CC BY
83
КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ МОЧЕКАМЕННОЙ БОЛЕЗНИ (ЛИТОС-СИСТЕМА)
С.Н. Шатохина, В.Н. Шабалин
МОНИКИ, НИИ геронтологии МЗ РФ
В настоящее время успешное развитие получила новая научная дисциплина - синергетика, изучающая всю совокупность происходящих процессов в сложной системе при ее самоорганизации. Многоплановые, разнохарактерные и в то же время согласованные процессы, происходящие в биологических жидкостях, с позиций синергетики можно рассматривать как самоорганизующиеся. Одним из видов самоорганизации являются так называемые неравновесные фазовые переходы, например, кристаллизация жидкости при высыхании. Данная дифференцировка не есть превращение хаоса в порядок, а является фазовым переходом порядка одного качества в порядок другого качества.
В клинико-диагностической лаборатории МОНИКИ с 1986 г. мы стали изучать структуры твердой фазы биологических жидкостей человека (крови, цереброспинальной жидкости, слюны, слезы, мочи и др.) с целью получения диагностических показателей состояния организма. Анализ данных литературы и наши предварительные исследования показали, что кристаллические структуры биологических жидкостей несут в себе большой пласт важнейшей информации о состоянии организма. Эти сведения остаются недоступными для использования в лабораторной диагностике и клинической практике.
При поиске способов считывания информации о специфических особенностях структуризации биожидкости использовалась открытая капля, высушиваемая при комнатной температуре в стандартизованных условиях. Данный стандарт был введен для анализа инфраструктуры цельной капли биожидкости при ее высыхании. Под инфраструктурой мы понимаем формирование демаркационных зон сосредоточения определенных химических веществ, формирующих единый структурный комплекс замкнутого открытого объекта. Основной структурной единицей данного комплекса является зона, которая представляет собой волну концентрации определенных химических веществ, растворенных в биожидкости.
Согласно нашим теоретическим представлениям, формирование зон в ограниченном объеме биожидкости, имеющем форму, близкую к полусфере, осуществляется следующим образом:
- испарение жидкости происходит равномерно по всей открытой поверхности капли;
в силу того, что полусфера имеет разную толщину слоя в центре и на периферии, в исследуемой капле при испарении воды происходит неравномерное изменение концентрации растворенных веществ. А именно - концентрация в тонких (периферических) отделах возрастает более быстрыми темпами по сравнению с центральной (толстой) частью капли;
- при данных изменениях начинают проявлять себя осмотические и онкотическйе силы. В связи с тем, что мощность осмотических
сил на два порядка выше онкотических, соли начинают более быстро перемещаться к центру капли, в сторону зоны меньшей концентрации растворенных веществ. В борьбе за оставшуюся воду соли "выдавливают" органические вещества на периферию;
- в результате после высыхания капли биологической жидкости, в ее твердой фазе количественное содержание солей повышается от периферии к центру, а количественное распределение органических веществ (главным образом белка) имеет обратный порядок.
Нами впервые показано, что образование краевой белковой (аморфной) зоны в образце биожидкости является важным фактором в оценке ряда физиологических и патологических состояний организма. Прежде всего, наличие такой зоны свидетельствует о присутствии белка в исследуемой жидкости. Для такой биологической жидкости, как моча, появление краевой аморфной зоны в высушенном образце свидетельствует о патологии.
Проведенное нами исследование зональных структур 423 проб мочи больных с протеинурией позволило выявить нарушения закономерностей в 28 наблюдениях (7%). При этом было установлено, что высушенные образцы мочи этих 28 больных с протеинурией не показали образования краевой аморфной зоны. Это явление мы были вынуждены трактовать как аномальное, т.к. имела место кристаллизация солей в белковой зоне. Изучение причин кристаллизации солей мочи в белковой зоне позволило установить, что данная аномалия характерна только для больных калькулезным пиелонефритом и свидетельствует о процессе камнеобразования в почках и мочевых путях. Данный феномен мы назвали "Феномен патологической кристаллизации камнеобразующих солей мочи" (феномен Шатохиной-Шабалина). В последующем нами было установлено, что данный феномен наблюдается только у больных мочекаменной болезнью и только в активную фазу образования камня.
Выявленный феномен был положен нами в основу разработки способа определения процесса камнеобразования в почках. Этот способ дает возможность обнаруживать в моче соли, способные кристаллизоваться в белковой зоне, в том числе и искусственно созданной. Нами установлено, что только соли, имеющие такие способности, могут участвовать в формировании почечных камней. При этом было отмечено: чем интенсивнее закристаллизовывается белковая зона капли мочи пациента, - тем выше степень активности камнеобразования.
Следующий этап разработки методики состоял в сравнительном исследовании содержания химических элементов в краевой и центральной зонах образца мочи больных уролитиазом с помощью рентгеноспектрального микроанализа и фазового анализа. При этом установлено, что преобладание концентрации какого-либо элемента в краевой белковой зоне сухой капли мочи больного уролитиазом в активной фазе указывает на участие этого элемента в формировании камня. Это было подтверждено при параллельном непосредственном исследовании химического состава камня.
В качестве иллюстрации в таблице представлен элементный состав краевой и центральной зон тест-образцов мочи трех больных.
Как видно из таблицы, результаты рентгеноспектрального микроанализа больного Я. показывают, что только элемент кальций преобладает в краевой зоне образца мочи по сравнению с содержанием его в центральной зоне. Это означает, что камнеобразующим элементом является кальций. Анализ химического состава выделенного впоследствии мочевого камня показал, что 97% его массы составлял кальций. С помощью рентгенодифракционного анализа определен фазовый состав камня - оксалат кальция, моногидрат.
Таблица
Содержание химических элементов в краевой и центральной зонах тест-образцов мочи больных в активной стадии уролитиаза
Больной Зона Содержание элементов (ед.интенсивности)
N3 Мд Р Э С1 К Са гп
Я. краевая(а) 28,1 0 12,8 5,0 33,2 10,3 10,2 0 0
центральная(б) 27,3 1,2 9,2 7,8 35,8 16,7 1,9 0 0
М. краевая (а) 13,6 2,3 28,5 5,6 15,7 13,3 20,5 0 0
центральная(б) 30,2 2,1 9,7 1,9 46,6 5,5 3,9 0 0
К. краевая (а) 24,6 1,1 7,6 5,5 50,4 8,2 0 0 0
центральная(б) 27,4 0 6,2 6,8 47,4 11,8 0 0 0
В другом случае (больная М.), содержание 2 элементов: фосфора и кальция в краевой зоне образца мочи преобладало по сравнению с центральной зоной. Следовательно, камнеобразующими элементами у этой больной являлись фосфор и кальций. Анализ химического состава выделенного впоследствии мочевого камня показал, что 73,7% его массы составлял кальций и 24,9% - фосфор. Солевой состав камня - фосфат магния-аммония (гексагидрат) и пентакальцийгид-роксидфосфат, соответственно название минералов - струвит и гид-роксилапатит.
В образце мочи больного К. краевая белковая зона была интенсивно закристаллизована. Однако нам не удалось выявить преобладания какого-либо химического элемента в краевой зоне по сравнению с центральной. Это указывало на уратную природу камня, состоящего из 4 химических элементов: С, N. О и Н, которые используемым нами прибором не улавливались. Исследование выделенного камня подтвердило его уратную природу - монофаза мочевой кислоты (С5Н4М40з).
Таким образом, это качественно новая диагностическая информация, которая не могла быть получена ранее известными методами. Практическая ценность ее заключается в том, что у больного уроли-тиазом еще до формирования почечного камня можно определить вид камнеобразующих солей и своевременно предпринять ряд профилактических и лечебных мероприятий для предупреждения разви-
тия осложнений заболевания (образования камня в почках, присоединения воспалительного процесса и др). Этот методический комплекс получил название ЛИТОС-система.
Для применения ЛИТОС-системы в широкой практике клинических лабораторий медицинских учреждений нами разработана тест-карта, позволяющая провести поэтапные исследования образцов мочи пациента. На эту тест-карту наносятся 4 капли мочи: две с реактивом и две нативные. После высушивания образцов визуально считывается информация о наличии процесса камнеобразования и степени его активности. При необходимости определения состава камнеобразую-щих солей тест-карта доставляется в специальный центр для проведения рентгеноспектрального микроанализа образца мочи на предложенной нами токопроводящей подложке из алюминия. ЛИТОС-система запатентована в 40 странах и получила официальное разрешение Минздрава РФ на применение в клинической практике.
По данным мировой статистики, мочекаменная болезнь распространена чрезвычайно широко, ею страдает от 7 до 12% населения России, стран Европы, США, Японии и др. В связи с этим мы считаем, что использование ЛИТОС-системы в целях выявления уролитиаза должно стать такой же рутинной диагностической процедурой, как, например, измерение артериального давления.
Таким образом, разработанная нами ЛИТОС-система позволяет диагностировать уролитиаз по нарушению обменных процессов в тканях организма и способна выявлять это заболевание уже на ранних стадиях, до развития осложнений в виде образования камня в почках и мочевых путях.
ЛИТОС-система позволяет определять активность течения уролитиаза, вид камнеобразующих солей, провести мониторинг его динамики и осуществлять адекватную индивидуальную метафилактику и профилактику камнеобразования в организме.
С помощью ЛИТОС-системы можно определять период ремиссии заболевания и устанавливать наиболее благоприятный момент для удаления почечных камней путем литотрипсии или при оперативном вмешательстве; разрабатывать лекарственно-диетические программы, направленные на достижение этого момента.
Определение вида поверхностного слоя формирующегося почечного камня с помощью ЛИТОС-системы может быть использовано для выбора технических условий проведения литотрипсии. С помощью ЛИТОС-системы можно установить смену вида камнеобразующих солей, определить факторы, которые способствуют активизации камнеобразования, например, некоторые лекарственные препараты.
Только под контролем ЛИТОС-системы можно оперативно оценивать эффективность лечения, формировать и корригировать новые, индивидуализированные терапевтические программы. Она работает с помощью несложных приспособлений, проста в постановке и может быть использована как в лечебном учреждении, так и в домашних условиях для самоконтроля. Уролитиаз является хроническим заболеванием, и больной должен постоянно находиться под контролем ЛИТОС-системы.
