The influence of alternating magnetic field on in vitro litholysis of uroliths in blemaren water solutions


V.M. Popkov, D.A. Usanov, V.G. Rebrov, A.D. Usanov, D.G. Verkhov, V.M. Bulanov

Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky (rector – M.D. V.M. Popkov); Saratov State University named after N.G. Chernyshevsky, Department of Medical Physics (rector – professor, PhD of Geography A.N. Chumachenko); Federal State-Funded Institution Saratov Forensic Laboratory of Russian Federation Justice Ministry
The aim of the research: increase of efficiency of urolith in vitro solution using water Blemaren medication solutions after their exposure to 2 Hz alternating magnetic field. Materials and methods: water solution of Blemaren medication with pH=6,15 in concentrations corresponding to single portion of medication (1 tablet m=3,5282 g per 250 ml of water) and uroliths (oxalates, urates including uncommon xanthine calculi). Composition of calculi was determined by means of X-ray tests and IR spectroscopy. Photometry of Blemaren with saluted portion of calculi was conducted.
Results: it was established that in the Blemaren solutions which had been previously exposed to 2 Hz alternating magnetic filed during one hour the solution process is 1.92 – 2 times more effective than in common water solutions. Discussion – in control solutions pH values increased 5.65 – 6.8 times in the course of time, whereas in the Blemaren solutions exposed to alternating magnetic field pH values remained virtually unaltered during the whole experiment.
Conclusion: there were detected significant differences in pH values of Blemaren solutions and its solvent properties between solutions which were exposed to alternating magnetic filed and those which were not.

Введение. До настоящего времени некоторые механизмы образования камней в почечной ткани остаются не до конца ясными [1, 2]. Основой генеза мочевых камней являются канальцевые поражения почек, ведущие к повышенной продукции мукопротеинов и образованию геля, в котором со временем формируется камень [3]. Участие в патогенезе камнеобразования оксидативного стресса, альтерации почечных канальцев и воспаления изучено достаточно полно [4–9].

Современная медицина располагает широким арсеналом консервативных, оперативных и комбинированных методов лечения больных мочекаменной болезнью (МКБ). При этом одним из важнейших критериев выбора метода воздействия на камень являются химический состав и физические свойства конкремента. Так, для литолиза оксалатных камней предложен ряд специфических лекарственных препаратов [10, 11]. Среди них особая роль отводится литолитической терапии цитратными смесями, однако широкое применение цитратных смесей пациентами с камнями различного солевого состава остается дискутабельной. Вместе с тем известные отрицательные эффекты применения сравнительно малотравматичных и даже неинвазивных методов оперативного воздействия на конкремент, таких как дистанционная, контактная или перкутанная литотрипсии, нередко ограничивает возможности хирургического лечения нефролитиаза.

По мнению G. M. Preminger и соавт. [12], необходимо соблюдать осторожность и обоснованно подходить к определению показаний к оперативному лечению, поскольку в 19–26 % случаев хирургическое вмешательство является дополнительным фактором повреждения почечной паренхимы и рецидива камнеобразования. Общепризнанно, что существующие методы удаления камней оказывают лишь относительный лечебный эффект, так как не позволяют остановить процесс камнеобразования, склерозирования почечной паренхимы и не препятствуют развитию рецидивов заболевания. При этом, несмотря на малоинвазивность большинства современных хирургических процедур, недостаточно оценивать их эффективность лишь по степени освобождения полостной системы почки от конкремента. В связи с этим важная роль в вопросах комплексного лечения уролитиаза принадлежит метафилактике и качеству динамического наблюдения за больными МКБ [12].

В этих условиях целенаправленная и обоснованная консервативная литолитическая терапия может стать высокоэффективным методом выбора лечения больных МКБ [13, 14].

Одним из цитратных препаратов, представленных сегодня на рынке, является препарат Блемарен. Его действие направлено в основном на растворение уратных (соли мочевой кислоты), оксалатных (соли щавелевой кислоты) и смешанного типа (уратнооксалатных) минералов. Как показывают исследования [14, 15], целью лечения является прежде всего нормализация уровня мочевой кислоты, а также смещение кислотности мочи из резко кислой в слабо кислую.

Блемарен представляет собой буферную систему, в которую входят лимонная кислота и ее трехзамещенные соли – цитраты натрия и калия. Как утверждают авторы, эффект растворения в основном определяется уровнем pH: он должен быть постоянно повышен (до 6,8) [13].

Известно, что переменное магнитное поле (ПМП) может увеличивать растворимость находящихся в воде диспергированных органоминералов организма человека [16–18]. С помощью спектрофотометрических и ареометрических измерений авторами этих работ было установлено, что максимальный отклик системы на воздействие ПМП при растворении органоминералов в условиях in vitro наблюдался при частоте ~2 Гц и был на 14% выше, чем в контроле (без воздействия ПМП).

Настоящая работа посвящена исследованию возможности повышения эффективности растворяющих свойств водных растворов препарата блемарен после обработки их ПМП с частотой 2 Гц.

Материалы и методы. В настоящей работе использовали препарат Блемарен; органоминералы различного состава: оксалаты, ураты, смешанные, включая редко встречающиеся ксантиновые камни, удаленные во время операций у больных МКБ. Полученные образцы диспергировали до состояния фракций размером 1–3 мм и равномерно распределяли для контрольных и опытных измерений.

Водные растворы блемарена готовили на суточной дистиллированной воде с pH 6,15 в концентрациях, соответствующих одноразовому приему препарата (1 таблетка 3,5282 г на 250 мл воды). Рабочие объемы растворов в опытах составляли 5 мл. Опытные растворы препарата обрабатывали ПМП с частотой 2 Гц в течение 1 ч. Контрольные растворы с теми же концентрациями находились в той же лаборатории при фоновых уровнях магнитного поля, характерных для места проведения опытов. Экспериментальная установка по воздействию ПМП на исследуемые растворы описана ранее в работе [19]. После обработки ПМП опытных растворов блемарена в контрольные и опытные растворы одновременно помещали образцы камней.

Фотометрирование полученных растворов блемарена с растворенной частью образцов проводили в режиме абсорбции в течение 30 и 60 мин от начала их растворения. Спектры регистрировали на спектрофотометре Shimadzu UV-1700 (Япония) при комнатной температуре (23±0,2˚С) в кварцевых кюветах размером 1×1×4,5 см. Оптическую плотность растворов анализировали в максимумах белкового поглощения при длине волны 290–292 нм. ИК-спектральный анализ исходных минералов проводили на спектрометре Infralum способом прессования таблеток с KBr, элементный состав определяли на рентгеновском спектрометре МАКС-GV, непосредственно помещая образец в кювету для измерения. Остаточный материал для ИК- и рентгеновского анализа получали путем выпаривания контрольных и опытных растворов после окончания часового эксперимента по растворению в них образцов камней. Измерение pH проводили pH-метром pH-212.

Перед каждым опытом образцы для анализа взвешивали на аналитических весах фирмы «OHAUS Corp. RV214» с точностью 0,0001 г.

Для проведения модельных экспериментов использовали белок БСА фирмы «Sigma», хлорид кальция (CaCl2, ЧДА). Калибровочный график pH растворов от концентрации блемарена строили на основе разведения исходного раствора в концентрации 3,5382 г на 50 мл воды последовательным двукратным разведением воды.

Результаты и обсуждение. Первоначально было проведено исследование химического состава камней методами рентгеновской и ИК-спектроскопии и на основании этого отобрано 16 образцов для опытов, содержащих достаточное количество органического и минерального компонентов. Результаты анализа элементного состава минералов приведены в таблице.

Данные о содержании органической части исследованных камней, полученные методом ИК-спектрального анализа, представлены на рис. 1.

Как следует из данных ИК-спектрального анализа, в состав отобранных образцов органоминералов входили фосфорорганические соединения (910–940 см-1), эфиры фосфорной кислоты (914–994 см-1), кремнийорганические соединения (945–930 см-1; 940–920 см-1; 970–945 см-1). Таким образом, в органическую фазу минерала входил весь перечисленный выше состав остатков белкового метаболизма.

В совокупности рентгеновский и ИК-спектральный анализы дают исчерпывающие сведения о составе образцов. На основании полученных данных о составе камней проведено исследование, в котором определяли влияние водных растворов блемарена на растворение органоминералов фотометрическим методом, в ходе которого оценивали оптическую плотность растворов с растворенной частью минералов в области белкового поглощения 290 нм. Регистрацию оптической плотности растворов проводили в течение 1 ч с момента введения образцов в водные растворы блемарена. Средние значения величин оптической плотности растворов, полученных в ходе эксперимента, составили 0,5 отн. ед. в контроле и 9,5 отн. ед. – в растворе обработанным ПМП.

Как видно из результатов фотометрирования в течение часового растворения образцов в растворах блемарена, предварительно обработанных ПМП с частотой 2 Гц в течение 1 ч, процесс растворения проходит в 1,95–2 раза эффективней, чем в обычных его водных растворах. Причем преимущество растворяющих свойств опытных растворов блемарена над контрольными выявляется практически для всех типов минералов, использованных в опытах.

Также была проведена pH-метрия контрольных и опытных растворов блемарена в течение их часового растворения в воде (рис. 2).

Как видно из рис. 2, в обычных водных растворах блемарена значения pH заметно отличались от таковых для опытных растворов, обработанных ПМП. В контрольных растворах наблюдалось увеличение значений pH во времени от 5,65 до 6,8, тогда как в опытных растворах блемарена уровень pH был практически постоянным в течение всего опыта. Исходя из полученных результатов, можно сделать заключение, что на стабилизацию pH опытных растворов блемарена влияет часовая обработка их ПМП. Этот факт требует дальнейшего экспериментального и теоретического изучения как in vitro, так и in vivo.

Заключение. Таким образом, в ходе настоящего исследования установлено, что водные растворы препарата блемарен, предварительно обработанные ПМП с частотой 2 Гц, эффективнее влияют как на процессы литолиза органоминералов по сравнению с его обычными водными растворами, используемыми в терапии МКБ, так и на характер изменения pH во времени.


About the Autors


Corresponding author: V.M. Popkov – Doctor of Medical Sciences, Head of the Department of Urology SBEI HPE “Saratov SMU
n.a. V.I. Razumovsky” of RMH; 8(452) 27-33-70


Similar Articles


Бионика Медиа