신장 결석의 현미경 이미지, 새로운 치료 가능성 열어

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-06-12 21:18:46
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* 신장결석의 화학적 및 광물학적 측면은 오랫동안 제대로 연구되지 않았다.
* 마이크로 수준에서 신장 결석의 전체 형성 과정을 추적하고 해독
* 작은 미네랄 구체는 처음에는 줄어들고 마침내 서로 합쳐질 때까지 계속해서 성장
* 결석이 통증을 유발할 때까지 기다리는 대신 약물이나 적응된 식단으로 성장 억제 가능

신장 결석이 이렇게 아름다울 수 있다.
연구원들은 신장 결석 결정화의 초기 단계를 밝힌다.


고통스러운 결정 :
신장 결석은 소변의 성분이 결정화될 때 형성된다.
이 과정에서 자세히 일어나는 일은 이 현미경 이미지로 드러난다. 모든 것이 시작되는 결정질 마이크로 구슬의 일부를 보여주기 때문이다. 그들은 마침내 더 큰 복합체로 융합될 때까지 몇 차례의 용액 및 결정화 주기를 거친다. 

▲ 현미경으로 볼 때 신장 결석의 이 얇은 부분은 성장 과정을 움직이는 미세 구슬을 보여준다.

© Mayandi Sivaguru/ University of Illinois


신장 결석은 의학적 현상으로 잘 연구되었지만, 그 형성의 화학적 및 광물학적 측면은 오랫동안 제대로 연구되지 않았다. 결정 덩어리는 소변의 성분으로 형성되므로 주로 칼슘 옥살레이트 또는 요산염으로 구성된다. 몇 년 전 일리노이 대학 어배너-샴페인의 Bruce Fouke가 이끄는 연구자들은 신장 결석의 구성 요소가 한 번에 모두 결정화되지 않고 대신 반 용해되어 몇 번에 걸쳐서 굳어지는 것을 발견했다.

마이크로 스피어에서 결정 층까지

Fouke와 그의 팀은 한 걸음 더 나아갔다.
처음으로 그들은 마이크로 수준에서 신장 결석의 전체 형성 과정을 추적하고 해독했다.
모든 것이 마이크로 스피어에서 시작된다는 것이 밝혀졌다. 작은 미네랄 구체는 처음에는 줄어들고 마침내 서로 합쳐질 때까지 계속해서 성장한다. 그래야만 신장 결석의 단면에서 종종 나무의 연간 고리처럼 보이는 전형적인 층 시퀀스가 ​​발생한다.

"신장 결석의 단면을 보면 이 모든 미세한 층이 원래 서로 나란히 늘어서 녹아있는 작은 구체 더미에서 나왔다는 사실을 결코 추측할 수 없다"고 Fouke는 말했다. 이러한 병합이 발생하는지 그 정도는 여러 환경적 영향에 따라 달라지며 결정화 프로세스의 다음 단계를 시작한다.

치료의 시작점

Fouke의 동료 마얀디 시바구루(Mayandi Sivaguru)는 "이러한 상전이를 식별하고 프로세스가 한 단계에서 다음 단계로 진행되는 과정을 이해할 수 있다면 화학 반응의 사슬을 중단하고 돌이 문제가 되기 전에 성장을 멈출 수 있다"고 말했다.

신장 결석이 통증을 유발할 때까지 기다리는 대신 약물이나 적응된 식단을 통해 목표 방식으로 성장을 억제 할 수 있다. 연구팀은 이미 결정화의 진행을 막기 위한 몇 가지 가능한 전략에 초점을 맞추었다.
출처 : University of Illinois at Urbana-Champaign

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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