研究发现肾结石具有不同的地质历史

地质学家，显微镜医生和医生走进实验室，与来自全国各地的同事一起，发现了几个世纪以来对肾结石性质和成分的思考。在“科学报告”杂志上报道，该团队的主要见解是，肾结石是富含钙的层，与自然界中的其他矿化相似，如形成珊瑚礁或在温泉，罗马渡槽或地下油田中出现的那些。

研究人员发现，最重要的是人体健康，肾结石在形成时会一次又一次地溶解和再生。

伊利诺伊大学地质学和微生物学教授布鲁斯·福克(Bruce Fouke)与Jessica Saw一起领导了这项研究的新研究，他说，这与普遍认为的肾结石是永远不会溶解并且与自然界中所有其他岩石不同的均质岩石相矛盾。梅奥诊所医学院和博士我在大学的学生;和Mayandi Sivaguru，美国大学卡尔·R·沃斯基因组生物学研究所卡尔蔡司实验室的副主任。

“与医生在医学培训中学到的相反，我们发现肾结石经历了生长和溶解，生长和溶解的动态过程，”Fouke说。“这意味着有一天我们可能会介入以完全溶解患者肾脏中的结石，这是大多数医生今天所说的不可能的事情。

“肾脏结石不是毫无价值的结晶肿块，而是一个人的肾脏健康和功能的每分钟记录，”他说。

该研究的主要作者Sivaguru表示，研究结果是对肾结石进行更密切观察的结果，并且采用了比其他人更广泛的光学和电子显微镜技术。这些方法包括明场，相位对比，偏振，共焦，荧光和电子显微镜，以及这些工具和X射线光谱学的新发明组合。

Fouke说，许多技术通常用于地质学和地球生物学，但尚未用于研究生物体中的矿化，如人体内形成的肾结石和胆结石。特别是，使用紫外线，使一些矿物质和蛋白质在不同波长发出荧光，提供了大量新的信息宝库。

最近开发的Airyscan超分辨率显微镜技术使得该团队能够以140纳米的分辨率观察样品，这是一种比光学显微镜通常可能的放大倍数更高的样品。

这项工作为肾结石的内部生长历史提供了非常清晰，色彩鲜艳的图像，揭示了它们是由交替的薄层有机物质和晶体构成的，在突出的内部晶体的地方中断。

在肾脏的早期阶段石材开发，研究人员发现，草酸钙水合形式的晶体相互粘附，形成一个大的，不规则的团块。有机物和水晶层堆积在这个内核的顶部，形成一个外壳。石头继续溶解和生长。Fouke说，能够第一次清楚地看到这些层，使得重建这一地质历史成为可能。

“在地质方面，当你看到层次时，这意味着年龄较大的东西会更年轻，”他说。“可以在非常短的很长一段时间内沉积一层。”

但是许多层被破坏，显示出部分石头 - 通常是内部二水合物晶体 - 已经溶解。在这些空隙中，脱水形式的草酸钙的新晶体开始再次生长。

“因此，只有一块岩石代表了一系列事件，这些事件对解读肾结石病史至关重要，”福克说。

Saw说，研究和治疗肾脏疾病的研究人员和医生现在需要重新考虑他们的基本假设。

“在这项研究之前，人们认为肾结石只是一种随着时间的推移变得越来越大的简单晶体，”她说。“我们在这里看到的是它的动态。石头正在生长，溶解，生长和溶解。它富含许多成分。它非常活跃。”