Potential biochemical factors for the development of urolithiasis in patients with spinal cord injuries


M.V. Stogov, E.N. Shchurova, D.N. Blyudenov

Clinic-experimental laboratory department; Laboratory of functional evaluation of the scientific clinical experimental department of physiology (Head – E.N. Shchurova, Doctor of Biological Sciences) FSBI "Russian Scientific Center "Restorative Traumatology and Orthopaedics" n.a. Academician G.A. Ilizarov" (Director – A.V. Gubin, MD) of RMPH
A comparative analysis of biochemical parameters of blood serum and daily urine in patients with urolithiasis developed after spinal cord injury (study group – 35 patients) and patients without development of the disease (comparison group – 20 patients) was performed. It was found that patients after spinal cord injury have developed productive azotemia, which led to the disruption of renal excretory function (accumulation of urea and creatinine in blood, and lowering their clearance). Against this background, there is violation of excretion of uric acid, magnesium, decreased sensitivity of the renal tubules to aldosterone (in patients with nephrolithiasis K/Na ratio in urine was lower). As a result, patients have decreased reabsorption of sodium and water retention, increased urine osmolality; against the background of electrolyte imbalance in urine, this leads to the formation of stones. In patients with spinal cord injuries, main trigger mechanism of formation of urinary stones was excessive posttraumatic azotemia. The high concentration of the products of protein-nitrogen catabolism in the serum of patients in the acute and early periods of spinal cord injury may be unfavorable criterion determining the significant risk of developing of kidney stones.

Введение. Травма позвоночника, осложненная повреждением спинного мозга, относится к важнейшим проблемам современной медицины и более чем в 80% случаев является уделом лиц молодого трудоспособного возраста, а частота осложнений и инвалидности после нее достигает 100% [1–5]. При этом нарушения функций мочевыделительной системы, по данным разных авторов, регистрируют у 77–100% больных [6, 7].

Совокупность нейродистрофических воспалительных изменений в слизистой оболочке мочевыводящих путей, их инфицирование, застой и задержка мочи, ее реакция, обменные сдвиги, возникающие при повреждении спинного мозга, рефлюкс инфицированной мочи, гиподинамия и гипокинезия создают благоприятные условия для камнеобразования в мочевом пузыре, мочеточниках и лоханках [8–10]. Установлено, что после травмы в течение 1–45 лет у 7–69% пациентов образуются камни в почках [11–15], а у 16,6–85,0% – камни в мочевом пузыре [14, 16, 17]. К особенностям мочекаменной болезни у спинальных больных относится частое отсутствие боли даже при миграции камней в мочеточнике. Мочекаменная болезнь служит своеобразным провоцирующим фактором для обострения инфекционно-воспалительных заболеваний в почках.

В литературе относительно мало работ, посвященных исследованию формирования мочекаменной болезни у больных с позвоночно-спинномозговой травмой [15, 18, 20]. Нет четкого представления об этапах и факторах патогенеза данного заболевания.

Цель работы – исследовать потенциальные биохимические факторы формирования мочекаменной болезни у больных с позвоночно-спинномозговой травмой.

Материалы и методы. Объектом исследования стала сыворотка крови и суточная моча 55 больных с позвоночно-спинномозговой травмой. Возраст их составлял от 17 до 62 лет (в среднем 35,3±1,8 года). Подавляющее большинство – мужчины: 49 (89%) человек. В остром и раннем периодах травматическойболезни (по классификации О. А. Амелиной [21]) обследованы 11 больных, в промежуточном и позднем – 44. По уровню повреждения позвоночника обследуемые были распределены на три группы. Травма позвоночника в шейном отделе констатирована у 32 больных, в грудном отделе – у 7, в грудопоясничном отделе – у 16. Нарушения функции тазовых органов были диагностированы у всех больных и проявлялись в виде задержки мочи – 17 (31%) наблюдений; недержания мочи – 19 (35%); затруднения мочеиспускания – 3 (5%); спинального автоматизма – 16 (29%). Нейрогенный мочевой пузырь был диагностирован в 100% случаев.

При задержке мочи дренирование мочевого пузыря осуществлялось уретральным катетером (n=13), эпицистостомой (n=4). При недержании мочи больные использовали уропрезерватив (n=9), подгузник (n=10). При спинальном автоматизме и затрудненном мочеиспускании отхождение мочи осуществлялось через естественные мочевыводящие пути (n=19).

Наличие мочевых камней определяли с помощью ультразвуковой установки Logic S6 (Япония), используя конвексный датчик 3–5 МГц в режиме тканевой гармоники. Выполняли ультрасонографическое исследование почек, мочеточников, мочевого пузыря.

Концентрацию мочевины, креатинина, мочевой кислоты, кальция, магния и неорганического фосфата определяли на биохимическом автоматическом анализаторе Hitachi/BM 902 (Япония) с использованием наборов реагентов фирмы Vital Diagnostic (Россия), содержание натрия, калия и хлоридов – на ионселективном блоке анализатора Hitachi/BM 902 (Япония). Указанные показатели определяли в сыворотке крови и суточной моче. Дополнительно рассчитывали клиренс метаболитов и электролитов [22].

Биохимические показатели обследованных пациентов, полученные на этапах лечения, сравнивали с аналогичными показателями 20 практически здоровых людей обоего пола в возрасте от 20 до 40 лет.

Достоверность различий показателей пациентов на сроках обследования и параметров здоровых людей оценивали с помощью W-критерия Вилкоксона для независимых выборок. Достоверность межгрупповых различий определяли с помощью непараметрического критерия Крускала–Уоллиса с последующим множественным сравнением с использованием критерия Данна.

Результаты. По результатам исследований, у 35 (64%) больных в мочевыводящих путях были определены конкременты различной величины (табл. 1). Лоцированные конкременты в основном (83% наблюдений) имели небольшие размеры (от 2 до 7 мм) и располагались с двух сторон (64% наблюдений). Данные ультрасонографии, проведенной в различные периоды позвоночно-спинномозговой травмы, позволили установить, что камнеобразованию в большей степени подвержены больные с продолжительностью заболевания более 2 лет, что может быть связано с длительным угнетением двигательной активности и нарушением функции тазовых органов (табл. 2).

Далее нами был проведен сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови и суточной мочи пациентов, у которых в посттравматическом периоде развивалась мочекаменная болезнь (основная группа – 35 больных), и больных, у которых развития данного заболевания не наблюдалось (группа сравнения – 20 больных).

Из полученных результатов обращает на себя внимание то, что у пациентов основной группы в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы наблюдался статистически значимый рост уровня мочевины и креатинина в крови, причем относительно как нормы, так и показателей пациентов группы сравнения (табл. 3). В остром и раннем периодах у пациентов основной группы был снижен уровень магния в сыворотке крови относительно показателей нормы.

У всех больных было отмечено снижение концентрации общего кальция в крови.

В промежуточном и позднем периодах достоверных межгрупповых различий биохимических показателей сыворотки крови не наблюдалось. Однако у пациентов основной группы отмечалось значимое повышение концентрации мочевой кислоты и снижение уровня магния относительно нормы. Установлено определенное снижение экскреторной функции почек в остром и раннем периодах у пациентов основной группы, на что указывает значительное увеличение в сыворотке крови уровня мочевины и креатинина. В свою очередь содержание мочевины в суточной моче больных в остром и раннем промежуточном и позднем периодах было достоверно ниже нормы (табл. 4). Отмечались отличия электролитного состава суточной мочи у пациентов двух групп. Так, уровень кальция в моче пациентов обеих групп был значимо выше нормы, а уровень хлорида – ниже при отсутствии межгрупповых отличий. Содержание калия в моче пациентов основной группы было в пределах нормы, однако значимо превышало таковое в группе сравнения.

Отмечен и более высокий уровень магния в моче больных основной группы в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы. В позднем и промежуточном периодах отмечались некоторые межгрупповые отличия. Так, в суточной моче пациентов с мочекаменной болезнью было повышено содержание натрия и хлоридов. В обеих группах зафиксировано снижение экскреции фосфатов.

Проведенное исследование показало, что у пациентов с развившейся мочекаменной болезнью в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы повышения уровня кальция не наблюдалось, мало того, средние показатели этого электролита, а также уровень уратов были ниже параметров группы сравнения. Единственное, что обращает на себя внимание, – это высокое содержание магния в моче пациентов основной группы в остром периоде.

Установлено, что клиренс мочевины у пациентов обеих групп был снижен как в остром и раннем, так и в промежуточной и позднем периодах позвоночно-спинномозговой травмы (табл. 5). Однако в остром и раннем периодах травмы у больных, у которых развивалась мочекаменная болезнь, клиренс мочевины снижался почти в 4 раза, тогда как у больных без развития камней – только в 1,5 (р=0,03). В остром периоде у пациентов основной группы также было зафиксировано более существенное снижение клиренса уратов и рост клиренса магния относительно как нормы, так и группы сравнения. У пациентов группы сравнения в остром и раннем периодах был снижен клиренс натрия.

Анализ скорости клубочковой фильтрации (СКФ) позволил обнаружить значимое увеличение данного показателя у больных с позвоночно-спинномозговой травмой обеих групп при отсутствии межгрупповых отличий (табл. 6). Интересными с позиции патогенеза мочекаменной болезни при позвоночно-спинномозговой травме представляются другие результаты исследования. Так, у больных основной группы отмечались более существенное снижение скорости экскреции кальция на всех этапах позвоночно-спинномозговой травмы, а также более высокие показатели осмоляльности мочи относительно показателей пациентов группы сравнения. Оценка влияния минералкортикоидов на экскрецию электролитов выявила, что у пациентов, у которых развитие мочекаменной болезни не происходило, наблюдалось более высокое, хотя и недостоверное, значение К/Na-коэффициента мочи, т.е. реакция надпочечников у них была более выражена и направлена на сохранение натрия и воды в организме.

Обсуждение. Данные литературы, посвященной исследованию состояния мочевыделительной системы у больных с позвоночно-спинномозговой травмой, свидетельствуют о том, что риск образования мочевых камней в почках и мочевом пузыре у данной категории больных выше, чем в обычной популяции людей [13]. При этом анализ, проведенный S. Ramsey и соавт. [15], показал, что в большинстве научных публикаций биохимические исследования не выявляют существенных различий показателей крови и мочи у больных в зависимости от наличия мочекаменной болезни, хотя отмечаются достоверные изменения относительно параметров здоровых людей.

M. Nagashima и соавт. [17] также пришли к выводу, что нет никакой разницы между двумя группами пациентов в отношении рН мочи и видов бактерий, обнаруженных в ней. По данным R. Burr и соавт. [18], особенностью формирования мочекаменной болезни у больных с позвоночно-спинномозговой травмой является уменьшение выделения цитрата с мочой. Роль последнего связана с возможностью подавлять образование, рост и агрегацию кристаллов оксалата кальция и фосфата кальция [23].

Следует заметить, что у пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой часто встречаются и инфекционные камни. Бактериальные патогены, такие как Proteus, Pseudomonas, Klebsiella, некоторые стафилококки, микоплазмы, сильно ощелачивают мочу, что способствует суперсатурации и кристаллизации магния и фосфатов аммония. Частота образования струвитных камней при таких нарушениях достигает 70% [19, 20, 24, 25]. При этом соотношение струвитных и карбонатапатитных камней, как правило, растет с увеличением времени, прошедшим после травмы [11, 18].

Полученные нами данные позволяют сформулировать определенные положения о патогенезе мочекаменной болезни после позвоночно-спинномозговой травмы. В частности, патофизиологическая картина складывается из двух основных параллельно протекающих событий: 1) в остром периоде позвоночно-спинномозговой травмы происходит снижение перфузии почек кровью на фоне посттравматического шока; 2) в посттравматическом периоде развивается продукционная азотемия различной степени выраженности в зависимости от тяжести травмы. Последнее обстоятельство и является ключевым в развитии мочекаменной болезни: увеличение нагрузки на почки в данном состоянии приводит к развитию почечной азотемии в результате нарушения выделительной функции почек (накопление мочевины, креатинина в крови и снижение их клиренса). В этих условиях происходит нарушение экскреции мочевой кислоты, магния, снижается чувствительность почечных канальцев к действию альдостерона (у пациентов с мочекаменной болезнью соотношение К/Na мочи было ниже). В результате последнего у пациентов снижается реабсорбция натрия и воды, повышается осмоляльность мочи. Рост осмоляльности мочи происходит на фоне нарушения электролитного баланса мочи, что и приводило к образованию камней. Причем основным анионом в данном случае, по-видимому, являлись ураты, в пользу чего говорило значительное снижение их клиренса в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы у пациентов с развившейся мочекаменной болезнью, а катионом – ионы магния.

Представленные данные позволяют также заключить, что накопление в сыворотке крови пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой в остром и раннем периодах продуктов азотистого обмена может являться определенным критерием риска развития мочекаменной болезни. Так, у всех обследованных нами пациентов, у которых развития мочекаменной болезни не отмечалось, концентрация мочевины в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы находилась в пределах нормы (2–8 ммоль/л).

В свою очередь у половины пациентов с развившейся в ходе лечения мочекаменной болезни отмечалось повышение концентрации мочевины в сыворотке крови в пределах 8–10,2 ммоль/л.

Заключение. Полученные нами результаты указывают на то, что у больных с позвоночно-спинномозговой травмой основным пусковым механизмом образования мочевых камней стала избыточная посттравматическая азотемия. При этом рост концентрации продуктов белково-азотистого катаболизма (мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.) в сыворотке крови пациентов в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы может быть неблагоприятным критерием, определяющим значительный риск развития у них мочекаменной болезни.


About the Autors


Author for contacts: M.V. Stogov – Doctor of Biological Sciences, Leading Researcher; e-mail: stogo_off@list.ru


Similar Articles


Бионика Медиа