камъните

Геолог, микроскопист и лекар влизат в лаборатория и заедно с колегите си от цялата страна правят откритие, което отменя вековните мисли за същността и състава на бъбречните камъни. Основното разбиране на екипа, съобщено в списанието Scientific Reports, е, че камъните в бъбреците са изградени в богати на калций слоеве, които приличат на други минерализации в природата, като тези, образуващи коралови рифове или възникващи в горещи извори, римски акведукти или подземни нефтени полета.

Най-важното за човешкото здраве, установиха изследователите, камъните в бъбреците се разтварят частично и се разрастват отново и отново, докато се образуват.

Това противоречи на широко разпространеното схващане, че камъните в бъбреците са хомогенни скали, които никога не се разтварят и са различни от всички други скали в природата, каза професорът по геология и микробиология от Университета на Илинойс Брус Фук, който ръководи новото изследване заедно с Джесика Соу, студентка по медицина в Mayo Clinic School of Medicine и Ph.D. студент в U. на I .; и Mayandi Sivaguru, асоцииран директор на Carl Zeiss Laboratories @ Location в Carl R. Woese Institute for Genomic Biology в U. of I.

„Противно на това, което лекарите научават в своето медицинско обучение, ние открихме, че камъните в бъбреците претърпяват динамичен процес на нарастване и разтваряне, нарастване и разтваряне“, каза Фуке. „Това означава, че един ден може да успеем да се намесим, за да разтворим напълно камъните точно в бъбреците на пациента, нещо, което повечето лекари днес биха казали, е невъзможно.

"Вместо да са безполезни кристални бучки, камъните в бъбреците са минута по минута запис на здравето и функционирането на бъбреците на човек", каза той.

Констатациите са резултат от разглеждането на бъбречните камъни много по-отблизо и с по-широк спектър от техники за светлинна и електронна микроскопия, отколкото други са използвали преди, каза Сивагуру, водещият автор на изследването, ръководил работата по микроскопията. Методите включват ярко поле, фазов контраст, поляризация, конфокална, флуоресцентна и електронна микроскопия, с новоизмислени комбинации от тези инструменти и рентгенова спектроскопия.

Много от техниките обикновено се използват в геологията и геобиологията, но не са били използвани за изследване на минерализации в живи организми, като камъни в бъбреците и камъни в жлъчката, които се образуват в човешкото тяло, каза Фуке. По-специално, използването на ултравиолетова светлина, която кара някои минерали и протеини да флуоресцират на различни дължини на вълната, предлага огромна нова съкровищница от информация.

Наскоро разработената технология, микроскопия със супер разделителна способност Airyscan, позволи на екипа да види пробите със 140-нанометрова резолюция, много по-голямо увеличение, отколкото обикновено е възможно при светлинна микроскопия.

Усилието доведе до невероятно ясни, цветни изображения на историята на вътрешния растеж на бъбречните камъни, разкривайки, че те са изградени в редуващи се тънки слоеве от органично вещество и кристали, прекъснати на места с изпъкнали вътрешни кристали.

В най-ранните етапи от развитието на камъни в бъбреците, изследователите установяват, че кристалите на хидратирана форма на калциев оксалат се прилепват един към друг, образувайки голяма, неправилна бучка. Върху тази вътрешна сърцевина се натрупват слоеве органична материя и кристали, които създават външна обвивка. Камъните продължават да се разтварят и растат. Възможността за първи път да вижда ясно слоевете направи възможно пресъздаването на тази геоложка история, каза Фуке.

"В геологията, когато видите слоеве, това означава, че нещо по-старо е под нещо по-младо", каза той. „Един слой може да бъде отложен в продължение на много кратки до много дълги периоди от време.“

Но много от слоевете бяха нарушени, разкривайки, че част от камъните - обикновено вътрешните кристали дихидрат - са се разтворили. Нови кристали на дехидратирана форма на калциев оксалат бяха започнали да растат отново в тези кухини.

„Следователно само една скала представлява цяла поредица от събития във времето, които са от решаващо значение за дешифрирането на историята на бъбречно-каменната болест“, каза Фуке.

Изследователите и лекарите, които изучават и лекуват бъбречни заболявания, сега ще трябва да преосмислят основните си предположения, каза Соу.

„Преди това проучване се смяташе, че камъкът в бъбреците е просто обикновен кристал, който с времето се увеличава“, каза тя. „Това, което виждаме тук, е, че е динамично. Камъкът расте и се разтваря, расте и се разтваря. Той е много богат с много компоненти. Много е живо. "

Източник:

Материали, предоставени от Университета на Илинойс в Urbana-Champaign. Съдържанието може да се редактира за яснота, стил и дължина.