Caracterización de cálculos renales dopados con metales pesados.

J. R. GUERRA-LÓPEZ, J. A. GUIDA, C. W. LEHMAN, G. A. ECHEVERRÍA, G. PUNTE

Lanus

Congreso; XXVIII Congreso Argentino de Química; 2010

Asociación Química Argentina

 Introducción Los cálculos renales son sólidos generalmente de pequeño tamaño que precipitan en el sistema urinario debido a algún desorden metabólico. La composición de los mismos es, en algunos casos, el único indicio para encontrar el origen de ese desorden [1, 2], de aquí la importancia de realizar estudios que permitan esclarecer las fases que lo componen. La importancia y el papel de los metales pesados en la formación de cálculos renales ha sido objeto de diversos estudios [3]. Sin embargo, pocos de estos trabajos han investigado el contenido de estos metales en los cálculos urinarios por métodos físicos y menos aún han explorado la influencia de los metales en las fases cristalinas presentes. Por otra parte, entre los datos disponibles, provenientes de diferentes grupos de investigación, aparecen grandes discrepancias tanto en lo que respecta a la presencia de estos elementos como al porcentaje de incorporación de los mismos a las fases presentes en los cálculos urinarios. [3, 4]. El presente trabajo forma parte de un estudio más amplio cuyo objetivo final es la comprensión del efecto que tienen la incorporación de elementos trazas en la formación de cálculos renales. Para ello, nos propusimos estudiar mediante Difracción y Fluorescencia de Rayos X el contenido de metales pesados en los cálculos formados por mezclas de estruvita y fosfatos de calcio del tipo apatítico y determinar la incorporación de estos metales a las fases cristalinas precipitadas.   Experimental. Se analizó la composición de 8 cálculos renales constituidos por una mezcla de estruvita y fosfato de calcio del tipo apatitico de pacientes tratados en hospitales de la ciudad de Luján, Provincia de Buenos Aires. La caracterización de los mismos se efectuó, mediante difracción de rayos X de polvo (DRX), espectroscopia infrarroja (IR) y fluorescencia de rayos X (FRX). Con el objetivo de facilitar la identificación de fases y el grado de orden estructural de los materiales estudiados se sintetizaron hidroxiapatitas de calcio  (CaHap) dopadas con diferentes contenidos de zinc o níquel. La composición química de los productos se comprobó mediante la determinación de Ca, Ni, P y Zn. El Ca, Ni y Zn fueron determinados por absorción atómica, mientras que el P fue determinado colorimetría. La caracterización estructural de todas las apatitas sintetizadas se llevó a cabo por FTIR y DRX.   Discusión de los resultados El análisis de los datos de FRX mostró que los metales presentes con mayor abundancia eran: Zn, Ni, Sr y Fe. Este resultado es similar al encontrado por Dauton y colaboradores [4], excepto para el caso del níquel que no fue detectado por dichos autores. Los patrones de DRX mostraron que la fase más cristalina corresponde a un compuesto del tipo estruvita y que la fase apatítica presenta un alto grado de desorden estructural. En una primera aproximación los resultados indican que la fase apatítica puede modelarse como la carbonato apatita descripta por Suetsugu, y colaboradores.[5] En concordancia con lo detectado por DRX, en los espectros infrarrojos de ambos compuestos, las bandas asociadas a los modos de vibración del agua (en 3438 cm-1 ν(H2O) y en 1631 cm-1 δ(H2O)) muestran un significativo aumento de su intensidad relativa, cuando se las compara con las de la CaHap sintética. Este hecho, que puede asociarse con la incorporación de carbonato a la estructura apatítica, evidencia la adsorción y/o incorporación de agua a la misma, con la consecuente formación de puentes de hidrógeno entre estas moléculas y los átomos de oxígeno de los grupos fosfato [5]. Los análisis químicos y estructurales de los cálculos analizados evidencian la incorporación de elementos trazas fundamentalmente en la fase apatítica. Cabe señalar que el zinc es el elemento que se incorpora en mayor proporción. Estos resultados están de acuerdo con estudios realizados in vitro en nuestros laboratorios [6, 7]. En ambos casos, la incorporación de estos cationes se lleva a cabo en el sitio Ca (2) de la CaHap estequiométrica. Esta suposición se basa principalmente en los cambios que sufren las bandas de los grupos OH observados por FTIR y los resultados obtenidos a partir del análisis de Rietveld de los patrones de difracción de los sólidos sintetizados. CONCLUSIÓN El análisis por FRX de los cálculos estudiados evidencia la incorporación de elementos  trazas en su estructura. Los elementos Zn, Ni, Sr y Fe fueron los que se encontraron en mayor proporción. La caracterización estructural de las muestras indica que estos elementos se incorporan preferentemente a la fase apatítica, afectando de forma significativa su cristalinidad.   Bibliografía 1.         Hesse A, Heimbach D. Causes of phosphate stone formation and the importance of metaphylaxis by urinary acidification: a review. World J Urol 1999; 17: 308-15. 2.         José Rodolfo Guerra-López, Jorge Alberto Güida, Carlos Omar Della Védova, Roberto Ricardo García. Estudio de cálculos renales por espectroscopía de infrarrojo Renal stone characterization by infrared spectroscopy. Revista Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana Vol. 42 (2) 2008.) 3.         Abboud IA. Concentration effect of trace metals in Jordanian patients of urinary calculi. Environ Geochem Health 2008; 30: 11–20. 4.         Bazin D, Chevallier P, Matzen G, Jungers P, Daudon M. Heavy elements in urinary stones. Urol Res 2007; 35: 179–84. 5.         Suetsugu, Y.;Ikoma, T.;Kikuchi, M.;Tanaka, J. Journal of Solid State Chemistry 155, 292-297 (2000) 6                    J. Guerra-López, R. Pómes, C. O. Della Védova, R. Viña, G. Punte. J. Raman Spectrosc. 32 (2001) 255. 7                    Guerra-López García J. Efecto de la presencia de cationes divalentes en la síntesis de hidroxiapatitas y compuestos relacionados. Modelo utilizado en el estudio del tejido óseo. Tesis Doctoral. Luján, Prov. de Buenos Aires: Universidad Nacional de Luján; 2005.