Jak się okazuje, mineralogia, czyli nauka badająca budowę i procesy powstawania minerałów, może służyć medycynie - lekarzom i ich pacjentom. "Wszystkie metody stosowane w badaniach substancji naturalnych lub syntetycznych pozwalają bowiem bardzo dokładnie przyjrzeć się także kamieniom nerkowym" - podkreśla prof. Pawlikowski.

Badania mineralogiczne prowadzone są wieloma metodami. Najczęściej polegają one na powiększaniu obrazu kryształów przez różnego rodzaju specjalistyczne mikroskopy oraz na badaniu struktury minerałów poprzez prześwietlanie ich promieniami rentgenowskimi lub innym światłem.

KAMIENIE ZDRADZAJĄ STAN OGRANIZMU

Na podstawie badań mineralogicznych można dokładnie określić skład mineralny i chemiczny kamieni, a następnie - zrekonstruować proces ich powstawania lub rozpuszczania. Dokładne ustalenie sposobu powstania kamieni nerkowych u danego pacjenta pomaga odkryć, jakie zmiany w organizmie doprowadziły go do choroby. Na tej podstawie można zastosować skuteczne leczenie.

"Przy pewnej wprawie daje się powiedzieć, co doprowadziło do kamicy. Wbrew pozorom, jest to zjawisko skomplikowane. Świadczy o tym znaczna złożoność struktur kamieni nerkowych" - zaznacza Pawlikowski.

USUNĄĆ PRZYCZYNĘ CHOROBY

Kamienie nerkowe dzielą się najogólniej na fosforany, szczawiany i moczany. Są także inne związki chemiczne, które mogą krystalizować w nerkach i tworzyć kamienie, ale występują one rzadziej.

W obrębie wymienionych grup kamieni nerkowych występują bardzo różnorodne minerały i struktury krystaliczne. Część z nich jest krucha lub łatwa do rozpuszczenia, inne mogą przybierać postać bardzo drobnych i ostrych odłamków, kaleczących tkanki pacjenta. Wszystkie natomiast - powodują bolesne dolegliwości, zwłaszcza w sytuacji utrudnionego odpływu moczu i związanego z tym wzrostu ciśnienia w nerce.

Wieloletnie badania różnego rodzaju kamieni nerkowych prowadzone w Pracowni Biomineralogii krakowskiej Akademii Górniczo-Hutniczej dowodzą jednoznacznie, że mechaniczne usunięcie kamieni nie jest równoznaczne z całkowitym wyleczeniem, ponieważ nie likwiduje przyczyn ich powstawania.

"Kamienie nerkowe są skutkiem różnego rodzaju zjawisk prowadzących do ich krystalizacji. Usunięcie skutku tych procesów, kamieni, nie usuwa przyczyny, stąd często ma miejsce kamica nawrotowa, czyli ponowne tworzenie się kamieni w nerkach" - wyjaśnia Pawlikowski.

JAK MINERALOGIA POMAGA LEKARZOM

O samych kamieniach nerkowych, ich strukturach, teksturach i składzie mineralnym, od dawna wiele wiadomo. Wysnuwanie jednak prawidłowych wniosków na temat zjawisk biochemicznych, panujących w organizmie chorego, nadal sprawia kłopot lekarzom. W tym może im pomóc nowoczesna mineralogia.

"Bez względu na to, z którym z wymienionych minerałów mamy do czynienia wiadomo, że jego krystalizacją jest wynikiem przekroczenia tzw. iloczynu rozpuszczalności. To taka sytuacja, w której w moczu nie może być już więcej rozpuszczonego danego składnika i musi się on wytracić w formie osadu. To przekroczenie iloczynu rozpuszczalności, czyli przesycenie moczu oraz krystalizacja kamienia może być skutkiem kilku zjawisk" - wyjaśnia mineralog.

Jedną z przyczyn powodujących krystalizację minerałów jest nadmiar jakiegoś składnika w moczu. Nerki funkcjonują normalnie, ale z filtrowanej krwi do moczu przenika nadmiar pierwiastków. W tej sytuacji tworzenie się kamieni nerkowych jest wynikiem zjawisk biochemicznych zachodzących w organizmie poza nerkami.

"Zaburzenia pracy któregoś z organów powodują zmianę składu chemicznego moczu, a budowa i skład mineralny kamieni są odzwierciedleniem tych zaburzeń" - mówi Pawlikowski. W ten sposób powstają np. kamienie, w których skład wchodzi wapń. Jeżeli gospodarka wapniem jest zaburzona (organizm nadmiernie go wydala), w moczu powstaje zbyt wysokie stężenie tego pierwiastka i dochodzi do wytrącenia się osadu.

"Prawdopodobnie także pozanerkowe infekcje organizmu mogą skutkować tworzeniem się kamieni nerkowych. W tym wypadku ustalenie genezy kamieni jest trudne. Zlikwidowanie infekcji automatycznie likwiduje przyczynę (lub przyczyny) nadmiernej mineralizacji krwi, a pośrednio także moczu. Jako skutek pozostaje kamień nerkowy. Taka kamica w zasadzie nie powinna mieć charakteru nawrotowego, o ile infekcja się nie powtórzy" - tłumaczy Pawlikowski.

Przyczyną kamicy może być też nieprawidłowe funkcjonowanie nerek. Wtedy mocz filtrowany przez nerki jest normalny i nie posiada podwyższonych koncentracji pierwiastków, natomiast nerki funkcjonujące nieprawidłowo powodują nadmierne koncentrację moczu. Te nieprawidłowości mogą być związane - jak się wydaje - m.im. z nadmierną sorpcją zwrotną (odciąganiem nadmiaru wody z moczu) oraz infekcjami układu moczowego.

Wiele kamieni powstaje także wskutek zbyt dużej koncentracji kwasu moczowego w organizmie. "Przyczyny nadmiaru kwasu moczowego we krwi są często trudne do jednoznacznego ustalenia. Gdy jednak taka sytuacja wynika ze złego funkcjonowania nerek, skutki mogą być złożone - oprócz kamieni nerkowych mogą powstawać zjawiska sprzyjające rozwojowi dny moczanowej z odczynem stawowym i zaburzeń centrów układu nerwowego, w tym także mózgu" - informuje mineralog.

"W skrajnych przypadkach zbytnia koncentracja kwasu moczowego we krwi prowadzi do krystalizacji szczawianów w stawach i tkance okołostawowej. U niektórych pacjentów występują silne bóle palucha (wielkiego palca stopy), historycznie określane jako napady podagry. Związane są one z wydzielaniem kryształków kwasu moczowego w maziówce stawu. Szczawiany mogą także koncentrować się w śliniankach, tworząc kamienie śliniankowe" - dodaje.

W przypadku kamicy powstającej wówczas, gdy nadmierne koncentrowanie moczu jest skutkiem złego funkcjonowania nerek (np. w wyniku infekcji dróg moczowych), posiewy wykonane z moczu i dobór odpowiedniego leczenia mogą zlikwidować same przyczyny choroby.

W JAKI SPOSÓB KRYSTALIZUJĄ SIĘ KAMIENIE

Tworzenie się kamieni nerkowych, bez względu na to z jakich minerałów są zbudowane, polega na ich wzroście i tworzeniu się kolejnych warstw. Cały proces zaczyna się zwykle od tego, że na wewnętrznych ściankach nerek tworzy się pierwsza warstwa krystalizującej substancji mineralnej - w pierwszej kolejności krystalizacje odbywa się w kanalikach piramid nerkowych.

"Można przypuszczać, że wiąże się to z przynajmniej częściową sorpcją wody z moczu przez ścianki tych partii nerek, co powoduje zagęszczenie moczu tuż przy ściankach i wytracanie się odpowiedniego minerału" - uważa Pawlikowski.

"Kolejne warstwy mineralne, krystalizując się ku środkowi światła miedniczki nerkowej powodują zmniejszanie się przekroju, przez który przepływa mocz. Tym sposobem miedniczka +zacementowuje się+, co w skrajnych przypadkach może powodować zatrzymanie odpływu moczu z tej miedniczki, czyli jej zasklepienie kamieniem nerkowym. Tak powstaje kamień typu odlewowego, powtarzający dokładnie swoim zewnętrznym kształtem kształt miedniczki nerkowej" - dodaje.

Takie kamienie, niezależnie od ich składu mineralnego są kruche, zwłaszcza te powstałe niedawno. Poszczególne ziarna mineralne i kryształki budujące je są ze sobą połączone bardzo słabo. Dlatego taki kamień stosunkowo łatwo rozbić, czyli "rozsypać" na poszczególne ziarna. Zdarza się nawet, że takie kamienie rozpadają się samoczynnie, niejednokrotnie bez świadomości pacjenta.

KIEDY PIASEK ZAMIENIA SIĘ W KAMIEŃ

Ziarna powstające po rozbiciu kamienia zwane są także piaskiem nerkowym. Jest on stosunkowo łatwo wydalany z organizmu. Jeśli jednak przyczyny kamicy nie są zlikwidowane i mocz pozostaje nadmiernie zmineralizowany, ziarna piasku nerkowego stają się podstawą do krystalizacji następnego kamienia.

"W zależności od miejsca zatrzymania się ziarna piasku nerkowego, nowy kamień rośnie w miedniczce nerkowej, moczowodzie lub pęcherzu. Krystalizacja tego nowego kamienia przebiega inaczej niż w przypadku kamienia typu odlewowego. Na ziarnie piasku nerkowego zaczynają narastać kolejne warstwy mineralne, kamień powiększa się i w skrajnych przypadkach może blokować odpływ moczu w miejscu gdzie się tworzy" - wyjaśnia mineralog.

Rozbicie tak powstałych kamieni, niezależnie od ich składu mineralnego, jest dużo trudniejsze niż kamieni typu odlewowego ze względu na ich zwartą krystaliczną strukturę.

Kamienie narosłe wokół piasku nerkowego powodują poważne dolegliwości, ponieważ ich zewnętrzna powierzchnia pokryta jest najczęściej kryształami o ostrych krawędziach.

BADAJĄC KAMIENIE BADA SIĘ PACJENTA

"Poszczególne warstwy kamieni nerkowych zbudowane są najczęściej z różnych minerałów. Odzwierciedla to różne stany chemizmu moczu, a zatem różne stany chemizmu krwi. Pod mikroskopem polaryzacyjnym można zaobserwować, jak organizm stara się ustalić równowagę chemiczną krwi i moczu. Widać, że kamień albo rośnie i zatrzymuje się w procesie wzrostu, albo też też rośnie bez przerwy. Niekiedy widać na nim ślady rozpuszczania lub mechaniczne ubytki (odpadnięcie fragmentów kamienia). W tym samym kamieniu naprzemiennie pojawiają się strefy fosforanowe i szczawianowe lub inne" - wyjaśnia Pawlikowski.

Badania kamieni nerkowych powinny zostać uznane za badania standardowe i rutynowe w przypadku rozpoznania u pacjenta kamicy nerkowej, uważa naukowiec.

Przedstawiona powyżej złożoność problemu kamicy nerkowej wymaga stosowania skomplikowanych metod, którymi w obecnej chwili dysponuje mineralogia i to tylko w niektórych ośrodkach. Ocena metodami chemicznymi, prowadzona przez laborantów nie posiadających podstawowej wiedzy z zakresu krystalizacji, procesów fizykochemicznych i in., nie może już dziś stanowić podstawy nowoczesnej profilaktyki kamicy moczowej.

"Dbałość o naszą prywatną oczyszczalnię ścieków, jaką są nerki, sprzyja dobremu stanowi naszego wewnętrznego środowiska naturalnego" - podkreśla Pawlikowski.

PAP - Nauka w Polsce, Urszula Jabłońska

20 września 2005

reo