Une chose amusante s'est produite sur le chemin de la découverte de l'impact du zinc sur les calculs rénaux - deux théories différentes ont émergé, chacun contredisant l'autre. Un :le zinc arrête la croissance des cristaux d'oxalate de calcium qui composent les pierres; et deux :il altère les surfaces des cristaux, ce qui favorise leur croissance. Maintenant, on peut le dire - les deux théories sont correctes, comme le rapporte le journal de l'American Chemical Society Croissance et conception du cristal par Jeffrey Rimer, Abraham E. Dukler Professeur de génie chimique et biomoléculaire à l'Université de Houston, qui a mené la première étude pour offrir une certaine résolution aux différentes hypothèses.

"Ce que nous voyons avec le zinc est quelque chose que nous n'avons jamais vu auparavant. Il ralentit la croissance des cristaux d'oxalate de calcium et en même temps il modifie la surface des cristaux, provoquant des défauts sous forme d'intercroissances. Ces anomalies créent des centres pour la nucléation et la croissance de nouveaux cristaux, " rapporte Rimer, qui se réfère à l'effet comme une épée à double tranchant.

La formation de calculs rénaux est un état pathologique qui a augmenté en fréquence chez les patients, entraînant une augmentation des souffrances et une forte augmentation des coûts médicaux.

Bien que les cristaux d'oxalate de calcium se trouvent partout, la forme la plus abondante naturellement de ces cristaux sont les monohydrates d'oxalate de calcium (COM), le genre trouvé dans la maladie des calculs rénaux humains. Avec COM, les calculs rénaux sont composés de divers dépôts durs de sels inorganiques et de composés organiques (par exemple, protéines) cristallisant ou se collant dans l'urine concentrée. Ils peuvent être très douloureux pour passer par les voies urinaires.

Dans cette étude, Rimer et son équipe ont utilisé une combinaison d'expériences in vitro et de modélisation informatique pour décoder les effets du zinc sur la croissance des cristaux COM.

"Les techniques que nous utilisons dans notre laboratoire pour étudier ces systèmes nous permettent d'avoir une meilleure image et de déconstruire ces systèmes complexes afin d'identifier de nouvelles façons de prévenir la formation de calculs rénaux, ", a déclaré Rimer. "Ce sont des outils habilitants qui nous permettent de comprendre à un niveau presque moléculaire comment diverses espèces présentes dans l'urine peuvent réguler la croissance des cristaux."

Les découvertes de Rimer sur le double rôle du zinc sur la COM ont été confirmées par des mesures de microscopie à force atomique montrant une capacité unique des ions zinc à modifier la terminaison des surfaces cristallines.

L'équipe a comparé l'impact du zinc sur le COM avec des ions similaires comme le magnésium.

"Nous nous sommes demandé ce qui se passerait si nous utilisions des ions alternatifs couramment trouvés dans l'urine, comme le magnésium, et la réponse était rien. Cela n'a eu que peu ou pas d'effet, alors que le zinc a eu un effet majeur. Il s'agit d'une excellente démonstration de l'impact des différences subtiles dans la nature de diverses espèces sur leur interaction avec les surfaces cristallines, " dit Rimer.