Litiasi renale: valutazione del rischio litogenico attraverso misurazioni cinetiche della crescita del calcolo

In questa tesi, è stata sviluppata un’indagine sulla litiasi ed è stato proposto un semplice modello cinetico per descrivere la cristallizzazione di un calcolo renale. Attualmente, per la diagnosi e il trattamento della litiasi, vengono eseguiti esami analitici o vengono sviluppate immagini delle vie urinarie. Tuttavia, le concentrazioni ottenute dalle analisi corrispondono al momento della loro estrazione e non al tempo di formazione del calcolo, pertanto potrebbero non rivelarsi di utilità. Nonostante i grandi progressi nello studio di questa patologia, non è nota l’esatta sequenza dei processi fisico-chimici e biologici che portano alla formazione dei calcoli urinari, per cui la pietra diventa l’unica testimonianza permanente della litiasi e di tutti gli eventi che portano alla sua genesi. Pertanto, è stato osservato e studiato un calcolo urinario estratto chirurgicamente ed è stato utilizzato il metodo della microscopia elettronica a scansione con raggi X a dispersione energetica (SEM-EDX) per effettuare un’analisi morfo-costituzionale seguendo una traiettoria radiale (dalla periferia al nucleo), in modo tale da determinare i differenti strati che formano la pietra e stabilire uno schema di eventi collegati alla crescita del calcolo e al ciclo biochimico urinario. È stato proposto, inoltre, anche una biochimica circadiana, basata su calcoli matematici volti a identificare il tempo di ciclo e la concentrazione massima. In seguito, è stato considerato il calcio come elemento preponderante nella pietra, per cui si è valutato l’andamento della sua concentrazione in funzione della posizione radiale relativa. Poiché le persone mangiano, dormono e lavorano periodicamente nell’arco di 24 ore, le variazioni nella composizione e nella supersaturazione dell’urina seguono le conseguenze di questo comportamento. Il ritmo circadiano marca la velocità di formazione dell’urina da parte del rene ed è stato dimostrato che la massima escrezione avviene durante la fase di attività diurna. Inoltre, le fluttuazioni circadiane nella cristallizzazione dei calcoli urinari suggeriscono che possa esserci una variabilità nell’arco delle ventiquattro ore nel rischio litogenico. Ciò ha permesso di dedurre che la supersaturazione locale è un fenomeno che si ripete quotidianamente e questo consente, a sua volta, di prendere in esame un ciclo circadiano per i parametri litogenici nelle urine e di rilevare i valori anormali. Applicando queste osservazioni al calcio, si sono considerati i picchi principali di concentrazione come corrispondenti ad un periodo di 24 ore e, di conseguenza, sono stati individuati 21 giorni. Nel tentativo di verificare se le onde di precipitazione ottenute tramite SEM-EDX rispettano il ciclo biochimico dell’urina, gli studi condotti da Ahlstrand et al. (1984) sono stati presi come base di riferimento, in quanto presentano i cambiamenti nella concentrazione di vari elementi nelle urine per un totale di 24 ore, mostrando una notevole variazione nell’escrezione di questi stessi elementi, legati alle diverse abitudini di una persona durante il giorno. In conclusione, questo progetto ha consentito il raggiungimento di diversi obiettivi, tra cui: la scansione lineare del metodo SEM-EDX ha dimostrato di essere un potente strumento per l’analisi morfo-composizionale dei calcoli urinari; la crescita della pietra si è rivelato essere un fenomeno controllato cineticamente; gli strati della pietra corrispondono a onde periodiche di precipitazione.