Введение. Мочекаменная болезнь (МКБ) является одним из наиболее широко распространенных урологических заболеваний, занимая второе место в мире после воспалительных неспецифических заболеваний почек и мочевых путей. Распространенность МКБ в популяции составляет не менее 3 % трудоспособного населения в возрасте от 20 до 40 лет, а к возрасту 70 лет определяется приблизительно у каждого 8 жителя нашей планеты [34]. Камни мочевыделительной системы занимают ведущие позиции среди показаний для госпитализации в стационары хирургического профиля. Больные мочекаменной болезнью составляют примерно 30-40% среди пациентов урологических стационаров. Если профилактические мероприятия не проводятся, то рецидив камнеобразования в течение 3 лет отмечается практически у трети пациентов.

Все перечисленные выше факторы приводят к огромным материальным затратам на лечение уролитиаза, и обуславливает необходимость четкого учета больных МКБ с целью изучения процесса камнеобразования и создания возможных эффективных средств профилактики и лечения уролитиаза.

Материалы и методы. Мы провели литературный обзор научных трудов за последние 20 лет, используя ресурсы поисковых систем PubMed и eLIBRARY, по вышеуказанным ключевым словам. Для данного метаанализа мы использовали статьи, содержащие доказательную экспериментальную и клиническую базу по наиболее современным вопросам, касающимся эпидемиологии, этиологии и патогенезе уролитиаза.

Цель работы: обобщить имеющиеся литературные данные о распространённости, причинах и патогенезе уролитиаза.

Основная часть. Мочекаменная болезнь (МКБ) – комплекс энзимопатий, приводящий к нарушениям обмена литогенных веществ, изменению физико-химических и биологических свойств мочи с последующим кристалло- и камнеобразованием. Под термином «Уролитиаз» подразумевают все виды камнеобразования, включая первичное – микролиты сосочков почки (бляшки Рэндела) и кальциноз Карра, и вторичное – вследствие перенесенного воспаления, уростаза, имплантации различных предметов и материалов, и коралловидный нефролитиаз. В зависимости от локализации конкрементов в научной литературе часто употребляют термины «нефролитиаз», «уретеролитиаз» и «цистолитиаз».

Согласно данным European Association of Urology (EAU) [28], результатов работ отечественных ученных (А.В. Хасигов) [19] и наших собственных наблюдений все конкременты мочевыделительной системы принято классифицировать согласно их химического состава, основополагающего минерала, природы возникновения и плотности в единицах Хаунсфилда (HU). Мы попытались систематизировать в одной таблице различные по химическому составу типы конкрементов.

Таблица1

Сводная характеристика конкрементов мочевыделительной системы

Table 1

Summary characteristics of urinary tract stones

Необходимо отметить, что в России 13,1% случаев выявлены инфекционные (струвит, апатит, витлокит), в 64,6% - кальций оксалатные (вевеллит - 51,5%, ведделлит – 13,1%) и в 21,7% - состоящие из мочевой кислоты конкременты. Метаанализ химической структуры конкрементов мочевыделительной системы у жителей Австралии за последние 30 лет показал, что достоверно уменьшилась в популяции только доля струвитных камней (14% в 1970-х годах, 12% в 1980-х и 7% в 2011 году), при этом доля конкрементов других формаций осталась практически неизменной. Оксалат кальция является доминирующим типом конкрементов (68% в 1970-х и 1980-х годах, 64% в 2011 году), следующую ступень занимают конкременты мочевой кислоты (16% в 1970-е годы, 17% в 1980-е годы, 16% в 2011 году) [18]. Исследования, проведенные в Японии, показали, что самой частой формацией мочевых камней являются оксалат кальция / фосфата кальция, их доля в общей популяции увеличилась от 83,7% в 1965 году до 92% в 2005 г.  В то время как частота струвитных конкрементов уменьшилась, у мужчин с 7,5% в 1965 г. до 1,4% в 2005 году), у женщин с 23,3% в 1965 г. до 5,1% в 2005 году. При этом доля мочекислых конкрементов оставалась практически неизменной 4,6% в 1965 г. и 5,5% в 2005 г. [32, 37, 31]. Подобная ситуация и в Испании: оксалата кальция / фосфата кальция – превалирующий тип конкрементов (71,9% в 1979 г., 76,5% в 1987 году, и 81,2% в 1998 году) и тенденция к снижению струвитных конкрементов (12,5% в 1979 г., 9,8% в 1987 году и 6,7% в 1998 году) [9]. В Германии доля кальцийсодержащих конкрементов за период с 1977 по 2006 год увеличилась с 82% до 86% у мужчин и с 79% до 84% у женщин, соответственно [9]. Определяющаяся, в последнее время, тенденция к увеличению доли урицитов и уменьшению струвитов, в общей популяции, может быть объяснена урбанизацией, улучшением качества жизни, потребление большого количества белковой пищи (>2 гр/кг массы тела), малоподвижным образом жизни, с одной стороны, и улучшением антибаткериальной терапии инфекций урогенитального тракта, с другой [22].

Этиология и патогенез уролитиаза связаны со сложными физико-химическими процессами как врожденного, так и приобретенного характера, происходящими не только в мочевой системе, но и в организме в целом. Условно все факторы риска камнеобразования можно разделить на эндогенные и экзогенные.

К экзогенным фактором принято причислять:

• Пищевой рацион (потребление большого количества легкоусваиваемых углеводов и липидов);
• Водная нагрузка (прием менее 1 л/с);
• Двигательный режим (гиподинамия);
• Климатическая зона проживания (жаркий климат),
• Прием химических веществ (диуретики, препараты Са, алкоголь).

К эндогенным факторам относят:

• Анатомические нарушения мочевых путей, приводящие к уростазу;
• Генетическая предрасположенность (первичный гиперпаратиреоз, состояние инсулинорезистентности, подагра)
• Изолированные идиопатические или алиментарные дисметаболические состояния (регистрируемые лабораторно в виде гиперкальциемии/урии, гиперфосфатемии/урии, гиперурикоземии/урии, гипомагнийемии/урии, гипероксалурии, гиперцистинурии, гипоцитратурии)
• Приобретенные метаболические нарушения (метаболический синдром, возрастной андрогенный дефицит, атеросклероз, гипертоническая болезнь)

Также интересно исследование М.М. Газымова (1985) в котором изучино распределение частот генов АВО у 1133 больных уролитиазом. Автор отмечает, что заболевание достоверно чаще встречается у лиц с О (I) группой крови и реже у лиц с В (III) и АВ (IV) группами. Процент резус-отрицательных лиц среди больных уролитиазом достоверно выше, чем у здоровых. Тем не менее, в большинстве отдельных клинических случаев не удается точно установить причинный фактор нефролитиаза [4, 6].

Что касается механизма литогенеза, то этот вопрос, до сих пор остается открытым. Многие годы, ученные всего мира пытаются раскрыть механизм камнеобразования, понять каждый этап этого многогранного процесса. Однако, невзирая на развитие технологий в медицине и науке в целом, в патогенезе уролитиаза имеется ещё много «темных пятен». Необходимо отметить, что все-таки понимание отдельных элементов патогенеза МКБ достаточно изучены и имеют внушительную доказательную базу, что придает сил молодым ученым в поиске истинных механизмов камнеобразования, и создания средств эффективной профилактики.

Учитывая то, что конкременты имеют различный химический состав, логично предполагать о разности и механизмов литогенеза, это особо актуально для конкрементов с генетической природой возникновения. Однако, существует ряд общих закономерностей применимых для формирования камней любой формации. Так например, в процессе литогенеза выделяют определенные стадии: нуклеация (зарождение ядра кристалла) кристаллизация (рост кристалла) агрегация (соединение с другими кристаллами адгезия (прикрепление к уротелию или любой внутрипочечной структуре клиническая манифестация (дальнейший рост до клинически значимого камня) [25, 14].

Кристаллы, как правило, образуются либо в почечных канальцах, либо межклеточной жидкости, которая перенасыщена этими веществами, что, в свою очередь, может быть следствием повышенной канальцевой экскреции, снижением объема мочи, изменением в рН мочи, или сочетанием этих факторов. Весь этот процесс контролируется балансом промоутеров и ингибиторов литогенеза. К промоутерам литогенеза относят: повышенная экскреция веществ, концентрирование мочи. К ингибиторам относят: цитрат (снижает агрегацию и адгезию Оксалат-Ca за счет связывания ионов Ca 2⁺); пирофосфат (снижает агрегацию Фосфат- и Оксалат-Ca, но не влияет на адгезию; Фитат (мио-инозитгексафосфорная кислота) [20].

Вопрос кислотности мочи, как фактора риска развития и прогрессии литогенеза неоднозначен, так как этот показатель играет диаметрально противоположную роль в генезе конкрементов той или иной природы. К примеру, известно, что урат амония, и большинство фосфатов имеют хорошую растворимость в кислой среде, поэтому кристаллизируются и выпадают в осадок при pH мочи более 7,5. Что касается конкрементов мочевой кислоты и конкрементов белкового происхождения, например, цистеиновые камни, как наиболее часто встречаемый представитель из этой формации камней, то их растворимость достигает максимума при pH мочи более 8,0. Оксалаты, как правило, плохо растворимы независимо от кислотности мочи. Эта взаимосвязь относительной кислотности мочи и растворимости конкрементов в зависимости от их состава наглядно представлена на рисунке 1 [16,17].

Рис.1. Распределение растворимости солей в зависимости от pH мочи

Fig.1. Distribution salt solubility according to the pH of urine

Таким образом, неоднородность растворимости веществ в различных по кислотности средах, создает сложности в метафилактике мочекаменной болезни в популяции и требует индивидуального подхода к каждому пациенту.

Существует мнение, что даже при перенасыщении мочи солями конкременты могут не образовываться, и для камнеобразования необходим связующий компонент, которым служит органическая субстанция [31]. Такой органической матрицей конкрементов могут быть коллоидные тельца диаметром 10-15 микрон, встречающиеся в просветах канальцев и лимфатических капиллярах стромы. В составе коллоидных телец обнаружены гликозаминогликаны и гликопротеины, мукопротеины и плазменные белки различного молекулярного веса. Чаше всего удается обнаружить уромукоид, гликопротеины (белок Тамма–Хорсфалла) и иммуноглобулины IgG и IgA [2]. Однако, в последние годы в эксперименте in vitro установлена роль белка Тамма–Хорсфалла в развитии оксалатного литиаза, как ингибитора кристаллизации, агрегации и адгезии фостата-Са. Таким образом белковые структуры, вероятно, в различных условиях могут проявлять себя как промоутеры, так и как ингибиторы литогенеза [11].

Некоторые ученые при исследовании химического состава камней установили, что их формирование может начаться и на неорганической основе, приводя в пример субэпителиальные отложения минеральных веществ в виде бляшек Рэндела и кальциноза Карра. Эти исследования находят подтверждение в работах авторов, которые более 25 лет ведут дискуссии с научным миром о роли нанобактерий в развитии уролитиаза.

Термин нанобактерии впервые ввёл геолог Техасского университета – Роберт Фолк, который в 1990 году обнаружил их при электронной микроскопии пород одного из термальных источников. Свой термин Фолк аргументировал чрезвычайно малыми размерами выявленных организмов, которые колеблются от 20 до 200 нм. Однако наибольший вклад в изучение природы нанобактерий привнес финский ученый Олави Каяндера. В 1998 году была опубликована его работа в журнале докладов Американской академии наук (PNAS), в которой было заявлено об обнаружении в сыворотке крови человека частиц наноразмеров (от 20 до 500 нанометров в диаметре), имеющих форму микробных клеток. Это сообщение вызвало очень большой интерес не только среди работников здравоохранения, но и во всем научном мире. В последующем шквале публикаций нанобактерии были выявлены практически повсеместно – как в живых, так и в неживых объектах. Каяндер считает, что нанобактерии – внутриклеточные минерализованные микроорганизмы, которые определяются во всех системах человеческого тела, примерно в 70-80 % человеческой популяции. Данные микроорганизмы посредством феномена «биоминерализации» провоцируют развитие так называемых «болезней обызвествления». К данной категории болезней относятся многие «болезни цивилизаций», такие как: атеросклероз, коронаросклероз, церебросклероз и уролитиаз [12].

Таким образом, становится очевидным тот факт, даже на современном этапе развития медицины причины и механизмы возникновения уролитиаза продолжают оставаться недостаточно изученными. Многочисленные теории объясняют лишь отдельные звенья в большой цепи факторов, приводящих к уролитиазу, а изучение процесса камнеобразования до сих пор представляет большие трудности. Это объясняется тем, что не установлено, действуют ли многие из факторов в отдельности или совместно в различных комбинациях. Предполагается, что некоторые их них являются постоянными, а другие могут стать толчком к камнеобразованию и перестать существовать. Не установлено также, подчиняется ли образование различных видов камней одним и тем же закономерностям [23, 3].

Распространенность мочекаменной болезни сильно варьирует в зависимости от региона проживания и климатических условий, например, в США составляет примерно 14%, в Канаде – 12 %, в Испании – 5,6%, в Италии – 4,1% [27, 26, 17], в Великобритании – 11,2%, в Бразилии – 5%, в Индии и Китае – 4%, в Тайвани – 7,4% [10], в Японии – 11%, в Турции – 14,8%, в Саудовская Аравии, Кувейте и ОАЭ – 20% и более [29, 21]. 

Невзирая на значительный разброс заболеваемости в разных странах, есть одна общая для всех континентов черта – постоянный прирост заболеваемости МКБ в популяции. Как правило, этот прирост пропорционален уровню жизни в стране, а именно скорости улучшения качества жизни населения. Таким образом, наивысший прирост заболеваемости уролитиазом приходится на развитые страны с высоким качеством жизни и стремительным ростом экономики. Ранее для Японии не была свойственна высокая распространённость МКБ. Однако, учитывая один из самых высоких в мире темпов развития экономики данной страны, можем наблюдать следующие последствия.

За период с 1965 по 2005 заболеваемость МКБ удвоилась, и составила с 81 на 100 000 населения до 165 на 100 000 населения, соответственно. Заболеваемость МКБ в Японии одна из самых высоких в азиатском регионе и составляет 15,3% у мужчин и 6,8% у женщин [36]. При этом в масштабном исследовании M.H. Gault показано, что вероятность рецидива камней мочевыделительной системы в течение 20 лет составляет 75-80% [15]. В США заболеваемость МКБ также стремительно увеличивается с 5% в 1994 году до 14 в 2010 году. Интересно также, что гендерный коэффициент мужчин и женщин в 1994 году в среднем составлял 1.5, а в 2010 году он равняется 1.8. При том что он значительно разнится в зависимости от возрастной группы, так в возрасте 20-29 лет мужчин и женщин 1:1, а в возрасте 60-69 уже 2,1:1 [30]. В Великобритании пик заболеваемости приходится на возрастную группу 40-59 лет, гендерное соотношение мужчин и женщин 2,4:1. В Италии пик заболеваемости совпадает с таковым в Великобритании, однако, соотношение 1,2:1. В Германии пик заболеваемости приходиться на 50-65 лет, и соотношение мужчин и женщин  1,4:1. В Южной Корее наивысший уровень заболеваемости встречается в 60-69 лет, соотношение 1,8:1 [33, 24].

Географическую неравномерность распространения уролитиаза различные авторы объясняют по-разному. С.Я. Аршба и Н.П. Изашвили (1977), а также Цинцадзе (1981) связывает географическую неравномерность уролитиаза с неравномерностью содержания молибдена в зеленой массе растений, используемых для приема в пищу. А.М. Погосян (1982) объясняет повышенное камнеобразование недостатком в окружающей среде кремния, который, обладая свойствами защитных коллоидов, удерживает кристаллоиды в растворенном состоянии. Что кассается этнического распределения, то М. Modlin (1980) установил более редкую заболеваемость уролитиазом негроидной рассы ЮАР по сравнению с европейцами. Наблюдения W.С. Thomas (1975) показали, что карбонатные конкременты образуются у представителей негроидной расы реже, чем у европеоидной. Связано это, по их мнению, с более благоприятным соотношением кальций/магний мочи, а также употреблением в пищу муки грубого помола у негроидной расы.

Согласно дынных Министерства здравоохранения Российской Федерации за период с 1990 по 2014 года количество больных с впервые зарегистрированными заболеваниями мочеполовой системы увеличилось в 2,5 раза, и составило 2897 (19,6 на 100 тыс) в 1990 г., и 7164 (50,2 на 100 тыс) тыс. человек в 2014 г. При этом количество больных мочекаменной болезнью увеличилось в 3,47 раза, и составило 623 (52,9 на 100 тыс) и 2165 (183,7 на 100 тыс) тыс. человек в 1990 и 2014 годах, соответственно. В среднем по России среди урологических больных доля МКБ составляет 35% [1]. Заболеваемость МКБ в Белгородской области за 2014-2009гг. составила 152,4 (±24,7) на 100 тыс. населения, занимая при этом 39-ое (±17,5) место среди 88 субъектов РФ и 8-ое (±2,0) место среди 17 областей Центрального федерального округа [5]. Распространённость уролитиаза гендерно детерминирована, и в детском возрасте соотношение мужского и женского пола 1:1, во взрослом возрасте, по мнению разных авторов от 1,2:1 до 3:1. При этом коралловидный нефролитиаз составляет 1:2,3 [35]. Интересным остается тот факт, что колебание гендерного соотношения заболеваемости МКБ по России на протяжении четверть века, оказалось совсем незначительным и составило 2,1:1 (±0,2).

Заключение. В настоящее время сложность патогенетических механизмов развития МКБ, проблемы определения условий, при которых возможен литогенез и частый рецидив конкрементов, выбор метода лечения, возможности прогнозирования течения мочекаменной болезни, оценка качества жизни пациента после оперативного лечения по-прежнему являются актуальными вопросами современной урологии. Это также подтверждает постоянный рост заболеваемости МКБ (в 3,5 раза за 24 года) в Российской Федерации и в общемировой популяции, в целом.

Эта неопределенность должна побуждать докторов всех специальностей прибегнуть к комплексному оцениванию метаболического статуса пациента, с рутинным определением химического состава камня у каждого конкретного пациента. Только комплексный подход к диагностике мочекаменной болезни поможет в разгадке сложных механизмов литогенеза и позволит ученым и практикующим врачам использовать эти данные с целью создания эффективных средств метафилактики уролитиаза.