Projekt Attached Stone: Pocházejí ledvinové kameny šťavelanu vápenatého z Randallova plaku?

Urolitiáza je ve Spojených státech velmi častým stavem s odhadovanou prevalencí 11,7 % do věku 70 let. Kromě toho je spojován se značnou nemocností pacientů a příležitostnou mortalitou (Stamatelou, Francis et al. 2003). Přímé náklady spojené s léčbou ledvinových kamenů jsou enormní, protože ve Spojených státech se ročně provede přes 600 000 lékařských zákroků souvisejících s kameny (litotripse rázovou vlnou (SWL), ureteroskopie (URS), perkutánní nefrolitotomie (PERC), odstranění kamenů, ureterální stenty , a kamenné koše (zdroj: Boston Scientific Corporation). Přestože v posledních dvou desetiletích došlo ke značnému pokroku v méně invazivních technikách léčby symptomatických konkrementů, stejně jako k pokroku ve zmírňování rizik tvorby nových konkrementů, naše znalosti o vyvolávajících lézích u lidské urolitiázy zůstávají základní a velmi diskutované.

Až do nedávné doby byl sled událostí, které vedou k tvorbě močových kamenů, špatně pochopen, především kvůli nedostatku vhodných údajů in vivo. Dřívější teorie kalkulogeneze navrhovaly, že kameny mohou vzniknout v důsledku poškození tubulárního epitelu v důsledku toxicity oxalátu, nedostatku močových inhibitorů tvorby krystalů nebo epitaxe krystalů na již existujícím nidu (Khan, Finlayson et al. 1979). Teoretická práce na růstu volných a fixovaných částic ukázala, že doba průchodu ze sběrného kanálku do močového měchýře pouze 10 minut poskytla nedostatečný čas pro růst krystalu do klinicky významné velikosti (Jonassen, Cooney et al. 1999). Morfologická klasifikace směrového růstu konkrementů podporovala nezbytnost pevného bodu původu při absenci obstrukce (Hinman 1979). Tato pozorování naznačují, že většina konkrementů musí iniciovat z pevného bodu nebo nidu ve sběrném systému nebo renální papile.

Jeden takový nidus, který poprvé popsal před více než šedesáti lety Alexander Randall, byl navržen jako původní léze pro tvorbu kalcium oxalátových kamenů (Randall 1936; Randall 1937; Randall 1940). V mikroskopických studiích renální papily získané při pitvě prokázal přítomnost 2–3 mm lézí u 19,6 % pacientů, které byly složeny z fosforečnanu vápenatého a postrádaly známky zánětu. V souladu s tím v 65 z 1 514 párů ledvin identifikoval vznikající kameny složené z oxalátu vápenatého a fosforečnanu vápenatého. Když tyto kameny dosáhly dostatečné velikosti, předpokládal, že se uvolní a vezmou s sebou spodní plak. V následné práci bylo vyšetřeno 256 prázdných nebo odstraněných kamenů a 106 poskytlo viditelný důkaz přichycení nástěnné malby (Randall 1940). Pozdější mikroradiografické studie by potvrdily přítomnost plaku v papilární lokalizaci, která by mohla být lokalizována společně s kamenem (Carr 1954). Bohužel všechny dřívější studie patogeneze kamenů trpěly nedostatkem definice jasných klinických kamenotvorných fenotypů.

Existují zajímavé zprávy, které podporují Randallovu a naši hypotézu, že kameny pocházejí z pevného plaku složeného z HA. Dřívější mikroskopické studie struktury kamene prokázaly přítomnost konkávních útvarů na malých kamenech kompatibilních s bodem připevnění nástěnné malby a ukázaly, že v místě připojení může být přítomen apatit (Rosenow 1940; Prien 1949). V rané rentgenové difrakci a krystalografické studii 10 000 močových kamenů Herring poznamenal, že HA byla často nalezena jako jádro monohydrátu šťavelanu vápenatého, obvykle jako malý diskoidní plak, který se zdál připomínat Randallův plak (Herring 1962). Později Chambers provedl analýzu 115 malých ledvinových konkrementů elektronovou sondou. Z 92 převážně kalciumoxalátových kamenů byl schopen identifikovat malé centrální oblasti HA, obvykle o průměru 10-200 mikronů, u 70 (Chambers, Hodgkinson et al. 1972). Pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a rentgenové disperzní energie Cifuentes Delatte zjistil, že 63 z 87 prošlých kamenů z oxalátu vápenatého má známky plaku (Cifuentes Delatte, Minon-Cifuentes et al. 1985). Pozorování nekalcifikovaných tubulárních lumen nalezených ve spojení s těmito plaky naznačovalo původ intersticiálního papilárního hrotu tohoto materiálu (Cifuentes Delatte, Minon-Cifuentes et al. 1987).

Zaznamenali jsme, že při endoskopickém vyšetření ledvinových papil pacientů podstupujících PERC se často setkáme s kameny připojenými k ledvinovým papilám. Shromáždili jsme tři připojené kameny od tří samostatných pacientů, kteří podstupovali PERC. Kameny byly analyzovány přístrojem Micro CT a byla provedena 3D rekonstrukce s identifikací minerálních složek. Všechny kameny vykazovaly více minerálních složek, včetně oxalátu vápenatého, apatitu a pravděpodobné oblasti špatně mineralizované matrice. Ačkoli význam těchto různých složek v různém množství není dosud dobře pochopen, je zřejmé, že i v raných fázích tvorby kamene je v kamenech připojených k papile přítomno více minerálů ve složitém uspořádání. Význam připojených ledvinových konkrementů bude pochopen pouze prostřednictvím přísného, ​​prospektivně navrženého protokolu. Prokázáním, že ledvinové kameny v populaci běžných kalcium oxalátových kamenů pocházejí z HA plaku, bychom podstatným způsobem spojili původ plaku s následným rozvojem kamenů.