УДК 548

ХИМИЯ ДЛЯ УРОЛОГИИ
Колесникова Мария Олеговна, mary-andre@inbox.ru
Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии
им. М.В. Ломоносова, г. Москва
Развитие новых диагностических, лечебных и профилактических технологий в современной
урологии зависит от того, насколько тесно она взаимодействует с физической и аналитической химией, и
как она использует химические методы и подходы на практике.
Цель данной работы – разработать новые и усовершенствовать известные методы исследования
мочевых камней и мочи, камней предстательной железы и выявить необходимые корреляции.
Объекты исследования - мочевые камни, камни предстательной железы и моча пациентов
Урологической клиники при Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова.
По фазовому составу все камни разделены на 4 группы: оксалаты, ураты, фосфаты и другие
(органические и неорганические) соединения. Мочевые камни представлены в большинстве случаев
оксалатами, уратами и фосфатами или их смесью. Камни предстательной железы разделяются на две
группы: эндогенные (первичные), которые образуются непосредственно под влиянием секрета простаты
(фосфаты: апатит и витлокит), и экзогенные (вторичные), которые образуются под влиянием компонентов
мочи (фосфаты: апатит и струвит; оксалаты: вевеллит и ведделлит; ураты: мочевая кислота).
Определение состава мочевых камней in vitro. Применение комплекса физико-химических
методов, которые дали возможность охарактеризовать фазовый состав (рентгенографический анализ и
ИК-спектроскопия: качественный и количественный анализ), определить содержание воды в оксалатах
(термогравиметрия и рентгенография) и количество белка во всех группах камней (спектрофотометрия), а
также найти элементный состав (химический анализ и рентгеноспектральный микроанализ) мочевых
камней и изучить их микроструктуру, позволили впервые:
 установить связь между твердостью камней с содержанием белка, количеством воды в оксалатах
и видом микроструктуры,
 найти распределение белка и отдельных ионов по объему камней
Определение состава камней предстательной железы in vitro. Особенностью данных камней
является малый размер (~1-2 мм), ограничивающий применение рентгенографии и ИК-спектроскопии
(основным становится рентгеноспектральный микроанализ), и малая степень кристалличности, что
требует применения одновременно рентгенографии и ИК-спектроскопии. Нами выявлено, что среди
изученных камней ~20% - смесь вевеллита, ведделлита и гидроксилапатита, ~10% - безводная мочевая
кислота, ~10% - смесь ведделита и гидроксилапатита, ~10% - вевеллит, ~50% - гидроксилапатит, т.е.
изученные камни, в основном, экзогенные и, в большинстве случаев, представлены фосфатом.
Определение состава мочи. Наряду с клиническим анализом мочи (суточная экскреция: Са 2+, К+,
Na+, РО43-, Cl-, мочевая кислота) нами применен метод ионной хроматографии для определения
органических ионов (цитрат - С6Н5О73- и изоцитрат- С6Н5О73- и ионов мочевой кислоты) и неорганических
ионов (Са2+, К+, Na+, NH4+, Mg2+, Cl-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-), а также ферментативный метод с
оксалатдекарбоксилазой для определения оксалат – ионов в моче. Необходимость количественного
определения данных ионов обусловлена их ролью в процессе камнеобразования: цитрат-ион препятствует
процессам кристаллизации в моче, увеличивает растворимость уратов, оксалатов, фосфатов, способствует
растворению уже сформировавшихся камней, повышая тем самым ингибирующую активность мочи. В
результате проведенного анализа мочи пациентов без мочекаменной болезни (МКБ) были предложены
нормативные показатели для ряда ионов, а для пациентов с МКБ установлен характер отклонения от
нормы.
Определение фазового состава мочевых камней in vivo. Для медикоментозного воздействия на
мочевые камни, уменьшающего или их размер, что позволит, в частности, избежать операции и применить
дистанционную ударно-волновую литотрипсию (ДУВЛ), или их твердость, что даст возможность сократить
число ударных действий ДУВЛ, понижая травматичность почки, необходимо знания состава мочевых
камней in vivо, т.е. находящихся в организме больного. Это оказалось возможным с помощью
интеллектуальных систем принятия решений (ИТ). Данные клинического обследования больных были
систематизированы по 60-ти признакам (размер и локалазация камня, анализы мочи, крови и др.), в
результате обучения осуществилась классификация по 3-м классам (оксалаты, фосфаты и ураты), которые
отнесены к результатам. При анализе результатов работы 15-ти алгоритмов распознавания определено
правильное (93.33%) отнесение пациентов к одному из 3-х классов мочевых камней. Предложен состав
мочевых камней для 11 новых пациентов по их клиническим показаниям, причем результаты
прогнозирования (81.82%) полностью идентичны экспериментальным данным. Использование ИТ
позволило выявить корреляции между составами мочевых камней и некоторыми клиническими
показаниями, в частности, составами мочи.
Связь между составами мочевых камней и мочи. Определение составов мочевых камней и мочи,
позволило выявить пониженную концентрацию оксалат – ионов, ионов Са2+ и урат-ионов соответственно
у пациентов с оксалатными и уратными камнями до лечения.
Связь между видом лечения и свойствами мочевых камней. Для прогнозирования вида лечения мы
обратились к информационным технологиям. Данные клинического обследования 266 больных были
систематизированы по 42-м признакам (размер камней, фазовый состав камней, результаты анализов мочи
и крови, длительность рецидива, сопутствующие заболевания и т. д), в результате обучения
осуществилась классификация по 4-м классам (1-камень отошел, 2- ДУВЛ, 3-традиционная открытая
операция, 4-контактная и перкутанная литотрипсия), которые отнесены к результатам. При анализе
результатов работы 8-ью алгоритмов распознавания определено правильное (87.6%) отнесение к одному
из 4-х методов лечения. Найдены признаки, вносящие основной вклад в решение задачи прогноза: размер,
локализация и состав камня. В связи с тем, что наиболее распространенным видом лечения является
ДУВЛ, мы установили признаки, которые вносят основной вклад в количество сеансов: состав и размер
камня, рН мочи, удельный вес, содержание белка, ионов K, Na, Ca. Полученные результаты подтверждает
правильность выбора поставленных нами задач и полученных результатов.