UROLOGIA 

 

TITULO : Agregados de Oxalato de Calcio en Orina Total, Nuevos Aspectos de la Formación de Cálculos de Calcio y Metafilaxis

AUTOR : Baumann JM, Affolter B, Caprez U y Henze U

REVISTA : [Calcium Oxalate Aggregation in Whole Urine, New Aspects of Calcium Stone Formation and Metaphylaxis]

CITA : European Urology 43:421-425, 2003

MICRO : La nefrolitiasis cálcica puede iniciarse con concentraciones urinarias altas de oxalatos y pH bajo, por calcificaciones de hidroxiapatita, que se previenen con el tratamiento con álcalis.

Introducción

La agregación de cristales (AC) es probablemente el principal proceso de cristalización que permite la formación de nuevos cristales durante la cristaluria. En la orina, los cristales son recubiertos por macromoléculas (MM) aniónicas, que inhibirían la AC por repulsión electrostática. La actividad inhibitoria de la orina se reduce por filtración y centrifugación, con remoción de MM. En la orina total no pretratada, la AC de oxalato de calcio (OC) sólo se produce luego de la adición de altas concentraciones de oxalato (> 1 mM). Las partículas preformadas como la hidroxiapatita (HAP) o los agregados de OC aumentan la AC, mientras que un pH urinario alto la inhibe. Se sabe que la alcalinización reduce la concentración iónica de calcio y aumenta la electronegatividad de algunas MM.

En este estudio los autores examinaron si la influencia del pH en la AC se debe principalmente a cambios en el calcio y si las partículas preformadas son capaces de inducir AC con concentraciones de oxalato similares a las condiciones fisiológicas (< 1 mM). A partir de esto se puede llegar a elaborar una nueva teoría, con implicaciones en la metafilaxia de los cálculos.

Métodos

En 40 muestras frescas de orina de 5 hombres sanos se indujo cristalización por carga de oxalato, luego de ajustar el pH a 5.0 o 6.5. El cambio en la densidad óptica por la formación de cristales se midió a 620 nm, 37ºC. Luego de la resuspensión del sedimento, se determinó el tiempo de sedimentación mínimo (TSM = minutos por 0.05 disminución de la densidad óptica) a la tasa máxima de sedimentación. El tiempo de sedimentación disminuye en forma inversamente proporcional al tamaño de las partículas. La comparación de TSM y microscopia electrónica del precipitado mostró que un TSM de 2.8 o más indica la presencia de agregados.

Se midió el pH y la concentración total de calcio. Se estudió la influencia de la AC primaria en 20 muestras de orina, cada una con concentraciones de calcio idénticas, a pH de 5.0 y 6.5 y con una carga de oxalato de 1.5 mM, que se sabe produce AC. Antes de realizar la prueba de cristalización se midió el calcio, y la disminución que se produjo a un pH de 6.5 se reajustó al valor medido con pH de 5.0 agregando una solución de 2M CaCl2.

Se examinó la influencia de las patrículas preformadas en la AC en 20 muestras de orina tanto luego de la adición de cristales de HAP a la orina (AC inducida por HAP) como luego de la producción de agregados de OC directamente en la orina (AC secundaria). En la AC inducida por HAP se agregaron 0.05 mg/ml de suspensión de HAP a la orina, y se indujo cristalización por sobrecarga de oxalato de 0.25 a 0.75 mM. Para la AC secundaria se produjeron los agregados de OC a través de una sobrecarga primaria de oxalato de 2.0 mM, se reemplazó el sobrenadante por más orina de la misma muestra, y se agregaron sobrecargas secundarias de 0.25 a 0.75 mM de oxalato. Un TSM 1.4 o mayor indicó AC secundaria.

Resultados

AC primaria de oxalato con pH de 5.0 y 6.5, pero calcio idéntico

La alcalinización de la orina de pH 5.0 a 6.5 produjo una disminución de calcio de 44% ± 15%, que se corrigió con la adición de CaCl2 antes de realizar las pruebas de cristalización. Luego de una sobrecarga de oxalato de 1.5 mM, el TSM mostró una disminución significativa: con niveles de calcio por debajo de 1.0 mM no se vio TSM £ 2.8 (característica de AC), mientras que con valores de calcio > 1.1 mM, 22 de las 26 muestras evidenciaron un TSM típico de AC. Esto demuestra que la concentración de calcio entre 1.0 y 1.1 mM es crucial en la AC. Luego de corregir la disminución de calcio por la alcalinización, el pH no influyó en el TSM. Pero al graficar el calcio medido a pH 6.5 (antes de la corrección) vs. el calcio urinario total, se vio que en todas las muestras con calcio total por debajo de 3.0 mM, éste no alcanzó el valor de 1.0 mM, crucial para la AC. Por tanto, un pH elevado puede prevenir la AC primaria con calciurias moderadas, al disminuir el calcio urinario.

Efecto de partículas preformadas en la concentración de oxalato necesaria para inducir AC a pH 5.0 y 6.5

Luego de una sobrecarga de oxalato de 0.25 mM no se pudo detectar cristalización por espectrometría. Una sobrecarga de 5.0 mM con HAP produjo un tiempo de sedimentación característico de AC en 10% de los casos, y con OC un tiempo de sedimentación característico de AC secundaria en 55% de los casos. La incidencia total de AC inducida por HAP fue de 23%, y de AC secundaria de 65%. La AC inducida por HAP ocurrió predominantemente con pH de 5.0, mientras que la AC secundaria no mostró dependencia del pH.

Discusión

La AC es un proceso complejo. Las fuerzas de Van der Waals parecen ser responsables de la atracción de cristales en contra de la repulsión eléctrica. En la orina, los cristales (con cargas positivas) se vuelven negativos por la adsorción de MM aniónicas, probablemente responsables del alto potencial inhibitorio contra AC presente en la orina, donde la repulsión electrostática supera las fuerzas de Van der Waals.

En la orina total no pretratada, sólo se puede inducir AC de OC por el agregado de altas concentraciones (no fisiológicas) de oxalato. Al producirse sobresaturación, puede haber AC antes de que los cristales puedan cubrirse con las MM, que difunden lentamente. En este estudio se vio que una concentración de calcio > 1.0 mM es crucial en la AC primaria. Pero las partículas preformadas de HAP y OC reducen la cantidad de oxalato que debe ser agregado para la aparición de cristales a 0.5 mM. Como en la orina las partículas están cubiertas por MM, sus superficies electronegativas pueden promover la cristalización por acumulación de calcio. Se vio que una concentración de calcio por encima de 4 mM reduce la concentración urinaria de oxalato necesaria para la nucleación secundaria y el crecimiento de cristales de OC a 0.3 mM. Con concentraciones tan bajas de oxalato se pueden formar nuevos cristales en un ambiente rico en calcio (partículas preformadas), que se unirán por las fuerzas de Van der Waals. Además, de acuerdo con las reglas electrostáticas, los cristales con cargas positivas pueden ser atraídos por las partículas preformadas cubiertas por MM negativas. Estos nuevos cristales volverán a recubrirse de MM, lo que estabiliza los nuevos agregados por unión viscosa y puede haber nueva acumulación de calcio. Las partículas de HAP tienen menor efecto en la promoción de AC que los agregados de OC. Esto puede deberse a adsorción más débil de MM y cristales por la menor superficie que tiene la HAP.

El hecho de que un pH elevado inhibe la AC primaria y la inducida por HAP es nuevo en la investigación de los cálculos. Los iones H+ disminuyen las concentraciones de MM ionizadas y quelantes de calcio, aumentando su concentración. Como se vio en este trabajo, el aumento de pH de 5.0 a 6.5 redujo la concentración de calcio en alrededor del 40%, con disminución a valores por debajo de los cruciales para AC. El hallazgo de que el pH influye en la AC exclusivamente por cambio en la concentración urinaria de calcio apoya la teoría de que los cristales se forman antes de recubrirse con MM. El efecto pronunciado del pH en la AC inducida por HAP parece relacionarse con la solubilidad de HAP, que cambia con el pH, en contraposición de lo que sucede con OC. Los cambios en las concentraciones de calcio explicarían que aumente la AC inducida por HAP a pH bajos, donde debido a la disolución de HAP, se acumula calcio.

La AC primaria, por concentraciones muy elevadas de oxalato no tendría importancia en la urolitiasis. Por otro lado, las superficies cubiertas por MM inducen AC con adiciones de oxalato de 0.5 mM. Los experimentos muestran que la cristalización se inicia en presencia de partículas preformadas, con concentraciones de oxalato de 0.32 mM.

La AC secundaria independiente del pH con adiciones de 0.5 mM de oxalato parecen ser el modelo ideal de crecimiento de las litiasis. La AC inducida por HAP, por otro lado, brinda evidencia de que la formación de cálculos puede iniciarse a partir de calcificaciones renales de HAP, pero sería muy infrecuente.

Si la formación de cálculos realmente se inicia en calcificaciones renales, la inhibición de AC inducida por HAP por un pH elevado es una razón para el tratamiento de alcalinización en la metafilaxis de la litiasis. El principal objetivo en la metafilaxis sigue siendo evitar la hiperoxaluria, que induce la formación de AC de OC, que se puede prevenir con el consumo de líquidos y la restricción de la ingesta de oxalatos en la dieta.

Ref : INET, SAMET, UROLOG