Влияние переменного магнитного поля на литолиз in vitro мочевых камней в водных растворах блемарена


В.М. Попков, Д.А. Усанов, В.Г. Ребров, А.Д. Усанов, Д.Г. Верхов, В.М. Буланов

ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России (ректор – д.м.н. В.М. Попков); ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского», кафедра медицинской физики (ректор – профессор, д.геогр.н. А. Н. Чумаченко); ФБУ «Саратовская лаборатория судебной экспертизы» Минюста Российской Федерации
Цель исследования. Повышение эффективности растворения мочевых камней in vitro водными растворами препарата Блемарен после обработки их переменным магнитным полем с частотой 2 Гц.
Материалы и методы. В работе использовали водный раствор блемарена с pH 6,15 в концентрациях, соответствующих одноразовому приему препарата (1 таблетка массой 3,5282 г на 250 мл воды), и мочевые камни (оксалаты, ураты, включая редко встречающиеся ксантиновые камни). Состав камней определяли методами рентгеновской и ИК-спектроскопии. Проводили фотометрию растворов блемарена с растворенной частью камней.
Результаты. Установлено, что в растворах блемарена, предварительно обработанных переменным магнитным полем с частотой 2 Гц в течение 1 ч, процесс растворения проходит в 1,95–2 раза эффективней, чем в обычных его водных растворах. Кроме того, в обычных водных растворах препарата наблюдалось увеличение значений pH во времени от 5,65 до 6,8, тогда как в обработанных переменным магнитным полем растворах блемарена уровень pH оставался практически постоянным в течение всего опыта.
Выводы. Выявлены различия в величине рН раствора блемарена и эффективности его растворяющих свойств в зависимости от того, оказывали ли на него воздействие переменным магнитным полем, или нет.

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.


Литература


1. Alyaev Yu.G. et al. Urolithiasis: current diagnosis and treatment methods: guideline / Edited by Yu.G. Alyaev. M .: GEOTAR Media, 2010. 216. Russian (Аляев Ю.Г. и др. Мочекаменная болезнь: современные методы диагностики и лечения: руководство / под ред. Ю.Г. Аляева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 216 с.).

2. Dzeranov N.K., Lopatkin N.A. Urolithiasis: clinical recommendations. M.: Overlej, 2007. 296. Russian (Дзеранов, Н.К., Лопаткин Н.А. Мочекаменная болезнь: клинические рекомендации М.: Оверлей, 2007. 296 с.).

3. Tiktinskij O.L., Aleksandrov V.P. Urolithiasis. SPb.: Pite Tkachuk V.N. Comparative evaluation of the effectiveness of current methods of treatment of staghorn kidney stones / V.N. Tkachuk, S.H. Al-Shukri, M.A. Cinayev. Nefrologija. 2008:12(3): 79–84. Russian (Тиктинский О.Л., Александров В.П. Мочекаменная болезнь. СПБ.: Пите Ткачук В.Н. Сравнительная оценка эффективности современных методов лечения коралловидных камней почек / В.Н. Ткачук, С.Х. Аль-Шукри, М.А. Цинаев. Нефрология. 2008;12(3):79–84).

4. Akulin S.M. et al. Kidney functional status after surgical treatment of patients with staghorn stones. Urologiia. 2010;1:8–12. Russian (Акулин С.М. и др. Функциональное состояние почек после оперативных методов лечения больных коралловидными камнями. Урология. 2010;1:8–12).

5. Mukhin N.A. et al. Urate nephropathy – from «asymptomatic» hyperuricosuria to chronic hemodialysis. Nefrologija. 1997; 1 (3): 7–10. Russian (Мухин Н.А. и др. Уратная нефропатия – от «бессимптомной» гиперурикозурии до хронического гемодиализа. Нефрология. 1997;1(3):7–10).

6. Kapsargin F.P., Gulman M.I., Nejmark A.I. On the selection of rational method of treatment of nephrolithiasis. Urologiia. 2010; 3: 26–30. Russian (Капсаргин Ф.П., Гульман М.И., Неймарк А.И. К вопросу о выборе рационального метода лечения нефролитиаза. Урология. 2010;3:26–30).

7. Eisner B.H., Goldfarb D.S., Pareek G. Pharmacologic treatment of kidney stone disease. Urol. Clin. North Am. 2013;40(1):21–30.

8. Bagga H.S., Chi T., Miller J., Stoller M.L. New insights into the pathogenesis of renal calculi. Urol. Clin. North Am. 2013;40(1):1–12.

9. Rule A., Lieske J., Li X., Melton L.J., Krambeck A.E., Bergstralh E.J. The ROKS nomogram for predicting a second symptomatic stone episode. American Society of Nephrology. 2014;25:2878–2886.

10. Dzeranov N.K., Beshliyev D.A. Treatment of urolithiasis – a complex medical problem. ConsiliumMedicum. Urologiia. 2003: 18–22. Russian (Дзеранов Н.К., Бешлиев Д.А. Лечение мочекаменной болезни – комплексная медицинская проблема. Сonsilium Medicum. Урология. 2003: 18–22).

11. Dzeranov N.K., Beshliyev D.A., Bagirov R.I. et al. Modern approach to the treatment of urate urolithiasis. Lechaschiy vrach. 2005; 10: 59–63. Russian (Дзеранов Н.К., Бешлиев Д.А., Багиров Р.И. и др. Современный подход к лечению уратного нефролитиаза. Лечащий врач. 2005; 10: 59–63).

12. Preminger G. M. et al. Guideline for the management of ureteral calculi. Eur. Urol. 2007;52(6):1610–1631.

13. Sharma S.K., Indudhara R. Chemodissolution of urinary uric acid stones by alkaline therapy. Urol. Int 1992; 81–86.

14. Alyaev Yu.G., Rudenko V.I., Rapoport L.M., Vasiliev P.V. Indications for citrate therapy in preparation for lithotripsy. Materialy Plenuma pravlenija Rossijskogo obschestva urologov. M., 2003, 59–60. Russian (Аляев Ю.Г., Руденко В.И., Рапопорт Л.М., Васильев П.В. Показания к цитратной терапии с целью подготовки к дистанционной литотрипсии. Материалы Пленума правления Российского общества урологов. М., 2003. С. 59–60).

15. Alyaev Yu.G., Rapoport L.M., Rudenko V.I. Urolithiasis. Actual questions of diagnostics and treatment. Vrachebnoje soslovije. 2004; 2: 4–9. Russian (Аляев Ю.Г., Рапопорт Л.М., Руденко В.И. Мочекаменная болезнь. Актуальные вопросы диагностики и лечения. Врачебное сословие. 2004; 2: 4–9).

16. Popkov V.M., Usanov D.A., Rebrov V.G., Usanov A.D. Low-frequency magnetic field effect on dissolution of human organomineral in vitro. Urologiia. 2012; 2: 17–19. Russian (Попков В.М., Усанов Д.А., Ребров В.Г., Усанов А.Д. Влияние низкочастотного магнитного поля на растворимость органоминералов человека in vitro. Урология. 2012;2:17–19).

17. Popkov V.M., Usanov D.A., Usanov A.D., Rebrov V.G., Verhov D.G., Bulanov V.M. Low-frequency magnetic field effect on dissolution of human oxalate type organominerals in water in vitro. Saratovskij nauchno-medicinskij zhurnal. 2012; 8 (3): 831–834. Russian (Попков В.М., Усанов Д.А., Усанов А.Д., Ребров В.Г., Верхов Д.Г., Буланов В.М. Влияние низкочастотного магнитного поля на растворимость органоминералов человека оксалатного типа в воде in vitro. Саратовский научно-медицинский журнал. 2012;8(3):831–834).

18. Popkov V.M., Usanov D.A., Usanov A.D., Rebrov V.G., Verhov D.G. Alternating magnetic field effect on dissolution of human organominerals in aqueous urea solutions in vitro. Eksperimentalnaja i klinicheskaja urologija. 2013;3:18–20. Russian (Попков В.М., Усанов Д.А., Усанов А.Д., Ребров В.Г., Верхов Д.Г. Влияние переменного магнитного поля на растворимость органоминералов человека в водных растворах мочевины in vitro. Экспериментальная и клиническая урология. 2013;3:18–20).

19. Device for magnetic field effects on biological objects. Suchkov S.G., Usanov D.A., Sergyev A.A., Usanov A.D., Suchkov D.S., Selifonov A.V. Utility model patent№ 70138. Published: 20.01.2008. Bull. №2. Russian (Устройство для воздействия магнитным полем на биообъекты. Сучков С.Г., Усанов Д.А., Сергеев А.А., Усанов А.Д., Сучков Д.С., Селифонов А.В. Патент на полезную модель № 70138. Опубликовано: 20.01.2008. Бюл. №2).


Об авторах / Для корреспонденции


А в т о р д л я с в я з и: В. М. Попков – д.м.н., заведующий кафедрой урологии ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ
им. В. И. Разумовского» Минздрава России; 8(452) 27-33-70


Похожие статьи


Бионика Медиа