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