Применение комплекса физико-химических методов для изучения мочевых камней и мочи и установления связи между ними (1091749), страница 18
Текст из файла (страница 18)
54 в). На их поверхностиприсутствуют образования округлой формы размером 1 мкм (рис. 54 в) с большимсодержанием Ca (10.10 масс. %), принадлежащие карбонатгидроксилапатиту (областьВ на рис. 54 в). Концентрация фосфат-ионов в моче этого пациента по данным БИХ(с(РО43-) = 2500 мг/сут) находится в норме при повышенном значении рН мочи(рН=8).Бактерии St. pyogenes обнаружены в моче пациента также с коралловиднымфосфатным камнем (образец № 23), размером 12 мм: периферия - гидроксилапатит115(70%) + струвит (30%), центр – гидроксилапатит (50%) + струвит (50%). Напериферии данного камня видны плоские бесформенные сросшиеся образованияразмером ~1 мкм (рис. 55 а) – гидроксилапатит, а в центральной части - плоскиеобразования размером 1.5 мкм – гидроксилапатит, вместе с кристаллитамиигольчатой формы размером 100 нм – струвит, (рис.
55 б).абРис. 55. Фотография микроструктуры фосфатного мочевого камня № 23:периферия (а), центральная часть (б).Содержание фосфат-ионов в моче этого пациента (с(РО43-) = 3999 мг/сут)находится в норме.Бактерии Sp. аcinetobacter обнаружены в моче пациента с коралловиднымфосфатным камнем (образец № 24): периферия - струвит (50%) + гидроксилапатит(20%) + карбонатгидроксилапатит (30%); центр - гидроксилапатит (56%) +карбонатгидроксилапатит (21%) + струвит (23%). Морфология наружной части (рис.56 а) камня представлена сферическими образованиями (размер 0.3-1 мкм)состоящими из карбонатгидроксилапатита, а на кристаллитах центральной части (рис.56 б) обнаружены частицы удлиненной, палочковидной формы, состоящие изгидроксилапатита (размер 20-50 нм).абРис.
56. Фотография микроструктуры фосфатного мочевого камня № 24:периферия (а), центральная часть (б).116Содержание фосфат-ионов по данным БИХ в моче пациента (с(РО43- = 2837мг/сут) находится в норме.В составе мочи пациентов с оксалатными мочевыми камнями бактерий,оказывающих влияние на рост камней, нами не обнаружено.Итак, нами впервые установлено, что при образовании коралловидныхкамней по инфекционной теории в моче пациента содержание фосфат-ионовнаходится на уровне нормальных показателей.
Кроме того, в ней присутствуютуреазопродуцирующие бактерии Pseudomonas aeruginosa, St. pyogenes, Sp.acinetobacter, а в состав камня входит струвит (что согласуется с литературнымиданными [23]), гидроксилапатит и карбонатгидроксилапатит (по нашимданным).IV. Нанобактериальная теория роста.
Данная теория своим названием обязанананобактериям, понятие о которых привело к одному из самых больших споров всовременной микробиологии [118, 119], а природа этих образований до сих пор неопределена окончательно.Впервые частицы палочковидной формы, напоминающей форму бактерий иразмером ~100 нм, были обнаружены в горячих источниках Viterbo (Италия) в 1989 ги названы ультрамикробактериями [120]. В 1998 г частицы овальной и сферическойформы с теми же размерами, найденные в крови и мочевых камнях, получилиназвание – нанобактерии [121] («нанобактерии – частицы, которые в 100 раз меньшебактрии и в 10 раз меньше вируса, т.
е. достигающие нескольких десятков нанометровв диаметре» [119]). Появившаяся в 1998 г теория камнеобразования [121], в которойпредполагалось, что нанобактерии являются «затравкой» для начала кристаллизации,была названа нанобактериальной. Этими же авторами было показано, чтоформирование нанобактерий связано с процессами отвердевания, так как в составеобразований с нанобактериями присутствует белок фетуин – мощный ингибиторскелетного отвердевания и образования апатита. Авторы [119] предположили, чтонанобактерии не являются живыми организмами, а подобные «биоморфные»неорганические образования связаны с кристаллизацией гидроксилапатита, при этоммолекулы фосфата являются центром кристаллизации, с чем связан наблюдаемый«рост» и «размножение» кристаллов гидроксилапатита.
По данным [117], именно117нанобактерии являются первопричиной образования кристаллических частиц настенках почек - бляшек Рэндала, на которых затем образуются камни, на поверхностинанобактерий происходит кристаллизация оксалат-ионов, но влияние нанобактерийна начало процесса кристаллизации не доказано. В 2006 году на Международнойконвенции по нанобактериям было принято называть эти частицы наноразмернымикальцификатами. Тем не менее, в литературе наноразмерные кальцификатыпродолжаютназыватьнанобактериями,иавторами[118]сформулированоопределение нанобактерий как «круглые либо овальные органо-минеральныеструктуры размером от 30 до 200 нм».Необходимо отметить, что до сих пор не существует прямых доказательствпринадлежности нанобактерий к живым организмам: одни авторы пытаются доказатьналичие ДНК у нанобактерий [1], а другие – обнаружить живой организм внутриапатитного панциря [125].
Так, в работе [1] на основании исследования влияниянанобактериймочевыхкамнейнаполимеразнуюцепнуюреакцию(ПЦР)установлено, что они являются живыми организмами (обнаружена 16s РНКпоследовательность) и, следовательно, активируют камнеобразование в организмечеловека. Но в работе [118] показано, что 16s РНК-последовательность бактерийPhyllobacterium mysinacearum, которые часто являются загрязнителями проб в ПЦРреакции, неотличима от 16s РНК-последовательности нанобактерий. Авторы [123],описывающие влияние нанобактерий и на образование желчных камней, неисключают влияние нанобактерий на биоминерализацию и относят эти образования кживым организмам. Согласно [124], нанобактерии относятся к микробиологическомуфактору в камнеобразовании, но в работе не утверждается принадлежность этихобразований к живым организмам.
Нанобактерии по мнению [125] представляютсобой овальные или сферические апатитные образования с микроорганизмамивнутри, наличие которых не доказано, а согласно [126] нанобактерии относятся кнаночастицам, а не к микроорганизмам, влияющим на минералообразование. Рост«биоморфных» неорганических частиц детально изучен в работе [122], где показанообразование внешне похожих на бактерии частиц путём кристаллизации вприсутствии растворов хлорида бария и силикатов.
Поразительная схожесть этихобразований с предполагаемыми нанобактериями говорит о том, что исследователине должны полагаться лишь на морфологию частиц как на доказательство наличия118жизни у исследуемых объектов [122]. Необходимо отметить, что в рассмотренныхработах [1, 117-125] состав мочи изучен не был.Подведя итоги вышесказанному, можно отметить общее во всех литературныхисточниках: нанобактерии - частицы овальной палочковидной формы размером от 20до 100 нм, в состав которых входит фосфат кальция, т.е. нанобактериальныймеханизм роста характерен для фосфатов, содержащих апатиты: взаимодействуя скомпонентами мочи (например, с ионами Са2+, РО43-, СО32-, ОН-) образуются гранулыапатита диаметром до нескольких десятков нанометров, а далее на их поверхностипроисходит осаждение камнеобразующих компонентов, которыми могут выступатьте же фосфат-ионы и ионы кальция.
Вышеперечисленным признакам удовлетворяютчастицы, обнаруженные нами при исследовании микроструктуры периферии камней№ 23 и № 24. Как видно из рис. 55 б и 56 б, частицы размером ~ 50 нм овальнойформы, состоящие из фосфора, кальция, кислорода и углерода похожи на частицы,обнаруженные в [118, 119] на кальцификатах артерий (частицы, похожие нананобактерии). Основываясь на этих признаках (наличие частиц овальнойформы, размером ~50 нм, состоящих из апатита), образование камней №№ 23 и24 можно отнести не к инфекционной, а к нанобактериальной теории ростамочевых камней.Таким образом, на поверхности отдельных камней нами впервыеобнаружены частицы палочковидной формы размером ~50-100 нм, состоящие изгидроксилапатита, и сферические образования размером ~100 нм в составкоторых входит карбонатгидроксилапатит, которые ранее никем не былизафиксированы на поверхности мочевых камней.
Однако аналогичныеобразования были зафиксированы на кальцификатах артерий (рис. 57.).119Рис. 57. Фотография кальцификатов артерий [119].Таким образом, подведя итоги проведенных исследований мочевых камнейбольшого размера, прежде всего коралловидных, с помощью сканирующейэлектронной микроскопии, рентгенофазового анализа и рентгеноспектральногомикроанализа, результатов, имеющихся в литературе по изучению состава и строениямочевых камней, и проведенных нами впервые анализов мочи методом безреагентнойионной хроматографии можно сделать выводы:- органический механизм образования характерен для уратных, оксалатных исмешанных оксалатно-уратных камней (наши данные),- для фосфатных камней (в том числе, коралловидных), состоящих из струвита,брушита, гидроксилапатита, карбонатапатита и карбонатгидроксилапатита (нашиданные) – коллоидный содержание фосфат-ионов в моче ниже нормы), инфекционныйи нанобактериальный (содержание фосфат-ионов в моче в пределах нормы)механизмы;-найдена связь между видом камня и бактериями (Pseudomonas aeruginosa, St.pyogenes, Sp.
acinetobacter) и показано, что наиболее разнообразная флора у больныхМКБ с фосфатными камнями;-бактерии в моче (Pseudomonas aeruginosa, St. pyogenes) являются инициаторомроста камней, содержащих струвит, гидроксилапатит и карбонатгидроксилапатит(наши данные для коралловидных камней) по инфекционной теории, а бактерии Sp.Acinetobacter – для нанобактериальной;- основные отличительные черты нанобактериальной теории роста мочевых120камней – форма (овальная, палочковидная), размер (~20-100 нм) и состав (ионыкальция, фосфора и кислорода) частиц, образованных на поверхности мочевогокамня.
Нами методом СЭМ зафиксированы подобные образования, состоящие изгидроксилапатита, которые ранее никем не были зафиксированы.В настоящее время в литературе не описаны теории образования камнейпредстательнойжелезы,однакопорезультатамизучениямикроструктуры,представленной на рис. 58, с учетом результатов изучения мочевых камней можнопредложить две теории их образования: органическую и инфекционную.абРис. 58.
Фотографии микроструктуры камней предстательной железы, состоящихиз мочевой кислоты (а) и гидроксилапатита (размер частиц ~ 1 мкм) (б).Микроструктура камней предстательной железы (смешанных камней), помнению авторов работ [64, 66], представляет собой кольцеобразные слоистыеобразования (органические и неорганические), чередующиеся междуРезультатыизучениямикроструктурыКПЖ(рис.58)исравнениясобой.еесмикроструктурой мочевых не исключают, что органическая теория роста характернадля КПЖ, состоящего из мочевой кислоты (рис. 58 а), а инфекционная (размер частиц~ 1 мкм) – для гидроксилапатита (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
