シスチン腎結石：その形成と発達に関連する新しい側面

背景：腎臓カルクリ形成化合物（シュウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、尿酸）の結晶化実験は、腎臓内の尿の居住と同様の期間中にこれらのプロセスを監視することにより、通常行われます。それにもかかわらず、シスチンはその結晶化のために高い過飽和を必要とし、ほとんどの実験はより長い期間続きます。高い過飽和時には、結晶性発達の阻害剤が不十分な効果があることを考慮する必要があります。方法：シスチン腎結石の形成と異なるシスチン結合チオール剤の効果と同様の実験条件におけるシスチンの結晶化の誘導時間（TI）は、タービジメトリック測定によって決定されました。また、立体顕微鏡および走査型電子顕微鏡を介して、30のシスチン腎臓結石のマクロ構造と微細構造を研究しました。結果：研究された条件下では、結晶化阻害剤の非存在下でのTIは15分であり、9 mMのペニシラミン、チオプロニン、またはN-アセチルシステインの存在は、システィンとの錯体の形成に関連するため、完全に結晶化を阻害しました。N-アセチルシステインは、シスチン結晶の発達を遅らせ、修飾シスチン結晶の形態を遅らせました。シスチン結石は伝統的に滑らかで粗いと分類されてきました。それらの構造の研究は、それらすべてがコンパクトな放射状構造を生成するいくつかの結晶から形成を開始することを示しています。その後の成長は、それらが位置する腎腔に応じて、シスチン結晶の大きなブロックの形で粗い構造または小さな結晶を持つ滑らかな構造を生じさせます。結論：シスチン腎結石の発生を防ぐために、尿シスチン過飽和を減らすことにより、小さな結晶の形成を回避する必要があり、N-アセチルシステインは研究対象のシスチン結合チオール剤の中で最も効果的です。また、水の摂取量と身体活動の増加によるシスチン結晶の除去は、非常に重要な予防尺度になる可能性があります。

Background: Crystallization experiments of renal-calculi-forming compounds (calcium oxalate, calcium phosphates, uric acid) are normally performed by monitoring these processes during periods of time similar to the residence of urine inside the kidney. Nevertheless, cystine requires high supersaturation for its crystallization, and most experiments last for longer periods. It must be considered that at high supersaturation, the inhibitors of crystalline development have poor effects. Methods: The induction time of crystallization (ti) of cystine in experimental conditions similar to those of the formation of cystine renal calculi and the effect of different cystine-binding thiol agents was determined through turbidimetric measurements. We also studied the macro- and microstructure of 30 cystine kidney stones through stereoscopic microscopy and scanning electron microscopy. Results: Under the studied conditions, the ti in absence of crystallization inhibitors was 15 min, and the presence of 9 mM of penicillamine, tiopronin, or N-acetylcysteine totally inhibited crystallization, as their effects relate to the formation of complexes with cystine, although N-acetylcysteine also delayed cystine crystalline development and modified cystine crystal morphology. Cystine stones have traditionally been classified as smooth and rough. The study of their structure shows that all of them begin their formation from a few crystals that generate a compact radial structure. Their subsequent growth, depending on the renal cavity where they are located, gives rise to the rough structure in the form of large blocks of cystine crystals or the smooth structure with small crystals. Conclusions: To prevent the development of cystine renal stones, the formation of small crystals must be avoided by reducing urinary cystine supersaturation, with N-acetylcysteine being the most effective among the studied cystine-binding thiol agents. Also, the removal of cystine crystals through increased water intake and physical activity can be a very important preventive measure.