сухим климатом и местной диетой с высоким содержанием белка. По сравнению с общенациональным анализом состава камней 2 распределение пациентов в нашем исследовании было относительно концентрированным, поэтому неудивительно, что в центральном Китае нет значительных различий в составе камней.

    У нашего исследования есть ограничения. Во-первых, все камни были собраны во время операции, что приводит к смещению выборки из-за исключения бессимптомных камней или пациентов, у которых камни проходили естественным путем через уретру. Во-вторых, как одноцентровое исследование специализированного хирургического центра, наши данные могут не отражать истинный состав камней в популяции. В будущем могут быть предприняты усилия по сбору информации по анализу камней из других центров в нашем регионе. В-третьих, образцы мочи у всех пациентов брались утром, что могло вызвать частичную кислотность мочи.Наконец, клинические данные, такие как суточный анализ мочи и индекс массы тела, не исследовались.

    Камни в почках: что вызывает камни в почках? Симптомы почечного камня, причины, диагностика

    Причины, симптомы и диагностика камней в почках

    Партнер: Найдите врача | Каменный центр | Симптомы | Лечение

    Что вызывает камни в почках?

    Когда вещества в моче, такие как кальций, оксалат и фосфор, становятся высококонцентрированными, могут образовываться камни в почках.Люди, которые не пьют достаточно жидкости, также могут подвергаться более высокому риску, поскольку их моча более концентрированная. Камни в почках часто имеют не одну конкретную причину, хотя некоторые факторы могут увеличить ваш риск.

    Типы камней в почках

    Определение типа камня в почках может помочь определить причину и протокол лечения, а также как наилучшим образом снизить риск образования камней в почках в будущем.

    • Камни на основе кальция. Наиболее часто камни в почках — это кальциевые камни, обычно в форме оксалата кальция.Оксалат — это вещество природного происхождения, которое содержится в некоторых продуктах питания. В частности, в некоторых фруктах, овощах, орехах и шоколаде высокое содержание оксалатов. Изменение диеты может помочь снизить риск приобретения камней на основе кальция.
    • Струвитовые камни. Этот тип камня состоит из фосфата магния-аммония и чаще всего возникает из-за определенных типов бактерий, вызываемых инфекциями мочевыводящих путей. Эти бактерии повышают pH мочи, делая ее менее кислой. Употребление в пищу таких продуктов, как мясо, молочные продукты и злаки, может помочь увеличить количество кислот, вырабатываемых в вашем организме.
    • Камни мочевой кислоты . Камни мочевой кислоты возникают, когда моча имеет высокое содержание кислоты и низкий pH, и могут быть вызваны недостаточным употреблением жидкости, диетой с высоким содержанием белка или такими заболеваниями, как подагра.
    • Цистиновые камни. Этот тип камней в почках возникает, когда организм неправильно перерабатывает аминокислоты.

    Кто получает камни в почках? Каковы факторы риска?

    Камни в почках — обычное явление. Согласно последним данным Национального института диабета, болезней органов пищеварения и почек, около 11 процентов мужчин и 6 процентов женщин в Соединенных Штатах хотя бы раз в жизни имеют камни в почках.Мужчины страдают чаще, чем женщины, и люди с избыточным весом и ожирением чаще получают камень в почках, чем люди с нормальным весом.

    К факторам риска относятся:

    • Пол — мужчины чаще, чем женщины, заболевают камнями в почках
    • Возраст — больше страдают пожилые люди
    • Раса — кавказцы в группе повышенного риска
    • Семейная история
    • Некоторые лекарства, в том числе индинавир (для лечения ВИЧ), ацикловир (противовирусный), диуретики (для избавления от воды), сульфадиазин (антибиотик)
    • Сопутствующие состояния, в том числе ожирение, воспалительные заболевания кишечника, подагра, гиперпаратиреоз
    • Анатомические состояния — непроходимость мочевыводящих путей, непроходимость верхнечелюстных суставов, застой мочи

    Если у вас есть камни в почках, у вас также больше шансов разовьются в будущем камни в почках.

    Каковы симптомы камней в почках?

    Симптомы камня в почках
    Люди с камнями в почках могут не испытывать симптомов до тех пор, пока камень не переместится в почку или в мочеточник (трубка, соединяющая почку и мочевой пузырь), после чего у вас могут появиться один или несколько из этих симптомов. :

    • Боль в боку (дискомфорт в верхней части живота или спине и по бокам)
    • Гематурия (кровь в моче)
    • Тошнота и / или рвота
    • Позывы к мочеиспусканию
    • Мочеиспускание чаще обычного
    • Боль при мочеиспускании
    • лихорадка

    У многих людей с небольшими камнями они проходят через тело самостоятельно, в то время как большие камни, как правило, застревают в мочевыводящих путях.Боль часто не связана с размером камня. Самые маленькие камни могут причинить наибольший дискомфорт, в то время как большие камни могут спокойно сидеть в почках, вызывая только тупую боль.

    Как диагностируют камни в почках?

    Диагностика камня в почках
    Диагностика камня в почках требует медицинского осмотра и сбора истории болезни у врача. Обычно для постановки диагноза проводится анализ мочи (анализ образца мочи), рентген брюшной полости, компьютерная томография (КТ) или ультразвуковое исследование.По данным Американской урологической ассоциации, текущий золотой стандарт для подтверждения камней в почках — это неконтрастная компьютерная томография брюшной полости и таза. После обнаружения камня определяются его размер и местоположение, которые являются ключевыми факторами при выборе наилучшего лечения и лечения.

    Как узнать, есть ли у вас камень в почках

    UCLA Уролог и специалист по камням в почках доктор Кимора из Шотландии рассказывает о том, кто образует камни в почках, почему камни в почках вызывают боль и чего ожидать при прохождении камня.Часы>

    Чтобы записаться на прием к специалисту по мочекаменной болезни, позвоните по телефону 310-794-7700.

    Состав камней в зависимости от возраста и пола

    Реферат

    Предпосылки и цели Камни в почках неоднородны, но часто сгруппированы вместе. Потенциальное влияние демографических данных пациента и календарного месяца (сезона) на состав камней не получил широкого признания.

    Дизайн, установка, участники и измерения Был изучен первый камень, отправленный пациентами на анализ в лабораторию металлов клиники Мэйо в течение 2010 года ( n = 43 545).Камни классифицировали в следующем порядке: любой струвит, любой цистин, любая мочевая кислота, любой брушит, большая часть (≥50%) оксалата кальция или большая часть (≥50%) гидроксиапатита.

    Результаты Оксалат кальция (67%) был наиболее распространенным, за ним следовали гидроксиапатит (16%), мочевая кислота (8%), струвит (3%), брушит (0,9%) и цистин (0,35%). На мужчин приходилось больше обращений с камнями (58%), чем на женщин. Однако женщины сдавали больше камней, чем мужчины, в возрасте от 10–19 (63%) и 20–29 (62%) лет.Женщины представили большинство камней из гидроксиапатита (65%) и струвита (65%), в то время как мужчины представили большинство камней из оксалата кальция (64%) и мочевой кислоты (72%) ( P <0,001). Хотя камни из оксалата кальция были в целом наиболее распространенным типом камней, камни из гидроксиапатита занимали второе место по распространенности в возрасте до 55 лет, тогда как камни из мочевой кислоты занимали второе место после 55 лет. Больше камней оксалата кальция и мочевой кислоты поступало в летние месяцы (июль и август; P <0.001), тогда как сезон не повлиял на другие типы камней.

    Выводы Хорошо известно, что камни из оксалата кальция являются наиболее распространенным типом камней. Однако возраст и пол имеют заметное влияние на тип образовавшегося камня. Большее количество камней, представленных женщинами, по сравнению с мужчинами в возрасте от 10 до 29 лет, и изменение состава среди пожилых людей в пользу мочевой кислоты не получили широкого признания. Эти данные также свидетельствуют об увеличении риска образования камней летом, хотя это относится только к камням из оксалата кальция и мочевой кислоты.

    Введение

    Распространенность почечнокаменной болезни в Соединенных Штатах, кажется, растет. Причины такой тенденции не совсем ясны. Были задействованы такие факторы, как ожирение, диабет и диета. На основе предыдущей серии исследований в специализированных лабораториях по изучению камней обычно утверждается, что подавляющее большинство (примерно 80%) камней в почках, которые образуются у взрослых, содержат большую часть оксалата кальция (CaOx) и / или фосфата кальция в форме гидроксиапатит (ГА) (1–3).Другие менее распространенные составы камней включают мочевую кислоту (UA), струвит (ST; фосфат магния-аммония) и цистин (Cy).

    Лаборатория металлов клиники Мэйо выполняет анализ состава около 50 000 почечных камней в год с помощью инфракрасной спектроскопии образцов, присланных со всех концов Соединенных Штатов. В этом исследовании мы изучили распределение типов камней, чтобы определить, применимы ли предыдущие отчеты о распределении состава камней к этой относительно большой когорте в 2010 году.Поскольку эта выборка включает сопоставимое количество мужчин и женщин разного возраста, мы также исследовали влияние демографических данных и календарного месяца (сезона) на состав камней. Результаты показывают, что совокупные проценты аналогичны ранее сообщенным. Однако возраст и пол во многом влияют на распределение типов камней. Наконец, некоторые типы камней чаще представлены в теплые летние месяцы (CaOx и UA), тогда как другие не демонстрируют этой сезонной тенденции.

    Материалы и методы

    Анализы камней

    Образцы камней в почках преимущественно направлялись в лабораторию металлов клиники Мейо для анализа общественными больницами, представляющими общественные практики, от урологов до общей медицины.Вероятно (но данные отсутствуют), что большинство представленных камней были переданы из специализированной практики. В лабораторию не поступала информация о лекарствах или о том, проходили ли или собирались ли камни во время вмешательства. Все камни были проанализированы в лаборатории металлов клиники Мэйо с использованием стандартной операционной процедуры. Первоначально каждый камень взвешивался перед тем, как репрезентативный образец (приблизительно 1 мг) был взят из всех идентифицируемых слоев. Затем образец измельчали ​​до тонкого порошка, используя ступку и пестик, и регистрировали инфракрасный спектр с использованием спектрометра Frontier FTIR с универсальным устройством для отбора проб НПВО и кристаллом алмаз / ZnSe (PerkinElmer, Waltham, MA).Полученный спектр сравнивали с эталонным спектром всех известных компонентов почечного камня, что позволило провести точный анализ сложных кристаллических смесей каждого типа кристаллов (4). Процентное содержание компонентов определялось путем сравнения отношения высот пиков компонентов в данном образце с отношением высот пиков в библиотеке известных количеств смешанных компонентов. В настоящее время это считается золотым стандартом для рутинного клинического анализа состава камней (5).

    Классификация камней

    Были изучены все камни, представленные на анализ в лабораторию металлов клиники Мэйо в течение 2010 календарного года ( n = 48 446). В этот анализ был включен только первый представленный камень на человека ( n = 43 545). Камни были классифицированы в следующем последовательном порядке, так что каждый камень был помещен в одну уникальную группу: ( 1 ) камни, содержащие любой ST, были помещены в группу ST; ( 2 ) камни, содержащие любой Cy, были помещены в группу Cy; ( 3 ) камни, содержащие любые UA, были помещены в группу UA; ( 4 ) камни, содержащие любой брушит (BR), были помещены в группу BR; ( 5 ) камни были классифицированы как CaOx, если в них было большинство (> 50%) CaOx с или без HA; или ( 6 ) камни были классифицированы как HA, если они содержали большую часть (> 50%) HA с или без CaOx.Камни, которые состояли из лекарств, белка или редких компонентов (, например, , дигидроксиаденин), были классифицированы как таковые, тогда как материалы, которые вряд ли имеют происхождение из мочевыводящих путей (, например, , диоксид кремния), были классифицированы как артефакты.

    Статистический анализ

    Каменные композиции артефактов, белков или лекарств были показаны на графиках, но исключены из статистического анализа. Для месячных тенденций все значения были нормализованы к 30-дневному месяцу. Каждая каменная композиция сравнивалась со всеми остальными композициями ( e.грамм. , CaOx по сравнению с не-CaOx) для разных половозрастных групп (10-летние интервалы). Количество каждой каменной композиции, полученной за нормализованный 30-дневный месяц, выражалось в процентах от количества этой каменной композиции за весь год. Для оценки влияния пола, месяца и возрастной группы на тип камня использовались тесты хи-квадрат. Для месячных тенденций использовался однократный критерий хи-квадрат с ожидаемыми значениями, скорректированными с учетом продолжительности месяца. Статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения SAS версии 9.3 и версия 9 JMP (Институт SAS, Кэри, Северная Каролина; www.sas.com).

    Результаты

    Камни были получены со всех концов Соединенных Штатов, включая северо-восток (6351; 14,6%), среднюю часть Атлантического океана (4809; 11,0%), юго-восток (6782; 15,6%), средний запад (9237; 21,2%), верхний среднезападный (8237; 18,9%), южный центральный (6111; 14,0%) и западный (1968; 4,5%) штаты. Самая большая группа (67%) содержала камни, состоящие в основном из CaOx, за которыми следовали камни, состоящие в основном из HA (16%) (Таблица 1). Таким образом, 83,4% камней состояли из кальция в форме CaOx или HA.Камни UA составили еще 8%, тогда как ST (3%), BR (0,9%) и Cy (0,35%) встречались реже (Таблица 1). Из камней UA 62,7% были чистыми, в то время как остальная часть была смешана с CaOx. Всего лишь 61 камень (0,1%) содержал метаболиты лекарств, включая триамтерен (36 камней), атазанавир (один камень), сульфаметоксазол (шесть камней), гвайфенезин и эфедрин (два камня), феназопиридин (два камня) и сульфадиазин ( один камень). В течение этого календарного года был получен только один редкий камень (дигидроксиаденин).Образцы, содержащие только белок, были классифицированы как таковые (0,4%), а образцы, содержащие диоксид кремния или никакой другой прозрачный каменный материал, были классифицированы как артефакты (3,2%). Мужчины и женщины с гораздо большей вероятностью сдавали камни в возрасте от 20 до 79 лет (Таблица 2). В целом мужчины чаще предъявляли камень (58% от общего числа). Однако женщины составили большинство представленных камней в возрасте от 10–19 (63%) до 20–29 (62%) лет.

    Таблица 1.

    Распределение типов камней, проанализированных в течение 2010 календарного года ( n = 43 545)

    Таблица 2.

    Камни, представленные на анализ по возрасту и полу

    Типы камней различались по полу (рис. 1). Больше женщин, чем мужчин, с большей вероятностью представили камень HA (25,0% против 9,6%) или ST (4,6% против 1,8%), тогда как мужчины с большей вероятностью отправили CaOx (74,1% против 58,1%) или UA (10,3% против 5,5%) камень ( P <0,001 для всех). Хотя камни CaOx были наиболее распространены во всех возрастных группах, наблюдались поразительные возрастные тенденции в отношении пропорционального сочетания типов камней, при этом камни HA были относительно более распространены среди людей в возрасте 20–29 лет, а камни CaOx были относительно более распространены среди тех, кто имел 40 –70 лет, а камни UA относительно чаще встречаются среди лиц старше 70 лет ( P <0.001) (Рисунок 2). Общие возрастные тенденции у представителей обоих полов были схожими, хотя имелись некоторые важные различия (Рисунок 3). Камни HA чаще всего наблюдались у лиц моложе 40 лет; однако этот результат был более заметным для женщин, чем для мужчин. Действительно, процент камней HA был даже больше, чем процент камней CaOx у женщин в возрасте от 20 до 29 лет (единственный случай, когда CaOx не был самым распространенным типом камней). Процент камней UA резко увеличился у обоих полов примерно в возрасте 50 лет, составляя> 20% камней в возрасте> 90 лет.В целом, половые различия в составе камней были гораздо менее заметными в возрасте старше 70 лет и наиболее заметными в возрасте до 30 лет.

    Рисунок 1.

    Ассоциация пола с типом камня.

    Рисунок 2.

    Связь возраста с типом камня.

    Рисунок 3.

    Комбинированная ассоциация возраста и пола с типом камня. (A) Мужчины и (B) женщины изображены отдельно.

    Наконец, было небольшое увеличение процента камней CaOx и UA, представленных в летнее время (с июля по сентябрь) по сравнению с остальной частью года (Рисунок 4, A и B) ( P <0.001 для тренда). Однако количество других, более распространенных типов камней, включая HA и ST, не менялось в зависимости от календарного месяца (рис. 4, C и D). Месячные закономерности внутри типов камней существенно не различались в зависимости от пола. Для UA ( P = 0,96) или CaOx ( P = 0,34) не наблюдалось значительных региональных различий в сезонных характеристиках. Таким образом, сезонные тенденции в отношении этих двух типов камней, по-видимому, не сильно различались по регионам страны.

    Рисунок 4.

    Представлено сопоставление календарного месяца с каменными числами. По месяцам представлены четыре основных типа камней: (A) оксалат кальция, (B) мочевая кислота, (C) струвит и (D) апатит. * P <0,001 для доказательства сезонности для данного типа камня с использованием критерия хи-квадрат с 11 степенями свободы.

    Обсуждение

    Наше исследование выявило важные демографические и сезонные особенности, которые связаны с типом камня, который может образоваться у данного пациента. Более молодые женщины более восприимчивы к камням HA, тогда как состав камней UA заметно увеличивается у обоих полов после 50 лет.Камни CaOx являются наиболее распространенными камнями любого возраста и пола, но особенно часто они встречаются у мужчин среднего возраста. Наконец, это исследование предполагает, что более теплая летняя погода увеличивает риск передачи определенных типов камней (CaOx и UA), но не других (HA и ST).

    Это исследование согласуется с историческими сериями из других крупных справочных лабораторий, в которых сообщается, что около 80% камней состоят из CaOx и / или HA (1–3). Самая последняя большая серия исследований центральной лаборатории для учреждений Управления по делам ветеранов в США (6) выявила несколько важных тенденций, в том числе увеличение вероятности образования кальций-фосфатных камней у данного человека по мере увеличения количества камней (6).Однако в этом исследовании в основном участвовали мужчины (98%), и данные не были стратифицированы по возрасту. Важно отметить, что наши данные действительно предполагают увеличение доли апатита и уменьшение доли камней CaOx у пожилых людей, что согласуется с этими предыдущими данными о сдвиге в сторону апатитовых камней со временем. Мужчины в целом подвержены более высокому риску образования камней в почках (7), возможно, из-за большей тенденции к перенасыщению мочи CaOx (8) и тенденций диеты, которые повышают перенасыщение CaOx ( e.грамм. , более высокое потребление белка у мужчин [9]). В одном отчете перенасыщение мочи CaOx и UA увеличивалось у мужчин в теплые месяцы, тогда как эти уровни оставались относительно неизменными в течение сезона для женщин (10). Мы обнаружили, что женщины чаще, чем мужчины, имеют камни HA. Возможно, это связано с тем, что женщины, образующие камни, подвергаются повышенному риску инфекции мочевыводящих путей (11), что, в свою очередь, может повысить pH мочи из-за инфекции, содержащей уреазу, и способствовать перенасыщению ГК.В целом, это исследование подчеркивает, что факторы, которые вызывают камнеобразование у молодых женщин, вероятно, отличаются от факторов, которые вызывают камнеобразование у пожилых и более распространенных камнеобразователей (мужчин).

    Другие опубликованные данные также подтверждают идею о том, что камни HA чаще встречаются у женщин, чем у мужчин, и что среднее количество фосфата кальция в смешанных камнях CaOx увеличивается за последние десятилетия (12). В этом предыдущем исследовании, проведенном в крупной специализированной клинике по лечению камней, кальций-фосфатные камни возникли в более молодом возрасте (29.8 лет), чем камни CaOx (33,6 года), и они были связаны с относительно более высоким pH мочи и экскрецией кальция (12). В отдельном отчете той же клиники по лечению камней, pH мочи также был выше в группе мужчин и женщин, которые преобразовались из CaOx в фосфат кальция (13). Гормональный статус может играть некоторую роль в наблюдаемых половых различиях в составе камней. У пожилых женщин, которые, вероятно, находятся в постменопаузе (, то есть , старше 50 лет), состав камней очень похож на состав мужчин того же возраста.Анализ двух больших групп женщин показывает, что риск образования камней в почках может увеличиваться после менопаузы (14,15). В целом, у молодых женщин наблюдается более высокий уровень pH и цитрата в моче, более низкий уровень кальция в моче и более высокое перенасыщение фосфатом кальция. Однако содержание кальция в моче в постменопаузе имеет тенденцию к повышению (16,17). В двух исследованиях pH мочи и цитрат были выше у женщин в постменопаузе, получавших заместительную терапию эстрогенами, чем у женщин, не получавших заместительную терапию эстрогенами (16,17). Эти наблюдения показывают, что изменения в постменопаузе делают пожилых женщин более похожими на мужчин по риску образования камней, и это может объяснить отсутствие половых различий в составе камней в старших возрастных группах.

    Наши данные также показывают, что камни UA становятся все более распространенными с возрастом> 50 лет у обоих полов. Действительно, к 90 годам камни UA почти так же распространены, как камни CaOx. Две крупные лаборатории по анализу камней в Германии (18) и Франции (19) сообщили о подобной тенденции к образованию камней UA у пожилых людей, а данные по населению из округа Олмстед, штат Миннесота (20), показали аналогичные результаты. Возможно, это наблюдение связано с изменениями функции почек, связанными со старением.ХБП часто ассоциируется с почечным канальцевым ацидозом 4 типа, который, в свою очередь, характеризуется сниженным почечным аммиагенезом и более кислой мочой (21), что способствует перенасыщению УК (22). Кроме того, экскреция кальция с мочой снижается у людей со сниженной СКФ, что, возможно, снижает вероятность образования кальциевых камней (23). Ожирение, инсулинорезистентность и диабет, которые также чаще встречаются с возрастом, связаны с более низким pH мочи и камнями UA (24,25).

    Широко признано, что камни в почках чаще встречаются среди взрослых мужчин.Наши данные показывают, что не только состав камней отличается у молодых женщин, содержащих относительно больше ГК, но и количество образовавшихся камней также больше у девочек-подростков (10–19 лет) и молодых взрослых женщин (20–29 лет). в отличие от мужчин. В этом текущем исследовании на долю женщин приходилось около 60% представленных камней в возрасте от 10 до 29 лет. Несколько более крупных групп подростков, образующих камни, также обнаружили преобладание женщин в этой возрастной группе (26,27), а анализ данных Национального обследования здоровья и питания за период с 1976 по 1994 год показал, что женщины в возрасте от 20 до 29 лет имели распространенность камней примерно на 50% выше, чем у мужчин того же возраста (28).Таким образом, совокупность доказательств предполагает, что необходимы дополнительные исследования, чтобы понять фактор (факторы), опосредующие риск образования камней в почках у молодых женщин, и что эти факторы, вероятно, отличаются от таковых у мужчин старшего возраста (и, возможно, у женщин старшего возраста).

    Наконец, наши данные показывают, что окружающая среда влияет на одни типы камней, но, возможно, не влияет на другие. Пациенты чаще получали камень CaOx или UA в летние месяцы. Повышенная концентрация в моче из-за незаметной потери воды в теплую погоду увеличивает перенасыщение мочи как по UA, так и по CaOx.С другой стороны, другие каменные композиции не менялись в зависимости от календарного месяца. Камни ST вызываются инфицированием уреазо-положительным организмом, и можно предположить, что сезонное влияние на концентрацию мочи будет менее важным. Для композиций с апатитом и BR-камнями повышенный pH мочи имеет доминирующий эффект для увеличения перенасыщения фосфатом кальция, в отличие от концентрации кальция и фосфата в моче (29). Эффект агрессивной гидратации в условиях, когда пациенты склонны концентрировать мочу ( e.грамм. , теплое лето) может быть менее полезным для фосфата кальция или ST-камней по сравнению с CaOx или UA.

    У этого исследования есть потенциальные недостатки. Для этих людей нет клинических данных, кроме возраста, пола и места направления, куда был отправлен камень. Таким образом, мы не можем разделить камни в первый раз и повторяющиеся или сравнить состав камня с количеством каменных событий. Для этих данных нет четкого знаменателя (населения водосбора), чтобы определить распространенность каждого каменного состава.Тем не менее, очень большое количество камней, доступных для этого исследования, позволило нам выявить четкие тенденции в изменении состава камней, которые предполагают важные возрастные, половые и сезонные эффекты.

    В заключение, большинство камней, образующихся в Соединенных Штатах, — это CaOx, за которым следует HA. Вместе CaOx и HA составляют более 80% камней, отправленных в крупную справочную лабораторию. Однако демографические данные имеют существенные ассоциации с вероятностью образования определенного типа камня. Более молодые женщины более восприимчивы к камням HA.Мужчины любого возраста особенно восприимчивы к камням CaOx. У пожилых людей обоих полов образуется все больше камней UA.

    Выражение признательности

    Это исследование было поддержано грантом U54-DK100227 урологического исследовательского центра клиники Mayo Clinic O’Brien, грантом U54-KD083908 Консорциума редких камней в почках, членом Сети клинических исследований редких заболеваний Национального института здравоохранения, финансируемой Национальным институтом. диабета, болезней пищеварительной системы и почек, Национального центра развития трансляционных наук и Фонда Мэйо.

    • Получено 6 июня 2014 г.
    • Принято 2 сентября 2014 г.
    • Авторские права © 2014 Американского общества нефрологов

    Узнайте о камнях в почках | ACP Internist

    Лечение и профилактика камней в почках зависит от типа камня, с которым вы имеете дело, согласно Гэри К. Курхану, доктору медицинских наук.

    «Когда я вижу пациента, я всегда спрашиваю его, какой у него камень, и обычно они немного повышают голос и говорят: «Камень в почке , », как будто я не слышал их в первый раз », — сказал он.»Но мы с вами действительно хотим знать, из чего сделан камень.

    Доктор Курхан. Фото Кевина Берна.

    Оксалат кальция — самый распространенный тип камня, который встречается в 74% впервые появляющихся камней. камнеобразователи и 66% рецидивирующих камнеобразователей. «В целом, если вы не уверены в состав камня, вы всегда должны угадывать оксалат кальция, далеко и далеко », сказал докторКурхан, профессор медицины Гарвардской медицинской школы и член отделения почек в Бригаме и женской больнице в Бостоне.

    Большая часть разговоров доктора Курхана относилась к камням из оксалата кальция, но он также упомянул 4 других типа, 2 из которых, цистин и струвит, всегда должны указывать на направление к специалистам. узкий специалист. Цистиновые камни вызываются аутосомно-рецессивным заболеванием и не имеют отношения к диете.Их оценивают путем измерения суточной экскреции цистина и предотвращается применением тиопронина или пеницилламина и повышением pH мочи.

    «Мы ничего не можем сделать, чтобы изменить количество поступающего цистина. из. Мы не сажаем людей на диеты с низким содержанием цистина, потому что это просто не сработает. Итак, мы делать что-нибудь, чтобы попытаться изменить растворимость, и это может быть довольно эффективным », сказал докторКурхан.

    Струвитные камни, также называемые «инфекционными камнями» или Mg-NH 4 + карбонат-апатитовые камни, образуются только при наличии в организме бактерий, продуцирующих уреазу. — верхние мочевыводящие пути, — отметил доктор Курхан. Требуется полное удаление камня, и дальнейшие камни можно предотвратить, предотвратив инфекции мочевыводящих путей (ИМП), он сказал.

    Доктор.Курхан сказал, что кальций-фосфатные камни — его наименее любимый тип, потому что их трудно предотвратить. Они также вызваны слишком большим количеством кальция в моче. много фосфата в моче или слишком мало цитрата в моче. Только эти камни образуются, когда моча более щелочная, что может происходить с некоторыми бактериями или почечными тубулярный ацидоз. Их можно предотвратить с помощью тиазидов и цитратов, хотя последние может повысить pH и увеличить образование камней из фосфата кальция, доктор.- сказал Курхан.

    В отличие от этого, камни из мочевой кислоты очень легко предотвратить, сказал доктор Курхан. Они есть обычно вызывается низким pH мочи, а иногда и повышенным содержанием мочевой кислоты в моче. Профилактика включает снижение потребления животного белка, что снижает потребление пуринов и образование кислоты. Подщелачивание мочи до pH от 6,5 до 7,0 и ксантиноксидазы ингибиторы также могут помочь, Dr.Курхан отметил.

    Причины и факторы риска

    Нефролитиаз имеет некоторые системные факторы, например первичный гиперпаратиреоз. «Мы всегда ищем это, потому что это одна из немногих излечимых причин возникновения камня. формация, — сказал доктор Курхан. «У этих людей высокий уровень кальция в сыворотке и по крайней мере, высокое содержание кальция в моче ».

    Увеличение веса также, вероятно, играет роль в увеличении числа случаев заболевания мочекаменной болезнью. был замечен в U.С., сказал д-р Курхан. Он указал на данные специалистов здравоохранения. Последующее исследование, Исследование здоровья медсестер I и Исследование здоровья медсестер II, показывающие что у женщин, которые весили 220 фунтов и более, риск камнеобразования на 80% выше чем те, кто весил менее 150 фунтов; у мужчин риск был выше на 40%.

    «К сожалению, у нас недостаточно людей, которые похудели, что я могу сказать вы, что похудение было бы защитным, но я могу, по крайней мере, сказать, что поддержание веса необходимо », — сказал он.

    Факторы риска мочевых камней в почках включают высокие концентрации кальция и цитрат, в то время как более высокий уровень цитрата и больший объем мочи представляют меньший риск, доктор Курхан сказал. Ранее считалось, что мочевая кислота в моче является фактором риска оксалата кальция. камни, но это не так, — отметил он.

    Оценка

    Доктор.Курхан не использует такие термины, как гиперкальциурия, гипероксалурия или гипоцитратурия. при оценке пациентов. «Это дихотомические термины, и я думаю, что они действительно сдерживали поле, потому что люди говорят: «О, это ненормально» или «Это нормально », и это действительно непрерывные переменные», — сказал он. «В Я все время использую аналогию: это похоже на кровяное давление. Мы можем сказать, что кто-то страдает гипертонией, если их артериальное давление на 141 больше 91 [мм рт. ст.], но если у них 139 выше 89 все не в порядке.”

    Кроме того, по его словам, чем выше цифры, тем выше риск. «Так сказать, «У них гиперкальциурия», — я хочу знать, какое это число. Это 200, или это 600? Потому что эти вещи действительно будут иметь большое значение вероятность образования кристаллов ».

    Традиционные референсные диапазоны для гиперкальциурии, гипероксалурии и гиперурикозурии тоже бесполезны, д-р.- сказал Курхан. «Они не основаны на нормальном распределении. Просто кто-то в какой-то момент сказал: «Это слишком высоко», — сказал он. сказал. «Это не похоже на сывороточный натрий или сывороточный калий. Определение гипероксалурии произвольно, как и определение гиперурикозурии. Итак, снова подумайте о это более непрерывно ».

    При обследовании пациента с впервые обнаруженным камнем в почках врачи должны убедиться, что чтобы найти другие остаточные камни при визуализирующих исследованиях, д-р.- сказал Курхан.

    «Если у них есть другие камни в почках, для меня это рецидивирующие камни. бывший. Они просто еще не являются постоянным прохожим с камнями », — сказал он.

    Обследование рекомендуется не только пациентам с остаточными камнями, но и пациентам с остаточными камнями. с высоким риском рецидива, сказал д-р Курхан. Также рекомендуется при почечном камне. пациенты с остеопенией или остеопорозом.«Это еще одна причина, по которой мы хотели бы чтобы узнать, сколько кальция выводится с мочой и нужно ли что-то делать с это », — отметил он.

    Первым шагом в оценке является история, особенно с акцентом на количество камней, частота и типы ответных вмешательств. «Эти все вещи, [которые] чем они выше, тем больше вероятность, что я буду агрессивен уменьшите значения », — сказал д-р.- сказал Курхан.

    Обычно проверяются электролиты, функция почек, кальций и фосфор. — сказал доктор Курхан, прежде чем вы увидите пациента. «Я не проверяю ПТГ или паращитовидную железу. гормон, когда я впервые вижу кого-то, если нет доказательств их мочи высокий уровень кальция — но обычно они не проверяли его до того, как приедут чтобы увидеть меня — или если уровень кальция в их сыворотке высок, — сказал он.

    В острых случаях следует сделать точечный анализ мочи, чтобы убедиться, что моча не д-р Курхан подчеркнул, что это может указывать на неотложную медицинскую помощь в больнице. наличие препятствующего камня. «Люди не умрут от боли [камня в почках], но если есть препятствующий камень с инфекцией позади Это ситуация, когда вам нужна экстренная декомпрессия.И люди умирают от это », — сказал он.

    Кроме того, он отметил, кристаллы в моче пациента, у которого еще не прошел камень, или не извлекать камень, когда он проходил, может помочь врачу определить камень тип.

    Суточный анализ мочи — краеугольный камень рекомендаций, сказал доктор Курхан, но он отметил, что его не следует проводить раньше, чем через 6 недель после первого презентация.

    «После того, как кто-то перенес какой-либо медицинский случай, но особенно камень в почках, они начать менять все, что они делают. Но я не хочу, чтобы они меняли свои привычки но потому что я не знаю, что им нужно изменить или нет, потому что я не знаю, когда этот камень сформировался », — сказал он. Он советует людям вернуться к своей обычной диете, подождите не менее 6 недель, а затем сделайте два 24-часовых сбора мочи для определения исходного уровня, потому что По его словам, экскреция может быть разной.

    Также очень важно все сразу измерить, — подчеркнул он. «Не просто измерьте содержание кальция и скажите «О, все в порядке», а затем дайте им сделайте 24-часовой анализ мочи и измерьте оксалат, и все в порядке. Если вы никогда не делали 24-часовой моча, и вы собираетесь ее заказать, я бы попросил вас попробовать сделать [то, что ваш пациент придется делать]. Концептуально это легко, но может быть сложно.”

    По его словам, для радиологии стандартным методом лечения является спиральная компьютерная томография с низкой дозой облучения. КУБ (почки, мочеточники, мочевой пузырь) при визуализации используется гораздо меньше радиации, но можно пропустить мелкие камни. УЗИ только визуализирует почку и не может различить, есть ли рядом с каждым по 2 камня другое, но его преимущество заключается в том, что в нем нет никакого излучения, — сказал он.

    Вмешательства

    Доктор.Курхан также кратко рассказал о фармакологических вмешательствах, которые он использует для лечения камней в почках. Чтобы попытаться снизить содержание кальция в моче, он начал бы с хлорталидона, по крайней мере, 25 мг / сут. хотя он отметил, что некоторым пациентам в конечном итоге может потребоваться доза до 100 мг / сут. «Если вы предпочитаете гидрохлоротиазид, вам, возможно, придется давать его [дважды в день] дозирования только потому, что продолжительность действия короче », — сказал он.

    Чтобы попытаться снизить уровень мочевой кислоты или цитрата мочи, назначьте аллопуринол или калий. цитрат, соответственно, сказал он. Щелочь любого типа приведет к увеличению цитрата. экскреции, отметил он, но сказал, что старается избегать употребления солей натрия, потому что потребление натрия увеличивает выведение кальция.

    Пациенты, принимающие тиазиды, должны соблюдать диету с низким содержанием натрия, подчеркнул он, желательно меньше. чем 3 г / сут.Фактическое потребление следует определять в суточной моче. «Я не могу сказать вы, сколько людей говорят, что не едят натрий, и вы измеряете суточную мочу натрия, и это 4000 мг / сут », — сказал он. «Организм не производит натрий. Если они находятся в стабильном состоянии, это должно быть связано с их едой ».

    Проблема, по его словам, заключается в том, что готовые продукты содержат неизвестное содержание натрия и маркируются. может быть сложно читать.«Просто постарайтесь, чтобы пациенты знали о потреблении натрия», он сказал.

    Доктор Курхан также обсудил диетические вмешательства для предотвращения образования камней. Диетический оксалат, вероятно, не играет большой роли для большинства пациентов, но пациенты должны «Старайтесь избегать продуктов с высоким содержанием оксалатов, таких как шпинат и картофель», — сказал он. Также он отметил что увеличение количества кальция в рационе действительно снижает риск почечного камни.«Нет никаких доказательств, подтверждающих серьезное ограничение кальция в люди, у которых есть кальциевые камни. Я не могу этого особо подчеркнуть », — сказал он.

    Добавки кальция могут быть связаны с образованием камней в почках из-за времени — сказал он. «Большинство людей не принимают добавки кальция с питание; обычно принимают их утром или поздно вечером », — сказал он.

    «Потребление жидкости необходимо для предотвращения рецидива камней», — подчеркнул доктор Курхан. «Этот это болезнь концентрации », — сказал он. «Много раз я принимаю пациентов отправлено мне, и [лечащий врач] скажет: «Все их ценности в моча в норме. Почему они образуют камни? »Но тогда вы собираете 24-часовой моча и фактически их объем мочи настолько мал, что концентрация этих компонентов [это] просто слишком высоко.”

    Когда пациентов рекомендуют увеличить потребление жидкости, они могут спросить, что они могут — выпей, — сказал доктор Курхан. Данные показывают, что более высокое потребление кофе, чая, пива, вина и По словам доктора Курхана, апельсиновый сок снижает риск образования камней. Чай в нем есть оксалат, но его не так много, сказал он, и данные наблюдений показать, что нет причин избегать этого.

    «Хочу отметить, что я не прописываю пиво и вино, чтобы предотвратить заболевание почек. камни », — пошутил он, но отметил, что это может помочь пациентам узнать, что употребление алкоголя эти напитки не увеличивают их риск. «Я советую им избегать засахаренных продуктов. подслащенные напитки, потому что они связаны с высоким риском камнеобразования в дополнение ко всем другим их побочным эффектам.”

    Д-р Курхан признал, что пациентам и даже врачам может быть трудно осмыслить рекомендации по конкретным питательным веществам и понять, что общий диетический подход может быть Полегче. Он отметил, что 3 когорты наблюдателей обнаружили, что DASH (диетическое питание) Подходы к борьбе с гипертонией) диета, богатая фруктами и овощами, включает: обезжиренные молочные продукты и имеют низкое количество насыщенных и общих жиров, связаны с меньший риск.«Чем больше ваша диета похожа на DASH, тем ниже риск образования камня», он сказал. Он также сказал, что диетические рекомендации должны быть индивидуальными. на химический состав мочи каждого пациента.

    При выборе между диетическим или фармакологическим действием следует учитывать несколько факторов. д-р Курхан сказал, что вмешательство, в том числе состав камня, камнеобразование, предыдущие процедуры, показатели мочи и плотность костей.Для женщины с более экстремальным например, показатели мочи и низкая плотность костей, он с большей вероятностью назначит лекарства. Предпочтения пациентов также играют важную роль.

    «[Пациент может сказать]« Как долго я должен принимать это? » настоящий ответ — «Навсегда», но я обычно говорю: «Ну, мы ничего не лечит. Это не похоже на неделю приема антибиотиков.Давай попробуем год и посмотрим, как это пойдет », — сказал д-р Курхан. «И обычно, если вы могут предотвратить появление новых камней, они так счастливы, что хотят продолжать. Но если они говорят, что не будут делать этого в течение длительного времени, не стоит начинать их лечение ».

    Выполнение первоначального суточного измерения мочи и консультирование пациента относительно следующих Когда речь идет о камнях в почках, шаги — это только начало.- сказал Курхан. К прописать тиазид и попросить пациента вернуться, если у него есть еще один камень. «Например, лечить чье-то кровяное давление и говорить:« Возвращайся, если ты перенес инсульт », — сказал он. «Мы бы никогда этого не сделали. Мы измеряем кровяное давление людей, потому что мы хотим видеть, что происходит ».

    Следует повторить суточные измерения мочи, чтобы увидеть действие лекарств. прописал, докторКурхан подчеркнул. Например, вы можете увидеть, снизился ли уровень кальция в моче. после начала приема тиазидов или снизился ли уровень натрия в моче после того, как вы рекомендовали малосолевая диета.

    «Возможно, вам придется пройти через этот цикл всего пару раз», — сказал он. «Но со временем вы можете резко изменить состав мочи, чтобы это каменное повторение прекратится.”

    Морфологические характеристики и микроструктура камней в почках с использованием синхротронного излучения μCT раскрывают механизм роста и агрегации кристаллов в смешанных камнях

    Abstract

    Понимание механизмов образования камней в почках, моделей развития и связанных с ними патологических особенностей приобретает все большее значение в связи с увеличением распространенности заболевания и разнообразием представлений о составе камней.Основываясь на микроструктурных характеристиках камней в почках, можно объяснить различия в патогенезе чистых и смешанных типов камней. В данной работе проанализированы микроструктура и распределение минеральных компонентов почечных камней разного минералогического состава (чистых и смешанных типов). Неповрежденные камни, удаленные у пациентов, были исследованы с помощью рентгеновской компьютерной микротомографии с синхротронным излучением (SR-μCT), а изображения томографических срезов были реконструированы, представляя плотность и распределение структуры в различных плоскостях возвышения.Инфракрасные (ИК) спектроскопы, дифракция рентгеновских лучей (XRD) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) были использованы для подтверждения минерального состава валового материала в шлифованных камнях. Наблюдения выявили различия в микроморфологии камней в почках с аналогичным составом во внутренней трехмерной структуре. Камни моногидрата оксалата кальция демонстрировали хорошо организованные наслоения, в то время как камни мочевой кислоты демонстрировали более низкие сигналы поглощения с однородной внутренней структурой. Отчетливые минеральные фазы в смешанных типах были идентифицированы на основе дифференциальной скорости поглощения.Было проведено сравнение трехмерного количественного анализа внутренней пористости и пространственной вариации между девятью различными типами камней. Разнообразие микроструктуры одинаковых и разных типов камней показывает, что камнеобразование является сложным и может определяться как физиологическими, так и микросредовыми факторами. Эти факторы могут предрасполагать некоторых к агрегации кристаллов и росту камней, в то время как у других кристаллы могут не устанавливать стабильного прикрепления и / или роста.

    Образец цитирования: Manzoor MAP, Agrawal AK, Singh B, Mujeeburahiman M, Rekha P-D (2019) Морфологические характеристики и микроструктура почечных камней с использованием синхротронного излучения μCT раскрывают механизм роста и агрегации кристаллов в смешанных камнях.PLoS ONE 14 (3): e0214003. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003

    Редактор: Йогендра Кумар Мишра, Институт материаловедения, ГЕРМАНИЯ

    Поступила: 14 ноября 2018 г .; Дата принятия: 5 марта 2019 г .; Опубликован: 22 марта 2019 г.

    Авторские права: © 2019 Manzoor et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

    Финансирование: Авторы выражают благодарность Университету Енепоя за посевной грант для проведения этого исследования. Спонсор не имел никакого отношения к дизайну исследования, сбору и анализу данных, принятию решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

    Введение

    Почечнокаменная болезнь вызывается отложением минерализованных кристаллов в чашечках почек и лоханке, и эти отложения трансформируются в камень (камни) в результате ряда событий.С образующимися камнями можно справиться с помощью хирургических вмешательств или медицинских вмешательств; тем не менее, для предотвращения рецидива необходимо понимание состава камня для медицинского лечения, специфичного для минерального типа камня [1, 2]. Удержание и рост кристаллов регулируются различными факторами, такими как гиалуроновая кислота, остеопонтин, состав поверхности эпителиальных клеток почечных канальцев, а также суперстаурация [3, 4]. Однако различия во взаимодействии этих факторов и других внутренних физиологических и метаболических факторов могут управлять процессом кристаллизации и определять составы [5].

    Микроструктура каменной матрицы варьируется в зависимости от типа камня и определяется минеральным составом. Композиционный анализ выявляет типы минералов, ответственных за образование камней, а ультраструктурное исследование матрикса почечных камней дает дополнительные детали, которые являются ключевыми звеньями в патогенезе [6]. Некоторые камни, особенно состоящие из оксалата кальция, прикрепляются к «зубному налету», тогда как другие часто образуются в свободном растворе в почечной системе сбора.В каждом из этих условий процессы зародышеобразования и агрегации существенно различаются, позволяя камню агрегировать и расти в разных условиях, что приводит к неоднородности в физической и химической архитектуре. Во время прогрессирования образования камней также может происходить обширное и многократное растворение, которое может изменить матрицу камня на ультраструктурном уровне [7]. Воспалительное повреждение почек, вызванное клеточно-кристаллической реакцией, играет важную роль в образовании внутрипочечных кристаллов оксалата кальция [8].

    Разнообразие самого процесса литогенеза может существенно повлиять на внутреннюю структуру и состав камня. Кроме того, характер распределения минералов в матрице камня определяется процессом накопления минералов во время роста кристаллов, который регулируется доступностью и / или перенасыщением разновидностями. Для изучения состава и ультраструктуры камней в почках используются различные передовые методики [7, 9]. В исследовании, подробное описание бляшки Рэндалла с помощью μCT предоставило подробную информацию о механизме образования камней; особенно роль апатита в камнеобразовании в интерстиции как более плотной части, присутствующей в бляшке [9].Большое разнообразие смешанных камней у пациентов указывает на то, что процесс зародышеобразования может быть случайным, что может способствовать совместной агрегации других кристаллов мочи и способствовать удержанию камня. Следовательно, важно понять относительное распределение различных типов минералов в почечных камнях с помощью более точных и точных технологий.

    Визуализация с использованием синхротронного излучения. Рентгеновская компьютерная микротомография (SR-μCT) из-за более высокого потока фотонов при морфологии параллельного пучка по сравнению с традиционной μCT обеспечивает более высокое разрешение деталей в 3-D [10].Kaiser et al. [11] первоначально использовали SR-μCT для изучения микроструктуры и минералогии почечного камня с трехмерными характеристиками и внутреннего состава почечных камней. Это исследование показало присутствие апатита в виде концентрических и непрерывных слоев в некоторых камнях, особенно в камнях из оксалата кальция. Однако исследование ограничивалось фрагментированными камнями в почках и не могло представить фактические характеристики модели роста. Таким образом, в этом исследовании мы использовали SR-μCT для изучения текстуры, характера отложения минералов, трехмерного количественного анализа пористости и пространственного изменения интактных камней в почках, представляющих основные типы минералов.

    Методы

    Заявление об этике

    Все процедуры с участием людей были одобрены институциональным этическим комитетом Енепойского университета (YUEC.022 / 16) и Научным наблюдательным советом Енепойского исследовательского центра (YRCSRB034 / 17). Исследование было проведено в соответствии с этическими стандартами институционального и / или национального исследовательского комитета, а также с Хельсинкской декларацией 1964 года, и письменное информированное согласие было получено от всех участников.

    Образец и образец

    Хирургически удаленные камни в почках (n = 22) были собраны у пациентов с симптоматическими каменными заболеваниями. Все пациенты прошли базовую оценку, включая подробный анамнез, полный анализ крови и мочи и неконтрастную компьютерную томографию (NCCT). У каждого пациента был удален камень (камни) в почках в соответствии с обычной клинической практикой (лапароскопическая, чрескожная нефролитотомия или открытая операция по удалению камней). Удаленные интактные камни были промыты и высушены перед исследованиями SR-μCT.

    Аналитические методики, используемые при анализе крови

    Кровь (5 мл) собирали в вакуумеры у каждого пациента с использованием этилендиаминтетрауксусной кислоты в качестве консерванта. Уровень сахара в крови определялся методом глюкозооксидазы-перекиси водорода (Триндер). Кальций в сыворотке и электролиты, такие как натрий, калий и хлорид, оценивались с помощью Direct-ISE (VITROS 5600 Integrated System Ortho-Clinical Diagnostics, штат Нью-Джерси, США). СОЭ оценивали фотометрическим методом. PH мочи за 24 часа измеряли с помощью цифрового pH-метра.

    SR-μCT сканирование и 3-D реконструкция

    Эксперименты проводились на линии формирования рентгеновских изображений (BL-04) на синхротронном источнике Indus-2 в Центре передовых технологий Раджа Раманна (RRCAT, Индия). Экспериментальная установка для рентгеновской μCT состояла из моторизованных прецизионных трансляционных столиков x, y и z и вращающегося столика [12, 13]. Для сбора данных образцы почечных камней устанавливали над зажимным патроном для образцов. Энергия падающего рентгеновского пучка была оптимизирована для образцов в зависимости от их толщины и примерного состава (24–30 кэВ).Эффективный размер вокселя составлял 2,25 мкм. Образцы вращали вокруг своей оси в диапазоне углов 0–180 ° с шагом 0,2 °, и для каждого образца было собрано 901 рентгенографическая проекция.

    Реконструкция и анализ изображений

    Изображения томографических срезов были реконструированы с использованием метода обратной проекции с фильтром для представления плотности и распределения структуры в различных плоскостях возвышения в образцах. Изображения поперечных срезов были сложены вместе, объем визуализирован, чтобы показать микроструктуру камня в 3-D и выделить особенности.Количественный анализ данных SR-μCT по значениям серого и вариациям пористости проводился с использованием программного обеспечения ImageJ. Пористость рассчитывалась по изображениям с использованием порогового метода Оцу с последующим удалением шума с помощью медианного фильтра [14]. Расчет значения серого производился с использованием среднего значения серого для каждых 10 срезов при распространении сверху вниз.

    Составной анализ с использованием XRD, FT-IR спектроскопии и FESEM

    После исследований SR-μCT камень был подвергнут анализу химического состава с использованием XRD, FT-IR спектроскопии и полевой эмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FESEM).Картины XRD записывали на лабораторном дифрактометре (Rigaku MiniFlex 600) с использованием излучения Cu-Kα (λ = 1,5406 Å). Дифрактограммы регистрировали в диапазоне углов 2θ от 10 до 50 ° и по дифрактограмме идентифицировали кристаллические фазы [15, 16]. Минеральный состав оценивался с помощью ATR-FTIR (Shimadzu IR Prestige-21) в диапазоне частот 4000–400 см –1 при разрешении 4 см –1 [17, 18]. Для изучения микроструктуры и морфологии использовали FESEM (Carl Zeiss, Германия).

    Статистический анализ

    Статистический анализ проводился с использованием SPSS, версия 22.0. (IBM Corp). Результаты категориальных данных были суммированы с использованием частот и процентов. Непрерывные переменные были представлены как среднее ± стандартное отклонение. Односторонний дисперсионный анализ ANOVA использовался для сравнения средних значений количественных переменных по типам камней. Тесты значимости были двусторонними, и значение p <0,05 считалось статистически значимым.

    Результаты

    Среди всех 22 протестированных камней 16 (72.7%) были получены от мужчин и 6 (27,3%) от женщин. Сводные демографические данные пациентов представлены в таблице 1. Камни представлены 9 минеральными типами, а именно; моногидрат оксалата кальция (COM), мочевая кислота, струвит, смешанный COM-апатит, смешанный струвит-апатитовый, смешанный COM-мочевая кислота, смешанный COM-дигидрат оксалата кальция (COD), смешанный COM-COD-апатит и смешанный струвит-COM-апатит . У большинства пациентов биохимические показатели крови были в пределах нормы; клинические характеристики, такие как биохимия крови и мочи, приведены в таблице S1.Картина XRD и изображения FESEM репрезентативных образцов показаны на рис. 1.

    Рис. 1. Репрезентативные XRD и FESEM изображения камней в почках, использованные в настоящем исследовании.

    (a) Кристаллы KS-8 и KS-10 COM и струвита, показывающие максимальную интенсивность пика в плоскости (040). Кристалл мочевой кислоты KS-17 показывает предпочтительный рост текстуры вдоль плоскости (121). (b-d) Чистые камни, просматриваемые обычной фотографией и FESEM. (б) СОМ проявляется в виде сетчатого типа внешнего вида и границ мелких кристаллитов.(c) Кристаллы струвита показали мелкие кристаллы с гемиморфной морфологией. (d) Кристаллы мочевой кислоты показали агломераты пластинчатых кристаллов с кластерами мелких кристаллов (размер 10 мкм).

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003.g001

    Микротомография чистых типов камня: SR-μCT

    Камни COM демонстрировали видимую раковинную текстуру с радиальным узором и концентрическими слоями организации. Изображения с минеральной плотностью и серой архитектурой представлены на рис.2.Центральная более плотная область с высокими значениями ослабления рентгеновского излучения соответствовала ядру ядра апатита, окруженному хорошо организованными внешними слоями. Камни COM показали несколько слоев организации с видимыми внутренними трещинами (рис. 2B и 2C). Пористость составила 0,23% (таблица S2). Наблюдалась схожая микроструктура в разных камнях, полученных от одного и того же пациента. Однако микроструктура различалась в образцах, полученных от разных пациентов (S1 Рис). На рис. 3 показано реконструированное томографическое изображение среза, внутренняя трехмерная морфология и гистограммы показывают различия в плотности между апатитовым ядром и внешними слоями.Томографический срез различных участков камней, показывающий осаждение минералов и накопление минералов на разных плоскостях возвышения, приведен на рис. S2

    .

    Рис. 2. Микроморфология чистого камня COM.

    (a) Реконструированный срез μCT, показывающий концентрические слои организации. (b) Типичный срез изображения SR-μCT, показывающий видимый радиальный узор с концентрическими слоями организации, показывающий заметный кольцевой артефакт. Стрелка показывает центральную более плотную область высоких значений ослабления рентгеновского излучения, соответствующую ядру апатита.(c) SR-μCT срез, показывающий несколько уровней организации. Стрелка показывает наличие видимых внутренних трещин.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003.g002

    Рис. 3. Микроморфология COM, показывающая томографическое изображение среза и внутреннюю трехмерную морфологию.

    (a) Проекция камня максимальной интенсивности, отображающая внутреннюю трехмерную морфологию. Врезка с изображением обычной фотографии. (b) Гистограмма и линии профиля, измеренные для внешнего слоя и внутреннего ядра апатита, демонстрируют разницу в плотности в двух областях.(c и d) Трехмерная реконструкция камня, которая отображает внутреннюю трехмерную морфологию, показывающую более плотную центральную точку зародышеобразования и присутствие ядра апатита. Стрелки показывают случайные слои апатита, отложенные в COM.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003.g003

    Струвитные камни имели многослойный узор и имели пустоты с трещинами внутрь от внешних поверхностей (рис. 4A). Содержание апатита в образце струвита было заметно при повышенном поглощении рентгеновских лучей.Пористость струвитных камней составила 7,9% (таблица S2). Камни мочевой кислоты показали более низкие сигналы поглощения по сравнению с камнями других типов. Эти камни были менее пористыми (4,36%), а внутренняя структура имела многоядерные точки с однородной текстурой (рис. 4В). Однако на внешней поверхности камней из мочевой кислоты были обнаружены неоднородные участки с отчетливой шероховатостью поверхности, содержащие небольшие полости и острые края (рис. 4C).

    Рис. 4. Микроморфология чистых типов камня.

    (a) Срез изображения SR-μCT струвитного камня, показывающий узор из двух отдельных слоев с пустотами, микро- и макропорами (стрелка).Тонкие белые линии, показывающие апатит. (b) Срез изображения SR-μCT камня из мочевой кислоты, показывающий однородную текстуру. (c) Трехмерная визуализация поверхности с разрезом по стопке изображений камня из мочевой кислоты.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003.g004

    Микротомография смешанных типов камней

    Камни смешанного типа имели более изменчивый характер роста кристаллов, имели более неправильную и разнообразную форму и структуру (рис. 5). Смешанные камни с апатитом и СОМ показали неорганизованное распределение минеральных компонентов в каменной матрице.Все смешанные камни, содержащие апатитовый компонент, показали относительно более высокие сигналы поглощения и частицы кристаллов апатита (рис. 5A и 5B). Камни, смешанные с СОМ и мочевой кислотой, имели сложную структуру, компоненты кристаллов оксалата кальция имели относительно более высокое поглощение и слабый сигнал рассеяния, и противоположное наблюдали в кристаллах мочевой кислоты (рис. 5C и 5D). Эти камни имели относительно заметный радиальный рисунок основных структур. Смешанные струвит-апатитовые камни показали сравнительно более высокое ослабление рентгеновского излучения по сравнению с другими типами камней (рис. 5E и 5F).Система COM-COD-апатит, компонент оксалата кальция, демонстрирует однородную микротомографию, в то время как апатит показывает относительно более плотную структуру и ослабление рентгеновских лучей (рис. 5G и 5H). В случае смешанных камней COM-COD и струвит-COM-апатит апатит показал относительно более плотную структуру по сравнению с оксалатом кальция (S3 Рис.).

    Рис. 5. Микроморфология и трехмерная реконструкция типичных смешанных типов камней.

    (а и б) ХПК-апатит смешанные камни. Апатит обнаружен вместе с ХПК неорганизованным образом.Камни из смеси апатита показали относительно высокие сигналы поглощения и изделия из вкрапленных кристаллов (зеленый цвет). (c и d) Смешанные камни COM-мочевой кислоты. Компоненты кристаллов СОМ, имеющие относительно более высокое поглощение (зеленый цвет), прямо противоположны относительно слабому поглощению, наблюдаемому в кристаллах мочевой кислоты (красный цвет). (д и е) смесь струвита и апатита, показывающая два типа минералов по отчетливому ослаблению рентгеновских лучей; струвит (красный), апатит (или карбапатит) (зеленый) и пористые воздушные полости (синий). (g & h) COD-COM-апатит смешанный.Эти камни имели видимые внутренние микро- и макропоры и три отдельных слоя с различной плотностью и пористостью. Стрелка указывает на ядро ​​апатита.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003.g005

    Различия пористости и серого цвета для чистого и смешанного камня

    Пористость рассчитывалась на основе процентной площади пор в образцах после бинаризации с использованием стандартных методов. Мы обнаружили отчетливые различия в пористости среди разных типов почечных камней, а также камней от разных пациентов в одной и той же группе (таблица S2).Чистота камней была очевидна по равномерности распределения оттенков серого на сегментированных томографических срезах. Среди типов камней наименьшая пористость была обнаружена у чистых камней, а самая высокая пористость наблюдалась у смешанных камней (таблица S2)

    Обсуждение

    Визуализация ex vivo часто используется для построения данных о камнях различной морфологии, полученных от различных групп пациентов. В этом исследовании мы сравнили 22 почечных камня 9 различных составов (3 чистых и 6 смешанных типов) с помощью SR-μCT.Мы наблюдали различия в микротомографии среди камней одного и того же типа, а также среди камней различного состава. Камни смешанного состава демонстрировали высокую неоднородность внутренней трехмерной морфологии. Эта неоднородность может быть связана с тем, что на кристаллизацию влияют многие факторы, такие как концентрация ионов, их хелаторы и ионная сила [19]. Точно так же мы наблюдали вариации пористости среди различных типов почечных камней, а также камней от разных пациентов в одной и той же группе, что может указывать на концентрацию минералов или скорость накопления кристаллов во время роста.Высокопористые камни, такие как ХПК и струвит, подвержены ударно-волновой литотрипсии (УВЛ) по сравнению с менее пористыми камнями, такими как СОМ. Различия в пористости камней смешанного типа могут представлять проблему во время УВЛ.

    Камни из оксалата кальция, струвита и апатита демонстрируют относительно высокие сигналы поглощения, тогда как в случае камня из мочевой кислоты были обнаружены прямо противоположные наблюдения, что соответствует ранее описанным химическим и морфологическим свойствам камня [20]. При сохранении схожих условий эксплуатации (условия размера источника, энергии луча и увеличения) для анализа всех типов камней на одном и том же объекте изменения, наблюдаемые в распределении серого, объясняются внутренними минералогическими и морфологическими вариациями различных типов камней.Мы использовали исходную шкалу серого для идентификации различных камней, и эту систему визуализации можно сопоставить с неконтрастной спиральной компьютерной томографией у человека [21].

    Чистые камни COM имеют радиальный узор и концентрические слои организации с апатитом в очаге [22, 23]. Большинство камней из оксалата кальция обычно растут из бляшки Рэндалла с апатитовой сердцевиной. Восстановленное томографическое изображение среза чистого СОМ предполагает, что слои могли быть образованы органическим материалом, который сначала укладывался, а кристаллы формировались внутри матрицы [24].Более того, компоненты мочи, такие как цитрат и остеопонтин, могут участвовать в модификации формы и модуляции поведения кристаллов, а также скорости агрегации кристаллов [25]. Было показано, что образование кристаллов ХПК в основном связано с высокой концентрацией кальция в моче, а кристаллизация СОМ связана с высокой концентрацией оксалата, что подтверждает концепцию кальциевой зависимости ХПК и оксалатной зависимости СОМ [26].

    Известно, что камни мочевой кислоты растут послойно в виде концентрических колец вокруг ядра кристаллита [22, 27]; однако в наших случаях этого не наблюдалось.В более ранних отчетах было показано, что размер кристаллов камней мочевой кислоты значительно различается у пациентов мужского и женского пола [28]. Предыдущие исследования выявили сложность интерпретации струвитного камня методом КТ, в основном из-за присутствия других минеральных компонентов [29]. Тем не менее, струвит можно отличить при μCT от других типов камней благодаря его характерной внутренней структуре и свойствам ослабления излучения. Согласно предыдущему исследованию, бактериальные отпечатки могут также появляться на камнях в почках с небольшими нанокристаллами, такими как карбонизированный апатит, чем на крупных нанокристаллах, таких как струвит [30].

    Среди камней в почках в настоящее время обычно сообщается об относительно высокой доле и разнообразии камней смешанного типа [31]. Механизм и последовательность событий во время роста смешанных камней очень разнообразны и еще предстоит полностью изучить. Смешанные минеральные фазы имеют различные радиографические значения ослабления, соответствующие каждому минеральному составу в смешанной каменной матрице, и это позволяет визуализировать кристаллические структуры и минералогию камня [11]. Например, в смешанных камнях COM и апатита апатит, обнаруженный вместе с COM, был расположен неорганизованным образом, в отличие от ядра апатита в чистом COM.Хотя процесс кристаллизации трудно описать; он может быть образован множественным зародышеобразованием апатита, прерывающим непрерывный рост кристаллов COM, что приводит к такой смешанной морфологии. Это можно объяснить теорией роста зарождающихся кристаллов из пробок протоков, с агрессивным ростом двух разных минералов. Этот процесс может регулироваться pH мочи и скоростью выведения кальция и оксалатов [5, 32]. Из-за химического взаимодействия и относительной концентрации минеральных веществ, распределенных в моче, камнеобразование может быть изменено за счет включения других минералов, присутствующих в моче, в смешанный комплексный камень.Исследования показали, что коагрегационный эффект аморфного фосфата кальция способствует образованию больших комплексов оксалата кальция, образующих стабильные ядра COM. И эти кластеры собираются вокруг фосфата кальция, который обеспечивает множество мест для зарождения и роста, что приводит к образованию множества кристаллов COM, инкапсулирующих фосфат кальция [33]. Это может быть длительный процесс, опосредованный биохимическими характеристиками мочи и физиологическим процессом пациента. Аналогичные наблюдения были также сделаны, показывая большие пористые негомогенные области во всех образцах с фрагментированными частицами, накопленными в микро-КТ, Миллер и др.[34]. Присутствие мочевой кислоты в камнях из оксалата кальция обычно наблюдается и может быть результатом сходных кристаллических решеток, присутствующих в обоих типах кристаллов. Также показано, что белки, связывающие мочевую кислоту, которые связываются с мочевой кислотой, могут действовать как мостик для связывания оксалата кальция с мочевой кислотой во время образования камней [35].

    Основываясь на трехмерной картине распределения смешанного состава в матрице камня, очевидно, что включение различных минеральных составов может зависеть от химического взаимодействия, изменений pH и перенасыщения видов.Относительное распределение частиц может определять кинетические и термодинамические аспекты процесса кристаллизации. Массоперенос растворенного вещества из перенасыщенного жидкого раствора в твердый кристалл и перемешивание также влияют на чистоту и морфологию кристаллов. На начальных стадиях агрегации внешняя поверхность камня может демонстрировать обмен растворенными веществами, позволяя связывать биологические и небиологические объекты, которые могут привлекать различные составляющие камня, и помогать в сцеплении более мелких кристаллов с образованием агрегатов.Этот процесс поможет в агрегации и / или связывании кристаллических фаз. Удерживаемые кристаллы в конечном итоге будут продолжать накапливать минерал с периодическим прерыванием процесса осаждением органического материала, что приводит к сложным структурам. Некоторые из накопленных минералов могут разрушиться из-за растворения и образовать микропористые структуры. Точно так же органические компоненты в течение длительного времени удерживания могут разрушаться и теряться, что приводит к пористой структуре. Минералы в камне могут также взаимодействовать с компонентами мочи, приводя к концентрации или выщелачиванию, что выражается изменением плотности в микроструктуре камня.Эти процессы могут также включать в себя явление вторичного зарождения вновь образованных кристаллов на поверхности уже сформированных. Наши изображения SR-μCT подтверждают закон наложения (т.е. более старые слои внизу и более молодые слои вверху) в смешанных камнях [7]. Пористость этих камней может варьироваться в зависимости от распределения других элементов. Следовательно, SR-μCT можно использовать для легкого различения составов каждого минерала и количественного расчета процентов от общего объема образцов камня на основе значений радиографического ослабления каждой сегментированной плоскости.Эти параметры можно использовать для определения скорости роста камня и оценки возраста камня. Для этого требуются параллельные исследования in vitro, и in vivo, по сравнению с клинически полученными образцами.

    Заключение

    Методика SR-μCT имеет потенциал для лучшего анализа почечных камней, особенно их микроструктуры, трехмерного количественного анализа пористости и ее пространственного изменения, тем самым предоставляя полезную информацию для понимания болезни.Микроморфология камней в почках схожего состава показала разнообразие внутренней трехмерной структуры, указывающее на разные механизмы инициации и роста камней. Смешанные камни могут образовываться из-за взаимодействия двух минеральных фаз или могут также зависеть от биологических остатков, высвобождаемых из-за повреждений, вызванных удерживанием камней в тканях. При дальнейших усилиях метод SR-μCT может также предоставить решение для оценки возраста камня и процесса минерализации.

    Вспомогательная информация

    S2 Рис. Томографическое изображение среза различных срезов камня из моногидрата оксалата кальция, показывающее осаждение и накопление минералов на разных высотах.

    (i – xx) Различные участки камней, показывающие осаждение минералов и накопление минералов на разной высоте. Стрелки указывают на ядро.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214003.s004

    (TIF)

    Благодарности

    Авторы выражают признательность Университету Йенепоя за начальный грант для проведения этого исследования и благодарны техническому персоналу Центра передовых технологий Раджа Раманна (RRCAT), Индор, за предоставление синхротронного луча, необходимую поддержку и инфраструктуру для проведения исследования. это исследование и их активная поддержка во время сбора и анализа данных.

    Список литературы

    1. 1. Даудон М., Бадер К.А., Юнгерс П. Мочевые камни: Обзор методов классификации и корреляции с этиологией. Scanning Microsc.1993; 7 (3): 1081–106. pmid: 8146609
    2. 2. Алелигн Т., Петрос Б. Каменная болезнь почек: обновленная информация о текущих концепциях. AdvUrol. 2018; pmid: 29515627
    3. 3. Веркоелен CF. Удержание кристаллов при почечно-каменной болезни: решающая роль гликозаминогликана гиалуронана? J Am Soc Nephrol.2006; 17 (6): 1673–87. pmid: 16707562
    4. 4. Басаварадж Д.Р., Бияни К.С., Браунинг А.Дж., Картледж Дж.Дж. Роль ингибиторов и промоторов мочевых камней в почках в патогенезе кальцийсодержащих почечных камней. Серия обновлений EAU-EBU. 2007; 5 (3): 126–36.
    5. 5. Уильямс Дж. К., Вустер Е, Лингеман Дж. О чем нам может рассказать микроструктура камней ?. Мочекаменная болезнь. 2017; 45 (1): 19–25. pmid: 27913855
    6. 6. Сетманн I, Вендт-Нордаль Г., Нолл Т., Энцманн Ф., Саймон Л., Клеебе Х.Дж.Микроструктуры бляшек Рэндалла и их поверхности раздела с почечными камнями моногидрата оксалата кальция отражают лежащие в основе механизмы осаждения минералов. Мочекаменная болезнь. 2017; 45 (3): 235–48. pmid: 27695926
    7. 7. Sivaguru M, Saw JJ, Williams JC, Lieske JC, Krambeck AE, Romero MF и др. Геобиология показывает, как камни в почках человека растворяют in vivo . Научный доклад 2018; 8 (1): 13731. pmid: 30213974
    8. 8. Дэн Ю.Л., Лю Ю.Л., Тао З.В., Ван X. Роль клеточно-кристаллической реакции, опосредованной воспалением, в образовании внутрипочечных кристаллов оксалата кальция.Чжунхуа Вай Кэ За Чжи [Китайский журнал хирургии]. 2018; 56 (10): 733–6.
    9. 9. Уильямс Дж. К., Лингеман Дж. Э., Коу Флорида, Вустер Е. М., Эван А. П.. Микро-КТ бляшек Рэндалла. Мочекаменная болезнь. 2015; 43 (1): 13–7.
    10. 10. Инь X, Ли Х, Го З., Ву Л., Чен Ф, де Матас М. и др. Количественная оценка набухания и эрозии при контролируемом высвобождении плохо растворимого в воде лекарственного средства с использованием синхротронной рентгеновской компьютерной микротомографии. AAPS J. 2013; 15 (4): 1025–34. pmid: 23861022
    11. 11.Kaiser J, Holá M, Galiová M, Novotný K, Kanický V, Martinec P и др. Исследование микроструктуры и минералогического состава фрагментов мочевых камней методом рентгеновской микротомографии с синхротронным излучением: технико-экономическое обоснование. Urol Res. 2011; 39 (4): 259–67. pmid: 21161649
    12. 12. Агравал А.К., Сингх Б., Кашьяп Ю.С., Шукла М., Саркар П.С., Синха А. Проектирование, разработка и первые эксперименты на линии формирования рентгеновских изображений на синхротронном источнике Индус-2 RRCAT, Индия. J Synchrotron Radiat.2015; 22 (6): 1531–9. pmid: 26524319
    13. 13. Манзур МАП, Сингх Б., Агравал А.К., Арун А.Б., Муджибурахиман М., Рекха П.Д. Морфологическое и микротомографическое исследование эволюции струвита в синтетической моче, инфицированной бактериями, и исследование его патологической биоминерализации. PLoS ONE. 2018; 13 (8): e0202306. pmid: 30106992
    14. 14. Wenqing LJ. Автоматическая установка пороговых значений для изображений с уровнем серого с помощью двумерного метода otsu [J]. Acta Automatica Sinica.1993; 1: 015.
    15. 15. Уваров В., Попов И., Шапур Н., Абдин Т., Гофрит О.Н., Поде Д. и др. Рентгеновская дифракция и SEM-исследование камней в почках в Израиле: количественный анализ, определение размера кристаллитов и статистическая характеристика. Environ Geochem Health. 2011; 33 (6): 613–22. pmid: 21308400
    16. 16. Manzoor MAP, Mujeeburahiman M, Duwal SR, Rekha PD. При исследовании роста и морфологии in vitro были получены кристаллы струвита. Biocatal Agric Biotechnol.2019; 17, 566–570.
    17. 17. Галлей-Шталь Х.Дж., Хаас Я.А., Шмидт К.А., Эван А.П., Соммер А.Дж. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье с полным внутренним отражением: количественный подход к анализу камней в почках. Appl Spectrosc. 2009; 63: 759–66. pmid: 19589213
    18. 18. Manzoor MAP, Duwal SR, Mujeeburahiman M, Rekha PD. Витамин С подавляет кристаллизацию струвита из искусственной мочи в присутствии Pseudomonas aeruginosa . Int Braz J Urol.2018; 44 (6): 1234–42. pmid: 29617075
    19. 19. Бауманн Дж. М., Аффольтер Б. От кристаллурии до камней в почках, некоторые физико-химические аспекты кальциевого нефролитиаза. Мир Джей Нефрол. 2014; 3: 256–67. pmid: 25374820
    20. 20. Зарсе К.А., Хамид Т.А., Джексон М.Э., Пищальников Ю.А., Лингеман Дж. Э., МакАтир Дж. А. и др. КТ видна внутренняя структура камня, но не величина единицы Хаунсфилда, кальций моногидрата оксалата (COM) предсказывает хрупкость литотрипсии in vitro .Urol Res. 2007; 35 (4): 201–6. pmid: 17565491
    21. 21. Ляо В.Л., Цай Ф.Дж. Персонализированная медицина: смена парадигмы в здравоохранении. БиоМедицина. 2013; 3 (2): 66–72
    22. 22. Шерер К., Брейг Э., Виллер К., Вилнер М., Фингерле А.А., Чабиор М. и др. Неинвазивная дифференциация типов камней в почках с помощью рентгеновской рентгенографии в темном поле. Sci Rep.2015; 5: 9527. pmid: 25873414
    23. 23. Manzoor MAP, Mujeeburahiman M, Rekha PD. Электронно-зондовый микроанализ показывает сложность механизмов отложения минералов в мочевых камнях.Мочекаменная болезнь. 2018; 1–2. pmid: 29504067
    24. 24. Бойс WH. Органический матрикс мочевых конкрементов человека. Am J Med. 1968. 45 (5): 673–83. pmid: 5687257
    25. 25. Qiu SR, Wierzbicki A, Orme CA, Cody AM, Hoyer JR, Nancollas GH и др. Молекулярная модуляция кристаллизации оксалата кальция остеопонтином и цитратом. Proc Natl Acad Sci USA. 2004. 101 (7): 1811–5. pmid: 14766970
    26. 26. Daudon M, Letavernier E, Frochot V, Haymann JP, Bazin D, Jungers P.Соответствующее влияние концентрации кальция и оксалата в моче на образование кристаллов моногидрата или дигидрата оксалата кальция. C R Chim. 2016; 19 (11–12): 1504–13.
    27. 27. Grases F, Costa-Bauzá A, Garcıa-Ferragut L. Биопатологическая кристаллизация: общий взгляд на механизмы образования почечных камней. Adv Colloid Interface Sci. 1998; 74: 169–94. pmid: 9561720
    28. 28. Даудон М.Э., Летавернье Р., Вейль Э, Верон Г., Матцен Г., Андре Д., Базен. Диабет 2 типа и камни мочевой кислоты: исследование порошковой нейтронографии.C R Chim. 2016; 19 (11–12) 1527–34.
    29. 29. Борофски М.С., Дау К.А., Коэн А., Уильямс Дж. С. Младший, Эван А. П., Лингеман Дж. Э. Интеграция и использование современных технологий в исследовании нефролитиаза. Нат Рев Урол. 2016; 13: 549–57. pmid: 27549355
    30. 30. Базен Дж., Андре Р., Вейль Дж., Матцен Э., Верон Х, Карпентье М. и др. Отсутствие бактериальных отпечатков на струвитсодержащих почечных камнях: структурное исследование в мезоскопическом и атомном масштабе. Урология. 2012; 79: 786–90.pmid: 22112288
    31. 31. Manzoor MAP, Mujeeburahiman M, Rekha PD. Ассоциация биохимической панели сыворотки с минералогическим составом почечного камня в Индии. Acta Medica International. 2017; 4 (2): 26–30.
    32. 32. Siener R, Netzer L, Hesse A. Детерминанты образования камней брушита: исследование случай-контроль. PLoS ONE. 2013; 8 (11): e78996. pmid: 24265740
    33. 33. Xie B, Halter TJ, Borah BM, Nancollas GH. Агрегация фосфатно-кальциевой и оксалатной фаз при образовании почечных камней.Cryst Growth Des. 2014; 15 (1): 204–11. pmid: 25598742
    34. 34. Миллер Н.Л., Уильямс Дж.С. младший, Эван А.П., Бледсо С.Б., Коу Флорида, Вустер Е.М. и др. У идиопатических камней, образующих оксалат кальция, есть свидетельства того, что незакрепленные камни образовались в виде прикрепленных камней на бляшке Рэндалла. BJU Int. 2010; 105 (2): 242–5. pmid: 19549258
    35. 35. Kalaiselvi P, Udayapriya KL, Selvam R. Белки, связывающие мочевую кислоту в образователях камней из оксалата кальция, и их влияние на кристаллизацию оксалата кальция.BJU Int. 1999. 83 (9): 919–23. pmid: 10368229
    .
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *