tanto monta, monta tanto

TANTO MONTA, MONTA TANTO
Estudio morfológico de los cálculos urinarios de ácido úrico,
con especial referencia a la Microscopía Electrónica de Barrido.
J.M. Riesco Santos
J.A. González Medievo
R. Vázquez Rodríguez
SALAMANCA
RESUMEN: Se ha llevado a cabo un estudio de cálculos urinarios humanos de ácido úrico, examinando las Historias Clínicas de los pacientes y el análisis de las piedras, empleando diversas técnicas (análisis químico; difracción de rayos X; espectroscopia infrarroja; microscopía esteroscópica y microscopía electrónica de barrido).
Del análisis pormenorizado de las Historias Clínicas se extraen conclusiones válidas para un mejor conocimiento de la composición del cálculo antes de su extracción o expulsión.
Con la metodología utilizada en el estudio de las piedras renales se ha conocido
su constitución inorgánica (por difracción de rayos X y espectroscopia infrarroja) y
algunos componentes de la matriz (espectroscopia infrarroja).
La morfología estructural macroscópica y microscópica de los cálculos ha sido
desvelada gracias al empleo del microscopio estereoscópico y al microscopio electrónico de barrido. Las imágenes cristalográficas de los cálculos analizados muestran un gran polimorfismo. En todas ellas se detecta un núcleo central y una disposición oeriférica en estratos más o menos acentuada. La ~resenciade abundantes
grietas y cavidades junto al polimorfismo y diferencia de tamaño de los cristales son
datos diagnósticos precisos de la litiasis por ácido úrico.
Cuando se asocian ácido úrico y whewellita en el mismo cálculo, la diferenciación
viene determinada, en el microscopio estereoscópico: por la presencia de capas
periféricas alternantes de ácido úrico (coloración anaranjada fuerte) y whewellita
(capas estrechas blanquecinas), y en el microscopio electrónico de barrido: por la
mayor abundancia de formas cristalinas lanceolares y en gavilla del oxalato cálcico
monohidratado y porque los cristales de ácido úrico, analizados a grandes aumentos, siempre presentan "fallos en cuña" en sus caras aterciopeladas que contrastan
con la homogeneidad de las superficies lisas de los cristales de whewellita.
INTRODUCCION
La formación de concreciones minerales
en el organismo humano no es un hecho
reciente ni aislado.
La Litiasis es una enfermedad conocida
desde hace varios milenios, existiendo
pruebas feacientes en las momias egipcias
(RANDALL, 1937).
Las concreciones minerales pueden originarse en cualquier órgano cavitario del
cuerpo humano. Citemos, entre otros, los
descritos en cavidades nasales (ABDEL-LATIF y col., 1979), en las vías lagrimales, en
el tracto intestinal y genital, mama, pulmón
y esputo; en la piel y articulaciones, y en
algunas glándulas endocrinas, como tiroi-
'Trabajo realizado para optar a o s Premios T r a d c ~ o n a e rde la REAL A C A D E h l A DE k1EDClNA de BARCELONA, en la Convocatoria d e año 1987
Premio ofrecido por O S Proiesores Salvador y l o r e María GIL-VERNET VlLA
des e hipófisis (GALKIN y col. 1977; SHARM A y BAPMA, 1977; BENHAMOU, 1979;
RAGHAVAIAH y DEVI, 1980; TEZUKA,
1980; WESTARP y col. 1980; PRIETZKER y
col. 1981).
Sin duda, en orden de frecuencia y
como entidades nosológicas fundamentales, se hallan la litiasis urinaria, seguida de
la biliar y, en menor grado, de la salivar,
dentaria y prostática (KIM, 1982).
La litiasis renal es un problema médico
de gran interés por su amplitud y repercusión en la Sociedad. Se admite que un 23% de la población mundial padece litasis
urinaria. En España, según el malogrado
SOMACARRERA (1977), las cifras que este
proceso ocasionaba, en la década de los
setenta, eran de unos dos mil millones de
pesetas anuales. La distribución e importancia de la litiasis a nivel mundial se halla
perfectamente documentada (CABOT
1929; ANDERSON, 1969; KRANK y col.
1970; JACB y col. 1976; CIFUENTES, 1977;
SlERAKOWSKl y col., 1978). Aunque en el
pasado, la litiasis era considerada como un
problema sin prevención, en la actualidad,
todas las formas litiásicas tienen, en potencia, prevención; de manera que un mejor
entendimiento de su etiología conducirá a
una terapia más científica (HOWARD y
CONN, 1964; FLEISCH, 1967; SMITH,
1974; THOMAS, 1974).
Múltiples y excelentes revisiones, acerca
de las litiasis, han sido publicadas recientemente (PRIEN, 1963; KING, 1967; LONSDALE, 1968; BUSBY, 1968; BLAK, 1970;
HOGDKINSON y NORDIN, 1972; FINLAYSON, 1974; PINTO, 1976; CIFUENTES,
1977, 1984; ALGABA y col. 1981; KIM,
1982; FINLAYSON y col. 1984). En su mayoría, manifiestan que los cálculos urinarios humanos son minerales, compuestos
de un número limitado de cristales (RANDALL, 1939; PRIEN, 1968; PRIEN y FRONDELL, 1968; PRIEN y PRIEN, 1968; ANDERSON, 1969). En la tabla 1, se exponen
los principales cristales que aparecen en
los cálculos urinarios.
Para SUTOR (1972), la mayoría de los
componentes de un cálculo son sustancias
cristalinas, con propiedades fijas, tanto desde un punto de vista morfológico como
óptico. Sin embargo, en la constitución de
los cálculos se diferencian siempre dos partes: una orgánica, la matriz, y otra inorgánica, los cristales.
La matriz está constituida, según BOYCE
(19681, por una mucoproteína de 18 aminoácidos (proteína matricial A, de 30-40
mil daltons) y el resto, aproximadamente
una tercera parte, formado por azúcares
no aminados, agua y, en ocasiones, restos
inorgánicos como calcio y fosfatos. La rnatriz del cálculo puede provenir de las proteínas contenidas en la orina (KIM y BOYCE, 1963, KHAN y col. 1983) y su disposición puede realizarse de tres formas diferentes: a) en láminas concéntricas, entre
cristales paralelos, en forma de gel amorfo;
b) en estriaciones radiales, dispuestas en
láminas que cruzan, en ángulo recto, a las
laminaciones concéntricas y, c) en esférulas, aproximadamente de 1 mm de diámetro, compuestas por laminaciones coric4ntricas espaciadas por matriz fibrosa: Para
ALONSO y SOMACARRERA (1976), aunque la matriz está siempre presente en la
formación de los cálculos, procede del metabolismo bacteriano resultante del desdoblamiento de la urea por gérmenes proteoIíticos, en las orinas infectadas y, en caso
de orinas estériles, como producto de inflamación o de reparación reactiva.
En el año 1974, GIBSON realizó un trabajo magistral sobre la litiasis urinaria, en el
que intervinieron geólogos y urólogos, Ilegando a la conclusión que los compuestos
orgánicos dominan en una proporción ináxima de un 15-20% en todas las piedras
analizadas.
Numerosos han sido los trabajos que se
han dedicado al estudio de la parte, tanto
orgánica (BOYCE y KING, 1963; ALLEN y
SPENCE, 1966; BOYCE, 1968; PRIEN y
PRIEN, 1968; MALEK y BOYCE, 1973; RESMICK, 1977; DEGANELLO y CHOU, 1983)
cgmo inorgánica de los cálculos urinarios
(BUSBY, 1968; HOGDKINSON, 1971; CIFUENTES y col. 1972; FINLAYSON, 1974;
MEDINA y col. 1977; ALGABA y col. 1981 ;
KHAN y HACKETT, 1984), así como a la
etiopatogenia de los mismos -factores fisicoquímicos, epitaxía, factores determinantes de la formación y crecimiento de los
COMPONENTES INORGANICOS DE LOS CALCULOS CRISTALES
5. Compuestos Purínicos:
1. Oxalato Cálcico:
- Acido úrico anhidro (Trioxipurina áci- Whewelita (forma monohídrica).
CaC20,.H20.
da). C5H,N,03.
- Acido úrico dihidratado. CjH4N4OY
- Weddelita (forma dihídrica).
CaC20,.2H20.
2H,O.
2. osfato Cálcico:
- Urato arnónico (Trioxipurina monoamónica). C,H,N,O,NH,.
- Fosfato Cálcico (Apatitas):
- Urato monosódico (Trioxipurina moBásico=Hidroxiapatita. Caj(PO,),OH.
Hidratado=Brushita. CaHPO,. 2 H 2 0 .
nosódica). C5H,N,0,Na.
Fosfatos-Ca apatíticos deficientes.
- Xantina
Calo~x(P0,)6~x(HP0,)xOH,~xxH20. - 2,8-Dihidroxiadenina.
6. Aminoácidos:
Whitlockita. Ca, (PO,) ,5H20.
Fosfato Octocálcico.
- Cistina. S,C60,Hlo.
Ca, (PO,) ,5H,O.
6. OTROS:
a) Componentes de origen farrnacológiCitrato-apatita.
co o yatrogénico (sulfamidas, oxipuri3. Carbonato: Carbonatoapatito.
Cal, (PO,), (OH), CO,.
nol, fenazopiridina, nitrofurantoína,
4. osfato Amónico Magnésico
tetraciclinas, etc.).
b) Componentes poco frecuentes: Síliy derivados:
ce. Yeso. Carbonato cálcico. Fosfato
- Estruvita. P0,NH,Mg.6H20.
monocálcico. Oxalato Férrico (Hum- Newberyta. MgHPO,. 3H,0.
- Hannayita.
boldtita). Colesterol, etc.
Mg3 (NH,) ,H, (PO,),. 8 H 2 0 .
- Ortofosfato trimagnésico pentahidratado.
- Fosfato amónico magnésico-rnonohidratado. (PO,)NH,Mg.H,O.
TABLA I
Según BERTHOUX (1981), KIM (1982) y CIFUENTES DELATTE (1984).
cálculos, modelos teóricos como los de
Randall y Carr que tratan de explicar el inicio del cálculo, formas de crecimiento, sustancias inhibidoras de la urolitiasis, etc.(RANDALL, 1937; CARR, 1954, 1969;
MURPHY y PYRAH, 1962; VERMEULEN,
1965; BOYCE y col. 1967; HOWARD y
THOMAS, 1968; LONSDALE, 1968; SAFFlER y RUBIN, 1970; GACA y col. 1971; CIFUENTES, 1972; GOLDSGRONGH, 1972;
BOYCE, 1973; BASTIAN y GEBHARDT,
1974; FLEISCH, 1980; BERTHOUX, 1981;
FAZlL MARICKAR y KOSHY, 1987; LACHANCE y TAWASHI, 1987).
METODOS DE ESTUDIO
EN LA UROLlTlASlS
El primer método, con rigor científico,
desarrollado para el estudio de los cálculos
urinarios fue la microscopía de luz polarizada. BEALE (1854), aplica esta técnica a
algunos cálculos urinarios y CARTER
(1873) publica una monografía sobre estructuras y formación de litiasis urinarias.
Unos años después, KRUCHE (1879), ernplea por primera vez las láminas petrográficas en el estudio de la estructura de los
cálculos.
Otro método, aún vigente en algunos la-
boratorios hospitalarios, es el análisis químico de los cálculos. Su base metodológica fue desarrollada por HELLER, en 1960.
En la actualidad, apenas se emplea, pues a
pesar de su sencillez y economía y de poder detectar algunos componentes minerales, es demasiado elemental e insuficiente,
habiendo quedado como técnica auxiliar.
La espectroscopia infrarroja, permite
detectar elementos no cristalinos y compuestos orgánicos, e identificar mezclas de
muestras pequeñas (ETTINGE y col., 1981);
pero le falta sensibilidad para detectar los
compuestos menores de los cálculos y no
es capaz de diferenciar los compuestos de
calcio, aparte de requerir un equipo costoso.
El método de difracción de rayos X, permite el análisis detallado de los cristales
biológicos a partir de cantidades muy exiguas de la muestra. Pero también posee limitaciones: no detecta cristales cuya proporción en la muestra sea inferior al 10% y
no valora las relaciones espaciales de los
modelos de crecimiento de los cristales
(KIM, 1982).
El análisis ultraestructural de los cálculos, en sus dos versiones: microscopía
electrónica de transmisión, utilizada por
CIFUENTES y col. (1967) por vez primera
en el estudio de la urolitiasis. Esta técnica
suele quedar relegada a problemas muy
concretos (como es el estudio de la estructura a muy grandes aumentos) y casi siempre en combinación con el método de difracción de electrones, y la microscopía
electrónica de barrido (MEB), siendo MORGANROTH y col. (1968) y CARR (1969),
los pioneros en su utilización para el estudio de los cálculos urinarios. Esta última se
fundamenta en la generación de un fino
haz de electrones que al incidir y chocar
sobre la muestra, origina varios fenómenos, entre los que destacan: la producción
de electrones secundarios y la generación
de ravos X. los cuales. debidamente tratados perrnikn la visualización, con sensación de relieve y el análisis de la energía
dispersiva de rayos X.
La energía dispersiva de rayos X permite
analizar los elementos inorgánicos de todos los cálculos, con la única desventaja
de no poder detectar los elementos más ligeros, de bajo número atómico. En concreto, los 8 primeros elementos de la tabla periódica. A ello hav aue unir el altísimo coste requerido para su adquisición.
Otros métodos complementarios del
MEB son, la confección de mapas de distribución de elementos (element mapping),
el barrido lineal (linne scann ratemeten) y
el análisis semicuantitativo, por computadora de los elementos constituyentes de
los cálculos.
En la actualidad, todos los investigadores están de acuerdo en la carencia de una
técnica perfecta para el estudio de la urolitiasis; si bien, opinan que la metodología
idónea radica en el estudio combinado. a
base de varias de las técnicas anteriorménte descritas, en especial la MEB (que permite el estudio cualitativo), acompañada de
la difracción por rayos X o mediante la aplicación de un analizador de energía dispersiva de rayos X, que permite cuantificar resultados (KIM, 1982).
CALCULOS DE AClDO URlCO
El ácido úrico o trioxipurina fue descubierto por SEHEELE (1776), como constituyente de la orina y de los cálculos vesicales, por lo que se le dio el nombre de ácido
de las orinas o ácido de los cálculos vesicales. En 1793, FOURCROY y VANQUELIN,
describen sus propiedades con gran detalle y establecen las relaciones con la urea.
La formación de los cálculos de ácido
úrico depende, en gran medida, del desarrollo Socio-Económico. En las zonas Industriales se localiza preferentemente en riñón mientras que en las zonas Agrícolas se
sitúa preferencialmente en vejiga urinaria
(ANDERSON, 1975).
En los cálculos urinarios de ácido úrico
se han encontrado dos formas anhidras del
mismo: una con cristalización pseudoortorrómbica y otra monoclínica. junto a ellas
se encuentra la forma hidratada, que puede transformarse en la forma pseudoortorrómbica en presencia de vapor de agua, y
en la forma monoclínica, si se posee un desecador en presencia de gel de sílice o
pentóxido de fósforo (SUTOR, 1972; HIDALGO y col. 1983).
Son cálculos de gran dureza y, recién for,
S
mados, tienen un color rojo anaranjado, independientemente de que su superficie
sea lisa o rugosa. Con el transcurso del
tiempo la cubierta se transforma en gris-rojiza y, finalmente, grisácea.
Un método importante para su reconocimiento consiste en romper la cubierta grisácea y dejar al descubierto el color anaranjado que los caracteriza.
Los cálculos de ácido úrico están constituidos, como el resto, por cristales y materia orgánica. Los cristales, no se integran
preformados sino que se inician y desarrollan, desde el principio, molécula a molécula sobre un núcleo primitivo; se presentan en forma de prismas rómbicos, dispuestos en todas las direcciones con mac l a ~y caras secundarias; tienen abundantes cavernas y grietas, con un perfecto rellenado de cristales euhedrales o idiomórficos. Sus formas más generales son de tipo
lanceolado, con la porción apical truncada
O no.
Aunque han sido varios los autores que
han realizado estudios macro y microscópicos acerca de los cálculos de ácido úrico, las características principales de los
mismos quedan reflejadas en el amplio trabajo llevado a cabo por KLEEBERG y col.
(1981). Desde el punto de vista microscópico, presentan cuatro estructuras bien diferenciadas:
1.- Granuloporosa, en la que alternan multitud de gránulos con grandes espacios vacíos. Cada gránulo está formado por acúmulos de prismas rómbicos dispuestos en
roseta o distribuidos irregularmente. Existe,
entre ellos, material amorfo de color grisáceo.
2.- Concéntricas o en empalizada. Constituyen capas concéntricas, compuestas de
prismas rómbicos, adosados unos a otros a
través de depósitos de material amorfo grisáceo. Su disposición en conjunto es radial.
3.- Mixtas. Las dos formas anteriores se encuentran asociadas, en especial si el cálculo es grande (colariforme). El centro, que
constituye la tercera parte del cálculo, es
de estructura granular porosa y el resto está
formado por capas concéntricas.
4.- Cristales alargados. Extraordinariamen-
te infrecuentes. Forman una estructura espiculada y radial, alrededor de un núcleo
puntiforme de cristales de urato amónico.
Los cálculos de ácido úrico, han sido estudiados, no sólo a partir de las vías urinarias humanas, sino también a partir de modelos experimentales "in vitro" y en litiasis
provocadas experimentalmente en animales de laboratorio (DEGANELLO y COE,
1983; NODA, 1984; BERENGUER y col.
1986; HESSE y col. 1986).
OBJETIVOS
Nuestro interés en la elaboración del
presente trabajo ha sido, no sólo, y por supuesto, llegar al diagnóstico y tratamiento
del enfermo litiásico, sino además conocer
mejor los cálculos de ácido úrico, de una
incidencia en nuestro entorno casi tan alta
a la presentada por los de oxalato cálcico.
Por la complejidad que entrañan y por los
problemas socio-económicos que suscitan
deben ser analizados con el máximo interés para un mejor conocimiento de su etiología que conlleve a una prevención óptima de las litiasis.
Pero además, como apuntan CHENG y
col. (1983), aunque estudiados los cálculos
con las técnicas más vanguardistas, sigue
sin conocerse la patogenia de los mismos
y la importancia de sus constituyentes (matriz y mineral). A excepción de los cálculos
de cistina, el resto de los cálculos urinarios
poseen una composición heterogénea, En
la clínica, el conocimiento de esta composición es de gran importancia ya que una
composición diferente, indica diversa etiología y, por lo tanto, distinto tratamiento.
Además, es imprescindible su conocimiento para establecer un pronóstico y evitar la
aparición de litiasis recidivantes (RODGERS, 1981).
Por ello, creemos que los cálculos de
ácido úrico deben estudiarse a fondo, con
los medios analíticos disponibles, en especial con el MEB, que permite el estudio tridimensional del cálculo, pudiendo analizar cristal por cristal; las características de
sus caras; las interrelaciones entre los cristales; la materia orgánica; las diferentes capas concéntricas dispuestas sobre el núcleo y este último (KIM, 1982). Permite
además comprobar la existencia de pequeñas cantidades de algún otro componente,
por lo que define mejor su composición y
características.
Por consiguiente, nuestros objetivos van
dirigidos a:
1.- Analizar las historias de los pacientes
con cálculos de ácido úrico.
2.- Hacer especial hincapié, en el estudio
microscópico (tanto con el microscopio estereoscópico como con el MEB), para analizar las superficies externa y de corte de
los cálculos de ácido úrico, ocupándonos
de la matriz orgánica y, fundamentalmente,
de los cristales.
3.- Emplear, junto a las técnicas anteriores
otros métodos de estudio, tales como el
análisis químico, la difracción de rayos X y
la espectroscopia infrarroja, que complementan el estudio morfológico de las litiasis urinarias.
MATERIAL Y METODO
Se han estudiado un total de 18 cálculos
urinarios de ácido úrico, pertenecientes a
otros tantos pacientes, conjuntamente con
la revisión de las Historias Clínicas de los
mismos.
En la revisión de las Historias se ha tenido en cuenta: a) Lugar de residencia. b)
Composición química. c) Edad de los pacientes. d) Sexo. e) Manifestaciones clínicas más comunes. O Antecedentes litiásicos personales y familiares. g) Características de la orina. h) Investigación de alteraciones renales. i) Régimen alimenticio.
Los 18 cálculos se fragmentaron para
realizar con ellos las pruebas siguientes:
características macro y microscópicas; análisis químico, análisis de difracción de rayos X; espectroscopia infrarroja y estudios
morfológicos con el microscopio estereoscópico y con el microscopio electrónico
de barrido.
CARACTERISTICAS MACRO
Y MICROSCOPICAS:
Para el estudio de las características macroscópicas se procedió de la siguiente forma:
1.- Lavado del cálculo en agua corriente y
secado durante 24 horas a temperatura
ambiente.
2.- Peso y medida: Se pesa una vez seco y
se mide con regla siguiendo los tres ejes espaciales.
3.- Descripción de las características cualitativas: forma, color, superficie y consistencia.
Las características microscópicas son observadas, tanto en superficie como en corte, en un microscopio esteroccópico,
WlLD M8, con cámara fotográfica de 35
mm incorporada.
ANALlSlS QUIMICO:
Tras pulverización, en mortero, de pequeños fragmentos de cada cálculo, se toman 10 mg de pulverizado y se somete al
test del carbonato, para ello se añadeti 10
gotas de HCI y tras mezclar se espera la formación o no de efervescencia. Su aparición indica positividad. Posteriormetite, se
procede a distribuir el pulverizado en 9
portas especialmente diseñados, aplicando unas gotas de sosa y al mismo tiempo
cada uno de los reactivos del test "Stone
analysis set urinari calculi". La obtención
de los diversos colores del test indicará la
composición química del cálculo. El propósito de este test, es demostrar la presencia de los componentes individuales
(KINC y BOYCE, 1963; borg y col. 1976) y,
por ende, de ácido úrico.
DlFRACClON DE RAYOS X:
Los patrones de difracción resultan de ¡titeracciones de rayos X reemitidos como
electrones cuando pasan de estados etiergéticos superiores a situaciones energéticas inferiores.
Los diagramas de rayos X han sido obtenidos en una cámara de polvos cristalinos,
Debye-Scherrer; se ha empleado un aparato Philips modelo PW con radiación K de
cobre y filtro de níquel.
La identificación de una sustancia se obtiene consultando las tablas elaboradas por
la ASTM (American Society for Testing Material~)que en la actualidad cuenta c o n
más de trece mil fichas editadas.
Para la obtención de los diagramas, que
deben ser posteriormente identificados, seguimos los siguientes pasos:
a) Reducción de la muestra del cálculo a
polvo muy fino, en un mortero de ágata.
b) Colocación de dicho polvo en un porta-
objetos, ligeramente excavado en el centro, bien rasado y prensado.
C) Introducción del porta-objetos en el difractómetro, marca loel Recorder l.R. 251
A. Los granos del cálculo pulverizado se
agrupan sin orden y se presentan en todas
las orientaciones posibles, de tal manera
que siempre habrá alguno orientado hacia
el ángulo de incidencia del haz de rayos X.
Una vez introducida la muestra pulverizada en el difractómetro se obtiene el contaje e inscripción en papel de registro y
cada anillo de difracción se traduce en un
pico cuya superficie es proporcional a la intensidad de la reflexión.
Para reconocer un cuerpo a partir de su
difractograma es necesario comparar con
el fichero ASTM, ya citado.
ESPECTROSCOPIA INFRARROJA:
Consiste en obtener el espectro de absorción infrarroja que presentan los minerales de un cálculo.
Par ello, el mejor método es la obtención
de pastillas de bromuro potásico; se pesan
300 mg de esta sustancia, previamente secada en estufa a 120°C, durante 24 horas y
se pulveriza en un mortero de ágata, con
la cantidad de muestra apropiada en cada
caso (la concentración que se utiliza depende de la absorción de la sustancia en
estudio; en nuestro caso es de 0,5%).
La muestra pulverizada se coloca en un
molde de 12 mm de diámetro, con caras
perfectamente pulidas y se reparte homogéneamente. El molde se somete a una
prensa automática, a presión suave y se
hace el vacío con el fin de eliminar las burbujas de aire. Una vez retirada la presión y
el vacío, se abre el molde que desprende
la pastilla formada, la cual se introduce en
un aparato Beckrnan Aculabac de doble
paso y se obtiene el espectro correspondiente. Las bandas de los diferentes compuestos aparecen con mayor o menor intensidad en una determinada región espectral.
A la hora de aplicar el método, hay que
poseer los modelos patrones (existentes en
el mercado).
MlCROSCOPlA ELECTRONICA
DE BARRIDO:
Para realizar el estudio morfológico con
el MEB, se efectúan las siguientes pautas:
1.- Una vez lavado y secado el cálculo, se
fracciona y cada fragmento se monta en el
portamuestras del microscopio con plata
coloidal conductora, de tal manera que
pueda estudiarse tanto la superficie del cálculo como las caras de sección.
2.- Revestimiento con una capa de oro de
10 mm, con metalizador marca Polaron E
5000.
3 . - Observación en el microscopio electrónico de barrido, marca Philips SEM 500 y
después fotografiados con película de 35
mm tri-X-Pan de Kodak.
Los aumentos referidos en las micrografías corresponden a los aportados por el
microscopio
RESULTADOS
El análisis pormenorizado de las Historias Clínicas, arrojaron los siguientes resultados:
a) Localización de los cálculos: Un 77,7%
(14 casos) en los uréteres; en los de mayor
edad, preferencialmente en el izquierdo
mientras que en los jóvenes hubo mayor
incidencia en el derecho. Siguen en orden
de frecuencia, los de localización en pelvis
renal, 3 casos (16,6%), siendo en un caso
colariforme.
b) Frecuencia: Más frecuente en el sexo femenino (60%) y en edades comprendidas
entre 78 y 71 años, teniendo una media de
44 años.
C) Examen radiológico: Por tratarse de cálculos radiotransparentes la radiografía simple da siempre negativa. En cambio, las
urografías por perfusión, demuestran imágenes lacunares a nivel renal y un stop, en
los hallados a nivel ureteral.
d) Otras características: Existen otros datos
a tener en cuenta tales como antecedentes
familiares y personales; sintomatología
más frecuente; datos analíticos en orina,
urinocultivos y sangre.
Análisis Químico:
Tras agregar el reactivo de ácido úrico al
pulverizado de las muestras, se obtuvo en
todos los casos una coloración amarillenta,
significativa de positividad.
Difracción de rayos X:
Introducido el porta en el difractómetro
con el polvo del cálculo a examinar, se obtiene un diagrama que se estudia, marcando el número de orden, grados, espaciados e intensidad o altura de los picos, cuya
superficie es proporcional a la intensidad
de la reflexión; la intensidad del pico más
fuerte se fija en 100 y se halla la proporcionalidad de los restantes.
En 12 de los 18 cálculos, los picos más
importantes se obtuvieron en 389 mm
(100) a 28O8'; 210 mm (53,98) a 28O; 190
mm (48,84) a 23O, entre otros. Los resultados indican la presencia exclusiva de ácido
úrico.
En los 6 cálculos restantes, además de
los picos anteriores, se obtuvieron otros en
la línea-grado 14'3'; 3g01 ' y l j O 1', indicativos de presencia de oxalato cálcico monohidratado, con mayor o menor intensidad de los picos dependiendo de la cantidad de mineral existente.
Espectroscopia Infrarroja:
Como en caso anterior hubo dos tipos
de respuesta: En 12 de los cálculos, el diagrama de las espectroscopias presentaron
una banda muy fuerte a 1670 cm-' y otras
menos fuertes a 3000, 2800, 1300, 1120,
990, 785, 745 cm-', indicativos de ácido
úrico anhidro.
En los 6 cálculos restantes, junto a las
bandas anteriormente expresadas, se detectan otras: una de tensión muy fuerte a
1620 cm-', otras menos fuertes a 1315 y
1350 cm-', que indican la presencia de oxalato cálcico monohidratado.
Características Macro y Microscópicas:
Presentaron formas variadas. Ocho eran
ovalados y cuatro en forma de cuña redondeada, con una coloración anaranjada y
de superficie lisa, correspondiendo a cálculos de consistencia dura que suelen estar
localizados en una de las pelvis o en un
uréter, y con longitud máxima entre 1-1,5
cm.
Hubo cinco con forma semi-esférica
(cálculos viejos) que tienen una colocación
gris-rojiza, con superficie irregular, de consistencia dura y localizados tanto en pelvis
como uréter, con longitud máxima de 1
cm.
Por último, uno de los cálculos (coraliforme), superó los tres centímetros, con su-
perficie rugosa, de consistencia muy dura y
color grisaceo.
El análisis con el Microscopio estereoscópico permitió reconocer tanto en superficie como en sección, las características
morfológicas de cada cálculo hastas 50 aumentos.
Al igual que en el examen macroscópico, la forma, dimensiories y coloracion, variaron de unos cálculos a otros, pero siempre se mantuvo el color anaranjado cuando al cálculo, que en superficie presentaba
otra coloración o tonalidad, se le practicaba una erosión.
La mayoría de los cálculos analizados
presentaron una superficie externa, col1 aspecto aterciopelado, con o sin hendiduras;
presentando, a veces, manchas de aspecto
más oscuro, ligeramente elevadas, a manera de manchas o lunares. En ocasiones, la
superficie externa poseía un aspecto poroso, con rugosidades y pequeñas cavidades
en cuyo fondo se aprecian tramas de cristales polimorfos, de aspecto reticular. Espaciadas entre las cavidades se observan elevaciones tuberosas de tamaño variable.
Cuando los cálculos se observan en la
lupa binocular, se comprueba que cuanto
más pequeño es el cálculo, más esférica y
lisa es su superficie. La forma y la superficie
de los cálculos se tornan más irregulares
cuanto mayores son sus dimensiones.
En la superficie de corte, se comprobó en
todos los cálculos, la presencia de un núcleo central, de diferente coloración y disposición estructural que las zonas periféricas. En ocasiones este núcleo posee pequeñas dimensiones, pero está situado en
el centro geométrico del cálculo, es svalado y presenta una coloración más oscura y
está perfectamente delimitado del resto del
cálculo, sin poseer una disposición estructural típica. En otras ocasiones, el núcleo
central, de grandes dimensiones, poseía
una tonalidad más anaranjada que la periferia y sus estructuras tendían a una disposición concéntrica, separadas por numerosas grietas.
La zona periférica del corte está constituida por estratos concéntricos de cristales
heterogéneos, alternando capas de tonalidad oscura con estratos blanquecinos. El
espesor de las capas y la proximidad entre
las mismas, disminuye a medida que se
aproxima a la periferia. En la zona intermedia, las capas concéntricas tienen un grosor mayor y se evidencian, con bastante
frecuencia, grietas que separan agrupaciones de cristales polimorfos.
El tipo de fractura, en la mayoría de los
cálculos estudiados fue irregular y sólo en
cuatro se observó una superficie de fractura concoidea.
La Microscopía Electrónica de Barrido
permite diferenciar, en los cálculos de ácido úrico una superficie externa lobulada
con estructura granulosa (fig. 1), constituida por elevaciones (granulaciones) que alternan con de~resiones.Cada elevación
está constituida por acúmulos de cristales,
de distribución irregular y a las que SOMACARRERA (1977), por su parecido a las patatas, les dio el nombre de micropatatas.
También en superficie se observan oquedades, posiblemente constituidas por agregados polimorfos de cristales.
Los cristales situados en la su~erficieexterna del cálculo, suelen ser polimorfos,
formando una superficie irregular y recub i e r t o ~por una corteza discontinua. Estos
cristales se hallan adosados por sus caras y
unidos por sustancia amorfa. En ocasiones,
los acúmulos de cristales forman columnas
o hileras como si se tratase de adoauines
en fila, con superficie irregular y cuyas caras se encuentran pegadas, unas a otras,
por material amorfo pudiendo quedar entre ellos microcavidades.
Las superficies de fractura irregulares poseían grietas de gran tamaño situadas, preferencialmente, en la zona central del cálculo. Los bordes de las grietas eran irregulares, como dientes de sierra. Las grietas y
hendiduras situadas en la periferia tenían
un tamaño menor y una morfología más
circular. Además, en la zona periférica de
estos cálculos poseen estratos cristalinos,
de pequeña amplitud y dirección radial, separados por capas de materia orgánica,
dispuestas perpendicularmente a las laminaciones cristalinas concéntricas.
Tanto las paredes, como el fondo de las
grietas están constituidas por acúmulos de
cristales polimorfos, pero con un cierto
0
predominio de las formas tabulares prismáticas ortorrómbicas.
Las superficies de fractura concoideas
presentan un núcleo central, prominente,
de aspecto gránulo-poroso constituido por
acúmulos de cristales polimorfos envueltos
en abundante materia orgánica constituyendo especie de mallas tridimensionales,
entre las que quedan abundantes espacios
vacios.
Excéntricamente, la superficie de fractura concoidea presenta aposición de cristales en estratos, separados por grietas estrechas y alargadas,que delimitan capas concéntricas, pero sin que exista una disposición radial. El aspecto de la superficie de
fractura, en conjunto, es de tipo ortográfico, con múltiples elevaciones y depresiones.
El hábito de los cristales, en todas las superficies de corte analizadas es, fundamentalmente, polimórfico, y por ello, el tamaño de los cristales fue muy variable (desde
10 p m hasta 5 mm a lo largo de las aristas
de mayor longitud).
En las paredes de las grietas y cavidades
de estos cálculos, predominan los cristales
en forma de prismas rómbicos. Sus caras,
de aspecto aterciopelado o, por el contrario, lisas, poseen un pinacoide de 2." orden, otro de primer orden y numerosos
prismas de 2.a especie.
En ocasiones, el hábito es tubular, debido al apilamiento de cristales unidos por
sus caras o, incluso laminar o escalonado,
en forma de pirámide azteca.
En el fondo de las grietas, se divisan multitud de cristales, totalmente desordenados
y polimorfos, de distintos tamaños; desde
prismas ortorrómbicos pasando por formaciones aciculares, rectangulares, columnares y lanceolares que se superponen a
otros cristales de tamaño inferior (fig. 2).
Dentro de este pleomorfismo, predominan
las formas en gavilla (fig. 2, 3 y 4) y las lanceolares, con la porción apical truncada o
no.
En algunos cálculos, observamos acúmulos de cristales de diversos tamaños,
alargados, como palos de remo dispuestos
radialmente, abriéndose a partir de un punto común. Constituyen los llamados capu-
Figuras 1 a 6
Micrografias electrónicas de barrido pertenecientes a cálculos de ácido úrico. La figura 1
representa detalle de la superficie externa de
los cálculos. Las figuras 2 a 6 muestran el polirnorfismo cristalino de las superficies de fractura de los cálculos estudiados.
Figura 1
Aspecto rugoso, con típicos rnicrotubérculos,
de la superficie externa de un cálculo de ácido
úrico. Aumentos 40 x.
Figuras 3 y 4
Detalles, a grandes aumentos, de los cristales
pleomórficos: Formas en gavilla, lanceolares y
en Láminas concéntricas.
Aumentos: Fig. 3 = 1250 x; Fig. 4 = 2500 x.
Figura 2
Gran pleomorfismo y diversidad de tamaño de
cristales. Predominio de formas aciculares, lanceoladas y en gavilla. Aumentos Fig. 2 = 640 x.
110s florales y, en conjunto los campo florales.
Aparte de las morfologías cristalinas hasta ahora descritas, hemos visto, ocasionalmente, cristales de crecimiento concgntrico configurando formas ovaladas (fig. 5) o
rectangulares (fig. 6). A mayores aumentos,
se aprecia mejor este tipo de crecimiento
que parece tener un eje central sobre el
que se disponen las capas concéntricas, semejando columnas de superficie irregular
(cristales esqueléticos), entre los que queda sustancia amorfa.
En la figura 5, se observa una disposición
similar, pero bajo forma ovoidea.
Por último y como hecho aislado, hemos
observado cristales bipiramidales rómbicos
que cristalizan en el sistema monoclínico y
unidos entre sí por sustancia amorfa.
Figura 5
Cristales esqueléticos: Crecimiento concéntrico de cristales en forma ovoidea, separados
por materia orgánica. Aumentos: Fig. 5 = 1250 x.
Figura 6
Cristales esqueléticos en forma rectangular.
Aumentos: 7250 x .
DlSCUSlON
destacar los Métodos de difracción de rayos X que han permitido aportar valiosos
datos al estudio biológico de los cálculos
(LAGERGAN, 1956; PRIEN, 1963; SUTOR,
1972) permitiendo nuevas clasificaciones
de los mismos. En nuestro caso, pudimos
conocer la existencia de dos elementos
cristalinos, en el mismo cálculo: ácido úrico y whewellita, e incluso cuantificar de
forma relativa su contenido (solamente indicios o cantidades medias de whewellita).
La espectroscopia infrarroja, permite detectar tanto los cristales como la materia orgánica. En nuestro estudio hemos comprobado que, al menos parte de la materia orgánica, contenía fosfato cálcico.
El empleo del microscopio estereoscópico o lupa binocular permite un estudio de
transición, entre las características macroscópicas y microscópicas, orientándonos a
través de su empleo hacia la clasificación
de los cálculos. Con él se pueden estudiar
la forma, coloración, características de superficie, tipos de fractura, forma de crecimiento de cristales, existencia y tipificación
de grietas y características cristalográficas
de los cristales de gran tamaño. Sin embargo, posee los inconvenientes conferidos
por su escaso poder de resolución y, sobre
todo, la imposibilidad de diferenciar más
de un compuesto mineral; en especial, si
uno de ellos se encuentra en escasa pro-
El análisis detallado de las Historias Clínicas aportó datos significativos, en relación
con el sexo y manifestaciones clínicas que
estan en concordancia con los descritos
por otros autores (COIN, 1922; COTTE y
TEGLIERINE, 1957; ALONSO y SOMACARRERA, 1976): la localización topográfica
más frecuente de los cálculos de ácido úrico fueron los uréteres: los antecedentes
personales estuvieron siempre presentes
mientras que los familiares sólo aparecieron en un escaso número de pacientes.
Aunque no son radioopacos, sí pueden
identificarse a través de signos indirectos
cuando se emplea la urografía intravenosa
como ha manifestado recientemente
PUIGVERT GORRO (1986).
Al contrario de lo que ocurre en las litiasis por whewellita o fosfatos, los trastornos
digestivos fueron muy evidentes en la litiasis por ácido úrico; en orden inverso se hallaron las alteraciones urinarias (disurias,
polaquiurias y tenesmo) así como la existencia de microhematuria (COIN, 1922;
COTTE y VILLU, 1954). Estos datos permiten, a través de la anamnesis, valorar la posible constitución cristalina de las piedras
antes de su expulsión y, por tanto, orientar
hacia una terapia y profilaxis idónea.
En relación con las técnicas de estudio
utilizadas en el presente trabajo, caben
porción.
En las zonas periféricas de la mayoría de
los cálculos estudiados con la lupa binocular existían cristales con disposición radial
y líneas curvas concéntricas en las que se
intercalan cristales radiales y longitudinales, como también han observado KLEEBERG y col. (1981) y CIFUENTES (1984).
Esta disposición es similar a la de los cristales de whewellita aero se diferencian de
los mismos por el Color amarillento típico
del ácido úrico y por la coloración de interferencia que presentan los cristales de oxalato cálcico.
Para el morfólogo, la técnica que más
ventajas aporta, au~nqueno exenta de limitaciones e inconvenientes, es la Microscopía Electrónica de Barrido. Permite el estudio tridimensional de una zona amplia del
cálculo e, incluso, de su totalidad. Facilita
el análisis de cristal por cristal. Su alto DOder de resolución, Permite obtener ca;acterísticas de las caras de los cristales (invisibles por otros métodos), así como las interrelaciones que guardan los cristales con la
materia orgánica.
Con el MEB se puede estudiar el núcleo
central y las diferentes capas corticales que
forman el cálculo. Además, hace posible el
estudio de pequeñas cantidades de otros
componentes v observar otros minerales
menbs comunés que lo habitual, cosa difícil con otras técnicas.
KIM (1979, 1982) y KIM y col. (1984) realizaron un vasto estudio de numerosos cálculos urinarios con el MEB y propusieron
una serie de características generales, a través de las cuales, podrían clasificarse hastas el 9O0/0 de los cálculos y reconocer su
composición. Entre estas características
destacan: el hábito o forma que adquiere
un cristal por el desarrollo relativo de sus
diversas formas, las superficies de fractura
del cálculo, los modelos de grietas y hendiduras en el interior de las piedras, el tipo
de superficie de fractura del cálculo así
como el tipo de fractura de las superficies
de los cristales y los patrones de crecimiento.
En nuestro estudio y siguiendo este planteamiento, hemos comprobado que el hábito en los cálculos de ácido úrico es total-
mente polimorfo. La disposición de los
cristales es, en muchos casos, anárquica e
irregular. Ya en el examen con la lupa binocular se aprecia la aglomeración desordenada de cristales, conclusión a la que llega
CIFUENTES (1984), tras el estudio con Iáminas delgadas.
"
El tipo de crecimiento en los cálculos de
ácido úrico es incierto al no existir un patrón definido y son muchas las variantes en
las formaciones cristalinas (laminada, sectorial, tabular, etc.).
Se puede decir, en concordancia con
otros autores (KLEMBERG, 1981 ; KIM,
1982; KIM y col. 1984, DEGANNELO y
CHOU, 1984, CIFUENTES, 1984) que, al
contrario de lo que ocurre en otros cálculos urinarios, no existen características específicas de identificación con el MEB de
los cálculos de ácido úrico, pero es precisamente en su pleomorfismo y variedad de
formas y modos de crecimiento, dotide reside la clave para su identificación.
En relación con las estructuras que propone KLEEBERG (1981) para el estudio microscó~icode los cálculos de ácido úrico,
nosotrhs hemos observado las tres más típ¡:
cas, esto es: la forma granuloporosa (multitud de gránulos formados por acúmulos de
prismas rómbicos dispuestos irregulartnente o formando rosetas y separados por material amorfo grisáceo), la forma coticéntrica o en empalizada (capas concéntricas de
cristales rómbicos unidos por material
amorfo y con disposición radial) y las formas mixtas de las dos anteriores. En tiitiguno de los 18 cálculos estudiados hemos visto la forma de cristales alargados de disposición radial.
De las características generales de los
cálculos de ácido úrico participan también
algunos de whewellita, pero su diferenciación es fácil siempre que no coexistan los
dos minerales en el mismo cálculo. Los cálculos de ácido úrico tienen abundantes cavernas y grietas en las que aparecen cristales euhedrales. Además, las formas de aspecto concéntrico y las espiculadas, presentes en ambos tipos de piedras, pueden
diferenciarse aumentando el poder de resolución del MEB. En efecto, utilizando
grandes aumentos, la superficie de los cris-
1
I
I
'
tales de ácido úrico es más vellosa O aterciopelada que la de oxalato cálcico Y, Por
lo
siempre existen fallas o defectos
cuña" sobre el plano de clivage, en
contraposición 1' la superficie lisa que presentan los cristales de whewellita (KIM,
,984).
El problema se suscita cuando coexisten
ambos minerales en el mismo cálculo. Es
un hecho conocido que los cálculos, a excepción de los de cistina, pueden contener
dos o más compuestos minerales y hasta
nueve diferentes se encontraron en una
zona pequeña de una piedra biológica
(SUTOR, 1972). Estos hechos se imputan a
fenómenos de epitaxia y cristaluria.
En los cálculos urinarios de ácido úrico,
el mineral que se asocia con mayor frecuencia es la whewellita (LONDSDALE,
1968, MEYER y col., 1976, KIM, 1982, DEGANNELO y CHOU, 1984, 1985). Mucho
más rara es la asociación con fosfato cálcico y cuando existe no es difícil diferenciarlos ya que no se encuentran mezclados,
sino separados por una zona intermedia
de whewellita (CIFUENTES, 1984).
En nuestro estudio, las técnicas de difracción de rayos X y la espectroscopia infrarroja, detectaron la presencia de whewellita en 6 de los cálculos analizados. Sólamente en 3 de los 4 que presentaban un
contenido medio de oxalato cálcico monohidratado, pudimos diferenciar, con la
lupa binocular, la presencia de estratos radiales con el color de interferencia típico
de la whewellita. En los restantes, no se observó ningún signo que indicase su existencia.
Cuando estos cálculos se analizaron con
el MEB, comprobamos la existencia de un
mayor número de formas cristalinas lanceolares y en gavilla, así como la presencia
de formas espiculadas de disposición radial; si bien, estas formas también se presentan en los cálculos constituidos exclusivamente por ácido úrico.
Aunque la diferenciación es difícil, puede conseguirse aplicando los criterios de
KIM (1984) anteriormente expuestos.
En ocasiones, el diagnóstico es simple ya
que tienden a asociarse en capas alternativas (CIFUENTES, 1984).
Cuando los cristales de whewelita se hallan dispuestos en la superficie de cálculo,
suelen provenir de la incorporación de
agregados policristalinos a partir de una
fase de cristaluria.
La presencia de esferolitos radiados y de
campos florales encontrados en nuestro estudio, es considerada por algunos autores
como típica de cristales de urato amónico
(CIFUENTES, 1984).
La matriz orgánica en los cálculos de ácido úrico aunque puede presentarse bajo
diversas formas, la más típica y en eso están de acuerdo nuestras observaciones
con las de ALONSO y SOMACARRERA
(1972, 1976) y CIFUENTES (1984), es la
presencia de fibras o hilos mucoproteínicos que envainan a los cristales o se depositan sobre ellos, llegando a mineralizarse
de forma secundaria.
En los cálculos en los que se combinan
ácido úrico y whewellita, la matriz estaría
compuesta no sólo por materia orgánica y
proteínas sino también por Iípidos (KlM y
JOHNSON, 1981) aunque su significado
no está aun aclarado.
Concluyendo podemos decir que el análisis de las Historias de los pacientes con
urolitiasis por ácido úrico, orienta, a través
del examen estadístico de los datos, hacia
el diagnóstico de los mismos por la propia
anamnesis. En el estudio de los cálculos, es
preciso aplicar técnicas combinadas que
permitan detectar la presencia de materia
orgánica y descubrir la composición química de los componentes inorgánicos. Con el
ME5 se estudiarán las características cristalográficas, lo que nos permitirá reconocer
y clasificar los distintos tipos de cálculos
urinarios.
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