CRISTALES URINARIOS���G.B. Fogazzi, MD,�Clinical and Research Laboratory on Urinary Sediment�U.O.C. di Nefrologia, Dialisi, e Trapianto di Rene�Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico�Milano, Italy

CATEGORÍAS DE SEDIMENTO URINARIO

• Células
• Lípidos
• Cilindros
• Cristales
• Mucina
• Contaminantes

1630. CRISTALES:�LAS PRIMERAS PARTÍCULAS VISTAS EN LA ORINA

​

​

La historia del sedimento de orina

comienza en 1630 con el erudito

y polímata Nicolaus Fabricius de

Peiresc (1580-1637)

​

Como quería estudiar la naturaleza de la materia que forma los cálculos urinarios, investigó con un microscopio una muestra de "orina arenosa" en la que encontró un "montón de ladrillos romboidales" de forma irregular.

​

En su opinión, este hallazgo podría explicar el dolor causado por el paso de la "orina arenosa" a lo largo del sistema urinario sistema urinario

�1665. CRISTALES: � LAS PRIMERAS PARTÍCULAS DE ORINA QUE APARECEN EN LAS IMÁGENES �

PLACA VII DE LA MICROGRAFÍA DE HOOKE

"...La figura de ellos es en su mayor parte plana, a la manera de las tablillas, o de las piedras chapadas, es decir, cada una de ellas está hecha de varias placas más finas... porque no sólo parecen chapadas así, sino que sus lados también tienen forma de rombos, romboides, y a veces de rectángulos y cuadrados".

CRISTALES HOY

• Muchos tipos

​

• Con un amplio espectro de morfologías y de significados clínicos

• ¿Cómo identificarlos?

PRINCIPIOS BÁSICOS OBLIGATORIOS

El conocimiento y la combinación de las tres características siguientes:

1. Las morfologías más comunes de los cristales más frecuentes

​

2. Sus características de birrefringencia bajo luz polarizada

​

3. El pH urinario

​

​

​

�1.MORFOLOGÍA�

• Conocimiento y experiencia

Más

• Un microscopio adecuado:

Campo claro o contraste de fases

(equipado con 100x o 200x y 400x magnificaciones)

y luz polarizada

MICROSCOPÍA DE CONTRASTE DE FASES(1)

En comparación con el campo claro, la microscopía de fase proporciona una diferenciación superior entre las partículas y el fondo

Esto conduce a una mejor identificación de:

​

• Particulas con un bajo índice de refracción:

​

• “Eritrocitos fantasmas” (ERI con un contenido reducido de Hb)

​

• Cilindros hialinos

​

• Detalles morfológicos de:

​

• Morfología de eritrocitos (glomerular y no glomerular)

​

• Células epitelailes (CTR, CET, células decoy, AMUC)

​

​

• Cilindros (su fina estructura y las partículas que contiene)

​

​

Sin embargo, para los cristales el contraste de fase no aporta grandes ventajas y campo claro puede ser incluso mejor

​

MICROSCOPÍA DE CONTRASTE DE FASES (2)

CO-FASES vs CC PARA CRISTALES

Ox-ca dihidratado (Cfases)

Ox-ca dihidratado (Cc)

CO-FASES vs CC PARA CRISTALES

Ácido úrico (Cfases)

Ácido úrico (Cc)

2.CARACTERÍSTICAS DE BIRREFRINGENCIA

LUZ POLARIZADA: PRINCIPIO

LOS COMPONENTES DE LA LUZ POLARIZADA

A

B

A

B

B

• El conocimiento de las características de birrefringencia de los cristales bajo luz polarizada es obligatorio para su correcta identificación, especialmente cuando se presentan con morfologías inusuales

​

• Bajo luz polarizada los cristales pueden ser:

​

- No birrefringentes

​

- Birrefringentes

(de diferentes maneras según la naturaleza de los cristales)

​

​

CARACTERÍSTICAS DE BIRREFRINGENCIA

A TENER EN CUENTA

• Todavía hoy en día sólo una minoría de laboratorios clínicos dispone de microscopios, utilizados para el examen del sedimento urinario, equipados con luz polarizada, un dispositivo sencillo y barato

3.EL Ph URINARIO

Verdesca S, Fogazzi GB, Garigali G, , Messa P, Daudon M.

Crystalluria: prevalence, different types of crystals and the role of infrared spectroscopy.

Clin Chem Lab Med 2011; 49; 516-20.

Un estudio retrospectivo sobre los cristales encontrados en nuestro laboratorio durante un periodo de 52 meses. pH medido con tira reactiva

Total 598

​

Investigación de las características de solubilidad de los cristales tras la exposición de la muestra de orina a sustancias ácidas/alcalinas y/o al calor.

​

PARA LOS CRISTALES EN LOS QUE LAS TRES CARACTERÍSTICAS BÁSICAS NO COINCIDEN (1)

Guzzo G, Fogazzi GB, Cariello C, et al.

The Friday evening case of acute kidney injury: a crystal dilemma

Clin Kideny J 2018; 11: 450-452

PARA LOS CRISTALES EN LOS QUE LAS TRES CARACTERÍSTICAS BÁSICAS NO COINCIDEN (2)

​

• Espectroscopía infrarroja

• Reflectancia total atenuada

• Espectroscopía de Raman
• Espectroscopia de rayos X de dispersión de energía

​

sin embargo, sólo están disponibles en laboratorios especializados

Frochot V, Castiglione V, Lucas IT, et al.

Advances in the identification of calcium carbonate urinary crystals

Clin Chim Acta 2021; 515: 1-4.

CÓMO PREPARAMOS LA MUESTRA PARA LA ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA

• Centrifugación de la muestra de orina (en nuestro lab:10 min a 2000 rpm)

​

• El sedimento se filtra con un filtro Whatman 542 y se deja secar durante la noche a temperatura ambiente

​

• El sedimento seco se retira del filtro con una lanceta

​

• Examinación por ERI

​

• Espectros de cristales identificados por comparación con los espectros infrarrojos de referencia de los compuestos puros.

Daudon M. et al. Clin Chem 1991; 37: 83-7.

Estepa-Maurice L. et al. Am J Clin Pathol 1996; 105: 576-82.

NUESTRA CLASIFICACIÓN DE CRISTALES

• Cristales comunes

​

• Cristales patológicos

​

• Cristales raros con con significado clínico incierto

​

• Crustales derivados de medicamentos

CRISTALES COMUNES

CRISTALES COMUNES�(en frecuencia decreciente en nuestro laboratorio)

• Oxalato de calcio(di- y mono-hidratado)

​

• Ácido úrico

​

• Fosfatos y uratos amorfos
• Fosfato triple

​

• Fosfato de calcio

Forma bipiramidal

​

OXALATO DE CALCIO DIHIDRATADO

(pH 5.0-8.0, media 5.5)

​

Birrenfringencia: variable

Forma de estrella

OXALATO DE CALCIO MONOHIDRATADO

(pH 5.0-7.0, media 5.5)

Forma ovoide con un espacio central

Forma de pesas

Placas finas con lados ligeramente curvos

Ácido úrico

(pH 5.0-6.5, media 5.5)

El más amplio espectro de morfologías siempre con una fuerte birrefringencia policromática

Rombos

Barril

Hexagónos

Varias, difícil de definir

Lápiz

Baroni S, Garigali G, Primiano A, et al.

Very unusual “needle- and pencil-like” uric acid crystals in the urine unmasked by infrared spectroscopy investigation

Clin Chim Acta 2018; 479: 72-73

Granadas

Covarelli C, Primiano A, Garigali G, et al.

Other very rare and poorly known uric acid crystals for the first time also shown by polarized light and definitively identified by infrared spectroscopy

Clin Chim Acta 2018; 484: 148-149

Grandes agregados

FOSFATOS AMORFOS

(pH: 6.0-8.0, media 7.0)

No birrefringentes bajo luz polarizada

Después de la centrifugación: Fondo macroscópico de color blanquecino a beige

URATOS AMORFOS

(pH: 5.0-6.0, media 5.5)

Después de la centrifugación: Fondo macroscópico de color rosa a rojizo

FOSFATO TRIPLE

(pH 6.0 - >7.0, media 7.0)

Birrefringencia: de negativa a fuertemente positiva

Tapa de ataud

Prismas trapezoidales y cuadrados

Grandes prismas (y una pequeña tapa de ataud)

Grandes prismas (y tapa de ataud)

Cruz

FOSFATO DE CALCIO

(pH 6.0-6.5, media 6.0)

Agregados como estrellas (prismas)

Agregados como estrellas (palos)

Bastones individuales y agregados

Bastones

PLACAS DE FOSFATO DE CALCIO

No birrefringente bajo luz polarizada

Superficie granular

No birrefringente bajo luz polarizada

Superficie lisa

SIGNIFICADO CLÍNICO DE LOS CRISTALES "COMUNES" (1)

• Cristales de oxalato de calcio, ácido úrico, fosfatos y uratos amorfos, fosfato de calcio en la mayoría de los casos se deben a una sobresaturación transitoria de la orina causada por los alimentos, la deshidratación o los cambios de pH y/o temperatura al estar de pie

​

• Sin embargo, especialmente cuando son persistentes en el mismo sujeto, pueden asociarse a trastornos metabólicos como la hipercalciuria -oxaluria, o -uricosuria, especialmente en los formadores de cálculos

​

• Los cristales de fosfato triples se asocian a menudo con la ITU causada por Proteus spp y bacterias que desdoblan la urea (por ejemplo, Proteus spp,Ureaplasma o Corynebacterium urealyticum)

CRISTALURIA EN FORMADORES DE CÁLCULOS

• 181 formadores de cálculos de CaOx idiopáticos investigados prospectivamente durante 6,8±0,3 años

​

• Orina recogida primera de la mañana.
• Cristales examinados por campo brillante+luz polarizada a 200x como:

​

- N/mm³

- Tamaño

- Agregados

- Índice de cristaluria (No de muestras con cristales/total de No de muestras) en una cámara de Mallasez de orina NO centrifugada

Daudon M et al. Kidney Int 2005; 67: 1934-43

RESULTADOS

• Enfermedad de cálculos recurrentes vs NO recurrente EC

​

Presencia de cristaluria:

68±3% vs 23±3% (P<0.0001)

​

Cristalluria ≥50% de muestras:

87.5% vs 15.6% (P<0.0001)

​

• La cristaluria es el factor que mejor predice la recurrencia de cálculos (muy superior al volumen de orina, calciuria, oxaluria)

DECLARACIÓN REFLEXIVA

"En efecto, la cristaluria refleja globalmente el riesgo de formación de cálculos, ya que integra las complejas interacciones entre promotores e inhibidores de la litogénesis, tanto conocidos como desconocidos, medibles o no".

​

OTRAS CARACTERÍSTICAS DE CRISTALES ASOCIADAS CON ENFERMEDAD DE CÁLCULOS

​

• Número

​

• Volumen (ej. OxCa: >500 µm³/mm³)

​

• Tamaño (ej, OxCa dihidratado ≥35 µ)

​

• Tendencia a agregarse

Daudon M et al. Ann Biol Clin 2004; 62:379-93

CRISTALES COMUNES EN IRA

​

Cristales de ácido úrico:

Nefropatía aguda por urato

Ver caso clínico 1

CRISTALES PATOLÓGICOS

CRISTALES PATOLÓGICOS

• COLESTEROL
• CISTINA
• 2,8-DIHIDROXIADENINA
• LEUCINA
• TIROSINA

• Morfología: estructuras finas e incoloras de tamaño y forma muy variable, casi siempre formadas por placas agregadas

​

• Luz polarizada: NO birrefringente

​

• pH: ?

​

• Asociación clínica: proteinuria glomerular severa

​

• Particulas asociadas: gotas de lípidos, cuerpo oval graso, cilindros lipídicos

COLESTEROL

COLESTEROL

• Morfología: placas finas hexagonales regulares/irregulares incoloros de tamaño variable, bien aisladas, amontonadas unas sobre otras, o en agregados

​

• Luz polarizada: birrefringencia negativa o positiva (cuando es positiva: de color pálido a blanco brillante)

​

• pH: 5.0 a 7.4

​

• Asociación clínica: patognomónico de la enfermedad genética cistinuria

​

• La búsqueda de cristales es una herramienta sencilla, barata y fiable para diagnosticar la enfermedad y evaluar su curso clínico

CISTINA

CISTINURIA

​

• Herencia autosómica recesiva
• Tipo A. Mutación del gen SCL3A1 del cromosoma 2
• Tipo B. Mutación del gen SCL7A9 del cromosoma 9
• Tipo AB. Heterocigoto compuesto

​

• Fenotipo clínico: enfermedad de cálculos renales con posible enfermedad renal crónica progresiva

CISTINA

(pH: 5.0–7.4)

Contraste de fases

CISTINA vs ÁCIDO ÚRICO HEXAGONAL CRISTALES POR LUZ POLARIZADA

Cistina

Ácido úrico

Urol Res 2003; 31: 207-11

Relación entre el volumen de los cristales y la recurrencia de los cálculos

2,8-DIHIDROXIADENINA (DHA)

• Morfología: pequeñas estructuras redondas con una depresión central que se ve como una zona oscura

​

• Luz polarizada: birrefringente con cruz de Malta

​

• pH: Altamente insoluble en cualquier pH

​

• Asociación clínica: patognomónico de la deficiencia congénita de adenina fosforibosiltransferasa (APRT) en la sangre

​

• La búsqueda de cristales es una herramienta sencilla, barata y fiable para diagnosticar la enfermedad y evaluar su curso Ver caso clínico 2

�CRISTALES DE 2,8 DHA�(DEFICIENCIA APRT)�

​

​

​

​

APRT

Adenina

Adenosina monofosfato

2,8 -DHA

(altamente insoluble en cualquier pH)

XANTINA DESHIDROGENASA

X

2,8-DHA

(pH: cualquiera)

​

Stratta P, Fogazzi GB, Canavese C et al.

Decreased kidney function and crystal deposition in the tubules after kidney transplant.

Am J Kidney Dis 2010; 56: 585-90.

Atípico 2,8-DHA

EL PAPEL DEL EXAMEN DEL SED-U�(Edvarsson V et al. Am J Kidney Dis 2001;38:473-80)

"La microscopía de orina hábil es el procedimiento de diagnóstico más importante porque los cristales de 2,8-DHA en la orina suelen ser abundantes en los pacientes no tratados"

LEUCINA

• Morfología: Estructuras redondas de color amarillo a marrón con círculos concéntricos y/o estrías radiales en su superficie

​

• Luz polarizada: birrefringente con apariencia de "pseudo cruz de Malta".

​

• pH: ácido

​

• Asociación clínica: enfermedad hepática avanzada y trastornos metabólicos hereditarios raros (por ejemplo, aminoacidurias por exceso)

​

LEUCINA

(pH: ácido)

TIROSINA

• Morfología: Agujas finas entre incoloras y amarillas, frecuentemente agrupadas en racimos o gavillas

​

• Luz polarizada: fuertemente birrefringente

​

• pH: ácido

​

• Asociación clínica: enfermedad hepática avanzada y trastornos metabólicos hereditarios raros (por ejemplo, aminoacidurias por exceso)

​

• NOTA. Cristales de leucina y tirosina a menudo se presentan en las mismas muestras

​

TIROSINA

(pH: ácido)

​

From: MH Haber, D Blomberg , K Calagan K, EF Glass , PCJ Ward.

Color Atlas of the Urinary Sediment

Cap Press, Illinois, 2010; p 313.

OTROS CRISTALES (RAROS)

∙ ÁCIDO ÚRICO

∙ CARBONATO DE CALCIO

​

∙ BIURATO DE AMONIO

ÁCIDO HIPURICO

Morfología: hexágonos alargados y estrechos

​

Luz polarizada: birrefringente

​

pH: ácido

​

Significado clínico: en la mayoría de los casos un exceso dietético de ciertos vegetales

CARBONATO DE CALCIO�(orina de caballo)

Ver caso clínico 3

BIURATO DE AMONIO

Morfología: estructuras redondeadas a ovoides con protuberancias de diferente tamaño y forma

​

Luz polarizada: fuertemente birrefringente

​

pH: alcalino

​

Significado clínico: todavía incierto

SIGNIFICADO CLÍNICO INCIERTO DE LOS CRISTALES DE BIURATO DE AMONIO

• Found in non-freshly voided urine containing ammonium produced by urea-splitting bacteria (MH Haber, et al. Color Atlas of the Urinary Sediment. CAP Press, Illinois, 2010, p. 272-75)
• Associated with urinary ammonium biurate stones in patients with gastroenteritis caused by rotavirus (Yokoyama T. et al. Rotavirus gastroenteritis-associated urinary ammonium acid urate crystals. Pediatr Int 2015; 57: 158-60)

CRISTALES DERIVADOS DE LAS MEDICAMENTOS

Hay dos categorías principales de fármacos que pueden inducir la cristaluria:

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1. Fármacos que generan cristales atípicos que están formados por los propios fármacos

Ver caso clínico 4

​

2. Fármacos que producen cristales de oxalato de calcio

MEDICAMENTOS QUE PRODUCEN CRISTALES FORMADOS POR LA PROPIA DROGA (1)

MEDICAMENTOS QUE CAUSAN CRISTALURIA ATÍPICA(2)

MEDICAMENTOS QUE CAUSAN CRISTALURIA DE OX-CA

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SULFADIAZINA

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ACICLOVIR

(From: Mason WJ & Nickols HH. NEJM 2008: 358: e14)

AMOXICILINA

Fogazzi GB et al.

Nephrol Dial Transplant 2003; 18: 212-14

INDINAVIR

CIPROFLOXACINO

Fogazzi GB, Garigali G, Brambilla C, Daudon M.

Nephrol Dial Transplant 2006: 21: 2982-3

CRISTALES DE CIPROFLOXACINO

FACTORES QUE FAVORECEN LA CRISTALURIA MEDICAMENTOSA

• Sobredosis de medicamentos
• Deshidratación
• Hipoalbuminemia
• Reducción de la TFG debido a una nefropatía preexistente o a fármacos que interfieren
• pH urinario

​

CRISTALES DERIVADOS DE MEDICAMENTOS y el pH

MANIFESTACIONES CLÍNICAS DE LA CRISTALURIA MEDICAMENTOSA

• Cristaluria asintomática o aislada

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• Hematuria (micro o franca) ± leucocituria

​

• Uropatía obstructiva relacionada a cálculos medicamentosos
• IRA relacionada a precipitación intratubular de cristales

REGLAS GENERALES QUE HAY QUE RECORDAR SOBRE LA CRISTALURIA CAUSADA POR MEDICAMENTOS

1) Piensa en un medicamento cada vez que te encuentres con cristales con una morfología inusual (*)

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2) Pregunte al paciente si está tomando uno o varios medicamentos

​

3) Checar la función renal

​

4) Hidratar al paciente y reducir y discontinuar el medicamento para prevenir IRA

(*) Oxalato de naftidófilo, vitamina C y orlistat: cristales de oxalato de calcio

El fin

GRACIAS POR SU ATENCIÓN