Относительное перенасыщение мочи и риск уролитиаза. Диетологические аспекты проблемы

 

 

Янн Кео (Yann Quéau),
DVM, диплом ACVN. Лектор Первой конференции по диетологии, 5 июля, Москва
Винсент Бьюрж (Vincent Biourge),
DVM, PhD, диплом ACVN, диплом ECVCN

 

Введение

 

Камнеобразованию подвержены соответственно 18 и 15% собак и кошек с заболеваниями нижних отделов мочевыделительного тракта [1]. В различных профильных аналитических лабораториях 72–81% исследований обычно проводят у собак, это гораздо чаще, чем у кошек [2–4]. Уролиты из струвита и оксалата кальция (CaOx) составляют 80–90% всех камней у животных обоих видов, однако данные по Северной Америке и Европе показывают, что процентный состав образований в разные годы варьирует. В 1980-х годах преобладали струвитные включения, но уже в середине 1990-х годов стало возрастать количество камней из оксалата кальция. В последние несколько лет [2, 5–7] снова наблюдают обратные тенденции.

У практикующих ветеринарных врачей, к сожалению, ограничен доступ к достаточно точному анализу образцов мочи, когда необходимо оценить риск камнеобразования. Определение удельного веса мочи (УВМ) и pH, также как микроскопическое исследование осадка для визуализации кристаллов, зачастую выполняются рутинно, и хотя эти пробы потенциально могут быть информативными, такие тесты — не лучший способ оценки риска различных типов камнеобразования. К примеру, камни могут образовываться даже в отсутствии видимых кристаллов, и наоборот, а pH мочи может варьировать даже в течение одного дня [8]. Обзор, представленный в этой публикации, освещает взаимосвязь между показателем относительного перенасыщения (суперсатурации) мочи (ОПМ) и риском уролитиаза у собак и кошек, а также затрагивает новейшие научные достижения в этой области.

 

Зачем нужен показатель относительного перенасыщения мочи?

 

Перенасыщение мочи является физико-химическим показателем, отражающим склонность к формированию камней. Кристаллизация может происходить вследствие повышения концентрации кристаллизирующих ионов относительно обычного их содержания в жидкости (т.е. компоненты кристалла осаждаются в растворе (как в воде) при определённой температуре и — в зависимости от природы кристалла — при определённом pH). Степень перенасыщения влияет на формирование ядра кристалла, рост и агрегацию образования — три этапа, выделяемых в формировании макроскопических камней. Именно поэтому уровень ОПМ для получения кристаллов (в частности, из оксалата кальция) служит хорошим индикатором риска осаждения солевых образований в моче, хотя он не учитывает некоторые другие влияния, такие как наличие органических промоторов, или ингибиторов кристаллизации. Показатель ОПМ широко использовали в медицине человека до тех пор, пока не были внедрены оценочные методы, более выгодные экономически; в медицине собак и кошек ОПМ применяют уже более десятилетия [9].

 

Методология: как оценивать и интерпретировать ОПМ

 

Сбор мочи

ОПМ следует оценивать на репрезентативных образцах мочи. Для человека при комплексном метаболическом обследовании и расчёте ОПМ необходим однократный или двукратный 24-часовой сбор мочи [10]. У кошек и собак, получающих консервированные корма, были описаны 48-часовые периоды сбора мочи для мониторинга pH и оценки ОПМ [11, 12], также известно, что моча у них может быть более концентрированной, чем у людей. Если животное получает сухой корм, требуются более длительные периоды (например, 72 часа), если это не специальная диета, разработанная с целью повышения диуреза.

Протокол, используемый в настоящее время в Научно-исследовательском центре Royal Canin для получения репрезентативных образцов мочи (утверждённый Комитетом по этике), схематично представлен на рисунке 1. Коротко говоря, мочу собирают у каждого животного неинвазивным методом в течение не менее 72 часов (через 7 дней адаптации животного к новой диете). Все полученные от животного порции мочи объединяют и затем хранят при температуре 4°С; pH измеряют, затем доводят до 2,0 с помощью хлористоводородной кислоты, чтобы растворить все соли и добиться условий для определения концентрации ионов.

 

Рисунок 1. Схематическое изображение протокола, используемого в настоящее время в Исследовательском центре Royal Canin, для получения репрезентативных образцов мочи с целью выявления ОПМ

 

 

Этап оценки и подсчёт ОПМ

Для расчёта ОПМ в образце мочи необходимо с помощью ионной хроматографии определить концентрации кальция, фосфатов, магния, натрия, калия, аммония, оксалатов, цитратов, сульфатов и мочевой кислоты. С этой целью были разработаны различные пакеты компьютерных программ как для кошек, так и для собак, позволяющие рассчитать ОПМ, исходя из показателей pH и концентрации ионов [9]. Для расчёта требуется pH мочи, поскольку он влияет на форму присутствия ионов в растворе; взаимовлияние показателей ОПМ и pH будет рассмотрено ниже. Коротко говоря, компьютерная программа рассчитывает концентрацию растворённых компонентов (продуктов метаболизма), способных взаимодействовать между собой, в том числе на уровне ионов и образуемых комплексов, и формировать кристаллы, в частности из оксалата кальция и струвита. Затем эти активные компоненты сравнивают с солевыми растворами (см. выше), чтобы определить перенасыщенность или недонасыщенность данной соли. Рассчитываемое отношение и представляет собой ОПМ.

 

Интерпретация

Основываясь на среднем уровне ОПМ, определённого у ряда животных, можно сделать вывод, способствует ли конкретная диета образованию недо- или перенасыщенной мочи. Если моча недонасыщена, например, по струвиту, то кристаллы из этого вещества будут в ней растворяться. С другой стороны, перенасыщенная моча не всегда приводит к образованию камней. В действительности состояние перенасыщения не равномерно: оно может быть метастабильным или лабильным (неустойчивым). В метастабильном состоянии спонтанная кристаллизация не происходит, так как для её реализации необходимо сформированное ядро, и напротив, в лабильном, неустойчивом состоянии отмечают признаки кристаллизации. Показатель ОПМ между двумя этими состояниями определяют как состояние, при котором формируется осадок.

 

ОПМ и тестирование кормов

После 15 лет тестирования кормов с помощью показателя ОПМ окончательным выводом стало то, что показатель ОПМ более точен, чем pH, в оценке риска уролитиаза.

 

Рисунок 2. Расчёт и интерпретация значений ОПМ. Пример приведён для оксалата кальция, но принцип идентичен для других солей, таких как струвит (фосфат магния аммония) или фосфат кальция. Только пороговые концентрации могут варьироваться в зависимости от конкретной соли

 

 

Струвит

Струвитные камни давно известны взаимосвязью своего формирования с уровнем pH мочи. Действительно, в моче с повышенной кислотностью ионы фосфата (PO43–) соединяются с протонами (HPO42–, H2PO4, H3PO4) и не могут образовывать комплексы с аммонием и магнием. Многочисленные исследования и клинические наблюдения легли в основу классических рекомендацией о том, что для животных предпочтительны корма, индуцирующие показатель pH < 6,5. Научные работы, посвящённые ОПМ в Научно-исследовательском центре Royal Canin, позволили уточнить взаимосвязь между pH и риском образования струвитных камней. Результаты анализа ОПМ и pH, полученные при тестовом кормлении взрослых кошек на протяжении нескольких лет, представлены на рисунке 2.

Как можно заметить, моча с выраженной кислой реакцией (pH < 6,2) всегда обеспечивает уровень показателя ОПМ в зоне недонасыщенности, что предпочтительно для профилактики и растворения уже имеющихся конгломератов струвита. У животных, получающих сухие корма, при классически рекомендуемом диапазоне pH (6,2–6,5) ОПМ находится в зоне недонасыщенного или метастабильного перенасыщенного состояния, что обеспечивает профилактику спонтанной кристаллизации струвита в моче при контролируемых условиях (т. е. в отсутствие инфекции мочевыводящих путей и уже существующих кристаллических ядер). При pH > 6,5 ситуации более разнообразны. У некоторых кошек с выраженной щелочной реакцией моча по-прежнему остаётся недонасыщенной, что можно объяснить наличием других детерминант, определяющих ОПМ, в частности концентрацией ионов. В действительности в условиях, способствующих разбавлению мочи (например, при потреблении влажного корма), pH мочи становится менее важным показателем.

 

Рисунок 3. Связь между ОПМ по струвиту и рН мочи у 142 кошек, получавших сухие корма (n = 481) и ветеринарные диеты (n = 27). Зелёная пунктирная линия обозначает предел между ненасыщенной и перенасыщенной зонами для струвита
Рисунок 4. Струвитные уролиты рентгеноконтрастны и, следовательно, их можно увидеть на технически правильных обзорных рентгенограммах. Обратите внимание, даже если животное будет получать питание, поддерживающее низкое ОПМ, этого будет недостаточно для растворения камней и предотвращения рецидива камнеобразования, если одновременно не проводится борьба с инфекцией

 

Тот факт, что показатель ОПМ служит лучшим предиктором растворения струвитных образований, продемонстрирован в условиях исследований ex vivo. Эти исследования показали, что при одинаковых pH, размере и форме струвитных конгломератов низкий ОПМ способствует более быстрому растворению, при том, что идентичное время растворения отмечали в пробах с аналогичным ОПМ и различным pH [13].

Следует отметить, что, в отличие от кошек, у собак струвитные камни почти всегда образуются на фоне инфекции мочевыводящих путей при контаминации бактериями, расщепляющими мочевину (Klebsiella, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus и Mycoplasma) [14]. В этих ситуациях, даже если установлен низкий показатель ОПМ, оптимизации кормления недостаточно для растворения имеющихся струвитных камней и предотвращения их повторного образования, если одновременно не проводится борьба с инфекцией. Редкие случаи формирования у собак стерильных струвитных камней (до сих пор описаны только в одном семействе кокер-спаниелей [15]) можно объяснить меньшей способностью собак концентрировать мочу, по сравнению с кошками.

 

Оксалат кальция

Значение pH в уролитиазе, обусловленном конгломератами оксалата кальция, довольно контраверсионно. Было высказано предположение, что подкисление диеты повышает риск образования камней из CaOx, что подтверждают эпидемиологические данные [16] и многолетние наблюдения корреляции между распространённостью в популяциях камней из струвита и CaOx. Довольно весома гипотеза, что повышение кислотности мочи способствует кальциурии и уменьшает цитратурию — оба эти фактора потенциально повышают риск кристаллизации CaOx.

Однако многолетние сопоставления ОПМ с риском образования камней из CaOx не подтвердили тесной взаимосвязи данного вида уролитиаза с pH мочи (рисунок 3). Недавнее проспективное исследование у кошек показало, что постепенное закисление корма (pH от 6,4 до 5,9) повышает экскрецию кальция с мочой, но показатель ОПМ остаётся неизменным [17]. Возможно, очень высокий pH может быть эффективным, как и было подтверждено в одном из исследований [18], где отслеживалось его влияние на образование камней из CaOx в широком диапазоне значений (до 7,9), однако это не относится к наиболее распространённым кормам для кошек, обеспечивающим средние значения pH.

Основываясь на этих данных, можно заключить, что выбор оптимальной диеты способен иметь клиническую эффективность, способствуя образованию мочи, недонасыщенной по струвиту и без вредного влияния на риск образования камней из CaOx.

 

Рисунок 5. Связь между ОПМ по оксалату кальция и рН мочи выражена менее чётко (данные по той же популяции кошек, что и на рисунке 3)

 

 

ОПМ и растворение

Животные, получающие повышенные количества соли, употребляют больше воды, что приводит к разбавлению мочи. В результате концентрация ионов в моче снижается, а с ней и ОПМ, о чём свидетельствует ряд исследований у собак и кошек [19–21]. У собак, получающих сухой корм, повышение уровня натрия от 0,5 до 3,0 г/1000 ккал значительно увеличивает потребление воды и снижает ОПМ CaOx [19]. Тот же эффект наблюдали у собак, получающих консервированный корм, при повышении уровня натрия с 0,6 до 3,0 г/1000 ккал [20]. Важно различать сухой и влажный корм, так как содержание в нём жидкости также влияет на концентрацию мочи, а значит, на ОПМ CaOx. В исследовании двух разных кормов, отличающихся только по влажности, в котором принимали участие цвергшнауцеры и лабрадоры, диета с содержанием жидкости 73% приводила к снижению УВМ, концентрации оксалатов и уровня ОПМ, сравнительно с кормом, содержащим 7% влаги [19]. Эти изменения были значительно менее выражены у лабрадоров, имеющих более высокие объёмы и более низкую концентрацию выводимой мочи, чем у шнауцеров, независимо от получаемого корма.

Аналогичным образом у кошек, получавших четыре вида корма, отличающегося только по уровню влажности (6%, 25%, 53% и 73%), диета с содержанием воды 73% способствовала более высокому потреблению влаги, снижению УВМ и ОПМ CaOx по сравнению с прочими кормами [22]. Это последнее исследование также подчёркивает, что разведения мочи можно достичь только при увеличенном потреблении влаги. Обоснованность диетических стратегий, имеющих целью разбавление мочи и снижение ОПМ CaOx, была подтверждена исследованиями камнеобразования как у собак [23], так и у кошек [24], хотя в этой научной области и требуется больше данных.

 

Рисунок 6. Рентгенограммы кошки с подозрением на струвиты в мочевом пузыре до (а) и после (б) 15 дней на диете, поддерживающей ОПМ <1. На 15-й день уролиты больше не видны (25).

 

 

Чем клиницисту могут быть полезны эти данные?

 

Из данных можно сделать вывод, что рН мочи и УВМ даёт специалисту лишь ограниченную информацию в плане оценки риска камнеобразования или его рецидива у пациента. Тем не менее эти параметры могут помочь врачу более ясно представлять себе некоторые клинические ситуации:

  • Для корма, обеспечивающего у кошек pH < 6,2, характерен низкий риск образования струвитных камней, так как большинство значений ОПМ оказывается ниже уровня, критического для камнеобразования.
  • Корм, обеспечивающий pH > 6,5, не всегда сопряжён с высоким риском камнеобразования, особенно у животных, получающих влажный корм, который способствует разбавлению мочи.
  • pH, определённый в течение нескольких часов после приёма корма, может быть повышен и не отражает среднего уровня pH вследствие постпрандиальной щелочной волны.
  • Измерение pH в моче, полученной с утра натощак, более информативно, но в идеале мочу следует собирать в промежуток времени от 48 до 72 ч.
  • рН мочи не является хорошим предиктором ОПМ CaOx.
  • УВМ, маркер разбавления мочи, остаётся хорошим, хотя и недостаточно информативным инструментом для оценки относительного риска камнеобразования, особенно в плане профилактики рецидивов. По типичным нормам рекомендуют достигать пороговых значений (<1,020 у собак и <1,025 у кошек), однако у ряда животных эта задача может оказаться непростой (например, при употреблении кошками сухого корма).
  • Можно подобрать диету, способствующую растворению струвитных камней и достижению низкой насыщенности мочи струвитом и CaOx.

 

ОПМ: какова его роль в исследованиях in vivo?

 

В анализах мочи, полученных в клинических условиях, ОПМ описывает протекающие в организме физико-химические реакции, и можно утверждать, что этот показатель риска не учитывает другие факторы, способные влиять на разные этапы кристаллизации, в их числе, например, органические промоторы и ингибиторы. Поэтому вполне может быть поднят вопрос о целесообразности и точности показателя ОПМ для определения риска камнеобразования in vivo. На этот вопрос частично отвечают исследования, проведённые в медицине человека и животных; процессы камнеобразования у человека и собак (особенно рецидивы с формированием уролитов из CaOx или фосфата кальция) сопровождаются более высокими значениями ОПМ, чем у здоровых пациентов, несмотря на отмечаемое перекрытие результатов между двумя группами [9, 23]. Недавнее исследование продемонстрировало обоснованность назначения диеты, вызывающей снижение струвитного ОПМ <1 для предотвращения повторного камнеобразования и растворения имеющихся конгломератов у кошек [25].

Другая потенциальная возможность использования ОПМ в научно-исследовательских центрах — изучение состояния здоровья животных. Различия метаболизма в популяциях животных могут повлиять на развитие болезней и на значение ОПМ. Тем не менее у животных, принадлежащих частным владельцам, бывает трудно собрать мочу за 48 часов для определения ОПМ. Исследования, проведённые у собак [23] и кошек [24], показали не только усиление, по сравнению со здоровыми животными, камнеобразования у особей с повышенным ОПМ CaOx при приёме обычного корма, но и снижение ОПМ CaOx при переводе этих пациентов на диету, способствующую разбавлению мочи. Кроме того, у собак новая диета не была связана с повышением частоты рецидивов в течение года наблюдений.

 

Заключение и перспективы

 

Сегодня ОПМ остаётся лучшим инструментом для прогнозирования потенциала диеты, способной вызывать мочекаменную болезнь или растворение уже имеющихся уролитов. Несколько лет исследований в этой области, проведённых с участием кошек и собак, позволили лучше понять, с какими ограничениями связано использование в практике показателя pH мочи в качестве единственного фактора риска камнеобразования (особенно конгломератов CaOx), а также важность разбавления мочи (через повышение употребления натрия или жидкости) как фактора, снижающего риск уролитиаза. Тем не менее по-прежнему существует необходимость в проведении большего количества исследований, особенно в отношении влияния конкретных разновидностей кормов на состав мочи и ОПМ, а также ещё предстоит исследовать метаболические различия между здоровыми животными и особями, страдающими мочекаменной болезнью. 

 

 

Литература

  1. Houston DM, Moore AE, Elliott DA, et al. Stone diseases in animals. In: Rao NP, Preminger GM, Kavanagh JP, eds. Urinary Tract Stone Disease. Warrington, PA: Springer; 2011:131–150.
  2. Osborne CA, Lulich JP, Kruger JM, et al. Analysis of 451,891 canine uroliths, feline uroliths, and feline urethral plugs from 1981 to 2007: perspectives from the Minnesota Urolith Center. Vet Clin North Am Small Anim Pract 2009;39:183–197.
  3. Houston DM, Moore AE. Canine and feline urolithiasis: examination of over 50 000 urolith submissions to the Canadian veterinary urolith centre from 1998 to 2008. Can Vet J 2009;50:1263–1268.
  4. Rogers KD, Jones B, Roberts L, et al. Composition of uroliths in small domestic animals in the United Kingdom. Vet J 2011;188:228–230.
  5. Picavet P, Detilleux J, Verschuren S, et al. Analysis of 4,495 canine and feline uroliths in the Benelux. A retrospective study: 1994-2004. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl) 2007;91:247–251.
  6. Cannon AB, Westropp JL, Ruby AL, et al. Evaluation of trends in urolith composition in cats: 5,230 cases (1985-2004). J Am Vet Med Assoc 2007;231:570–576.
  7. Low WW, Uhl JM, Kass PH, et al. Evaluation of trends in urolith composition and characteristics of dogs with urolithiasis: 25,499 cases (1985-2006). J Am Vet Med Assoc 2010;236:193–200.
  8. Stevenson AE, Wrigglesworth DJ, Smith BH, et al. Effects of dietary potassium citrate supplementation on urine pH and urinary relative supersaturation of calcium oxalate and struvite in healthy dogs. Am J Vet Res 2000;61:430–435.
  9. Robertson WG, Jones JS, Heaton MA, et al. Predicting the crystallization potential of urine from cats and dogs with respect to calcium oxalate and magnesium ammonium phosphate (struvite). J Nutr 2002;132:1637S–1641S.
  10. Semins MJ, Matlaga BR. Blood and urinary tests in stone formers. In: Rao NP, Preminger GM, Kavanagh JP, eds. Urinary Tract Stone Disease. Warrington, PA: Springer; 2011:369–374.
  11. Stevenson AE, Smith BH, Markwell PJ. A system to monitor urinary tract health in dogs. J Nutr 1998;128:2761S–2762S.
  12. Markwell PJ, Smith BHE, McCarthy K. A non-invasive method for assessing the effect of diet on urinary calcium oxalate and struvite supersaturation in the cat. Animal Tech 1999;50:61–67.
  13. van Hoek I, Malandain E, Tournier C. RSS is a better predictor for struvite dissolution than urine pH. Vet Focus 2009;19(2):47–48.
  14. Osborne CA, Lulich JP, Polzin DJ, et al. Medical dissolution and prevention of canine struvite urolithiasis. Twenty years of experience. Vet Clin North Am Small Anim Pract 1999;29:73–111.
  15. Bartges JW, Osborne CA, Polzin DJ. Recurrent sterile struvite urocystolithiasis in three related cocker spaniels. J Am Anim Hosp Assoc 1992;28:459–469.
  16. Lekcharoensuk C, Osborne CA, Lulich JP, et al. Association between dietary factors and calcium oxalate and magnesium ammonium phosphate urolithiasis in cats. J Am Vet Med Assoc 2001;219:1228–1237.
  17. Queau Y, Hoek I, Feugier A, et al. Urinary pH affects urinary calcium excretion but not calcium oxalate relative supersaturation in healthy cats. J Vet Intern Med 2013;27:738–739.
  18. Jeremias JT, Loureiro BA, Maria APJ, et al. Effect of food base excess on body mineral balance and urinary relative supersaturation for calcium oxalate in adult cats. In Proceedings 16th ESVCN Congress 2012:65.
  19. Stevenson AE, Hynds WK, Markwell PJ. Effect of dietary moisture and sodium content on urine composition and calcium oxalate relative supersaturation in healthy miniature schnauzers and Labrador retrievers. Res Vet Sci 2003;74:145–151.
  20. Lulich JP, Osborne CA, Sanderson SL. Effects of dietary supplementation with sodium chloride on urinary relative supersaturation with calcium oxalate in healthy dogs. Am J Vet Res 2005;66:319–324.
  21. Hawthorne AJ, Markwell PJ. Dietary sodium promotes increased water intake and urine volume in cats. J Nutr 2004;134:2128S–2129S.
  22. Buckley CM, Hawthorne A, Colyer A, et al. Effect of dietary water intake on urinary output, specific gravity and relative supersaturation for calcium oxalate and struvite in the cat. Br J Nutr 2011;106 Suppl 1:S128–130.
  23. Stevenson AE, Blackburn JM, Markwell PJ, et al. Nutrient intake and urine composition in calcium oxalate stone-forming dogs: comparison with healthy dogs and impact of dietary modification. Vet Ther 2004;5:218–231.
  24. Lulich JP, Osborne CA, Lekcharoensuk C, et al. Effects of diet on urine composition of cats with calcium oxalate urolithiasis. J Am Anim Hosp Assoc 2004;40:185–191.
  25. Houston DM, Weese HE, Evason MD, et al. A diet with a struvite relative supersaturation less than 1 is effective in dissolving struvite stones in vivo. Br J Nutr 2011;106 Suppl 1:S90–92.

 

 

Источник: статья предоставлена оргкомитетом Первой конференции по ветеринарной диетологии, перевод, редактура — Дарья Желтышева.

  

СВМ № 3/2018

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Войти с помощью: 
Close