Er gebeurde iets grappigs op weg naar de ontdekking hoe zink nierstenen beïnvloedt - er kwamen twee verschillende theorieën naar voren, elk in tegenspraak met elkaar. Eén:zink stopt de groei van de calciumoxalaatkristallen waaruit de stenen bestaan; en twee:het verandert de oppervlakken van kristallen wat verdere groei stimuleert. Nu kan het worden verteld - beide theorieën zijn correct zoals gerapporteerd in het tijdschrift American Chemical Society Kristalgroei en ontwerp door Jeffrey Rimer, Abraham E. Dukler hoogleraar chemische en biomoleculaire engineering aan de Universiteit van Houston, die de eerste studie heeft uitgevoerd om een ​​oplossing te bieden voor de verschillende hypothesen.

"Wat we zien met zink is iets dat we nog niet eerder hebben gezien. Het vertraagt ​​de groei van calciumoxalaatkristallen en tegelijkertijd verandert het het oppervlak van de kristallen, defecten veroorzaken in de vorm van vergroeiingen. Deze afwijkingen creëren centra voor nieuwe kristallen om te kiemen en te groeien, " meldt Rimer, die naar het effect verwijst als een tweesnijdend zwaard.

De vorming van nierstenen is een pathologische aandoening die in frequentie is toegenomen bij patiënten, wat leidt tot meer lijden en een sterke stijging van de medische kosten.

Hoewel calciumoxalaatkristallen overal worden gevonden, de meest natuurlijk voorkomende vorm van deze kristallen zijn calciumoxalaatmonohydraten (COM), het soort dat wordt aangetroffen bij niersteenziekte bij de mens. Samen met COM, nierstenen zijn samengesteld uit verschillende harde afzettingen van anorganische zouten en organische verbindingen (bijv. eiwitten) kristalliseren of aan elkaar plakken in geconcentreerde urine. Ze kunnen ernstig pijnlijk zijn om door de urinewegen te gaan.

In dit onderzoek, Rimer en zijn team gebruikten een combinatie van in vitro experimenten en computationele modellering om de effecten van zink op de groei van COM-kristallen te decoderen.

"De technieken die we in ons laboratorium gebruiken om deze systemen te onderzoeken, stellen ons in staat om een ​​beter beeld te krijgen en deze complexe systemen te deconstrueren als een manier om nieuwe manieren te identificeren om niersteenvorming te voorkomen, " zei Rimer. "Dit zijn hulpmiddelen waarmee we op bijna moleculair niveau kunnen begrijpen hoe verschillende soorten in urine kristalgroei kunnen reguleren."

De bevindingen van Rimer over de dubbele rol van zink op COM werden bevestigd door atoomkrachtmicroscopiemetingen die een uniek vermogen van zinkionen aantoonden om de beëindiging van kristaloppervlakken te veranderen.

Het team vergeleek de impact van zink op COM met vergelijkbare ionen zoals magnesium.

"We vroegen ons af wat er zou gebeuren als we alternatieve ionen zouden gebruiken die vaak in urine worden aangetroffen, zoals magnesium, en het antwoord was niets. Het had weinig tot geen effect, terwijl zink een groot effect had. Dit is een uitstekende demonstratie van hoe subtiele verschillen in de aard van verschillende soorten hun interactie met kristaloppervlakken beïnvloeden, ' zei Rimmer.