CÁLCULOS URINARIOS Introducción: Los cálculos urinarios son estructuras compactas producidas por la precipitación de sustancias cristaloides normalmente disueltas en la orina, sobre una matriz o núcleo amorfo. Se producen en el tracto urinario (pelvis renal, uréter, vejiga, uretra), vías biliares, próstata y ocasionalmente en otra zona como en las glándulas salivales. Generalmente suelen ser el resultado de un desequilibrio entre la excreción de agua por un lado y materiales de baja solubilidad por otro, también se han asociado factores predisponentes que conllevarían a la formación de los mismos, como: gota cistinuria hiperparatiroidismo deshidratación isohidriuria hepatopatías factores geneticos, etc... Los cálculos urinarios están compuestos por elementos normalmente excretados en la orina, junto con proteínas, incluyendo las de la sangre. Rara vez por elementos extraños. Pueden Clasificarse según: Composición en: 1. Cálculos Simples : Solo presenta un compuesto urinario. 2. Cálculos mixtos : Estos contienen 2 o más componentes. 3. Cálculos formados por cuerpos extraños: Debido a cuerpos extraños en el organismo. Según su estructura en: 1. Concresionarios: Si alrededor del núcleo existen laminaciones concéntricas. 2. Sedimentarias : Si poseen varios núcleos unidos en forma 1
desordenada. Composición: Dentro de las sustancias que con mayor frecuencia se detectan en su composición estan : Cálculos de Calcio 75 85 % Cálculos de estruvita 10 15 % Cálculos de Acido Urico 5 8 % Cálculos de Cistina 0 1 % Calculos de calcio: Son mas frecuentes en hombres, edad media de inicio es la tercera decada de vida, la mayoria de estas personas con cálculo de calcio aislado termina por formar otro y los intervalos entre sucesivos cálculos se acortan o permanecen constantes. La cifra media entre formación de un cálculo y otro es cada 2 ó 3 años, generalmente este tipo de cálculo es familiar. Hay cristales de oxalato cálcico monohidratado y dihidratado. Los primeros suelen crecer como óvalos bicóncavos muy parecidos a un glóbulo rojo en cuanto a su forma y tamaño, pudiendo llegar a un tamaño mayor y en forma de Pesa que al exponerlos a luz polarizada y con fondo oscuro son brillantes, su intensidad dependerá de su orientación (Este efecto es llamado refringencia). Los segundos son bipiramidales y solo débilmente birrefringentes. Calculos de estruvita (MgNH4PO4): Son frecuentes y potencialmente muy peligrosos, formados principalmente en las mujeres, resultado de una infección urinaria por bacterias productoras de ureasa (enzima que actúa sobre la urea transformándola en amonio), generalmente Proteus. Pueden llegar a un gran tamaño y llenar la pelvis y los cálices renales hasta dar un aspecto de asta de venado. Son radiopacos con densidad interna variable. En la orina los cristales de estruvita son Prismas rectangulares que han sido comparado con tapas de ataúd. Calculo de acido urico: Estos son más frecuentes en hombres, son radiolúcidos, la mitad de estos pacientes tienen Gota, enfermedad asociada a un grupo de trastornos heterogéneos que se presentan aislados o de forma combinada, tales como Hiperuricemia, ataques de artritis inflamatoria monoarticular aguda, urolitiasis, etc... La litiasis por ácido úrico suele ser familiar, haya o no gota. En la orina, los cristales de ácido úrico son de color rojo anaranjado debido a que absorben el pigmento uricina. El ácido úrico anhidro produce cristales pequeños, que parecen amorfos al microscopio óptico. Son indistinguibles los cristales de apatita, excepto por su birrefringencia. El dihidrato de ácido úrico tiende a formar cristales en forma de gota y planchas planas y cuadradas. Ambos son fuertemente birrefringentes. La arenilla de ácido úrico parece polvo rojo y ocasionalmente los cálculos son anaranjados o rojos. 2
Calculos de cistina: Son infrecuentes, presentan un color amarillo limón brillante. Son radiopacos porque contienen azufre. Los cristales de cistína aparecen en orina como planchas planas y hexagonales. El cálculo se lava con agua destilada para eliminar cualquier resto de sangre, moco, coágulos, soluciones conservantes, etc. Se deja secar y se guarda en un recipiente seco y limpio para su posterior uso. Se deben hacer dos tipos de exámenes en el laboratorio: Exámen físico. Exámen químico. EXÁMEN FÍSICO Se deben medir las dimensiones del cálculo. Los cálculos pequeños generalmente se ubican en el riñón o pelvis renal y los grandes en la vejiga. Se debe observar el color, forma, aspecto, peso y consistencia. Los cálculos de oxalato son: duros, irregulares, cristalinos o labrados en parte. Los cálculos de ácido úrico son: duros, y de color amarillo o rojo parduzco. Los cálculos de fosfato son: blandos y cereos al tacto. Romper el cálculo y buscar un cuerpo extraño que haya servido para su formación Pulverizar finamente el cálculo. Una porción se calienta sobre una punta de una espátula de niquel o en asa de platino. Los cálculos orgánicos puros se queman completamente, sin producir llama: ácido úrico y uratos. Cistina: llama azul pálido. Si no se quema y deja un residuo blanco o grisáceo puede ser un cálculo de carbonato, oxalato o fosfato. EXÁMEN QUÍMICO. Este exámen esta orientado a descubrir el o los compuestos que forman el cálculo urinario, básicamente es un estudio de tipo cualitativo, ya que carece de detección de compuestos totales, quedando tras ello compuestos no investigados. Detección de Carbonato. Fundamento: Los ácidos minerales (HCL), descomponen los carbonatos desprendiendo el dióxido de carbono (CO2), el que es visualizado por la efervescencia que produce. Reacción: CO3 2 + 2HCL CO2 + H2O + 2Cl= Se debe colocar una porción del polvo y añadir 8 a 10 gotas de HCl al 10 % v/v. La producción de CO2 evidencia carbonatos. Detección de Uratos. Fundamento: El ácido es oxidado a alantoína y dióxido de carbono por el ácido fosfotungstánico en solución 3
alcalina. El ácido fosfotungstánico es reducido a azul de tungstato. Concentraciones altas de glutatión, cistina y glucosa reducen el ácido fosfotungstánico y provoca la aparición del color azul. Ox. Reacción: Ac. Úrico + Ac. Fosfotungstánico Alantoína + CO2 + Azul de tungstato Red. Se coloca una porción del polvo en un tubo khan, agregar una gota de carbonato de sodio anhidro al 20% y una gota de reactivo de Folín Denis. Un color azul intenso, indica reacción positiva, un color celeste reacción negativa. Detección de Fosfato. Fundamento: Para separar el fosfato de las sustancias que puedan interferir, se precipita éste como fosfomolibdato de amonio en soluciones de ácido nítrico a unos 40 C. En esta reacción pueden interferir el arsénico, vanadio, sílice y cantidades excesivas de sales de amonio. Recién precipitado se admite que el precipitado de fosfomolibdato de amonio, de color amarillo, tiene agua y ácido úrico de cristalización. Puede acelerarse la reacción agregando nitrato de amonio. Reacción: PO4= + 3NH4 + 12MoO4H2 PO4(NH4)312MoO3 + 12H2O. Colocar en un tubo Kahn una porción del polvo, agregar cristales de molibdato de amonio, luego agregar 1 ml de ácido nítrico diluido 1/3. Calentar, si se produce un color amarillo o un precipitado indica reacción positiva. Detección de Oxalato. Fundamento: El oxalato precipita como oxalato de calcio, debido a la acidificación con HCL y posterior calentamiento. Finalmente se neutraliza con aceteato de sodio, obteniendo un anillo en la interfase. Reacción: Oxalato + HCL(1/3) + calor + Acetato de Na saturado Oxalato de calcio Poner en un tubo khan una porción de polvo, agregar 1 ml de HCl diluido 1/3. Agitar y calentar, una vez frio, agregar solución saturada de acetato de sodio lentamente por las paredes. Un anillo (amarillo) blanco en la interfase evidencia el oxalato. Detección de Calcio. Fundamento: El calcio precipita como oxalato de calcio, en una solución caliente, previamente acidificada con HCL, y neutralizando lentamente con solución de NaOH. El efecto de precipitación es por consecuencia de un desplazamiento de la solución de un medio estable a un medio disociado, que luego vuelve a estar estable gracias a cambios de ph. Reacción: Ca + HCL + NaOH Oxalato de calcio + H2O. 4
Acidificar una porción de polvo con HCl 1/3 o al 10% en un tubo Khan, agitarlo, luego sacar de este extracto ácido una gota u depositarla en otro tubo, al que se le agregaran 2 a 3 gotas de NaOH al 20 25%. Se formara un fino precipitado blanco si es oxalato de calcio y un precipitado denso si es fosfato de calcio. Detección de Magnesio. Fundamento: El extracto ácido es convertido a alcalino por el NaOH y se forma el Mg(OH)2. El colorante azo es absorvido por el Mg(OH)2 en solución alcalina. La sensibilidad depende en gran medida de la concentración de iones OH y de cantidades grandes de NH4+ que impiden la precipitación del Mg(OH)2. Pequeñas cantidades de amonio no interfieren, siempre que se añadan cantidades suficientes de NaOH. Gran cantidad de calcio crea una coloración parecida, pero más clara. Reacción: Ext. Ácido + NaOH + p nitrobenceno azo resorcinol Mg(OH)2. Detección de Amonio. Fundamento: La determinación es por el reactivo de Nessler (solución alcalina de tetraiodomercuriato de potasio). Se produce un precipitado marrón o coloración marrón o amarilla de acuerdo con la cantidad de amoníaco o de iones de amonio presentes. El precipitado es un amino ioduro básico de mercurio. Reacción: NH4+ + 2[Hg I4]2= + 4OH HgO Hg(NH2) I + 7I + 3H2O Al extracto ácido o al polvo agregar 2 a 3 gotas de NaOH 25% y 2 a 3 gotas de reactivo de Nessler, obteniéndose como reacción positiva un precipitado naranja. RESULTADO DE LOS ANALISIS FORMA PROBABLE a) Amoniaco y oxalato Oxalato de amonio b) Ca, y CO2 Carbonato de calcio c) Ca, Oxalto y Amoniaco Oxalato de calcio y amonio d) Ca y Fosfato Oxalato de calcio e) Ca y Fosfato Fosfato de calcio f) Ca, Fósforo y oxalato Fosfato y oxalato de Calcio g) Ca, Fósforo y ácido úrico Fosfato de calcio y ácido úrico h) Ca, P, ácido úrico y amoniaco Fosfato de calcio y urato de amonio i) Fósforo y amoniaco, Ca y Mg Fosfato triple 5
j) Ac. Úrico sin amoniaco Acido úrico CÁLCULOS URINARIOS Gota Cistinuria Hiperparatiroidismo Deshidratación Isohidriuria Hepatopatías Factores geneticos, etc... Composición en: 1. Cálculos Simples : Solo presenta un compuesto urinario. 2. Cálculos mixtos : Estos contienen 2 o más componentes. 3. Cálculos formados por cuerpos extraños: Debido a cuerpos extraños en el organismo. Según su estructura en: 1. Concresionarios: Si alrededor del núcleo existen laminaciones concéntricas. 2. Sedimentarias : Si poseen varios núcleos unidos en forma desordenada. Cálculos de Calcio 75 85 % Cálculos de estruvita 10 15 % Cálculos de Acido Urico 5 8 % Cálculos de Cistina 0 1 % EXÁMEN FÍSICO 1. Se deben medir las dimensiones del cálculo. Los cálculos pequeños generalmente se ubican en el riñón o pelvis renal y los grandes en la vejiga. Se debe observar el color, forma, aspecto, peso y consistencia. Los cálculos de oxalato son: duros, irregulares, cristalinos o labrados en parte. Los cálculos de ácido úrico son: duros, y de color amarillo o rojo parduzco. Los cálculos de fosfato son: blandos y cereos al tacto. Romper el cálculo y buscar un cuerpo extraño que haya servido para su formación 6
Pulverizar finamente el cálculo. Una porción se calienta sobre una punta de una espátula de niquel o en asa de platino. Los cálculos orgánicos puros se queman completamente, sin producir llama: ácido úrico y uratos. Cistina: llama azul pálido. Si no se quema y deja un residuo blanco o grisáceo puede ser un cálculo de carbonato, oxalato o fosfato. EXÁMEN QUÍMICO. Detección de Carbonato Reacción: CO3 2 + 2HCL CO2 + H2O + 2Cl= Detección de Uratos. Ox. Reacción: Ac. Úrico + Ac. Fosfotungstánico Alantoína + CO2 + Azul de tungstato Red. Detección de Fosfato. Reacción: PO4= + 3NH4 + 12MoO4H2 PO4(NH4)312MoO3 + 12H2O. Detección de Oxalato Reacción: Oxalato + HCL(1/3) + calor + Acetato de Na saturado Oxalato de calcio Detección de Calcio. Reacción: Ca + HCL + NaOH Oxalato de calcio + H2O. Detección de Magnesio. Reacción: Ext. Ácido + NaOH + p nitrobenceno azo resorcinol Mg(OH)2. Detección de Amonio. Reacción: NH4+ + 2[Hg I4]2= + 4OH HgO Hg(NH2) I + 7I + 3H2O RESULTADO DE LOS ANALISIS FORMA PROBABLE a) Amoniaco y oxalato Oxalato de amonio b) Ca, y CO2 Carbonato de calcio c) Ca, Oxalto y Amoniaco Oxalato de calcio y amonio d) Ca y Fosfato Oxalato de calcio e) Ca y Fosfato Fosfato de calcio 7
f) Ca, Fósforo y oxalato Fosfato y oxalato de Calcio g) Ca, Fósforo y ácido úrico Fosfato de calcio y ácido úrico h) Ca, P, ácido úrico y amoniaco Fosfato de calcio y urato de amonio i) Fósforo y amoniaco, Ca y Mg Fosfato triple j) Ac. Úrico sin amoniaco Acido úrico Difracción de Rayos X. Espectrofotometría Infraroja. DIFRACCIÓN DE RAYOS X La difracción de rayos X identifica constituyentes de un calculo por medio de patrones únicos en su genero, son como sus "huellas digitales", las que son generadas gracias a el bombardeo monocromatico de rayos X sobre el material cristalino. Los rayos X cuando viajan distancias intramoleculares, son difractados o reflejados, dando patrones característicos que dependeran de la estructura de los cristales. Las rayos X reflejados pueden usarse para producir un difractograma el que estara compuesto de picos o "máximos" registrados según vaya rotando el muestreo en una sucesión de ángulos. Esto permite identificar en forma definitiva una sustancia cristalina desconocida. La ventaja más importante de la difracción de rayos X es que permite identificar absolutamente casi todos los materiales y mezclas cristalinas. Cuando sustancias amorfas y cristalinas se mezclan, los otros métodos pueden confundir estos dos (como en el caso de cálculos de fosfátos) ; la difracción de rayos X identifica selectivamente los componentes cristalinos. Los componentes cristalinos comunes en calculos urinarios son todos fácilmente identificables y potencialmente medibles por este método. Cristales de apatita pueden ser identificadas pero comúnmente la difracción de rayos X es pobre en su detección, debido a que estos están en un estado microcristalino y dan débiles bandas anchas de difracción. La desventaja principal de difracción de rayos X es que es muy pobre su capacidad para identificar algunos metabolitos o materiales constituyentes amorfos presentes en cantidades únicas y mínimas. ESPECTROFOTOMETRIA INFRAROJA La espctrofotometria Infraroja es específica, rápida, y versátil, puede usarse con especímenes de diverso tamaño. usa como instrumento un espectrofotómetro el cual expone las moléculas de muestreo a la luz infrarroja. En la región infrarroja del espectro electromagnético la luz es absorbida como una onda vibratoria, la cual es desviada por los enlaces de grupos covalentes en los átomos, esto dependerá de la excitación de los mismos mediante longitudes de ondas determinadas. La mayoría de los sólidos orgánicos e inorgánicos tienen patrones de absorción que incluyen varios picos de absorbancia característicos a determinadas longitudes de onda, la que dependerá de los grupos funcionales particulares que constituyan la molécula. La correlación que se realiza entre los picos de absorbancia observados en las muestra problema con nuestros espectros de referencia son los que nos permiten identificar positivamente la(s) sustancia(s) en la muestra. La espectrofotometria infrarroja es bastante útil en la identificación de materiales no cristalinos y sustancias amorfas. Esto da una ventaja sobre la difracción de rayos X, que es útil primariamente para analizar compuestos cristalinos. Los compuestos como carbonatos de apatita o hidroxi apatita las que pueden dar líneas difusas, o un patrón muy débil cuando se emplea difracción de rayos X, este problema es superado al usarse espectrofotometría infrarroja, ya que pueden ser medidas e identificadas sin mayor problema. 8
Una aplicación bastante particular de este método es su uso en la identificación de drogas y metabolitos de los mismos en los cálculos urinarios por medio de susu picos de absorción característicos. Las drogas que se metabolizan parcialmente pueden ser identificadas positivamente, pero esto va a depender de los estudios analiticos, los antecedentes de drogadicción del paciente y la información farmacocinética de la droga que se posea. La espectrofotometría infrarroja resulta bastante útil en la identificación de muchos artefactos que aparecen en los cálculosi. Comúnmente, el análisis infrarrojo dará a conocer la naturaleza cierta de estos artefactos. Los otros artefactos que son fácilmente identificables por medio de la espectrofotometría infrarroja son cuarzo y Kaolin, ambos tienen un espectro muy característico. 9