Исследование роста желчных камней

20.07.2016
Для изучения роста желчных камней применяют специальные литогенные диеты, позволяющие в течение сравнительно короткого времени (8-12 нед.) получать кристаллы холестерина или микролиты в желчном пузыре экспериментальных животных. В качестве экспериментальных животных чаще используют лабораторных мышей. В последние годы для изучения холестеринового холецистолитиаза выведена специальная линия мышеи C57L/S, имеющих ген «литогенности», что делает их особенно чувствительными к литогенной диете. На литогенной диете, содержащей 15% триглицеридов, 1% холестерина и 0,5% желчных кислот, у этих мышей через 2 мес. формируются мелкие холестериновые конкременты. Эти модели экспериментальных животных позволяют оценивать в основном процессы холестеринового холецистолитиаза и эффективность литолитической терапии.

Естественно, эти результаты нельзя полностью экстраполировать на организм человека, так как исследования холелитиаза проводятся на здоровых животных, в то время как у человека формирование желчных камней протекает в условиях, как правило, нарушенных концентрационной, секреторной, эвакуаторной и других функций желчного пузыря, что, несомненно, отражается на формировании и росте конкрементов.

Весьма заманчиво считать, что образование кристаллов холестерина является начальной стадией формирования желчных камней. Однако исследования показывают, что у части пациентов, у которых уже есть кристаллы холестерина, отсутствуют какие бы то пи было конкременты в желчном пузыре. Эти данные позволяют считать, что рост кристаллов холестерина и превращение их в желчные конкременты не всегда следуют за процессом кристаллизации. Об этом свидетельствуют многочисленные клинические наблюдения, указывающие на возможность, например, длительной персистенции билиарного сладжа и даже исчезновения камней у беременных после родоразрешения. Несомненно, что кристаллизация холестерина представляет критическую стадию формирования желчных конкрементов, но она может быть отсрочена, например, из-за единственной причины — хорошего опорожнения желчного пузыря.

Особый интерес представляет изучение процессов, способных объяснить причину формирования многочисленных конкрементов в желчном пузыре. Исследования показывают, что эти камни, как правило, одинакового размера. Этот факт позволяет предполагать, что процессы зародышеобразования для этого семейства камней идут одновременно и что такие камни растут с одинаковой скоростью, хотя, как будет указано ниже, рост камней представляет прерывистый процесс и связан с одновременным депонированием билирубината и карбоната кальция. Наличие в желчном пузыре камней разного размера указывает на несколько их генераций.

В большинстве случаев в центре холестериновых камней находят ядро камне-образования, состоящее обычно из солей кальция и/или пигментов. Кристаллы холестерина также могут быть ядром камнеобразования. Однако в этой ситуации кроме перенасыщенности желчи холестерином принимают участие и другие факторы, в частности муцины, белки желчи и другие компоненты.

Пo данным А.С. Логинова и соавт., изучавших микроструктуру желчных камней по данным цветовой катодлюминесцентной растровой электронной микроскопии, в одиночных смешанных камнях ядро представлено белок-холестериновой композицией, а в многочисленных смешанных камнях — белок-билирубиновой композицией.

Вокруг ядра (органической матрицы) кристаллы холестерина располагаются беспорядочно, формируя радиальные и концентрические слои, что хорошо видно при растровой электронной микроскопии. Однако во внешней части у некоторых камней кристаллы могут быть ориентированы перпендикулярно к поверхности. Нa распиле камней видны концентрические цветные кольца, отделяющие их от слоев с кристаллами холестерина. Химический состав этих колец часто напоминает центр ядра желчных камней. Эти кольца отражают циклическое депонирование билирубината кальция, других солей кальция и гликопротеидов.

Важно подчеркнуть, что билиарный сладж, макроскопически видимый при ультразвуковом исследовании, является определяющим фактором формирования желчных камней. Исследования показывают, что сладж состоит из кристаллов моногидрата холестерина или гранул билирубината кальция, «пойманных» слизью желчи. Сформировавшийся сладж — ключевой предшественник холелмтиаза, потому что обеспечивает наличие необходимой вязкой, гелеподобной массы для формирования камней. Несмотря на то что билиарный сладж является исходным материалом для формирования желчных камней, они, по различным оценкам, образуются только у 5 -20% пациентов за 1 - 3-летний период. Это связано с тем, что при исчезновении причин, способствующих образованию сладжа, последний исчезает спонтанно.

Исследования, проведенные с помощью радиоизотопного углерода, показывают, что средние темпы роста желчных конкрементов составляют приблизительно 2,6 ± 1,4 мм/год. Время от монета формирования камней до развития клинических симптомов составляет примерно 8.0 ±5,1 года.

Однако, несмотря на определенные успехи в изучении билиарного литогенеза, много вопросов, касающихся роста камней, остаются но до конца решенными. Например, не ясно, почему конкременты в желчном пузыре в одних случаях небольшие (1-15 мм) и многочисленные (более 10 000). в других большие (6-10 см и более) и одиночные. He уточнены и причины осаждения в камнях муцина, белков желчи, желчных пигментов и неорганических солей вместе с кристаллами холестерина.

Таким образом, разработка искусственной желчи, имитирующей все основные литогенные свойства человеческой желчи, наличие экспериментальных моделей животных, позволяющих изучить формирование, структуру, химический состав камней, и возможность прогнозировать темпы роста желчных камней создают оптимистические перспективы для решения «белых» пятен в билиарном литогенезе.

Несмотря на значительную теоретическую составляющую этих исследований, они имеют чрезвычайно важное значение для клиники, так как позволяют поколебать существующее в настоящее время отношение врачей к бессимптомному течению Ж КБ с учетом прогрессирующего увеличения желчных камней.

Для изучения темпов роста желчных камней в условиях, максимально приближенных к естественным, а также причин, влияющих на скорость формирования конкремента, разработаны модели с использованием мелких желчных камней, извлеченных у человека во время холецистэктомии. Пo данным Andre van den Berg и соавт., на этой модели желчной системы при ИНХ 1,7 и концентрации общих липидов, равной 10 г/дл, масса холестериновых камней увеличивалась в первые 14 дней, давая прирост от 4 до 15% (см. рис. 5.4). При этом наиболее быстрый рост отмечен у камня, имеющего вид тутовой ягоды. Для большинства камней после того, как был достигнут их максимальный рост через 2 нед, характерным было небольшое уменьшение сухой массы камня. Уменьшение или прекращение роста камней было связано с истощением супернатанта от избыточного холестерина в связи с выпадением его в осадок (рис. 5.5).
Исследование роста желчных камней

В отдельной серии опытов авторы продолжили исследование: после 8 нед. эксперимента один напор камней (n = 4), давший прирост массы на 8 ± 2%. был вновь помещен в свежеприготовленный раствор искусственной желчи с ИНХ = 1,7 и общим содержанием липидов 10 г/дл. Рост камней немедленно возобновился. и произошло дополнительное увеличение сухой массы еще на 6 ± 3%

По мере роста камней на их поверхности появляется беловатый прозрачный осадок холестерина. Как показано на рис. 5.6, у камня в виде тутовой ягоды этот осадок охватывает всю поверхность, а на камнях округлой формы распределяется в виде многочисленных очагов.

Электронная микроскопия поверхности и внутренней части разрушенных камней позволила установить, что расположение кристаллов недавно осажденного холестерина зависит от первоначальном структуры внешней поверхности (рис. 5.7). Камни в виде тутовой ягоды имели лопастьподобную ориентацию кристаллов в поверхностном слое, а новый холестерин осаждался таким образом, что эта структура удлинялась, в то время как внешняя поверхность простых круглых камней состояла из концентрических кругов горизонтально расположенных кристаллов. Осаждающиеся пластины холестерина имели перпендикулярную ориентацию к исходной поверхности. Некоторые вершины этих вертикально направленных кристаллов имели урезанные (зачищенные) края, что, вероятно, указывает на частичное растворение, ибо, как сказано выше, в поздних фазах эксперимента сухая масса камней немного уменьшалась.
Исследование роста желчных камней

При растровой электронной микроскопии беловатые отложения на поверхности камней, культивированных в смоделированной желчи, были структурно схожи с поверхностью некоторых холестериновых камней, полученных из желчного пузыря пациентов при холецистэктомии. При этом толщина отложений, пространственная ориентация и расстояния между кристаллами были очень схожи (рис. 5.7, Г и Д). Биохимическое исследование этих отложений, полученных с помощью соскоба с поверхности камней, и исследование с помощью стереомикроскопа показали, что in vitro и in vivo масса отложений более чем на 99% состояла из холестерина.
Исследование роста желчных камней

Данная модель дает возможность изучения роста желчных камней человека при наличии искусственной желчи, перенасыщенной холестерином. Несмотря на то что исследования проведены в условиях эксперимента, они позволяют получить ответы на целый ряд важных для клиники вопросов;

1. Рост желчных конкрементов in vitro в течение 1 нед. может достигать 15% первоначальной массы камня.

2. Рост желчных камней не является непрерывным процессом, темпы роста замедляются или прекращаются при снижении литогенных свойств желчи. Эти исследования подтверждают концепцию о том, что рост камней in vivo является прерывистым процессом в результате нарушения баланса нуклеации и растворения конкремента. В связи с этим формирование крупных желчных камней в клинических условиях может занимать несколько лет.

3. Рост холестериновых желчных камней может происходить при отсутствии муцина желчи и солей кальция.

4. Форма камня (округлый или в виде тутовой ягоды) влияет на скорость его роста и характер поверхностных отложений. In vivo эти отложения могут ускоряться присутствующими в нативной желчи пронуклеируюoими факторами, в первую очередь муцином и солями кальция, что отражается в структуре холестериновых желчных камней в виде кольцевидных образований на их поперечных срезах. Наличие этих образований может объяснять причину замедления и неравномерность темпов растворения камней при литолитической терапии.

5. Поскольку фактически у всех холестериновых желчных камней есть матрица из гликопротеидов слизи и/или солей кальция, являющаяся ядром камнеобразования, муцины желчи и соли кальция дополнительно индуцируют кристаллизацию холестерина и ускоряют рост желчных камней.

Рассмотренные данные экспериментальных исследований совпадают с данными других aвторов, изучавших холестериновый холелитиаз в клинических условиях, что позволяет считать данную in vitro модель простой и достаточно информативной для объяснения роста желчных камней in vivo.

Отдельными авторами предлагается в высушенных препаратах желчи по типу формирования кристаллических структур определять степень коллоидной дестабилизации желчи и прогнозировать риск холелитиаза (рис. 5.8).
Исследование роста желчных камней