Введение. Пиелонефрит (греч. πύέλός – корыто, лохань; νεφρός – почка) – неспецифический воспалительный процесс преимущественно бактериальной этиологии, характеризующийся поражением почечной лоханки (пиелит), чашечек и паренхимы почки (в основном ее межуточной ткани) [1, 2]. Хронический пиелонефрит является следствием острого пиелонефрита при нарушении оттока мочи, что может быть результатом изменения сократительной способности мочеточника [3]. Наличие в околопочечной области медленноволнового стабильного автоматизма обеспечивает возникновение и распространение электрических волн возбуждения до самого мочевого пузыря [4]. Прохождение мочи по мочеточнику обусловлено сокращениями: продольным и круговым сужением просвета мочеточника.

Функционирование цистоидных секций мочеточника осуществляется таким образом, что, когда одна из них расслаблена и заполнена мочой, другая, расположенная рядом с ней, наоборот, находится в сокращенном состоянии (рис. 1). Деятельность детрузорной системы цистоида мочеточника и так называемого сфинктера его, являющегося фактически кавернозноподобным сосудистым образованием, носит антагонистический характер. В то время как детрузор цистоидной секции находится в расслабленном состоянии, «сфинктер» ее сокращается, и наоборот [6].

По данным [7], периодичность сокращений мочеточника составляет 3–5 раз в 1 мин, продолжительность волн сокращения до 2–5 с, продолжительность периода между волнами варьируется от 9 до 27 с. Координированная функция мочеточников обеспечивает нормальную уродинамику.

Можно сказать, что характер сокращения мочеточника служит фактором, в конечном счете определяющим здоровье мочевыводящей системы. Тем не менее в современной литературе не представлено данных об электрофизиологии сократительной способности мочеточника и частотном диапазоне электрической активности зон мочеточника. Представляет интерес исследовать сократительную и связанную с ней электрическую активность мочеточника в норме и при пиелонефрите.

Целью работы стало исследование особенностей ритмогенеза и электрофизиологии мочеточника в норме и при пиелонефрите. В задачи исследования входило определение динамики сократительной способности зон мочеточника при функциональной нагрузке, в момент мио- и после миостимуляции зон мочеточника.

Материалы и методы. Обследованы 100 детей в возрасте 5–13 лет с диагнозом «вторичный хронический пиелонефрит» и 35 детей без пиелонефрита – группа контроля. У 67 детей диагностирован обструктивный пиелонефрит, у 33 – дисметаболический. В качестве причин обструкции у детей с вторичным обструктивным пиелонефритом выявлены внутрипочечные и/или аберрантные сосуды у 56 человек, дистопия почек у 5, удвоение почек у 6. В исследование не входили дети, которым была необходима хирургическая коррекция обструктивной уропатии.

В ходе исследования регистрировали электрофизиологическую активность мочеточников. Для этой цели использован электроэнцефалограф Нейрон-Спектр-4/П, электроды которого устанавливали на область проекции мочеточника на поверхность тела. Диапазон чувствительности электроэнцефалографа по паспорту составил от 0,05 до 250 Гц, чувствительность – 1–1000 мкВ/мм, частота квантования – до 5000 Гц, уровень шума – менее 0,3 мкВ. Электроды предварительно обрабатывали электропроводящим гелем. Для регистрации использовано четыре электрода: первый устанавливали на спине в области почки, второй – на спине, дистальнее по мочеточнику, третий – на спине в области вхождения мочеточника в мочевой пузырь, электродом сравнения служил электрод, установленный внизу живота на область мочевого пузыря. Дополнительно накладывали электроды для регистрации одного отведения электрокардиограммы. Перед исследованием проведена калибровка оборудования, для чего на отведение энцефалографа подавали сигнал с генератора стандартных сигналов.

Для всех пациентов группы с пиелонефритом проведены записи каждая длительностью 90 с:

1. в покое – пациент в положении лежа на кушетке;
2. при нагрузочном тесте — пациент выпивал половину стакана воды;
3. при электромиостимуляции мочеточников;
4. спустя 5 минут после электомиостимуляции.

По окончании каждой записи динамики электропотенциалов формирован текстовый файл, содержащий амплитудные значения для каждого из отведений (три столбца) и соответствующий столбец значений времени. Затем каждый файл обработан при помощи специальной программы в пакете MathCad v.14. Результатом работы программы были расчет и запись файла, содержащего спектры колебаний электрического потенциала для каждого отведения. Следующим этапом обработки полученных данных был статистический анализ спектров в программе Excel 2003 и STATISTICA.

Результаты. На рис. 2 приведен сигнал, полученный с одного отведения, ограниченный по времени записи 30 с для здорового ребенка.

На рис. 2 видно, что сигнал модулирован сигналом ЭКГ, в связи с чем для дальнейшей обработки использована полосовая фильтрация и исключен сигнал ЭКГ из дальнейшего статистического анализа.

Ниже представлен усредненный спектр осцилляций электрического потенциала, полученного с электрода первого отведения (рис. 3). На рис. 3 представлены результаты для групп контроля и с пилонефритом.

На рис. 3 видно, что в областях 1,4 и 2,4 Гц разница спектров двух групп наибольшая. При этом значения амплитуд гармоник в контроле выше, чем у пациентов с пиелонефритом. На рис. 4 показан график, полученный с применением фильтрации шумов в полосе частот 0,6–35 Гц.

Как видно на рис. 5, при пиелонефрите наблюдается снижение амплитуды сигнала электрического потенциала сокращений мочеточника в среднем на 30%. При этом спектр контрольной группы по сравнению с пациентами с пиелонефритом имеет большее число гармоник. Кроме того, спектр сигнала при пиелонефрите (рис. 5б) имеет схожесть по характеру динамики изменения амплитуды, что в свою очередь может говорить о преобладании периодических колебаний потенциала мочеточника. Известно, что отдельные участки мочеточника благодаря корреляции тонуса, который во многом зависит от порога барорецепции, гармонически осуществляют полное опорожнение того или иного сегмента мочевых путей. Средняя скорость сокращения (опорожнения) отдельной цистоидной секции варьируется от 2 до 6 см в 1 с, а скорость и объем выделения почкой мочи определяют частоту сократительных волн мочеточника, которых обычно бывает 3–4 в 1 мин. Мы изучили особенности электрических потенциалов мочеточника, записанные после функциональной нагрузки (испытуемый выпивал полстакана воды). Однако статистически значимой разницы при сравнении с полученными данными в покое выявлено не было, что можно объяснить сложностью характера сокращений мочеточника.

Следующим шагом в изучении сократительной способности мочеточника было проведение записи потенциалов во время и после электростимуляции мочеточников по методу, описанному в [8] (рис. 6).

Данные, представленные на рис. 6, свидетельствуют о приведении большей части гармоник спектра группы с пиелонефритом к амплитудным значениям гармоник, характерных для контрольной группы, что в свою очередь может подтверждать терапевтический эффект процедуры электростимуляции, предложенной в [8].

Заключение. В процессе исследования было выявлено, что электрофизиология сократительной способности мочеточника при пиелонефрите отличается от таковой у здоровых, что может свидетельствовать об изменении качества прохождения мочи в мочеточнике. С этой точки зрения интересны дальнейшие исследования ритмогенеза мочеточников с целью возможности прогнозирования развития изменения сократительной способности мочеточников. Известно, что при своевременной нормализации уродинамики сокращается длительность обострения и количество обострений пиелонефрита, так как нарушение уродинамики является одним из основных патогенетических факторов развития пиелонефрита. У всех детей с хроническим пиелонефритом необходимо прицельно выявлять уродинамические нарушения для исключения прогрессирования патологичных нарушений. Требует дальнейшего изучения и по возможности внедрения неинвазивный метод выявления и коррекции нарушений сократительной способности мочеточников, который можно было бы использовать в педиатрии не только в условиях стационара, но и в амбулаторной практике.