在发现锌如何影响肾结石的过程中发生了一件有趣的事情——两种不同的理论出现了,相互矛盾。一:锌可以阻止结石中的草酸钙晶体的生长;二:它改变了晶体的表面,从而促进了晶体的进一步生长。现在可以说,这两个理论都是正确的报道在美国化学学会期刊晶体生长与设计Jeffrey扩孔器,亚伯拉罕·e·杜克勒大学化学和生物分子工程学教授休斯顿,主持研究首次提供了一种不同的假设。
“我们在锌上看到的是以前从未见过的东西。它确实减缓了草酸钙晶体的生长,同时改变了晶体的表面,导致共生体形式的缺陷。这些异常形成了新晶体成核和生长的中心,”Rimer说,他把这种效应称为一把双刃剑。
肾结石的形成是一种发病率不断增加的病理状况,导致患者的痛苦增加和医疗费用的急剧增加。
尽管草酸钙晶体随处可见,但自然界中最丰富的草酸钙晶体形式是一水草酸钙(COM),即人类肾结石疾病中所发现的那种。和COM一样,肾结石是由各种无机盐和有机化合物(如蛋白质)结晶或粘在浓缩尿液中的硬沉积物组成的。通过尿路时可能会有严重的疼痛。
在这项研究中,Rimer和他的团队结合体外实验和计算模型来解码锌对COM晶体生长的影响。
Rimer说:“我们在实验室中使用的研究这些系统的技术使我们能够得到更好的图像,并解构这些复杂的系统,作为识别防止肾结石形成的新方法的一种手段。”“这些工具让我们能够在分子水平上了解尿液中的不同物种如何调节晶体生长。”
Rimer关于锌对COM的双重作用的发现被电子显微镜测量证实,显示了锌离子改变晶体表面的独特能力。
研究小组比较了锌和镁等类似离子对COM的影响。
“我们想知道,如果我们使用尿液中常见的替代离子,比如镁,会发生什么,但答案是什么也没有。”它几乎没有影响,而锌有重大影响。这是一个很好的例子,说明了不同物种在本质上的细微差异如何影响它们与晶体表面的相互作用,”Rimer说。
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这篇论文的第一作者是布赖恩·g·阿拉马尼(Bryan G. Alamani),他曾是里默的博士生,现在是菲律宾迪利曼大学(University of The philippines Diliman)的教授。Rimer还与西澳大利亚珀斯科廷大学的Julian Gale合作。