Wprowadzenie
Kamica układu moczowego jest stanem chorobowym, który polega na tworzeniu się w nerkach bądź w drogach moczowych złogów z substancji chemicznych, stanowiących prawidłowy lub patologiczny składnik moczu. Częstość występowania u dzieci wynosi 0,1-5% [1], u dorosłych 0,5-15% [2] i zależy od regionu geograficznego. Brak jest danych epidemiologicznych co do częstości występowania kamicy u dzieci w Polsce. Schorzenie to rozpoznaje się u około 2% pacjentów leczonych na oddziałach o profilu nefrologicznym, a na oddziałach urologicznych według Daszkiewicza i Wyszyńskiej [3] dzieci z kamicą stanowią 14,2% pacjentów. Przyczyny powstawania kamicy układu moczowego u dzieci są różnorodne. W materiale własnym ustalono etiologię kamicy u dzieci i młodzieży w 93% przypadków [4], a w przypadkach kamicy nawrotowej w ? 100% [5]. W piśmiennictwie światowym odsetek ten wynosi od 53,4% do 100% [6,7].
Etiopatogeneza
Patogeneza powstawania kamicy, zwłaszcza nawrotowej, jest nadal przedmiotem dyskusji. Obecnie główną rolę przypisuje się zwiększonemu wydalaniu specyficznych krystaloidów, a szczególnie wapnia, kwasu szczawiowego, kwasu moczowego i cystyny, przy jednoczesnym zmniejszeniu wydalania substancji hamujących ich krystalizację, takich jak: magnez, cytryniany, pirofosforany, mukopolisacharydy [8,9]. Tak więc podstawowym warunkiem tworzenia się złogów w układzie moczowym, niezależnie od typu kamicy, jest przesycenie moczu krystaloidami [10,11,12]. Wykazano również, że mocz ludzi zdrowych przesycony jest szczawianem wapnia [12,13], jednowodnym fosforanem wapnia (hydroksyapatytem) [14], a czasem dwuwodnym fosforanem wapnia (bruszytem) [9,10]. U pacjentów z kamicą układu moczowego stopień przesycenia jest jednak wyższy [11,12,15,16] z powodu zwiększonego wydalania wapnia całkowitego i zjonizowanego [17,18] lub kwasu szczawiowego, nierzadko również moczanu sodu lub moczanu amonowego [13,19,20]. Przesycenie moczu fosforanem amonowo-magnezowym występuje tylko u chorych ze stale alkalicznym odczynem moczu w wyniku nadmiernej produkcji amoniaku przez bakterie wytwarzające ureazę lub w przypadku dystalnej kwasicy cewkowej. Stopień przesycenia moczu może być różny. Bardzo często zdarza się, że proces krystalizacji zapoczątkowany jest przez heterogenne jądro [13]. Zwiększone wydalanie moczanu sodu może na tej drodze rozpoczynać proces krystalizacji kamieni złożonych z hydroksyapatytu i szczawianu wapnia [13,15]. Precypitację szczawianu wapnia ułatwia natomiast nadmiar hydroksyapatytu [15,21], bruszytu [22] i moczanów [15,19,23]. Szczególnie ważną rolę z punktu widzenia poznawczego i praktycznego w powstawaniu kamicy odgrywa hydroksyapatyt. Badania doświadczalne, przeprowadzone za pomocą mikroskopu skaningowego, wykazały wzajemną zależność między fazą krystalizacji szczawianu wapnia jednowodnego i jednowodnego fosforanu wapnia (hydroksyapatyt) [24]. Wykazano, że dodanie hydroksyapatytu powoduje stukrotny wzrost krystalizacji szczawianu wapnia. Można więc wnioskować, że nawet niewielkie ilości apatytów w drogach moczowych mogą wywoływać krystalizację jądra składającego się z jednowodnego szczawianu wapnia.
Magnez należy do czynników hamujących krystalizację prawdopodobnie na zasadzie współzawodnictwa z jonami wapnia w tworzeniu ze związkami organicznymi soli lepiej rozpuszczalnych, zmniejszając zdolność wytrącania ich w postaci soli wapniowych [25]. Może to odgrywać istotną rolę w zapobieganiu nawrotom kamicy.
Mimo dyskusji dotyczących znaczenia tych patomechanizmów, zwłaszcza w nawrotowej kamicy układu moczowego, koncepcja stanu przesycenia moczu jest dla klinicysty aktualnie najbardziej przydatną terorią, wyjaśniającą powstawanie kamicy zgodnie z regułą, że im wyższe przesycenie moczu, tym większe potencjalne prawdopodobieństwo tworzenia kamieni.
Kamica wapniowa
Wapń jest jednym z głównych składników złogów (około 90%) i związek między zwiększonym wydalaniem wapnia a tworzeniem się kamieni zawierających jego sole jest dobrze znany. W warunkach fizjologicznych wydalanie wapnia z moczem wynosi u dzieci 0,099 mmol/kg/dobę (4 mg/kg/dobę) u kobiet do 250 mg/dobę, u mężczyzn do 300 mg/dobę przy diecie zawierającej od 19,96 do 24,95 mmol wapnia na dobę (800-1000 mg/dobę). Stężenie wapnia w surowicy wynosi od 2,25 do 2,62 mmol/l (tj. 9-10,5 mg/%) i zmienia się w zależności od zawartości białka, zwłaszcza albumin. Podwyższeniu poziomu albumin o 0,14492 mmmol/l (tj. 1 g/100 ml) towarzyszy wzrost stężenia wapnia od 0,2 do 0,25 mmol/l (0,8-1 mg/100 ml). Odwrotna sytuacja występuje przy ich obniżeniu. Hiperkalcemię rozpoznajemy przy stężeniu wapnia powyżej 2,62 mmol/l (10,5 mg/%). Hiperkalcemia może być objawem niestałym, tak więc dla jej potwierdzenia lub wykluczenia konieczne jest powtarzanie badania.
Wydalanie wapnia z moczem wykazuje wahania dobowe, większe w ciągu dnia niż w nocy. Na wydalanie wapnia wpływa dieta i podaż sodu [26,27,28,29,30]. Obserwowano wyraźny wzrost wydalania wapnia po glukozie podanej dożylnie lub doustnie i po pokarmach białkowych. Rozpoznanie hiperkalciurii na podstawie określenia wydalania wapnia i stężenia wydalanej kreatyniny w nocnej porcji moczu jest obarczone dużym błędem. 80% wapnia stwierdzanego w moczu występuje w postaci zjonizowanej, dzięki obecności w moczu cytrynianów, glukonianów, askorbinianów, węglanów, mleczanów, które wiążą wapń i utrzymują go w roztworze i dzięki jonom magnezu, mocznika, aminokwasom i innym związkom organicznym, które zwiększają rozpuszczalność wapnia. Wydalanie wapnia z moczem jest znacznie zmniejszone u większości pacjentów z ostrą i przewlekłą niewydolnością nerek.
Hiperkalcemia i hiperkalciuria powodują destrukcyjne zmiany w cewce zbiorczej i w części wstępującej części nefronu. Przy przedłużonej i znacznej hiperkalcemii dochodzi do martwicy nabłonka cewki proksymalnej i dystalnej, i wewnątrzkomórkowych zwapnień. Zmiany w tkance śródmiąższowej powstają później. Uszkodzone komórki nabłonka cewek złuszczają się, tworząc zwapniałe wałeczki, które powodują upośledzenie odpływu moczu z nefronów z następowym wytworzeniem tzw. wodonercza wewnętrznego. Stopniowo dochodzi do wapnicy nerek (nephrokalcinosis). Częstym objawem nefropatii wapniowej jest utrata zdolności zagęszczania moczu z poliurią i polidypsją. Objaw ten może być odwracalny w przypadkach krótko trwającej hiperkalciurii.
Kaplan [31] dzieli hiperkalciurię (w zależności od patomechanizmu jej powstawania) na (ryc. 1):
? hiperkalciurię resorpcyjną,
? hiperkalciurię absorpcyjną.
? hiperkalciurię nerkową.
Przykładem hiperkalciurii resorpcyjnej jest pierwotna nadczynność przytarczyc. Zwiększona sekrecja parathormonu powoduje nadmierną resorpcję wapnia z układu kostnego, jak również nadmierne jego wchłanianie z przewodu pokarmowego. Ponieważ paratharmon powoduje również zwiększoną reabsorpcję cewkową wapnia, hiperkalciuria występuje tylko przy znacznie zwiększonym stężeniu wapnia w przesączu kłębkowym.
W hiperkalciurii absorpcyjnej pierwotny defekt dotyczy przewodu pokarmowego i polega na nadmiernym wchłanianiu wapnia z przewodu pokarmowego. Występuje on w idiopatycznej hiperkalciurii absorpcyjnej, sarkoidozie i hiperwitaminozie D. Skutkiem nadmiernego wchłaniania jelitowego jest jego zwiększone stężenie w surowicy. Hiperkalciuria jest wynikiem z jednej strony zwiększonego ładunku wapnia w przesączu kłębkowym, z drugiej strony zahamowania czynności przytarczyc, co prowadzi do zmniejszonej reabsorpcji wapnia w cewce nerkowej i pogłębia hiperkalciurię.
Hiperkalciuria nerkowa powstaje w wyniku pierwotnego defektu reabsorpcji wapnia przez cewki nerkowe. Nadmierna utrata wapnia z moczem prowadzi do hipokalcemii, co stymuluje czynność przytarczyc i może być odpowiedzialne za wtórną ich nadczynność. Prawidłowe stężenie wapnia w surowicy i obniżenie się poziomu immunoreaktywnego parathormonu (iPTH) pod wpływem podanego dożylnie wapnia pozwala na różnicowanie z pierwotną nadczynnością przytarczyc.
Wśród pacjentów z kamicą wapniową Henneman i Melick [32] stwierdzali hiperkalciurię tylko w 32%, zaś Yendt [25] i Penido [33] odpowiednio w 55% i 56%. Bardziej znane przyczyny hiperkalciurii, które mogą być odpowiedzialne za wytrącanie się złogów wapniowych w układzie moczowym, zestawiono w tabeli I. Najczęstszą postacią kamicy pochodzenia metabolicznego jest idiopatyczna hiperkalciuria, która jest omówiona w następnym doniesieniu.
Kamica szczawianowa
Głównym składnikiem (około 2/3) wszystkich kamieni nerkowych są szczawiany. Jednak u większości pacjentów z kamicą szczawianowo-wapniową nie stwierdza się zaburzonej ich przemiany. Hiperoksaluria jako przyczyna kamicy rozpoznawana jest względnie rzadko. Wydalanie szczawianów u zdrowych osób dorosłych waha się od 0,11 do 0,61 mmol/dobę/1,73 m2 (10-35 mg/dobę/1,73 m2), u dzieci mniej (17,56-26,12 mg/dobę).
Kwas szczawiowy w ustroju pochodzi ze źródeł pokarmowych bądź stanowi końcowy produkt przemiany glicyny. Jedynie w jelicie może on ulegać dalszej przemianie pod wpływem bakterii. Kwas szczawiowy w moczu może pochodzić z trzech źródeł: z przemiany kwasu glioksalowego, z przemiany kwasu askorbinowego i z przewodu pokarmowego.
Podstawowe znaczenie w produkcji kwasu szczawiowego odgrywa kwas glioksalowy. Głównym jego prekursorem jest glicyna, z której w warunkach prawidłowych powstaje co najmniej 40% ogólnej puli kwasu szczawiowego. Obok kwasu glioksalowego bezpośrednim prekursorem kwasu szczawianowego jest kwas askorbinowy.
Szerokie stosowanie dużych dawek witaminy C w lecznictwie nasuwa pytanie, czy istnieje niebezpieczeństwo jatrogennej kamicy szczawianowej. Badania Massey i Traxer ze wsp. [34,35] wykazały, że podawanie witaminy C w dawkach 1-4 gramów dziennie może doprowadzić do zwiększonego wydalania szczawianów z moczem ? 1,4-6,91 mmol/dobę (126-622 mg/dobę), czego nie potwierdza np. Wandzilak i Schwille ze wsp. [36,37].
Trzecim źródłem szczawianów w moczu jest kwas szczawiowy wchłonięty z przewodu pokarmowego. Pokarmowym źródłem szczawianów są głównie jarzyny zielone, zwłaszcza rabarbar, szczaw, szpinak i włoska kapusta, a poza tym kakao i herbata. Przykładowo 100 g szpinaku zawiera około 5,55 mmol (500 mg) szczawianów. Wchłanianie jelitowe kwasu szczawiowego u ludzi zdrowych wynosi od 2 do 10%. Przy założeniu, że przeciętna dieta zawiera około 1,11 mmol (100 mg) szczawianów, tylko 0,11 mmol (10 mg) zostaje wchłonięta i dostaje się do krwi. Istnieje ścisły związek między stopniem wchłaniania szczawianów ze światła przewodu pokarmowego a gospodarką wapniowo-fosforanową. Wchłanianie jest tym mniejsze, im większa jest zawartość wapnia w pożywieniu. Efekt przeciwny wywiera dieta niskowapniowa i podaż preparatów wiążących wapń w przewodzie pokarmowym (fosforan celulozy). Przyczyny prowadzące do zwiększonego wydalania kwasu szczawianowego u ludzi według Williamsa [38] zestawiono w tabeli II. Niedobór pirydoskyny u zwierząt eksperymentalnych prowadzi do hiperoksalurii i oskalozy [39]. Także u ludzi zdrowych jej niedobór powoduje zwiększone wydalania kwasu szczawiowego z moczem.
Idiopatyczna postać kamicy
szczawianowo-wapniowej
Kamica szczawianowo-wapniowa występuje u największej grupy chorych z kamicą układu moczowego. Przyczyny choroby w wielu przypadkach nie udaje się wyjaśnić. Wydalanie wapnia i kwasu szczawiowego z moczem jest prawidłowe. Jedyną stwierdzaną nieprawidłowością jest obniżone wydalanie magnezu. U zdrowych osób dorosłych wynosi ono 4,51-5,33 mmol/dobę (110-130 mg/dobę), u dzieci 1,64-3,89 mmol/dobę (40-95 mg/dobę) [25,40]. Wskaźnik Mg/Ca w moczu jest w tych warunkach obniżony średnio do 0,36 (u zdrowych wynosi średnio 0,89) [25,41,42]. Stwierdzono ponadto u chorych z nawrotową kamicą szczawianową znacząco podwyższone wydalanie wapnia, a obniżone wydalanie magnezu w przeliczeniu na 1 g kreatyniny w pierwszej rannej porcji moczu. Określenie wskaźnika Mg/Ca X kwas szczawianowy w dobowej zbiórce moczu u pacjentów z nawrotową kamicą szczawianowo-wapniową w porównaniu z pacjentami bez nawrotów kamicy wykazuje znamienne różnice. Wskaźnik ten może więc być użyteczny w rokowaniu o skłonności do nawrotów [42].
Hiperoksaluria wtórna w chorobach jelit
Hiperoksaluria występuje u 7-12,5% osób z chorobami jelita cienkiego: w przebiegu zmian zapalnych dystalnego odcinka jelita krętego, po wykonaniu jego resekcji i przetokach jelitowych. Przyczyną zwiększonego wydalania szczawianów w moczu jest nadmierne ich wchłanianie w jelicie, spowodowane zmniejszeniem w jego świetle ilości wolnego wapnia (wskutek tworzenia mydeł wapniowych) [43,44]. Wykazano, że wchłanianie szczawianów wzrasta średnio do 31%, a ich wydalanie w moczu osiąga wartości stwierdzane w przypadkach pierwotnej hiperoxalurii. U pacjentów z ileostomią występuje również kamica z kwasu moczowego; sprzyjają jej oliguria i kwaśny odczyn moczu. W przypadkach dołączającego się zakażenia układu moczowego, wywołanego przez bakterie rozkładające mocznik, jądro kamienia może składać się z kwasu moczowego, a pozostała jego część z soli fosforanowo-amonowo-magnezowych lub fosforanowo-wapniowych.
Kamica infekcyjna (struwitowa)
Mimo że u wielu chorych z przewlekłymi zakażeniami układu moczowego ze stałą bakteriurią nigdy nie występuje kamica układu moczowego, to nie ulega wątpliwości, że często przyczyną kamicy jest zakażenie układu moczowego bakteriami wytwarzającymi ureazę (Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Klebsiella, niektóre paciorkowce, gronkowce, pałeczka ropy błękitnej). Już sama obecność skupisk bakterii może stanowić jądro krystalizacji kamienia. Towarzyszący zakażeniom odczyn zapalny przyczynia się do nadprodukcji uromukoidu, jednego z przekursorów organicznego zrębu. Ureaza rozkłada mocznik na amoniak i dwutlenek węgla, prowadząc do znacznego wzrostu jonów amonowych i węglanowych w moczu [45]. W wyniku tej reakcji dochodzi tak do zmniejszenia ilości mocznika będącego jednym z inhibitorów krystalizacji, jak i znacznej, stałej alkalizacji moczu, prowadzącej do jego przesycenia solami fosforanowo-amonowo-magnezowymi (struwit) i fosforanowo-wapniowymi [46]. W konsekwencji dochodzi do krystalizacji i odkładania się złogów. Badania eksperymentalne in vitro i in vivo wykazały, że mocz nie jest nasycony solami fosforanowo-amonowo-magnezowymi i fosforanowo-wapniowymi i może powodować rozpuszczanie się złogów struwitowych. Wykazano poza tym, że podawanie donerkowe ureazy szczurom powoduje powstawanie kamieni struwitowych w ciągu 24 godzin, natomiast histologiczny obraz, świadczący o odmiedniczkowym zapaleniu nerek, może wystąpić u nich po podaniu ureazy domięśniowo [45].
Następstwem zakażenia układu moczowego drobnoustrojami wytwarzającymi ureazę jest kamica odlewowa nerek.