Мочекаменная болезнь (МКБ) занимает одно из первых мест среди урологических заболеваний, составляя в среднем по России 34,2%, и встречается не менее чем у 3% населения [5]. У большинства пациентов МКБ выявляется в наиболее трудоспособном возрасте, причем показатель зарегистрированных больных с каждым годом увеличивается. Современные методы лечения (ДЛТ, КУЛТ, ЧНЛТ) не избавляют больного от возможного рецидивного камнеобразования: без лечения, в течение 1 года после удаления камня, рецидив МКБ возникает у 10% больных, в течение 5 лет - у половины из них.
В комплекс лечебных мероприятий, направленных на коррекцию нарушений обмена камнеобразующих веществ в организме, входят диетотерапия, лекарственные препараты и минеральные воды. При назначении минеральной воды больным МКБ необходимо учитывать параметры воды (кислотность, степень минерализации, ионный и газовый составы, присутствие органических веществ и др) и условия применения (например, холодная минеральная вода обладает хорошим диуретическим эффектом, а теплая - способствует ликвидации воспалительных процессов, снимает спазмы и стимулирует отток желчи) [4]. Наиболее известными минеральными водами являются «Фьюджи» (Италия, г. Фьюджи), «Краинская» и «Демидовская» (Россия, г. Тула), «Нафтуся» (Украина, г. Трускавец).
Цель данной работы - сравнить состав минеральной воды «Фьюджи» с составами других известных вод и изучить ее влияние на отдельные показатели мочи.
Среди перечисленных вод «Нафтуся» относится к нейтральным водам, а остальные - к щелочным (табл. 1).
Таблица 1
Характеристики минеральных вод (по этикеткам)
|
|
рН |
Т, °С |
Степень минерализации, г/дм3 |
Ионный состав, мг/дм3 |
|||||
|
Са2+ |
Mg2+ |
Na+, K+ |
SO42- |
Cl- |
HCO3- |
||||
|
«Фьюджи» |
7,5 |
12,4 |
0,15-0,20 |
15-25 |
5-10 |
< 10 |
< 5 |
7-10 |
90-110 |
|
«Краинская» |
7,75 |
12 |
2,2-2,8 |
500-600 |
< 100 |
< 100 |
1400-1600 |
< 25 |
200-300 |
|
«Демидовская» |
7,55 |
11 |
1,4-3,2 |
300-550 |
100-250 |
< 100 |
800-1800 |
< 100 |
300-400 |
|
«Нафтуся» |
7,0-7,2 |
10 |
0,8 |
104-110 |
35-45 |
3-6 |
57-58 |
15-20 |
440-450 |
Этот показатель важен, так как выбор воды в комплексной метафилактике и лечении больных МКБ зависит от кислотности мочи пациента. В работе [8] показано, что низкоминерализованная вода (в частности, «Фьюджи» и «Нафтуся») значительно эффективнее, чем высокоминерализованная (в частности, «Краинская» и «Демидовская»), поскольку лучше форсирует мочеобразование, снижая тем самым концентрацию литогенных факторов в моче, уменьшает количество всасываемого кальция, что понижает вероятность образования кальциевых камней. По данным работы [9], использование минеральной воды «Фьюджи» уменьшает возникновение рецидива кальциевых камней после применения дистанционной ударно-волновой литотрипсии (ДТЛ) в 1,5 раза в течение одного года.
Существенной характеристикой минеральной воды является ее ионный состав, так как часто в воде содержатся компоненты, входящие в состав мочевых камней. Так, «Краинская» и «Демидовская» богаты такими неорганическими компонентами, как ионы кальция, магния, сульфаты и карбонаты, а в водах «Фьюджи» и «Нафтуся» этих компонентов содержится значительно меньше. Довольно большое содержание кремния в воде «Фьюджи» (15 мг/дм3 - в бутилированной воде и 18,3 - в источнике; для грунтовых вод характерно 10 мг/дм3),
что благоприятно влияет на иммунную систему организма.
К наиболее важным компонентам минеральных вод «Фьюджи» и «Нафтуся», отличающих их от других известных минеральных вод и определяющих их лечебные свойства, относятся гуминовые субстанции. Согласно данным работы [7], гуминовые субстанции:
-
образуют водорастворимые комплексы с ионами металлов, в том числе и тяжелых, выводя их из организма;
-
ускоряют превращение микроэлементов (в частности, железа, цинка, кремния) и витаминов в доступные для усвоения формы;
-
увеличивают проницаемость клеточных мембран (действуют как специфические сенсибилизирующие агенты);
-
предполагают, что они являются органическими катализаторами.
Гуминовые субстанции делятся на несколько фракций [6, 7]: гумин (неизвлекаемый остаток, не растворимый ни в щелочах, ни в кислотах), гумусовые кислоты (гуминовые кислоты - растворимые только в щелочах и фульвокислоты - растворимые и в щелочах и в кислотах) и битумы (природные производные нефти). В минеральной воде «Нафтуся» содержатся битумы [3], а в воде «Фьюджи» присутствуют только гуминовые и фульвеновые кислоты [9]. О повышенном содержании органических компонентов в составе «Фьюджи» можно судить по показателю перманганатной окисляемости (табл. 2): она составляет 0,4 мг кислорода на 1 дм3 (для грунтовых вод характерно содержание 0,01-0,1 мг кислорода на 1 дм3: ГОСТ 13273-88 и СанПиН 2.1.4.1116-02).
Вода не теряет своих ценных свойств при розливе в стеклянную тару в течение двух лет, поэтому условия полноценного бальнеологического курорта могут быть воссозданы в любом месте.
Из-за нерегулярного строения гуминовых субстанций можно лишь вывести их общие структуры. Так, блок-схема (рис. 1а), предложенная автором [7], показывает, что это слабоконденсированные ароматические органические соединения неопределенного состава.
Рис. 1. Гуминовые кислоты: блок-схема гуминовых кислот по данным [6] (а); вид гуминовых кислот по данным [7] (б), фрагмент фульвокислот (в)
По схеме, рассмотренной в работе [6] (рис. 1б), гумусовые кислоты содержат много активных функциональных групп на периферии, отвечающих за сорбцию тяжелых металлов и комплексообразование с ионами кальция и магния, последнее может оказаться причиной предотвращения камнеобразования. Фульвокислоты представляют собой упрощенный вид гуминовых кислот, так как их строение близко к строению их ядра (рис. 1в). Реакционная способность гумусовых кислот (рис. 1в), состоящих из цепочек слабоконденсированных ароматических колец, соединенных между собой неароматическими цепочками, связана с наличием в них спиртовых, фенольных, карбоксильных и карбонильных функциональных групп. Считается, что именно гуминовые кислоты уменьшают активность образования кальциевых камней [9]. Не исключено, что активные компоненты гуминовых кислот (например, группы карбонильные - СООН и фосфатные - НРО4 = Н2(PО4)2, присутствующие в минеральной воде «Фьюджи» (рис. 1б), могут взаимодействовать с компонентами мочи (например, с катионами Са2+, входящими в состав оксалатных и фосфатных мочевых камней) двумя способами:
Реакция 1. С карбоксильной функциональной группой фульвокислот -R (рис. 1в):
Реакция 2. С фосфатной функциональной группой фульвокислот - R (рис. 1в):
Для подтверждения возможности протекания реакций 1 и 2 нами было рассчитано изменение энергии Гиббса [2] с применением полуэмпирических методов расчета (программа HyperChem), учитывающих межмолекулярные взаимодействия (водородные связи). Суммарная энергия Гиббса исходных реагентов (∑∆G1 = -20964,39 ккал/моль, ∑∆G2 = -16264 ккал/моль, соответственно для реакций 1 и 2) оказалась больше аналогичной энергии продуктов обеих реакций (∑∆G1 = -21115,01 ккал/моль; ∑∆G2 = -18110 ккал/моль), что подтверждает возможность их протекания с образованием растворимых комплексов кальция. Необходимо отметить, что в основе действия лекарственных препаратов также лежит образование растворимых комплексов кальция при взаимодействии ионов кальция мочи с флаваноидами (хелатные комплексы) (уравнение 1)
и с розмариновой кислотой (уравнение 2) в случае препарата «Канефрон»
и с цитрат-ионами (уравнение 3) в случае препарата «Блемарен».
В связи с тем, что моча является средой, в которой происходит образование и рост (растворение) мочевых камней, нами были выбраны 2 группы пациентов (1 группа без МКБ, 2 группа с МКБ), которые употребляли воду «Фьюджи» в течение определенного времени. При этом анализировались результаты комплексного исследования мочи данных пациентов (клинический анализ: общий анализ и суточная экскреция - мочевая кислота, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl-, PO43-; физико-химический анализ: безгреагентная ионообменная хроматография- БИХ - Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, Cl-, NO2-, NO3-, PO43-, SO42-, цитрат -, изоцитрат - и урат - ионы) [1], которые сравнивались со стандартными показателями. Выбор данных ионов обусловлен их непосредственным участием в процессе камнеобразования: цитрат-ион препятствует процессам кристаллизации, повышает растворимость оксалатов и ряда других камней, что способствует растворению уже сформировавшихся конкрементов; повышенное содержания ионов Ca2+ способствует образованию, прежде всего, оксалатов, а увеличение содержания ионов Mg2+, наоборот, препятствует их кристаллизации; увеличение в моче содержания мочевой кислоты ведет к снижению растворимости оксалатов и уратов; увеличение концентрации PO43- благоприятно для образования фосфатных и уратных камней.
В работах [8, 9] изучена активность камнеобразования ионов кальция, употребляемого с пищей, минеральной водой, пищевыми добавками, водопроводной (жесткой) водой. Установлено [8], что кальций, поступающий с пищей, снижает риск камнеобразования оксалатных мочевых камней, а кальций, поступающий с пищевыми добавками, повышает риск их образования при условии увеличения содержания оксалата в моче. Если же концентрация оксалата не изменяется, то увеличение поступления кальция с пищей способствует камнеобразованию. Оказалось [8, 9], что употребление водопроводной воды вне приемов пищи способствует повышению концентрации кальция в организме по сравнению с концентрацией оксалата, что способствует увеличению риска образования оксалатных камней. В то же время минеральная вода «Фьюджи» [8, 9] снижает риск камнеобразования, не увеличивая содержание кальция в моче.
На рис. 2 представлено изменение цитрат-ионов (рис. 2а) и фосфат-ионов (рис. 2б) в моче отдельно выбранных пациентов 1 группы после приема воды «Фьюджи», так как согласно [1], цитрат-ион может служить индикатором камнеобразования, а фосфат-ион - катализатор образования фосфатных камней.
a б
Рис. 2. Изменение концентрации ионов в моче до и после приема Фьюджи у пациентов группы 1 (без МКБ): цитрат-ионы (а); фосфат-ионы (б)
Как видно из рис. 2а, концентрация цитрат-ионов повысилась для всех пациентов и достигла стандартных показателей в моче. Концентрация фосфат-ионов у всех пациентов колеблется в пределах «нормы» (рис. 2б), но во всех случаях установилась после приема воды на уровне нормы. Таким образом, употребление минеральной воды «Фьюджи» пациентами без МКБ (1 группа) привело концентрацию цитрат- и фосфат-ионов к нормативным показателям в моче.
У пациента N группы 2, у которого по данным рентгеноскопии рентгенпозитивный камень левой почки размером 8 мм, некоторые показатели мочи до лечения (урат-ионы - 1176 мг/сут, цитрат-ионы - 752 мг/сут, фосфат-ион - 3405 мг/сут) сравнимы со стандартными показателями (табл. 2), а концентрация оксалат- ионов несколько ниже нормы (23 мг/сут). Известно [1], что низкая концентрация оксалат-ионов в моче у больных МКБ не исключает образования оксалатного мочевого камня.
У этого пациента после курса лечения препаратом «Блемарен» в течение 3 месяцев концентрации цитрат- и урат-ионов понизились (цитрат-ионы до 610 мг/сут; урат-ионы до 1054 мг/сут) (рис. 3), но остались в пределах нормы [1] В то же время содержание сульфат- и нитрат-ионов значительно уменьшилось (сульфат-ионы до 2075 мг/сут; нитрат-ионы до 0 мг/сут) и стало меньше стандартных показателей, в то время как концентрация хлорид-ионов увеличилась и значительно превысила норму (13514 мг/сут). Вследствие того, что длительный прием препарата «Блемарен» приводит к образованию щавелевой кислоты (а далее, оксалатов) из лимонной кислоты (соответственно, цитратов) через щавелево-уксусную кислоту согласно схеме
следующие 3,5 месяцев этот пациент не принимал никаких лекарств. При истечении этого времени концентрация урат- и сульфат-ионов значительно понизились (урат-ионы до 652 мг/сут; сульфат-ионы до 1432 мг/сут), цитрат-ионов несколько увеличилась (до 778 мг/сут), а содержание хлорид-ионов стало соответствовать стандартным показателям (8906 мг/сут). В последующем пациент принимал минеральную воду «Фьюджи» в течение 1 месяца, что привело к понижению концентрации цитрат - ионов (рис. 3а) и урат - ионов (рис. 3б), аналогично действию препарата «Блемарен». При этом несколько понизилось и стало ниже нормы содержание хлорид - (3344 мг/сут), нитрат - (0 мг/сут) и сульфат - (1105 мг/сут) ионов, а значение рН мочи установилось в диапазоне от 6,6 до 6,8, что соответствует слабокислой среде. Контрольное обследование этого пациента через 3 месяца, в течение которых он не принимал никаких препаратов и минеральных вод, показало увеличение концентрации урат-ионов (см. рис. 3б) и цитрат-ионов (см. рис. 3а) до стандартных показателей. Содержание хлорид-, нитрат- сульфат-ионов также достигли нормы, но при этом резко упало содержание оксалат-ионов (до 8,4 мг/сут) и уменьшилось значение рН до 5,5. Последние два показателя мочи характерны для оксалатного камня. Необходимо отметить, что в процессе всего периода лечения содержание фосфат-ионов в моче оставалось в норме.
Таким образом, показана эффективность профилактики оксалатного нефролитиаза препаратом «Блемарен» и минеральной воды «Фьюджи».
В заключение необходимо отметить, что минеральная вода «Фьюджи» стабилизирует уровень рН мочи до ~6,6-6,8, что рекомендует ее не только в метафилактике оксалатных камней с рН = 5,5...6,5, но не исключает ее большой эффективности применения в метафилактике уратных камней с рН = 5,0...5,5. Кроме того, использование минеральной воды «Фьюджи» приводит концентрацию ионов, участвующих в камнеобразовании, к значениям, сравнимым со стандартными показателями мочи, выводит избыток ионов Са2+, т.е. снижает риск камнеобразования.
Авторы благодарят Российскую компанию AFComRUS - официального дистрибьютора минеральной воды «Фьюджи», предоставившую в необходимом количестве воду для исследования.
а б
Рис. 3. Изменение концентрации ионов в моче до и после комплексного лечения препаратом «Блемарен» и минеральной водой «Фьюджи» у пациента группы 2 (с МКБ): цитрат-ионы (а), урат-ионы (б)
Рецензенты:
-
Чернышев В.В., д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, г. Москва;
-
Сорокина Н.И., д.х.н., ведущий научный сотрудник ФГБУН «Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова» Российской академии наук, г. Москва.
Работа поступила в редакцию 28.06.2012.