medalphabetМедицинский алфавитMedical alphabet2078-56312949-2807ООО «Альфмед»10.33667/2078-5631-2025-22-32-36medalphabet-4605Research ArticleСтатьиOбразование криогеля в холодовой пробе мочи – маркер нарушений посттрансляционного процессинга уромодулинаCryogel formation in a cold urine sample as a marker of aberrant post‑translational uromodulin modificationЗалескийМ. Г.ZaleskyM. G.

Залеский Михаил Григорьевич, к. б. н. 

Тульская область

Zaleskiу Mikhail G., PhD Bio Sci.

Tula region

zalab@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3756-0701ВерловН. А.VerlovN. A.

Верлов Николай Александрович, к. б. н., заведующий ресурсным центром Отделения молекулярной и радиационной биофизики

Ленинградская область, Гатчина

Verlov Nikolay A., PhD Bio Sci, head of Resource Center of Dept of Molecular and Radiation Biophysics

Leningrad region, Gatchina

verlov_na@pnpi.nrcki.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6663-7045ЯковлеваА. В.IakovlevaA. V.

Яковлева Анастасия Владимировна, зав. лабораторией, врач клинической лабораторной диагностики

Санкт-Петербург

Iakovleva Anastasiia V., head of Laboratory, clinical laboratory diagnostics physician

St. Petersburg

gi_ns@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0008-0164-4832ДюсуповаК.DyussupovaK.

Дюсупова Карина, врач клинической лабораторной диагностики

Санкт-Петербург

Dyussupova Karina, clinical laboratory diagnostics physician

St. Petersburg

dyussupova.karina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2079-0439ЭмануэльВ. Л.EmanuelV. L.

Эмануэль Владимир Леонидович, д. м. н., профессор, зав. кафедрой клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины

Санкт-Петербург

Emanuel Vladimir L., DM Sci (habil.), professor, head of Dept of Clinical Laboratory Diagnostics with a Course in Molecular Medicine

St. Petersburg

vladimirem1@gmail.comООО Санаторий (курорт) «Краинка»РоссияSanatorium (Resort) “Krainka” LLCRussian FederationФГБУ «Петербургский институт ядерной физики имени Б. П. Константинова» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»РоссияPetersburg Nuclear Physics Institute named by B. P. Konstantinov of National Research Centre “Kurchatov Institute”Russian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Минздрава РоссииРоссияPavlov First Saint Petersburg State Medical UniversityRussian Federation202525102025022«Современная лаборатория» (2)3236Copyright © Залеский М.Г., Верлов Н.А., Яковлева А.В., Дюсупова К., Эмануэль В.Л., 20252025Залеский М.Г., Верлов Н.А., Яковлева А.В., Дюсупова К., Эмануэль В.Л.Zalesky M.G., Verlov N.A., Iakovleva A.V., Dyussupova K., Emanuel V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.med-alphabet.com/jour/article/view/4605Актуальность

Актуальность. С XVI века известен феномен «Sedimentum lateritium» (SL), заключающийся в том, что при охлаждении мочи в некоторых пробах наряду с осадком солей происходило образование гелеобразной субстанции – криогеля (КГ). Диагностическое значение эффекта образования КГ изучено в серии работ на разработанной лабораторной модели – холодовой пробе мочи (ХПМ) [1].

Цель исследования

Цель исследования. Определить диагностическую значимость феномена криогелеобразования (SL) для выявления нарушений посттрансляционного процессинга уромодулина.

Материалы и методы

Материалы и методы. Образование КГ проанализировано с позиций современных представлений о функциональном фенотипе изоформ основного ренального протеома – белка Тамма-Хорсфалла или уромодулина (УМО). КГ рассматривается как результат фазового перехода «золь-гель» стереохимически модифицированных изоформ УМО цилиндрической формы с гидродинамическим размером около 400нм и молекулярной массой 28х106D -УМО (28).

Результаты

Результаты. Формирование геля в коллоидных растворах предполагает наличие нитеобразных высокомолекулярных соединений (ВМС), взаимодействие которых формирует общую структуру геля. Наиболее изученными в моче структурами, отвечающими этим характеристикам, являются изоформы УМО при уролитиазе. Устойчивое нарушение постгеномного процессинга УМО ведет к изменению коллоидной устойчивости мочи и увеличению кристаллизации неорганических компонентов мочи.

Заключение

Заключение. Констатируется, что КГ – чувствительный биомаркер дисфункции постгеномного процессинга УМО в эндотелиоцитах нефрона, характеризующий повреждения почек различной этиологии и дебют хронической болезни почек.

Background

Background. Since the 16th century the phenomenon of “Sedimentum lateritium” (SL) has been known. It consists in the formation of a gel-like substance, cryogel (CG), in some cooled urine samples, along with salt sediment. The diagnostic value of the CG formation effect was studied in a series of studies based on a laboratory model – a cold urine sample (CUS) [1].

Aim

Aim. To determine the diagnostic significance of the SL phenomenon for detecting disorders of uromodulin posttranslational processing.

Materials and methods

Materials and methods. The analysis of CG formation is grounded in current concepts of the renal proteome, focusing on the functional characteristics of different isoforms of uromodulin (UMO, Tamm-Horsfall protein). CG is considered as the result of the “sol-gel” phase transition of stereochemically modified cylindrical UMO isoforms with a hydrodynamic size of about 400 nm and a molecular weight of 28х106D -UMO (28).

Results

Results. Gel formation in colloidal solutions presupposes the presence of filamentous high molecular weight compounds (HMWC), the interaction of which forms the overall structure of the gel. The most studied structures in urine that meet these characteristics are the isoforms of UMO in urolithiasis. A stable violation of the postgenomic processing of UMO leads to a change in the colloidal stability of urine and an increase in the crystallization of inorganic urine components.

Conclusion

Conclusion. Our results indicate that CG formation is a universal sensitive biomarker for impaired post-translational processing of UMO in nephron epithelial cells. This phenomenon characterizes renal damage of diverse etiologies and marks the onset of chronic kidney disease (CKD).

sedimentum lateritiumхолодовая проба мочикриогель мочибелок Тамма-Хорсфаллауромодулинмаркер повреждения почекхронической болезни почекsedimentum lateritiumcold urine sampleurine cryogelTamm-Horsfall protein (uromodulin)marker of renal pathologiesprotein coagulationReferencesЗалеский М. Г. Способ формирования группы риска с заболеваниями почек. Пат. № 2402769. Рос.Федерация. Заявл. 27.04.09; Опубл. 27.10.10. Зарегистр. 27.10.2010. 9с.Zaleskiy M. G. Method for forming a risk group with kidney diseases. Patent. No. 2402769. Russian Federation. Claimed. 27.04.09; Published. 27.10.10. Registered. 27.10.2010. 9 p. (In Russ.).Краевский В. Я. Атлас микроскопии осадков мочи. М. «Медицина»,1976, 8 с., ил.Kraevsky V. Ya. Atlas of urine sediment microscopy. Moscow “Medicine”, 1976, 8 p., ill. (In Russ.).Тодоров И. Т. Клинические лабораторные исследования в педиатрии. Перевод с болгарского. София.; Гос.изд. Медицина и физкультура; 1960. 608 с.Todorov I. T. Clinical laboratory tests in pediatrics. Translation from Bulgarian. Sofia.; State Publishing House Medicine and Physical Education; 1960. 608 p. (In Russ.).Berüter J, Colombo J.P, Schlunegger U. P. Isolation and identification of the urinari pigment uroeritrin. Eur J Bichem. 1975 Aug 1; 56 (1): 239–244.Berüter J, Colombo J.P, Schlunegger U. P. Isolation and identification of the urinari pigment uroeritrin. Eur J Bichem. 1975 Aug 1; 56 (1): 239–244.Heintz Robert: Das Harnsediment: Atlas Untersuchungstechink – Beurteilung/Robtrt Heintz; Sabine Althof. – 5., uberarb Aufl. – Stuttgart; New York: Thieme, 1993.Heintz Robert: Das Harnsediment: Atlas Untersuchungstechink – Beurteilung/Robtrt Heintz; Sabine Althof. – 5., uberarb Aufl. – Stuttgart; New York: Thieme, 1993.Шкляр Б. С. Диагностика внутренних болезней. К.; «Вища школа»; 1972. 516 с.Shklyar B. S. Diagnostics of internal diseases. K.; “Higher school”; 1972. 516 p. (In Russ.).Блюменталь Ф. Патологiя мочи у постели больного. Для врачей и студентовъ. / Пер. с нем. – СПб.: Современная медицина и гигиена. 1904–331с.Blumenthal F. Pathology of urine at the patient’s bedside. For doctors and students. / Translated from German. – St. Petersburg: Modern medicine and hygiene. 1904–331 p. (In Russ.).Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэл В. Биохимия человека: в 2-х т. Т. 2. Перс англ.:-М.: Мир. 1993. –415 с.Murray R., Grenner D., Mayes P., Rodwell W. Human biochemistry: in 2 volumes. V.2. Persian English:-M.: Mir. 1993. – 415 p. (In Russ.).Дати Ф., Метцманн Э. Белки. Лабораторные тесты и клиническое применение. / Пер. с англ.-М.: Лабора. 2007–560 с. https://doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-12-728-734Dati F., Metzmann E. Proteins. Laboratory tests and clinical application. / Translated from English-M.: Labora. 2007–560 p. (In Russ.). https://doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-12-728-734Хасун М., Орлова С. А., Каюков И. Г. и др. Уромодулин и почки. Нефрология.2020, Т 24 (1): 22–38.Hasun M., Orlova S. A., Kayukov I. G. et al. Uromodulin and kidneys. Nephrology.2020, T 24 (1): 22–38. (In Russ.).Зверев Я. Ф., Жариков А. Ю., Брюханов В. М. и др. Модуляторы оксалатного нефролитиаза. Ингибиторы кристаллизации. Нефрология.2010; 14.1: 29–49.Zverev Ya.F., Zharikov A. Yu., Bryukhanov V. M. et al. Modulators of oxalate nephrolithiasis. Crystallization inhibitors. Nephrology.2010; 14.1: 29–49. (In Russ.).Knorle R., Schnierle P., Koch A. et.al. Tamm-Horsfall Glycoprotein: Role in Inhibition and Promotion of Renal Calcium Oxalate Stone Formation Studied with Fourier –Transform Infrared Spectroscopy. Clin.Chem 1994; 40 (9): 1739–1743.Knorle R., Schnierle P., Koch A. et.al. Tamm-Horsfall Glycoprotein: Role in Inhibition and Promotion of Renal Calcium Oxalate Stone Formation Studied with Fourier –Transform Infrared Spectroscopy. Clin.Chem 1994; 40 (9): 1739–1743.Ланда С. Б., Егоров В. В., Чухловин А. Б., и др. Применение метода динамического рассеивания для исследования мегамолекулярных комплексов белка Тамма – Хорсфалла и их роли в ранней диагностике уролитиаза.: Клинико-лабораторный консилиум. 2008; 6 (25): 33–38.Landa S. B., Egorov V. V., Chuklovin A. B. et al. Application of the dynamic scattering method for studying megamolecular complexes of Tamm-Horsfall protein and their role in early diagnostics of urolithiasis: Clinical and laboratory consultation. 2008; 6 (25): 33–38. (In Russ.).Tamm I., Horsvall F. L. Characterization and separation of an inhibitor of viral hemagglutination present in urine. Proc Soc Exp Biol Mtl 1950; 74:108–114.Tamm I., Horsvall F. L. Characterization and separation of an inhibitor of viral hemagglutination present in urine. Proc Soc Exp Biol Mtl 1950; 74:108–114.Верлов Н. А., Бурдаков В. С., Кулаков И. А. и др. Роль микробиоты мочевого тракта и протеома мочи в патогенезе уролитиаза. Нефрология.2024; 28 (2): 85–93. https://doi.org/10.36485/1561-6274-2024-28-2-85-93. EDN: PRGIJTVerlov N. A., Burdakov V. S., Kulakov I. A. et al. The role of urinary tract microbiota and urine proteome in the pathogenesis of urolithiasis. Nephrology. 2024; 28 (2): 85–93. (In Russ.). https://doi.org/10.36485/1561-6274-2024-28-2-85-93. EDN: PRGIJTВерлов Н. А., Ланда С. Б., Егоров В. В. И др. Уромодулин: связь олигомерных форм и функции // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2021; 65 (1): 133–140. https://doi.org/10.25557/0031-2991.2021.01.133-140Verlov NA, Landa SB, Egorov VV et al. Uromodulin: the relationship between oligomeric forms and functions // Pathological Physiology and Experimental Therapy. 2021; 65 (1): 133–140. (In Russ.). https://doi.org/10.25557/0031-2991.2021.01.133-140Левицкая Е. С., Батюшин М. М., Гасанов М. З. Уромодулин – биологическая значимость и перспектива клинического применения. Архив внутренней медицины. 2023.-№ 1. – С 5–12.Levitskaya E. S., Batyushin M. M., Gasanov M. Z. Uromodulin: biological significance and prospects for clinical use. Archives of Internal Medicine. 2023.-№ 1. – P 5–12. (In Russ.).Аль-Шукри С.Х., Голощапов Е. Т., Горбачев М. И. и др. Способ диагностики уролитиаза. пат. № 2504786. Рос. Федерация. Заявл. 21.09.12; Опубл. 20.01.14, Бюл. № 2. Зарег.20.01.2014.13с.Al-Shukri S. Kh., Goloshchapov E. T., Gorbachev M. I. et al. Method for diagnosing urolithiasis. Patent No. 2504786. Rus. Federation. Claimed 21.09.12; Publ. 20.01.14, Bull. No. 2. Reg.20.01.2014.13s. (In Russ.).Залеский М. Г. Эффект Sedimentum lateritium является маркером патологический процессов в почках. //Поликлиника. –2018.-№ 4(1) (Спецвыпуск «Лаборатория ЛПУ»), № 13 – С 43–46.Zaleskiy MG The effect of Sedimentum lateritium is a marker of pathological processes in the kidneys. // Polyclinic. –2018.-№ 4(1) (Special issue “Laboratory of LPU”), № 13 – P. 43–46. (In Russ.).Яковлева А. В., Скибо И. И., Семенова Е. В. и др. Скрининг хронической болезни почек в метафилактике болезней цивилизации (межцентровое исследование) // Материалы научно-практических конференций в рамках IX Российского конгресса лабораторной медицины (РКЛМ 2023): сборник тезисов. – М. Издательство «У Никитских ворот», 2023. – С. 34–35.Yakovleva AV, Skibo I. I., Semenova EV et al. Screening for chronic kidney disease in the metaphylaxis of diseases of civilization (intercenter study) // Materials of scientific and practical conferences within the framework of the IX Russian Congress of Laboratory Medicine (RCLM 2023): collection of abstracts. – M. Publishing house “At the Nikitsky Gate”, 2023. -P.34–35. (In Russ.).Яковлева А. В., Верлов Н. А., Залеский М. Г. и др. Патогенетическая роль посттрансляционных изоформ уромодулина // Биофизика.2023; 68 (3): 609–615. EDN: FTHEXU DOI: 10.31857/S0006302923030225Yakovleva AV, Verlov NA, Zaleskiy MG et al. Pathogenetic role of post-translational isoforms of uromodulin // Biophysics. 2023; 68 (3): 609–615. (In Russ.). EDN: FTHEXU DOI: 10.31857/S0006302923030225Верлов Н. А., Бурдаков В. С., Кулаков И. А. и др. Новый подход к оценке уромодулина в моче //Клиническая лабораторная диагностика. 2023; 68 (12): 728–734.Verlov N. A., Burdakov V. S., Kulakov I. A. et al. A new approach to assessing uromodulin in urine // Clinical laboratory diagnostics. 2023; 68 (12): 728–734. (In Russ.).Залеский М. Г. Изучение свойств криогеля холодовой пробы мочи и диагностически значимых белков // Поликлиника. –2019. – (Спецвыпуск «Лаборатория ЛПУ» № 15), – С 41–43.Zaleskiy M. G. Study of the properties of cold urine cryogel and diagnostically significant proteins // Polyclinic. –2019. – (Special issue «Laboratory of LPU» No. 15), – P 41–43. (In Russ.).Залеский М. Г. Закономерность проявление свойств олигомерных форм белка Тамма-Хорсфалла в холодовой пробе мочи при заболеваниях почек. –2020. – (Спецвыпуск) «Лаборатория ЛПУ», № 16) – С 30–33.Zaleskiy M. G. Pattern of manifestation of properties of oligomeric forms of Tamm-Horsfall protein in cold urine test in kidney diseases. –2020. – (Special issue) «Laboratory of LPU», No. 16) – P 30–33. (In Russ.).Ленинджер. Основы биохимии: В 3-х т. Т.З Перс англ.-М.: Мир, 1985. – 765 с., ил.Leninger. Fundamentals of biochemistry: In 3 volumes. T.3 Persian English.-M .: Mir, 1985. – 765 p., ill. (In Russ.).Ланда С. Б., Аль-Шукри С.Х., Горбачев И. И. и др. Патохимические особенности олигомерных форм белка Тамма-Хорсфалла при уролитиазе.//Клиническая лабораторная диагностика, 2016, (61). С. 355–341.Landa S. B., Al-Shukri S. Kh., Gorbachev I. I. et al. Pathochemical features of oligomeric forms of Tamm-Horsfall protein in urolithiasis.//Clinical laboratory diagnostics, 2016, (61). P. 355–341. (In Russ.).Верлов Н. А., Гулина Л. С., Бурдаков В. С. и др. Исследование динамики содержания одновалентных ионов в моче на различных этапах развития уролитиаза в эксперименте in vivo // Медицинский алфавит. 2023 (4): 18–22. https://doi.org/10.33667/2078-5631-2023-4-18-22Verlov N. A., Gulina L. S., Burdakov V. S., et al. Study of the dynamics of the content of monovalent ions in urine at various stages of urolithiasis development in an in vivo experiment // Medical alphabet. 2023 (4): 18–22. (In Russ.). https://doi.org/10.33667/2078-5631-2023-4-18-22Залеский М. Г. Клинико-лабораторная информативность исследования структуризации капель мочи и других биологических жидкостей. Дисс. канд. биол. наук. С. Пб., – 2006. С. 151.Zaleskiy M. G. Clinical and laboratory information content of the study of structurization of urine drops and other biological fluids. Diss. Cand. Biol. Sciences. St. Petersburg, – 2006. P. 151. (In Russ.).Maxfield M. Fractionation of the urinary mucoprotein of Tamm and Horsfall// Arch. Biochem.1960; 89: 281–285Maxfield M. Fractionation of the urinary mucoprotein of Tamm and Horsfall// Arch. Biochem.1960; 89: 281–285Ланда С. Б., Верлов Н. А., Севостьянова М. Ю. и др. Клиническая информативность постгеномной модификации уромодулина // Лабораторная служба.2018;7 (1): 10–1. https://doi.org/10.17116/labs20187110-14Landa S. B., Verlov N. A., Sevostyanova M. Yu. et al. Clinical information content of post-genomic modification of uromodulin // Laboratory Service. 2018; 7 (1): 10–1. (In Russ.). https://doi.org/10.17116/labs20187110-14Верлов Н.А., Гулина Л. С., Бендт И. В. и др. Динамика содержания олигомерных форм уромодулина в моче крыс при развитии мочекаменной болезни. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2021. Т. 65. № 4. С. 89–96. https://doi.org/10.25557/0031-2991.2021.04.89–96Verlov N.A., Gulina L.S., Bendt I.V. et al. Dynamics of the content of oligomeric forms of uromodulin in the urine of rats during the development of urolithiasis. Pathological Physiology and Experimental Therapy. 2021. Vol. 65. No. 4. P. 89–96. (In Russ.). https://doi.org/10.25557/0031-2991.2021.04.89-96Яковлева А.В., Залеский М. Г., Эмануэль В. Л. Философские аспекты клинической биохимии: эмпирические феномены трансляционными методами IVD в формировании парадигмы «Медицины 5П» //Актуальные проблемы общей и клинической биохимии: сб. материалов республиканской научно-практической конференции, г. Гродно, 24 мая 2024 г. [Электронный ресурс] / отв. ред. В. В. Лелевич. – Гродно: ГрГМУ, 2024: 324–326.Yakovleva A. V., Zalesky M. G., Emanuel V. L. Philosophical aspects of clinical biochemistry: empirical phenomena by translational IVD methods in the formation of the paradigm of "5P Medicine" // Actual problems of general and clinical biochemistry: collection of materials of the republican scientific and practical conference, Grodno, May 24, 2024. [Electronic resource] / ed. V. V. Lelevich. – Grodno: Grodno State Medical University, 2024: 324–326. (In Russ.).Яковлева А.В., Момыналиев К. Т., Залеский М. Г. и др. Эффект Sedimentum Lateritium XVI века раскрывает роль ренальных дисфункций в коморбидности болезней XXI века // Медицинский алфавит. 2024 (4): 50–55. https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-4-50-55Yakovleva A.V., Momynaliev K.T., Zalesky M.G. et al. The effect of Sedimentum Lateritium of the 16th century reveals the role of renal dysfunctions in the comorbidity of diseases of the 21st century // Medical alphabet. 2024 (4): 50–55. (In Russ.). https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-4-50-55Миронова И.И., Романова Л. Н., Долгов В. В. Общеклинические исследования: моча, кал, ликвор, мокрота. М-Тверь: ООО «Изд. «Триада»; 2009. 302с.:487 ил.Mironova I.I., Romanova L.N., Dolgov V.V. General clinical studies: urine, feces, cerebrospinal fluid, sputum. M-Tver: OOO "Izd. "Triada"; 2009. 302s .: 487 ill. (In Russ.).Птицына А. И. Маркеры острого повреждения почек у пациентов после кардио-хирургических вмешательств [Текст]: автореф.дис. … канд. мед. наук: 14.03.10 / Птицына Анна Игоревна; Сев.-Зап. гос. мед.ун. – т. – СПб., 2020. – 26 с.: рис., табл. – Библиогр.: с. 21–23.Ptitsyna A.I. Markers of acute kidney injury in patients after cardiac surgery [Text]: author's abstract. dis. … candidate of medical sciences: 14.03.10 / Ptitsyna Anna Igorevna; North-West state medical university. – vol. – St. Petersburg, 2020. – 26 p.: fig., table. – Bibliography: pp. 21–23. (In Russ.).Просянников М. Ю., Анохин Н. В., Голованов С. А., Кирпатовский В. И., Сивков А. В., Константинова О. В., Иванов К. В., Аполихин О. И. Мочекаменная болезнь и сердечно-сосудистые заболевания: только статистическая связь или общность патогенетических механизмов? // ЭКУ. 2018. № 3: 34–41.Prosyannikov M. Yu., Anokhin N. V., Golovanov S. A., Kirpatovsky V. I., Sivkov A. V., Konstantinova O. V., Ivanov K. V., Apolikhin O. I. Urolithiasis and cardiovascular diseases: only a statistical relationship or a commonality of pathogenetic mechanisms? // EKU. 2018. No. 3: 34–41. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.