Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54220 БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ BIOORGANIC, BIOPHYSICAL AND MEDICINAL CHEMISTRY БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ Investigation of Z-potential Oftamm-Horsfall protein oligomerous forms of a htalth persones and a urolithiasis patients Исследование Z-потенциала белка Тамма-Хорсвалла и его отличия у здоровых людей и больных уролитиазом Ланда С Б Landa S B sergey.landa@gmail.com Верлов Н А Verlov N A Эммануэль В Л Emanuel V L vladimirem1@gmail.com Измайлов М Р Izmailov M R Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова; Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» ru Pavlov First Saint Petersburg State Medical University; Petersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of NRC «Kurchatov Institute» ru Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» ru Petersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of NRC «Kurchatov Institute» ru Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова ru Pavlov First Saint Petersburg State Medical University ru Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова ru Pavlov First Saint Petersburg State Medical University ru 25 06 2017 25 06 2017 2 1 468 473 20 06 2017 20 06 2017 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54220/view

Уролитиаз относится к наиболее распространенным, тяжелым и часто рецидивирующим урологическим заболеваниям, представляющим серьёзную проблему социального значения [1]. Образование мочевых камней связано с физико-химическими процессами, при которых происходит снижение порога растворимости солей или превышения их концентрации над порогом растворимости [2]. Однако в моче присутствуют факторы препятствующие кристаллизации мочевых солей. Главным из них считается белок Тамма-Хорсвалла (БТХ). Ранее было показано, что БТХ в различных условиях может существовать в различных олигомерных формах [9,10]. Целью настоящей работы являлось оценка степени десиалирования БТХ по величине Z-потенциала и поиск различий между больными уролитиазом и лицами без патологии мочевыводящей системы. Измерения Z-потенциала БТХ показали, что у здоровых доноров распределение частиц БТХ по Z-потенциалу одномодально. Среднее значение Z-потенциала БТХ здоровых доноров составляло - 28.4 mV. У больных уролитиазом распределение по Z-потенциалу было бимодальным. Средние значения мод составляли - 29.7 mV b - 6.2 mV. В работе обсуждается связь степени десиалирования с олигомерными формами БТХ и возможные механизмы ингибирования или сенсибилизации процесса камнеобразования.

Urolithiasis refers to the most common, severe and often recurring urological diseases, representing a serious problem with social significance [1]. The formation of urinary stones is associated with physicochemical processes in which the threshold solubility of salts decreases or their concentration exceeds the threshold solubility [2]. However, there are factors that prevent the crystallization of urinary salts in the urine. The main one is the Tamm-Horswall protein (THP). Previously, it was being shown that THP under different conditions can exist in different oligomeric forms [9,10]. The purpose of this work was to assess the THP desialisation degree in terms of the Z-potential and to search for differences between patients with urolithiasis and those without a urinary system pathology. Measurements of the THP Z-potential showed that in healthy donors the distribution of THP particles along the Z-potential is unimodal. The average value of the THP Z-potential in healthy donors was 28.4 mV. In patients with urolithiasis, the Z-potential distribution was bimodal. The average values of the modes were - 29.7 mV b - 6.2 mV. The paper discusses the relationship between the degree of desialization with oligomeric forms of BTX and the possible inhibition or sensitization process mechanisms stone formation.

 мочекаменная болезнь уролитиаз белок Тамма-Хорсвалла олигомерные формы Z-потенциал сиаловые кислоты почечные конкременты Urolithiasis Tamm-Horsfall protein Oligomerous forms Zeta-potential Sialic acids Kidney stones

Дзеранов Н.К., Захаров В.Н., Байбарин К.А. Современные литотрипторы для дистанционной литотрипсии мочевых камней. Лечащий врач, 2005, № 7, с. 72-76. [Dzeranov N.K., Zakharov V.N., Baibardin K.A. Modern lipotriptors for distant lipotritions of urinary stones. Lechaschiy vratch, 2005, no. 7, pp 72-76. (In Russ.)] Dzeranov N.K., Zaharov V.N., Baybarin K.A. Sovremennye litotriptory dlya distancionnoy litotripsii mochevyh kamney. Lechaschiy vrach, 2005, № 7, s. 72-76. [Dzeranov N.K., Zakharov V.N., Baibardin K.A. Modern lipotriptors for distant lipotritions of urinary stones. Lechaschiy vratch, 2005, no. 7, pp 72-76. (In Russ.)] Единый Ю.Т., Дзюрак B.C., Желтовская Н.И. Концентрация водородных ионов мочи как один из патогенетических факторов мочекаменной болезни. Врачебное дело, 1987, № 12, c. 57-59. [Ediny U.T., Dzurak V.S., Geltovskaja N.I. Urinary pH is a one of pathogenic factors of urolitiasys. Vrachebnoe delo, 1987, no. 12, pp. 57-59. (In Russ.)] Edinyy Yu.T., Dzyurak B.C., Zheltovskaya N.I. Koncentraciya vodorodnyh ionov mochi kak odin iz patogeneticheskih faktorov mochekamennoy bolezni. Vrachebnoe delo, 1987, № 12, c. 57-59. [Ediny U.T., Dzurak V.S., Geltovskaja N.I. Urinary pH is a one of pathogenic factors of urolitiasys. Vrachebnoe delo, 1987, no. 12, pp. 57-59. (In Russ.)] Wesson J.A., Ward M.D. Pathological biomineralization of kidney stones. Elements, 2007, vol. 3, pp. 415-421. Wesson J.A., Ward M.D. Pathological biomineralization of kidney stones. Elements, 2007, vol. 3, pp. 415-421. Grover P.K., Moritz R.L., Simpson R.J., Ryall R.L. Inhibition of growth and aggregation of calcium oxalate crystals in vitro: A comparison of four human proteins. Eur. J. Biochem., 1998, vol. 253, pp. 637-644. Grover P.K., Moritz R.L., Simpson R.J., Ryall R.L. Inhibition of growth and aggregation of calcium oxalate crystals in vitro: A comparison of four human proteins. Eur. J. Biochem., 1998, vol. 253, pp. 637-644. Beshensky A.M., Wesson J.A., Worcester E.M., Sorokina E.J., Snyder C.J., Kleimann J.G. Effects of urinary macromolecules on hydroxyapatite crystal formation. J. Am. Soc. Nephrol., 2001, vol. 12, pp. 2108-2116. Beshensky A.M., Wesson J.A., Worcester E.M., Sorokina E.J., Snyder C.J., Kleimann J.G. Effects of urinary macromolecules on hydroxyapatite crystal formation. J. Am. Soc. Nephrol., 2001, vol. 12, pp. 2108-2116. Hallson P.C., Choong S.K., Kasidas G.P., Samuell C.T. Effects of Tamm-Horsfall protein with normal and reduced sialic acid content upon the crystallization of calcium phosphate and calcium oxalate in human urine. Br. J. Urol., 1997, vol. 80, pp. 533-538. Hallson P.C., Choong S.K., Kasidas G.P., Samuell C.T. Effects of Tamm-Horsfall protein with normal and reduced sialic acid content upon the crystallization of calcium phosphate and calcium oxalate in human urine. Br. J. Urol., 1997, vol. 80, pp. 533-538. Chen W.C., Lin H.S., Chen H.Y., Shin C.H., Li C.W. Effects of Tamm-Horsfall protein and albumin on calcium oxalate crystallization and importance of silaic acids. Mol. Urol., 2001, vol. 5, pp. 1-5. Chen W.C., Lin H.S., Chen H.Y., Shin C.H., Li C.W. Effects of Tamm-Horsfall protein and albumin on calcium oxalate crystallization and importance of silaic acids. Mol. Urol., 2001, vol. 5, pp. 1-5. Williams J., Marshall R.D., van H.H., Vliegenthart J.F. Structural analysis of the carbohydrate moieties of human Tamm-Horsfall glycoprotein. Carbohydr Res., 1984, vol. 134, pp. 141-155. Williams J., Marshall R.D., van H.H., Vliegenthart J.F. Structural analysis of the carbohydrate moieties of human Tamm-Horsfall glycoprotein. Carbohydr Res., 1984, vol. 134, pp. 141-155. Ланда С.Б., Аль-Шукри С.Х., Горбачев М.И., Егоров В.В., Эмануэль В.Л., Эмануэль Ю.В. Патохимические особенности олигомерных форм белка Тамма-Хорсвалла при уролитиазе. Клиническая лабораторная диагностика, 2016, т. 61, № 6, с. 335-342. [Landa S.B., Al-Shukri S.H., Gorbachev M.I., Egorov V.V., Emanuel Yu.V., Emanuel V.L. The pathochemical characteristics of oligomeric forms of Tamm-Horsfall protein under urolithiasis. Clin. Lab. Diag., 2016, vol. 61, no. 6, pp. 335-342. (In Russ.)] Landa S.B., Al'-Shukri S.H., Gorbachev M.I., Egorov V.V., Emanuel' V.L., Emanuel' Yu.V. Patohimicheskie osobennosti oligomernyh form belka Tamma-Horsvalla pri urolitiaze. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika, 2016, t. 61, № 6, s. 335-342. [Landa S.B., Al-Shukri S.H., Gorbachev M.I., Egorov V.V., Emanuel Yu.V., Emanuel V.L. The pathochemical characteristics of oligomeric forms of Tamm-Horsfall protein under urolithiasis. Clin. Lab. Diag., 2016, vol. 61, no. 6, pp. 335-342. (In Russ.)] Эмануэль В.Л., Ланда С.Б., Эмануэль Ю.В., Измайлов М.Р. Патофизиологическая интерпретация биофизической модуляции патохимических форм основного протеома мочи при уролитиазе. Лабораторная служба, 2017, т. 6, № 2, с. 21-27. [Emanuel V.L., Landa S.B., Emanuel Yu.V., Izmaylov M.R. Pathophysiological interpretation of biophysical modulation of basic urine proteome patochemical forms in case of urolithiasis. Laboratornaya sluzhba, 2017, vol. 6, no. 2, pp. 21-27. (In Russ.)] Emanuel' V.L., Landa S.B., Emanuel' Yu.V., Izmaylov M.R. Patofiziologicheskaya interpretaciya biofizicheskoy modulyacii patohimicheskih form osnovnogo proteoma mochi pri urolitiaze. Laboratornaya sluzhba, 2017, t. 6, № 2, s. 21-27. [Emanuel V.L., Landa S.B., Emanuel Yu.V., Izmaylov M.R. Pathophysiological interpretation of biophysical modulation of basic urine proteome patochemical forms in case of urolithiasis. Laboratornaya sluzhba, 2017, vol. 6, no. 2, pp. 21-27. (In Russ.)] Konya E., Amasaki N., Umekawa T., Iguchi M., Kurita T. Influence of urinary sialic acid on calcium oxalate crystal formation. Urol Int., 2002, vol. 68, pp. 281-285. Konya E., Amasaki N., Umekawa T., Iguchi M., Kurita T. Influence of urinary sialic acid on calcium oxalate crystal formation. Urol Int., 2002, vol. 68, pp. 281-285. Youhanna S., Weber J., Beaujean V., Glaudemans B., Sobek J., Devuyst O. Determination of uromodulin in human urine: influence of storage and processing. Nephrol Dial Transplant., 2014, vol. 29, no. 1, pp. 136-145. Youhanna S., Weber J., Beaujean V., Glaudemans B., Sobek J., Devuyst O. Determination of uromodulin in human urine: influence of storage and processing. Nephrol Dial Transplant., 2014, vol. 29, no. 1, pp. 136-145. Трашков А.П., Васильев А.Г., Коваленко А.Л., Тагиров Н.С. Метаболическая терапия мочекаменной болезни на различных моделях поражения почек у крыс. Экспериментальная и клиническая фармакология, 2015, т. 78, № 3, с. 17-21. [Trashkov A.P., Vasiliev A.G., Kovalenko A.L., Tagirov N.S. Metabolic therapy of nephrolithiasis in two different rat models of kidney desease. Experimental and clinical pharmacology, 2015, vol. 78, no. 3, pp. 17-21. (In Russ.)] Trashkov A.P., Vasil'ev A.G., Kovalenko A.L., Tagirov N.S. Metabolicheskaya terapiya mochekamennoy bolezni na razlichnyh modelyah porazheniya pochek u krys. Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya, 2015, t. 78, № 3, s. 17-21. [Trashkov A.P., Vasiliev A.G., Kovalenko A.L., Tagirov N.S. Metabolic therapy of nephrolithiasis in two different rat models of kidney desease. Experimental and clinical pharmacology, 2015, vol. 78, no. 3, pp. 17-21. (In Russ.)] Nicoli D., Chang Yu-Jain, Wu Jau-Sien Methods and apparatus for electrophoretic mobility determination using phase light scattering analysis. Patent US 7295311 B2, Date of publication 13.11.2007. Nicoli D., Chang Yu-Jain, Wu Jau-Sien Methods and apparatus for electrophoretic mobility determination using phase light scattering analysis. Patent US 7295311 B2, Date of publication 13.11.2007. Serafini-Cessi F., Bellabarba G., Malagolini N., Dall’Olio F. Rapid isolation of Tamm-Horsfall glycoprotein (uromodulin) from human urine. J Immunol Methods, 1989, vol. 120, pp. 185-189. Serafini-Cessi F., Bellabarba G., Malagolini N., Dall’Olio F. Rapid isolation of Tamm-Horsfall glycoprotein (uromodulin) from human urine. J Immunol Methods, 1989, vol. 120, pp. 185-189. Viswanathan P., Rimer J.D., Kolbach A.M., Ward M.D., Kleinman J.G., Wesson J.A. Calcium oxalate monohydrate aggregation induced by aggregation of desialylated Tamm-Horsfall protein. Urol Res., 2011, vol. 39, no. 4, pp. 269-282. Viswanathan P., Rimer J.D., Kolbach A.M., Ward M.D., Kleinman J.G., Wesson J.A. Calcium oxalate monohydrate aggregation induced by aggregation of desialylated Tamm-Horsfall protein. Urol Res., 2011, vol. 39, no. 4, pp. 269-282. Hess B., Nakagawa Y., Parks J.H., Coe F.L. Molecular abnormality of Tamm-Horsfall glycoprotein in calcium oxalate nephrolithiasis. Am J Physiol., 1991, vol., 260, pp. F569-F578. Hess B., Nakagawa Y., Parks J.H., Coe F.L. Molecular abnormality of Tamm-Horsfall glycoprotein in calcium oxalate nephrolithiasis. Am J Physiol., 1991, vol., 260, pp. F569-F578. Mo L., Liaw L., Evan A.P., Sommer A.J., Lieske J.C., Wu X.R. Renal calcinosis and stone formation in mice lacking osteopontin, Tamm-Horsfall protein, or both. Am J Physiol Renal Physiol., 2007, vol. 293, pp. F1935-F1943. Mo L., Liaw L., Evan A.P., Sommer A.J., Lieske J.C., Wu X.R. Renal calcinosis and stone formation in mice lacking osteopontin, Tamm-Horsfall protein, or both. Am J Physiol Renal Physiol., 2007, vol. 293, pp. F1935-F1943. Hallson P.C., Rose G.A. Uromucoids and urinary stone formation. Lancet, 1979, vol. 1, pp. 1000-1002. Hallson P.C., Rose G.A. Uromucoids and urinary stone formation. Lancet, 1979, vol. 1, pp. 1000-1002. Greenwood R, Kendall K. Electroacoustic studies of moderately concentrated colloidal suspensions. Journal of the European Ceramic Society, 1999, vol. 19, no. 4б, pp. 479-488. Greenwood R, Kendall K. Electroacoustic studies of moderately concentrated colloidal suspensions. Journal of the European Ceramic Society, 1999, vol. 19, no. 4b, pp. 479-488.