english version wersja do druku
	kwartalnik ISSN 0500-7208 Czasopismo punktowane przez KBN, Index Copernicus oraz w bazie GBL

Wprowadzenie

W urologii w ciągu ostatnich 20 lat nastąpił znaczący postęp dotyczący dezintegracji i ewakuacji złogów z dróg moczowych człowieka [1,2]. Skład chemiczny kamieni w różnych populacjach chorych różni się znacznie. Wspólnym mianownikiem kamicy jest duża częstość nawrotów po usunięciu pierwszego złogu, mimo dużej zmienności między poszczególnymi chorymi [3]. Wieloczynnikowa patogeneza kamicy utrudnia prowadzenie skutecznej profilaktyki nawrotów. O samych kamieniach nerkowych, ich strukturach, teksturach i składzie mineralnym od dosyć dawna wiele wiadomo [4,5,6,7,8]. Prowadzone są również badania nad niekrystalicznymi składnikami kamieni moczowych i białek, biorących udział w procesie powstawania kamienia w drogach moczowych [9]. Nadal jednak występują poważne kłopoty z transferem posiadanej wiedzy na zjawiska biochemiczne panujące w organizmie chorego. Poznanie każdego nowego czynnika ryzyka i charakteru procesu krystalizacji może mieć wpływ na modyfikację tego postępowania [10,11,12,13,14]. Niniejsza praca podejmuje próbę prześledzenia naturalnej historii kamieni moczowych przy zastosowaniu metod mineralogicznych.

Materiał i metoda

Przebadano sto złogów uzyskanych od dziewięćdziesięciu sześciu chorych na kamicę moczową na drodze samoistnego odejścia lub podczas zabiegów otwartych i endoskopowych. Badania mineralogiczne wykonano metodami: mikroskopii cyfrowej, transmisyjnej mikroskopii polaryzacyjnej, skaningowej mikroskopii elektronowej, dyfraktometrii rentgenowskiej i chemicznej analizy metodą EDS [5,7,15]. Wszystkie te metody stosowane są w badaniach różnych substancji naturalnych czy też syntetycznych i pozwalają się bardzo szczegółowo przyjrzeć również kamieniom nerkowym.

Preparaty mikroskopowe przygotowywano (szlify) posługując się mikroskopem polaryzacyjnym: kamienie zatapiano w żywicach polimerowych, cięto na pile diamentowej, szlifowano i polerowano na proszkach korundowych i diamentowych. Obserwacji dokonano przy użyciu mikroskopu Polmia (Carl Zeiss Jena - Niemcy).

Próbki do badań suszono i napylano w próżni złotem lub węglem (napylarka firmy Jeol, mikroskopy skaningowe Jeol 520 i 540 produkcji japońskiej). W obserwacjach stosowano powiększenia od kilkuset do kilku tysięcy razy. Równocześnie z obserwacjami wykonywano analizy metodą EDS za pomocą przystawki zintegrowanej z mikroskopem skaningowym. Badania rentgenowskie prowadzono metodą proszkową DSH z wykorzystaniem dyfraktometru Dron 2,5 produkcji rosyjskiej. Stosowano zmonochromatyzowane promieniowanie miedziowe. Analizy wykonywano w zakresie od 0 do 30 stopni. Interpretacje wyników przeprowadzono z wykorzystaniem programu komputerowego X-Rayan.

Wyniki

Wśród badanych złogów największy odsetek stanowiły szczawiany w formie wewelitu w połączeniu z wedelitem (20%) oraz szczawiany ze śladową zawartością innego minerału - przeważnie fosforanu. Odsetek kamieni czysto fosforanowych był stosunkowo niski i wynosił odpowiednio dla apatytu - 6%, a dla struwitu - 5%. Złogi cystynowe stanowiły 1% (tab. I). Aż w 85% złogów (bez względu na ich budowę chemiczną) stwierdzono, że jądro krystalizacji stanowi fragment pochodzący z rozpadu starszego kamienia. W 45% obserwowano przy jądrze krystalizacji obecność materii organicznej i elementów tkankowych. W 3% stwierdzono wprost obecność zmineralizowanych bakterii (tab. II).

Połączenie kilku technik mineralogicznych pozwala na prześledzenie dynamiki tworzenia złogów moczowych u konkretnego pacjenta. Możliwości te ilustrują niżej podane przykłady.

1. Monomineralność kamieni oraz ich dobra krystalizacja dowodzą stabilności chemizmu bardziej zmineralizowanego moczu chorego, to znaczy - stabilności wyprowadzania wapnia z organizmu (ryc. 1).

2. Cechą nawrotowości kamicy jest tworzenie się nowej generacji kryształów na fragmencie starszego kamienia (ryc. 2).

3. Etapowość wzrostu kamienia - kamienie wzrastają w kilku etapach o różnej intensywności krystalizacji. Bywają okresy, w których w ogóle nie wzrastają i okresy, których wzrost następował stosunkowo szybko (ryc. 1).

4. Możemy prześledzić zmianę warunków krystalizacji, wynikającą ze zmiany chemizmu moczu (zmiany pH, stosowane leki itp.), np. kiedy w miarę tworzenia się kamienia krystalizacja szczawianów została zastąpiona przez moczany lub gdy na przykład wewelit zostaje zastąpiony przez wedelit (ryc. 3).

5. O przebytych infekcjach w drogach moczowych, rzutujących na krystalizację świadczą bezpośrednio stwierdzane czasem zmineralizowane kolonie bakterii, a pośrednio - różnokolorowość kamieni, spowodowana aktywnością mikroorganizmów, oraz obecność elementów tkankowych (ryc. 4).

Dyskusja

Szpila [6] w swoich badaniach stwierdził wysoki odsetek kamieni apatytowo-struwitowych (28%), których odsetek w naszej pracy zbliżony jest do stwierdzanego przez urologów węgierskich - odpowiednio 11% i 10% [16]. Być może wpływ na to ma lepiej prowadzona terapia infekcji u chorych na kamicę moczową niż miało to miejsce 20 lat temu [6,17,18,19]. Różnice odsetkowe mogą wynikać również z faktu, że większość przebadanych przez Szpilę [6] kamieni było złogami odlewowymi, podczas gdy nasz materiał pochodził w większości z kruszenia URSL. Porzycki i Tereszkiewicz na podstawie spektroskopii w podczerwieni na 102 przebadanych tą metodą kamieni stwierdzili 25% fosforanów wapnia [20]. Autorzy ci podkreślają konieczność stosowania kombinacji różnych metod w celu uzyskania dokładnych wyników. Nasze badania dowodzą ciągłości procesu - złogi tworzą się i rozpadają, a fragmenty starego kamienia stanowią jądro krystalizacji nowego złogu. W 85% badanych złogów moczowych stwierdzono cechę nawrotowości procesu mineralizacji, przy znacznie rzadziej występujących nawrotach w sensie klinicznym. Nie wiadomo, ile cykli rozpadu i wydalenia mikrozłogów zachodzi, aż powstanie kamień dający manifestację kliniczną. Proces ten podobny jest do teorii wielokrotnych eliminacji powstających komórek nowotworowych przez układ odpornościowy organizmu, zanim dojdzie do klinicznego rozpoznania choroby nowotworowej. Dalszym podobieństwem jest traktowanie przez urologów złośliwej, nawrotowej kamicy odlewowej jako analogii miejscowo złośliwego nowotworu o implikacjach ogólnych dla organizmu, prowadzących bowiem do niewydolności nerek [11,12,14,17,21]. Ze względu na jeszcze zbyt małą liczbę przebadanych kamieni nie odnosiliśmy zjawiska ponownej krystalizacji na starym jądrze do poszczególnych rodzajów kamicy. Nie zawsze podział kamieni zgodnie z ich składem chemicznym jest jednoznaczny. Większość kamieni stanowi mieszaninę związków, a ich identyfikacja zależy od rodzaju zastosowanej metody [22]. Zwraca uwagę znacznie większa liczba danych o kamieniu i organizmie otrzymanych po badaniu biomineralogicznym w porównaniu z sytuacją, gdy zastosowano samą analizę chemiczną.

Wnioski

1. Informacje, które daje biomineralogia uzupełniają w sposób istotny badanie kliniczne, biochemiczne i bakteriologiczne w trudnym niejednokrotnie rozpoznaniu rodzaju kamicy moczowej.

2. Analiza biomineralogiczna pozwala na prześledzenie dynamiki procesu krystalizacji u konkretnego chorego i powinna stać się badaniem rutynowym, ponieważ rozpoznanie typu kamicy daje możliwość uniknięcia błędów leczenia i metafilaksji.

1. Borkowski A, Borówka A: Nowe metody leczenia kamicy górnych dróg moczowych. Warszawa, PZWL 1994, 41-196.
2. Shah J, Whitfield HN: Kamica moczowa w ciągu wieków. BJU International 2002, 3, 9-18
3. Tiselius HG: Epidemiologia i zachowawcze leczenie kamicy moczowej. BJU International 2003, 3, 30-39.
4. Pawlikowski M: Kryształy w organizmie człowieka. Wyd. Secesja Kraków 1993, 82-89.
5. Żakowski W: Metody badań minerałów i skał. Wyd. Geologiczne Warszawa 1981, 51-78.
6. Szpila K: Mineralogia kamieni nerkowych. Arch Min 1982, T. XXXVIII, 1, 61-87.
7. Zuzuk F: Minerałogija urolitiw. Łuck 2003, 3-45.
8. Różański W, Klimek L, Jakubowski K i in: Składniki morfotyczne kamieni moczowych - kryształy. Urol Pol 2003, 1, 11-16.
9. Różański W, Klimek L, Jakubowski K i in: Niekrystaliczne składniki kamieni moczowych. Urol Pol 2003, 1, 7-10.
10. Eberdt-Gołąbek B: Kamica układu moczowego (cz. III). Diagnozowanie, leczenie zachowawcze i profilaktyka kamicy układu moczowego u dzieci. Urol Pol 2005, 4, 243-248.
11. Eberdt-Gołąbek B, Słowik M, Jaros I: 25-letnie doświadczenie w zakresie profilaktyki nawrotowej kamicy układu moczowego u dzieci. Urol Pol 2004, 4, 82-89.
12. Griffith DP: Infection induced renal calculi. Kidney Int 1982, 21, 422-426.
13. Griffith DP: Struvite Stones. Kidney Int 1978, 13, 372-382.
14. Leńko J: Kamica moczowa. Warszawa PZWL, 1976, 129-141.
15. Kodaka T, Debari K, Sano T: Scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray microanalysis studies of several human calculi containing calcium phosphate crystals. Scan Microsc 1994, 8, 242-257.
16. Siller G, Kottasz S, Palfi Z: Rovatinex used for treatment of kidney stones formed after shock-wave lithotripsy generated extracorpolar (ESWL). Magyar Urologia 1998, 2, 139-146.
17. Baumann JM, Dambacher MA, Haas HG et al: Der Kalzium-Phosphat-Stein. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1980, 4-28.
18. Hautmann R, Lutzeyer W: Der Kalzium-Oxalat-Stein. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1980, 10-25.
19. Wypych-Birecka M, Imiela J: Zapobieganie nawrotom kamicy moczowej. Farm Pol 1998, 54, 797-800.
20. Porzycki P, Tereszkiewicz J: Analiza budowy krystalicznej kamieni moczowych metodą spektroskopii w podczerwieni. Urol Pol 2002,3, 18-21.
21. Tóth Cs: Caring for patients with nephrolithiasis and the structure of kidney stones. Ph. D. Thesis, Budapest 1979, 5-20
22. Safranow K, Machoy P: Kwas moczowy jako składnik kamieni szczawianowo-wapniowych: implikacje diagnostyczne i terapeutyczne. Urol Pol 2002, 3, 22-25.

Maciej Pawlikowski
ZMPiG AGH
al. Mickiewicza 30
30-059 Kraków
tel. (012) 617 39 35
mpawlik@uci.agh.edu.pl