26.7.4. Почечные камни
Плохо растворимые вещества концентрируются в моче и образуют кристаллы, когда превышается порог — критическая граница перенасыщения. Агрегация таких кристаллов приводит к образованию мочевых камней, которые при определенных условиях могут препятствовать оттоку мочи. Такие камни состоят в основном из оксалата или фосфата кальция, реже — из мочевых кислот или цистина. Моча содержит вещества, которые повышают растворимость и критические границы перенасыщения, а также препятствуют агрегации кристаллов.
Обычная моча содержит ингибиторы образования кристаллов (нефрокальцин, белок Тамма–Хорсфалла, пирофосфат), которые препятствуют сильному перенасыщению мочи. Кроме этого, моча содержит вещества, образующие комплексы с Са2+ (например, цитрат) и белки с многочисленными Са2+-связывающими g-карбоксилглутаматными группами, которые удерживают концентрацию свободных ионов Са2+ на низком уровне, и, таким образом, препятствуют выпадению кальциевых солей.
Кристаллы в моче могут образовываться в следующих случаях.
- Повышается концентрация веществ в моче (соответственно их компонентов), склонных к выпадению в осадок (Са2+, оксалат, фосфат, мочевая кислота, цистин). Это может происходить в результате:
- усиленного образования (и тем самым повышения их количества в фильтрате);
- снижения реабсорбции этих веществ;
- уменьшения объема жидкости (например, при дегидратации).
- Составляющие мочи (обломки клеток, другие кристаллы и т.д.) и стенки мочевыводящих путей (например, при воспалении) образуют центры кристаллизации.
- Снижается концентрация ингибиторов кристаллизации и веществ, образующих комплексы с ионами Са2+ (гиппоцитратурия).
- Снижается растворимость образующих кристаллы веществ, например, при сдвиге pH мочи: при pH >6,7 уменьшается растворимость фосфата кальция, тогда как сдвиг pH в кислую сторону снижает растворимость цистина и мочевой кислоты.
Мочевые кристаллы, число которых у потенциальных носителей мочевых камней часто составляет 107 на 1 л мочи, настолько малы, что они могут выводиться с мочой.
Небольшие камни почечной лоханки переносятся к мочевому пузырю за счет перистальтики мочеточника, что часто вызывает крайне болезненные колики. Большие камни при определенных условиях блокируют отток мочи; сохраняющаяся поначалу фильтрация повышает давление в окружающей почку капсуле до тех пор, пока фильтрация не прекратится (эффективное фильтрационное давление становится равным нулю). Канальцевый аппарат повреждается и атрофируется, возникает гидронефротическая сжатая почка. Поскольку растворимость вещества зависит от уровня его концентрации в растворе, то образование камней можно предупредить за счет непрекращающегося водного диуреза (обильное питье).
Уратные камни. При нормально функционирующих почках рН мочи редко падает ниже 5,8. У лиц, предрасположенных к образованию уратных камней, этот показатель часто заметно снижен, поэтому в ней выше количество плохо растворимой мочевой кислоты (см. выше). Кроме того, накопление и осаждение мочевой кислоты в мозговом веществе почки и мочевыводящих путях, по-видимому, связаны с недостаточной реабсорбцией урата в нисходящем колене петли Генле.
Оксалатные камни. Щавелевая кислота — еще один конечный продукт обмена, который вследствие низкой растворимости в воде имеет тенденцию осаждаться с образованием камней. Оксалат подобно мочевой кислоте секретируется и реабсорбируется в проксимальном канальце. В результате его содержание в конце этого отдела на на 25% выше количества, отфильтрованного в клубочке.
В связи с этим люди, предрасположенные к образованию оксалатных камней, должны ограничивать потребление щавелевокислой пищи (например, ревеня, шпината, шоколада), а также веществ, усиливающих метаболическое образование оксалата (например, витамина С, теофиллина).
Цистиновые камни. Цистин — наименее растворимая из всех аминокислот. Тем не менее образование из нее камней крайне редко обусловлено нарушением самой цистин-цистеиновой системы. Как правило, эта патология возникает при недостаточности систем транспорта «основных» аминокислот, когда в крови и канальцевой жидкости повышается концентрация аргинина, лизина и орнитина. Они достаточно хорошо растворимы в воде и не выпадают в осадок, но насыщают цистеиновую систему, к которой имеют некоторое сродство, и вытесняют цистин из мест его реабсорбции. В результате концентрация цистина растет, и он образует осадок.
Фосфатные камни. Осаждение фосфата чаще всего связано с воспалительными процессами в мозговом веществе почек. Растворимость фосфата повышается с увеличением кислотности среды. Если непосредственное повреждение дистальных канальцев и собирательных трубочек нарушает местный градиент рН, канальцевая жидкость прекращает подкисляться. К падению кислотности и осаждению фосфатов ведет также бактериальное разложение, усиливающее выделение аммиака (действующего как основание) в канальцевую жидкость. Другой важный фактор — преобладание среди катионов Са2+. Кальциевые соли обычно менее растворимы, чем, например, натриевые, поэтому фосфат и оксалат выпадают в осадок преимущественно в виде солей кальция.