WPŁYW LITOTRYPSJI POZAUSTROJOWEJ (ESWL) NA WYDALANIE GLIKOZOAMINOGLIKANÓW Z MOCZEM U PACJENTÓW Z KAMICĄ NERKOWĄ
Artykuł opublikowany w Urologii Polskiej 2000/53/1.

WSTĘP
Stosowanie litotrypsji falą wstrząsową generowaną pozaustrojowo
(ESWL) jest obecnie najpopularniejszą metodą leczenia kamicy. Intere-
sujące jest czy ESWL, powszechnie uznawana za metodę bezpieczną i
nieszkodliwą, może wpływać na zmianę wydalania glikozoaminoglika-
nów (GAG) z moczem.
Glikozoaminoglikany (GAG) są to długie, nie rozgałęzione, ujemnie
naładowane łańcuchy polisacharydowe zbudowane z powtarzających
się jednostek disacharydowych, gdzie jednym ze składników jest zawsze
aminocukier, tj. D-glukozamina lub D-galaktozamina, drugim zaś kwas
uronowy, tj. kwas D-glukuronowy (GlcUA) lub jego epimer, kwas L-idu-
rowy (IdUA). Wyróżnia się siedem rodzajów GAG: siarczan chondroity-
ny (CS), siarczan keratanu I i II (KS), heparyna, siarczan heparanu (HS),
siarczan dermatanu (DS) i kwas hialuronowy (HA). GAG są wszech-
obecnymi makrocząsteczkami, które pełnią bardzo różnorodne funkcje.
Przez wiele lat przypuszczano, że znaczenie ich polega jedynie na peł-
nieniu funkcji mechaniczno-strukturalnej. Badania ostatnich lat zwróci-
ły uwagę, na udział tych związków w procesach adhezji, migracji, proli-
feracji, różnicowania i dojrzewania komórek [11].
GAG uczestniczą także w budowie układu moczowego. Selektywność
błony podstawnej kłębuszków nerkowych zachowana jest dzięki obec-
ności wieloanionowych reszt siarczanowych w HS. Obecność GAG
stwierdza się także w brodawkach, w części rdzennej i korowej nerki [1,
16]. Ponadto stanowią główny składnik, wyścielającej drogi moczowe,
warstwy śluzowej glikokaliksu. Zapewniają w ten sposób ochronę uro-
telium przed adhezją kryształów, bakterii, komórek, oraz gwarantują
zachowanie nieprzepuszczalności ścian układu moczowego substancjom
obecnym w moczu [1,3,4,10,16]. Wydaje się więc oczywiste, że zmiany
w wydalaniu GAG mogą odzwierciedlać zaburzenia struktur, w których
budowie uczestniczą.
Z punktu widzenia rozwoju jednej z najczęstszych chorób cywilizacji,
jaką jest kamica moczowa, szczególnie ważne i interesujące są te czynni-
ki, których pierwotne zaburzenia prowadzić mogą do powstania choro-
by. Jak wynika z licznych badań, GAG mają znaczący wpływ zarówno
na sam proces tworzenia kryształów, jak również na ich agregację i ad-
hezję do ścian dróg moczowych lub pęcherza.
Przypuszcza się, że zmiany w składzie i całkowitej zawartości GAG,
zarówno w postaci związanej z warstwą śluzową, jak i w postaci wolnej,
zawartej w moczu, mogą naruszać homeostazę i pozostawać w związku
przyczynowym z procesem rozwoju kamicy [7, 8, 9,10,13].
MATERIAŁ I METODA
Materiałem badań był mocz pochodzący od pacjentów z rozpoznaną
kamicą nerkową, hospitalizowanych na Oddziale Urologii Wojewódz-
kiego Szpitala Specjalistycznego im. Kardynała S. Wyszyńskiego w Lu-
blinie. Badaniami objęto 49 chorych w wieku od 22 do 82 lat, ze średnią
wieku 49,6 lat. Wszyscy chorzy w badanej grupie byli kwalifikowani do
zabiegu litotrypsji falą generowaną pozaustrojowo według ogólnie przy-
jętych wskazań. Zabiegu dokonywano na aparacie iskrowym Econolith
firmy Medispec Ltd. (USA), stosując od 1500 do 3000 uderzeń na jed-
nostkę nerki, przy napięciu 16-17 kV.
Grupę kontrolną stanowiło 25 zdrowych osób, pracowników labora-
torium, którzy w wywiadzie nie zgłaszali chorób nerek ani kości. Wiek
w grupie kontrolnej wahał się od 24 do 66 lat, średnia wieku wynosiła
33,2 lata.
Materiałem badań była 12-godzinna zbiórka moczu, prowadzona od
godziny 19 do godziny 7 rano dnia następnego. W grupie paqentów
mocz zbierano trzykrotnie; tj. w dniu poprzedzającym zabieg litotrypsji
oraz w pierwszej i piątej dobie po zabiegu ESWL. W grupie kontrolnej
mocz zbierano jednokrotnie.
Uzyskany materiał wirowano przy 1500 x g przez 10 minut w celu od-
dzielenia elementów komórkowych i zamrażano w temperaturze -20°C
W tych warunkach przechowywano aż do czasu analizy.
Ilościowe oznaczanie GAG przeprowadzano opierając się na metodzie
opisanej przez Farendala i wsp. [6] z zastosowaniem błękitu 1,9-dwu-
metylo-metylonowego (DMB). Oznaczenia wykonano wykorzystując ze-
staw odczynnikowy Blyscan Proteoglycan and Glycosaminoglycan As-
say, firmy Bicolor Ltd. (Belfast). Stężenie kreatyniny w moczu oznaczano
według reakcji Jaffego metodą kolorymetryczną, wykorzystując zesta-
wy odczynnikowe firmy Cormay.
WYNIKI
W grupie badanej i kontrolnej ocenie poddano następujące parame-
try: wielkość diurezy, wydalanie GAG, wydalanie kreatyniny oraz wy-
dalanie GAG na 1 gram kreatyniny. Otrzymane wyniki poddano opra-
cowaniu statystycznemu za pomocą pakietu Statistica for Windows firmy
StatSoft. Wszystkie testowane hipotezy weryfikowano przy poziome
istotności p < 0,05.
Wartości wydalanych GAG z moczem, w badanych grupach, nie były
zależne od wieku ani nie różniły się w grupie kobiet i mężczyzn, stąd w
dalszym postępowaniu grupę badaną i kontrolną traktowano jako jed-
nolite, nie uwzględniając różnicy płci i wieku.
Nie stwierdzono istotnych różnic między wielkością diurezy a wydala-
niem kreatyniny w ocenianych grupach. Istotne statystycznie różnice za-
obserwowano natomiast w odniesieniu do wydalania GAG. Wydalanie
12-godzinne GAG w grupie kontrolnej przewyższało wydalanie w grupie
chorych z kamicą nerkową blisko 50% i stanowiło odpowiednio 1,55 mg
w grupie kontrolnej i 0,66 mg w grupie chorych. Podobne różnice zaob-
serwowano, gdy wydalanie GAG przeliczono na gram kreatyniny, odpo-
wiednio 3,4 mg/g kreatyniny dla grupy kontrolnej i 2,3 mg/g kreatyniny
dla grupy chorych (ryc. 1). Następnie oznaczono te same parametry u
pacjentów z kamicą nerkową w pierwszej dobie po zabiegu ESWL. Istot-
ne statystycznie różnice dotyczyły: wielkości diurezy, oraz wydalania GAG
(tabela I). Wzrost diurezy wydaje się oczywisty, zarówno w następstwie
usunięcia przeszkody w drogach moczowych, jak i w wyniku zwiększo-
nego podawania płynów w celach terapeutycznych. Interesujący okazał
się istotny statystycznie spadek wydalania GAG z moczem w pierwszej
dobie po zabiegu, zarówno w wartościach bezwzględnych, jak i przeli-
czone na gram kreatyniny. Do oceny dynamiki zmian w wybranych para-
metrach, przeprowadzono kolejne badania w piątej dobie po zabiegu
ESWL. Podobnie istotne statystycznie różnice dotyczyły wydalania GAG.
Po przejściowym spadku wydalania GAG w moczu w pierwszej dobie po
zabiegu w okresie następnych pięciu dni dochodzi do powrotu wydala-
nia GAG do wartości obserwowanych u chorych z kamicą nerkową przed
podjęciem leczenia. Kierunek tych zmian jest analogiczny do tych, gdy
wydalanie GAG przeliczymy na gram kreatyniny (ryc. 2).
DYSKUSJA
Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że u osób chorych na ka-
micę nerkową wydalanie GAG z moczem jest istotnie niższe niż w podob-
nej pod względem płci i wieku grupie osób zdrowych. Jest to zgodne z
rezultatami badań większości autorów [8,13,16] i pozawala niemal jed-
noznacznie stwierdzić, że niskie stężenie GAG jest czynnikiem sprzyjają-
cym powstawaniu kamicy. Biorąc pod uwagę rolę tych związków w pro-
cesie nukleacji i adhezji, jest to w pełni zrozumiałe. Nie wydaje się, by
zastosowane krótkotrwałe leczenie kamicy litotrypsją mogło w istotny
sposób wpływać na metabolizm GAG, hamując ich syntezę lub ograni-
czając uwalnianie GAG do moczu. Bardziej prawdopodobne wydaje się,
że zastosowany zabieg litotrypsji równolegle z kruszącym oddziaływa-
niem na struktury kamieni nerkowych, szybko i krótkotrwale oddziałuje
na błony endotelialne i pokrywającą je warstwę śluzową, powodując ich
zwiększone uwalnianie bezpośrednio po zabiegu. Przejściowe narusze-
nie równowagi między GAG fazy stacjonarnej, związanej ze strukturami
błonowymi oraz glikokaliksem, a fazą GAG zawartych w moczu, może
skutkować zmniejszonym wydalaniem spowodowanym odbudową czy
rekonstrukcją struktur powierzchniowych w pierwszej dobie po litotryp-
sji. Przemawia za tym fakt, iż w kolejnych badaniach obserwowano po-
wrót wydalania GAG do wartości obserwowanych przed zabiegiem. Taki
mechanizm odbudowy warstwy ochronnej opisywali w swoich pracach
Parson i wsp. [14], w których podanie słabych kwasów prowadziło do
zniszczenia warstwy śluzowej pokrywającej pęcherz i przejawiało się jej
zwiększoną przepuszczalnością. Dalsze podanie egzogennych GAG, tj.
heparyny, powodowało jej inkorporację i przywracało antyadherencyjne
własności warstwy powierzchniowej. Według Hursta [10], na podobnej
zasadzie może dochodzić do wykorzystywania endogennych GAG obec-
nych w moczu. Ericson [5], w pracy dotyczącej obniżonego wydalania
GAG z moczem w przebiegu zapalenia pęcherza wnioskuje, że własne
GAG są wbudowywane w struktury uszkodzonej warstwy glikokaliksu.
Rubben [15] w swojej pracy wykazał, że odbudowa tej warstwy po za-
działaniu kwasu solnego jest bardzo szybka i zachodzi w ciągu 24 godzin.
Interpretacja obniżonego wydalania GAG z moczem po zabiegu lito-
trypsji jest zgodna z założeniem nowych, potencjalnych metod leczenia
kamicy oraz infekcji. Piśmiennictwo donosi bowiem o stosowaniu syn-
tetycznych, siarczanowanych polisacharydów, np. siarczanu pentozanu,
które mogą uzupełniać niedobory endogennych GAG i odtwarzać
ochronną warstwę urotelium [7,15].
Wydalanie GAG u chorych z kamicą nerkową, oznaczane po pięciu
dniach od zastosowanego zabiegu litotrypsji, jest porównywalne z wy-
dalaniem GAG przed zabiegiem i wykazuje osobniczą zależność. Ta ten-
dencja zgodna jest z wynikami otrzymanymi również przez innych au-
torów [1, 2] i przemawia za poglądem, że stosowany zabieg litotrypsji
pozostaje bez znaczącego wpływu na struktury tkankowe.

1. [1] Alkibay, T., Karabas, O., Hizel, N.: Urinary GAG excretion following extra-
2. corporeal shock wave lithotripsy. Int. Urol. Nephrol. 1993, 25, 321-326.
3. [2] Atahan, O., Alkibay, T., Karaoglan, U., Deniz, N., Bozkirli, I.: Acute
4. bioeffect of electromagnetic lithotripsy. Scand. J. Urol. Nephrol. 1996, 30, 269-
5. 272.
6. [3] Atahan, O., Kaigil, O., Hizel, N., Yavuz, O.: Urinary glycosaminoglycan
7. excretion in bladder carcinoma. Scand. J. Urol. Nephrol. 1996, 30, 173-177.
8. [4] Buffington, C. A., Blaisdell, J., Binns, S., Woodworth, B.: Decrease urine
9. GAG excretion in cats with interstitial cystitis. }. Urol. 1996,155,1801-1804.
10. [5] Ericson, D. R., Oddille, S., Martin, A., Bhavanandan, V. P.: Urinary
11. chondroitin sulfates, heparan sulfate and total sulfated glycosaminoglycans in in-
12. terstitial cystitis. J. Urol. 1997, 157, 61-64.
13. [6] Farndale, R. W., Buttle, D. J., Barrett, A.: Improwed ąuantitation and dis~
14. crimination of sulphated glycosaminoglycans by use of dimethylmethylene blue.
15. Biochim. Biophys. Acta 1986, 883, 173-177.
16. [7] Fellstrom, B., Becman, U., Danielson, B., Wikstrom, B.: Treatment of
17. renal calcium stone disease with the synthetic glycosaminoglycan pentosan polysul-
18. phate. World J. Urol. 1994, 12, 52-54.
19. [8] Grases, R, Llompart, I., Conte, A., Coll, R., March, I. G.: Glycosamino-
20. glycans and oxalocalcic urolithiasis. Nephron. 1994, 68, 449-453.
21. [9] Hesse, A., Wuzel, H., Vahlensieck, W.: Significance of glycosaminogly-
22. cans for the formation of calcium oxalate stones. Am. J. Kidney Dis. 1991, 4,
23. 414-419.
24. [10] Hurst, R. E.: Structure, function, and pathology of proteoglycans and glycosami-
25. noglycans in the urinary tract. World J. Urol. 1994, 12, 3-10.
26. [11] Jacson, R., Busch, S., Cordin, A.: Glycosaminoglycans: molecular proper-
27. ties, protein, interactions, and role in physiological processes. Physiol. Rev. 1991,
28. 71, 481-526.
29. [12] Karlsen, S. ]., Berg, J. K.: Acute changes in renal function following extracor-
30. poreal shock wave lithotripsy in patients with a Solitary functioning kidney.
31. J. Urol. 1991, 145, 253-256.
32. [13] Michelacci, Y. M., Glashan, R. Q.: Urinary eicretion of glycosaminoglycans
33. in normal and stone forming subjects. Kidney Intern. 1989, 36, 1022-1028.
34. [14] Parson, C. L.: A model for the function of glycosaminoglycans in the urinary
35. tract. World J. Urol. 1994, 12, 38-42.
36. [15] Rubben, H., Friedrichs, R., Stuhlsatz, H., Cosma, S., Lutzeyer, W.:
37. Quantitative analysis of glycosaminoglycans in urothelium and bladder of calf.
38. Urology 1983, 6, 655-657.
39. [16] Winter, P., Ganter, K., Leppin, U., Schoeneich, G., Hesse A.: Glycosami-
40. noglycans in urine and extracorporeal shock wave lithotripsy. Urol. Res. 1995,
41. 23, 401-405.