Определение состава мочи и мочевых камней и установление связи между ними Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

сахлоросмата калия, однако с учетом формы нахождения осмия в растворе при построении гра-дуировочной зависимости.

Таблица 3

Результаты анализа модельных растворов, содержащих Ru, Ir, С^ Ni, Fe при (n = 5, Р = 0,95) Table 3. Results of model solutions analysis containing Ru, Ir, Си, Ni, Fe at (n = 5, Р = 0.95)

Введено Os, мкг/мл Найдено Os, мкг/мл

без дистилляции, в виде K2[OsCl6] с дистилляцией, в виде OsO4;

0,40-10-4 (0,38±0,02)-10-4 (0,42±0,03)-10-4

0,20-10-3 (0,18±0,03)-10-3 (0,23±0,03)-10-3

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеева И.И., Жир-Лебедь Л.Н // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1970. Т. 13. Вып. 8. С. 1260-1264; Alekseeva I.I., Zhir-Lebed L.N. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 1970. V. 13. N 8. P. 12601264 (in Russian).

2. Хомутова Е.Г., Хворостухина Н.А., Москвина И.А. // Журн. аналит. химии. 1983. Т. 38. № 1. С. 170-178;

Khomutova E.G., Khvorostukhina N.A., Moskvina I.A. //

Zhum. Analit. Khim.1983. V.38. N.1. P. 170-178 (in Russian)

3. Алексеева И.И., Громова АЛ., Рысев А.П., Хворостухина Н.А, Якшинский АИ. // Журн. аналит. химии. 1974. Т. 29. № 5. С. 1017-1019;.

Alekseeva 11, Gromova A.L., Rysev A.P., Khvorostukhina N.A., Yakshinskiy A.I // Zhum. Analit. Khim.1974. V. 29. N 5. P. 1017-1019 (in Russian)

4. Хомутова Е.Г., Хворостухина Н.А., Алексеева И.И. // Журн. аналит. химии. 1984. Т. 39. № 6. С. 1099-1106;. Khomutova E.G., Khvorostukhina N.A., Alekseeva I.I. // Zhum. Analit. Khim. 1984. V. 39. N 6. P. 1099-1106 (in Russian).

5. Хомутова Е.Г., Рысев А.П. // Журн. аналит. химии. 1996. Т. 51. № 5. С. 514-517;

Khomutova E.G., Rysev A.P. // Zhum. Analit. Khim. 1996. V. 51. N 5. P. 514-517 (in Russian)

6. Khomutova E. G., Fedorina L.I., Rysev A.P. // Theses of Report of the International Congress on Analytical Sciences ICAS-2006. М. 2006. P. 43.

7. Буслаева Т.М., Симанова С.А. // Координационная химия. 2000. Т. 26. № 6. С. 403-411;.

Buslaeva T.M., Simanova S.A. // Сoordinatsionnaya Khi-miya. 2000. V. 26. N 6. P. 403-411 (in Russian)

Кафедра стандартизации и сертификации

УДК 549.08:543.4:543.544.6

Г.М. Кузьмичева, М.О. Антонова, М.Г. Чернобровкин*, В.И. Руденко**, Д.В. Мельников**

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА МОЧИ И МОЧЕВЫХ КАМНЕЙ И УСТАНОВЛЕНИЕ

СВЯЗИ МЕЖДУ НИМИ

(Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В.Ломоносова, *Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, **Научно-исследовательский институт уронефрологии и репродуктивного здоровья человека, кафедра

урологии Первого МГМУ им. И. М. Сеченова) e-mail: galkuz@mitht.ru

Известные биохимические (клинические) и химические методики определения состава мочи сопоставлены между собой, и предложено применение комплексного анализа мочи для широкого использования в медицинской практике. На основе сравнения составов мочевых камней и мочи выявлены отдельные показатели, демонстрирующие их связь и позволяющие по отдельным ионам судить о возможности камнеобразования.

Ключевые слова: мочекаменная болезнь, хроматографические методы, клинический анализ мочи, химический анализ, ферментативный анализ

ВВЕДЕНИЕ дается изучению состава мочи, во многом опреде-

Мочекаменная болезнь (МКБ) является ляю^го ее сп°с°бн°сть к кристалл°°бразованию самым распространенным урологическим заболе- [1] В урологии, как и в других медицинских дис-ванием в России. Клинический опыт показывает, циплинах, широко используются би°химические

что нередко МКБ развивается при отсутствии за- (клинические) методы определения состава мочи

метных нарушений уродинамики и обмена ве- (общий анализ и суточная экскреция). Однак° ществ. В связи с этим все большее внимание при- данные биохимических анализов крайне °грани-

чены: общий анализ позволяет определить удельный вес, бактерии, лейкоциты, эритроциты, солевой осадок, пигменты, рН среды, общий белок, а результатом суточной экскреции, как правило, является содержание альбумина, креатинина, Mg2+, Ca2+, №+, О1-, неорганического фосфора, мочевой кислоты и мочевины.

Специфика решения диагностических, лечебных и профилактических задач в урологии диктует необходимость совершенствования или поиска новых методов анализа, позволяющих определять важные для камнеобразования ионы: NO31-, SO42-, цитрат-ион, оксалат-ион - С2О42- и мочевую кислоту С5Н^4О3. В частности, цитрат-ион препятствует процессам кристаллизации, повышает растворимость оксалатов и ряда других камней и способствует растворению уже сформировавшихся конкрементов. Низкие концентрации ионов и (а отсюда, и низкие содержания связанных с ними ионов С11- и N0^) приводят к недостатку цитрат-иона - ингибитора роста камней (ингибирующей способностью также обладают ионы S042-). Повышенное содержание ионов Ca2+ и С2О42- приводит к образованию, прежде всего, оксалатов, а увеличение содержания ионов Mg2+, наоборот, препятствует их кристаллизации. Кроме того, повышение в моче содержания мочевой кислоты ведет к снижению растворимости оксалатов.

В настоящее время известны химические и физико-химические методы определения концентрации катионов и анионов в моче: тит-риметрический (определение оксалат-иона) [2], капиллярный электрофорез (оксалат- и цитрат-ионы) [3], ионная хроматография (Са2+, К1+, Mg2+, КИ4+, И1-, Ш21-, NOз1-, SO42- PO43-, цитрат-ион - [(CH2)2C(OH)(COO)3]3-, мочевая кислота С5Н^4О3, оксалат-ион - С2О42-, изоцитрат-ион - [(СНМОН)СЩСОО)]3-) [4], ферментативный метод (определение оксалат- [5] и цитрат-ионов) [6]. Причем, титриметрический метод [2] и капиллярный электрофорез [3] в настоящее время в их традиционном виде не применяются, т.к. первый уступает по селективности современным методам (ионной хроматографии), а второй чувствителен к влиянию матрицы образца. В консультативно-диагностическом центре ФГУН МНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора используется модифицированный титриметрический метод (Лицензия Минздрава РФ № 99-01-002004 от 30.06.2005г) определения в моче оксалат-ионов и мочевой кислоты С4Н4К4О3.

Цель данной работы - определение состава мочи комплексом методов и установление свя-

зи между отдельными показателями мочи и составами мочевых камней.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Для одновременного определения содержания большого числа катионов (NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+) и анионов (Cl1- NO21-, NO31-, SO42-, PO43-, [(CH2)2C(OH)(COO)3]3- - цитрат-ион, [(СН)2С(ОН)СН2(СОО)]3- - изоцитрат-ион) и мочевой кислоты - С5Н^4О3 в суточной экскреции мочи (суточная экскреция - СЭ) нами впервые в России был использован метод безреагентной ионной хроматографии [4]. Принцип метода состоит в том, что многокомпонентная смесь ионов разделяется на колонках, заполненных сорбентами, в структуре которых содержатся ионогенные группы, специфичные по отношению к катионам или анионам. Анализируемые катионы или анионы по-разному взаимодействуют с группами сорбента и за счет этого разделяются на колонке.

Анализ выполнен на ионном хроматографе ICS-2000 фирмы «Dionex» с кондуктометрическим детектором. Разделение катионов и анионов проведено на колонках «IonPac СS17» (250x4 мм, 5 мкм, 30°С) и «IonPac AS 11» (250x4 мм, 5 мкм, 30°С) соответственно. В результате полностью разделены 5 неорганических катионов NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+ при режимах: скорость потока элюента - раствора метансульфоновой кислоты с меняющейся концентрацией в градиентном режиме - 0.5 мл/мин, объем вводимой в хроматограф пробы 25 мкл. Неорганические анионы (С11-, NO21-, NO31-, SO42-, PO43-), а также цитрат- [(CH2)2C(OH)(COO)3]3-, изоцитрат-[(CH2)2C(OH)(COO)3]3- ионы и мочевая кислота полностью разделены при режимах: скорость потока элюента - раствора KOH с меняющейся концентрацией в градиентном режиме - 1.2 мл/мин, объем вводимой в хроматограф пробы 25 мкл. Оптимальной оказалась следующая программа градиентного элюирования (изменение концентрации элюента КОН в зависимости от времени): 0 - 6 мин, 8 мМ KOH; 18 - 25 мин, 55 мМ KOH; 26 - 36 мин, 8 мМ KOH. В данной работе достигнута такая же селективность разделения катионов и анионов, как и в [4]. Предел обнаружения неорганических анионов составляет и-10-4 г/л, для органических анионов - «-10-3 г/л. Диапазон линейности градуировочного графика для всех анионов находится в интервале 5-10-5 - 20 г/л.

Для определения оксалат-ионов С2О42- в моче использовался ферментативный метод разложения С2О42- с оксалат-декарбоксилазой до муравьиной кислоты [5], которая затем окислялась до бикарбоната с помощью никотинамидаденин-динуклеотида (NAD+) в присутствии формиатде-

гидрогеназы (FDH). Далее концентрация образовавшегося NADH определялась спектрофотомет-рически при длине волны 340 нм. Концентрация оксалата (г/л) определялась по формуле:

с = -

-ДА,

ма» по данным [10], позволяет предложить контроль содержания цитрат-ионов в моче как индикатора на камнеобразование, так как концентрация этих ионов меньше нормы у пациентов с МКБ.

1000 е йу

где V - конечный объем исследуемой смеси, V -исходный объем исследуемой смеси, Мг - молекулярная масса С2О42-, й - оптическая плотность, е -коэффициент экстинкции NADH; АЛ - разница в оптической плотности раствора образца мочи и холостого опыта). Стандартное отклонение 0.03. Образцы мочи анализировали по разработанной методике без предварительного разбавления.

В данной работе использовались результаты титриметрического определения в моче окса-лат-ионов и мочевой кислоты, выполненного в консультативно-диагностическом центре ФГУН МНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора.

Для определения цитрат-ионов в моче применялся ферментативный метод анализа (с малатдегидрогеназой и L-лактатдегидрогеназой), который был рассмотрен в работе [6].

Рентгеновская съемка мочевых камней осуществлена на автоматизированных дифракто-метрах ДРОН-3 (графитовый плоский монохрома-тор) и HZG-4 (№ фильтр) на СиКа излучении, в интервале углов 29 2-50° (вращение образца, непрерывный режим, 1 град/мин). Качественный и количественный рентгенофазовый анализ выполнен аналогично [7]. Чувствительность рентгено-фазового анализа для данных соединений ~3%.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В работе проанализированы материалы, полученные при комплексном обследовании, лечении и клиническом наблюдении за больными МКБ, находящимися на лечении в научно-исследовательском институте уронефрологии и репродуктивного здоровья человека, кафедра урологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (руководитель - чл.-корр. РАМН Ю.Г. Аляев).

При сопоставлении результатов анализа мочи одних и тех же пациентов несколькими методами оказалось, что содержание цитрат-ионов, определенное химическими (рис. 1а), а также ионов Са (рис. 1б) химическими и биохимическими методами, принадлежат одному интервалу значений. При этом каждая порция мочи исследовалась не менее 2-х раз и наблюдалась хорошая сходимость результатов. Сравнение состава мочи пациентов с МКБ и стандартных показателей состава мочи, которые на рис. 1а представлены как «нор-

11 (0 ^

.т у 10(0 -

о

9(0 -

и

о S40 -

н

о

и - 700 -

т

а

рат too.

S JOO -

ца too -

арт

н е 3(0 -

ецн

о :оо -

оК

ко -

иох

--1-

ФЕРМ.

Метод анализа

норма

й О

й

о оК

* -

з -

иох

сэ

норма

Метод анализа

Рис. 1. Содержание цитрат-ионов (а) и ионов Ca2+ (б) в моче по данным различных химических и биохимических методов анализа: ИОХ - ионообменная хроматография; ФЕРМ. -ферментативный метод анализа; СЭ - суточная экскреция. Норма - интервал стандартных показателей конкретного иона в моче практически здорового пациента Fig. 1. The content of citrate ions (a) and Ca2+ ions (б) in the urine according to various chemical and biochemical methods of analysis: IOC - ion-exchange chromatography; FARM. - Enzymatic method of analysis; SE - the daily excretion. The norm - the standard range of indicators of a specific ion in the urine of apparently healthy patient

При определении содержания мочевой кислоты в составе мочи мы сопоставили интервалы нормативных значений по разным источникам информации (рис. 2). Оказалось, что эти интервалы совпадают по данным диагностического центра «Лаборатория IN VITRO» (г. Москва), консультативно-диагностического центра ФГУН МНИИ эпидемиологии и микробиологии им.

а

б

Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора [6, 8], но значения нормы ЦКП «Аналитическая спектроскопия» (г. Санкт-Петербург) несколько завышены (рис. 2). Что же касается интервалов нормативных показателей, установленных по изучению состава мочи пациентов без МКБ методом ионной хроматографии [9, 10], то они существенно выше всех остальных (рис. 2). Различия данных показателей связаны с наличием в моче как мочевой кислоты, так и урат-ионов, связанных с катионами и К+. В хроматографическом анализе определяются и урат-ионы, и мочевая кислота, а в клиническом - только мочевая кислота, поэтому необходимо сопоставлять содержание каждого компонента в моче (в частности, мочевой кислоты) с интервалами нормы, характерными для конкретного метода.

◄ муж.

g 13)0 -

от лс

S ™

о

ве о

яи ца

артн нецн

о

оК

◄ жен.

◄ муж.

◄ жен.

-1-1-г

6 7

камня. Из-за малого количества исследованных фосфатных камней подобную зависимость для них установить не удалось, хотя аналогичная тенденция нами была зафиксирована.

Источннк информации Рис. 2. Интервал стандартных показателей мочевой кислоты в моче из разных источников информации: 1 - данные диагностического центра «Лаборатория IN VITRO» (г. Москва), 2 -

[5], 3 - данные консультативно-диагностического центра ФГУН МНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзор, 4 - [7], 5 - данные ЦКП «Аналитическая спектроскопия» (г. Санкт-Петербург), 6 - норма

для мужчин и женщин [8], 7 - [9] Fig. 2. The interval of standard indicators of uric acid in the urine from various sources of information: 1 - Health Ministry data, 2 -[5], 3 - data of Consultative Diagnostic Centre of MRI FSIS Epidemiology and Microbiology by G.N. Gabrichevskiy of Rospo-trebnadzor, 4 - [7], 5 - Data of CKP "Analytical Spectroscopy" (St. - Petersburg), 6 - the norm for men and women [8], 7 - [9]

При сопоставлении состава мочевых камней и мочи, в которой произошло их образование, наблюдается связь между содержанием мочевой кислоты (рис. 3а) и оксалат-ионов (рис. 3б), определенных соответственно методами безреагентной ионной хроматографии и титриметрии, с видом мочевых камней: концентрация вышеперечисленных ионов в моче пациентов с МКБ меньше в случае роста соответственно уратного и оксалатного

::оо -

.т

у

с/ :ооо -

/мг

, 1000 -

ыт

о 1.00 -

лс

ик 1100 -

й

о i:oo -

в

е

чо 1000 -

м

яи coo -

ца арт ¿00 -

н

е 400 -

ецн

о :оо -

К

-1-

до лечения

>0 -

'0 -

и о

К g

8 о

й -0 -

£

10 -

после лечения б

норма

до лечения

после лечения

норма

Рис. 3. Связь между содержанием мочевой кислоты (а) и ок-салат-ионов (б) в моче с видом мочевых камней. Стандартные показатели мочи представлены по данным [10] для мочевой кислоты и [11] для оксалатов Fig. 3. The relation between uric acid content (a) and oxalate -ions (b) in the urine with a kind of urinary stones. Urine standard parameters are represented on data [10] for uric acid and for oxa-lates [11]

Выявленная связь между составом мочи и видом мочевого камня может быть использована для предварительной оценки состава мочевых камней in vivo по результатам анализа мочи прежде всего химическими методами.

ВЫВОДЫ

Найдена связь между составом камня (ок-салат или урат) и концентрацией иона-камне-образователя (оксалат-ион или мочевая кислота) в моче пациентов с МКБ, позволяющая in vivo оце-

а

нивать составы мочевых камней по конкретным показателям мочи.

Предложен контроль концентрации цитрат-ионов в моче, оказывающих влияние на кам-необразование: содержание данных в моче у больных с МКБ понижено по сравнению с нормативными показаниями.

Представлена возможность одновременного определения 13 ионов в моче методом безреа-гентной ионной хроматографии, в отличие от биохимического (клинического) анализа, который позволяет определять 10 ионов по отдельности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рабинович А.А., Голованова О.А., Бубнов А.В., Тре-пихин М.В., Пономарева Е.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. T. 50. Вып. 2. C. 36 - 40; Rabinovich A.A., Golovanova O.A., Bubnov A.V., Trepikhin M.V., Ponomareva E.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2007. T. 50. N 2. P. 36 - 40 (in Russian).

2. Дмитриева Н.В. // Гигиена труда и профзаболеваний. 1996. № 4. С. 47;

Dmitrieva N.V. // Gigiena truda i profzabolevaniy. 1996. N 4. P. 47 (in Russian).

3. Савченко Л.Н., Никитина Т.Г. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 9. С. 18 - 22; Savchenko L.N., Nikitina T.G. // Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov. 2008. V. 74. N 9. P. 18 - 22 (in Russian).

4. Dionex Corporation // Ions in physiological fluids. 2003. V. 8. Application note №107.

5. Cat. No. 10755699035. Boehringer Mannheim/R - Bio-pharma Enzymatische BioAnalytik/Lebensmittelanalytik. UV method for determination of oxalic acid in foodstuffs and other materials. 2008. N 2.

6. Голованов С.А. Дисс. док. мед. Наук. Москва: НИИ Урологии. 2002. 253 с.;

Golovanov S.A. Dissertation for Doctor of Medical Science. M.: NII Urologii. 2002. 235 p. (in Russian).

7. Аляев Ю.Г., Ефимова Ю.А., Кузьмичева Г.М., Рапопорт Л.М., Руденко В.И. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2005. Т. 3. № 15. С. 31 - 41;

Alyaev Yu.G., Efimova Yu.A., Kuz'micheva G.M., Rapoport L.M., Rudenko V.I. // Voprosy biologicheskoiy, meditsinskoiy i farmatsevticheskoiy khimii. 2005. V. 3. N 15. P. 31 - 41 (in Russian).

8. Назаров Т.Х. Автореф. Дис. ... д.м.н. С-Петербург. СПбМАПО. 2009. 41 c.;

Nazarova T.H. Extended abstract of dissertation for dostor degree on medical science. S.Petersburg. SPbMAPS. 2009. 41 p. (in Russian).

9. Antonio Cesar P. Cillo, Heloisa Cattini, Mirian A. Boim, Nestor Schor // Pediator Nephrol. 2001. N 16. P. 1080 -1083.

10. Аляев Ю.Г., Кузьмичева Г.М., Колесникова М.О., Чернобровкин М.Г., Мельников Д.В., Руденко В.И. //

Урология. 2009. № 1. C. 8 - 12;

Alyaev Yu.G., Kuz'micheva G.M., Kolesnikova M.O., Chernobrovkin M.G., Mel'nikov D.V., Rudenko V.I. //

Urologiya. 2009. N 1. P. 8 - 12 (in Russian).

11. Dionex Corporation // Determination of oxalate in urine by ion chromatography. 2003. V. 8 Application note №36.

УДК 544.344

О.В. Суров, М.И. Воронова, Н.Ж. Мамардашвили, А.Г. Захаров

ДАВЛЕНИЕ ПАРА МАКРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПО ДАННЫМ ЭФФУЗИОННОГО

МЕТОДА КНУДСЕНА

(Институт химии растворов РАН) е-тай:оу8@18с-га8.ги

Впервые эффузионным методом Кнудсена определены температурные зависимости давления насыщенного пара ряда макроциклических соединений, рассчитаны средние для изученных температурных интервалов значения энтальпии и энтропии сублимации.

Ключевые слова: давление пара, термодинамика сублимации, макроциклические соединения

Разработка методов физико-химической сенсорики требует комплексного подхода, при котором свойства рецептора и субстрата должны отвечать определенным требованиям. В случае распознавания с участием супрамолекулярных систем основное внимание уделяется молекулярному дизайну рецептора с распознавательной

функцией, «настроенной» на определенный тип субстрата. В этой связи детектирование газов и паров представляет собой отдельную задачу, т.к. процессы распознавания должны проходить на поверхности раздела газ - твердое тело. Макро-циклические соединения (порфирины, фталоциа-нины, каликсарены и т.д.) - интенсивно изучае-