Od bakterii do kamienia moczowego, czyli o biomineralizacji mineralnych składników moczu w warunkach in vitro

• Autorzy: Prywer J.

Warianty tytułu

EN

From bacterium to urinary stone, that is about biomineralization of mineral components of urine in in vitro conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Minerałem jest każda faza krystaliczna lub amorficzna powstała w naturze o ściśle określonej i powtarzalnej charakterystyce fizykochemicznej. Natomiast minerał będący produktem przyrody ożywionej nazywamy biominerałem, a proces jego powstawania biomineralizacją. W tym rozumieniu do procesów biomineralizacji możemy zaliczyć, na przykład, proces tworzenia się kryształów szczawianu wapnia w różnych tkankach roślinnych lub proces mineralizacji kryształów magnetytu wewnątrz bakterii i zwierząt. Procesy biomineralizacji zachodzą również w organizmie człowieka. Do procesów fizjologicznych możemy zaliczyć proces tworzenia się minerałów fosforanowych, które stanowią zasadniczy budulec układu kostnego. Przykładem patologicznej mineralizacji jest niebezpieczna dla człowieka biomineralizacja naczyń krwionośnych, czy powstawanie kamieni żółciowych i moczowych. W niniejszym artykule staramy się przybliżyć procesy biomineralizacji ze szczególnym uwzględnieniem biomineralizacji infekcyjnych kamieni moczowych. Omawiamy kilka z najciekawszych zjawisk towarzyszących powstawaniu tych kamieni. Niektóre z nich wydają się występować tylko w obecności odpowiednich bakterii.

EN

Mineral is defined as every crystalline or amorphous phase created in nature with strictly determined and repeatable physicochemical characterization. However, mineral being a product of the animated nature we denote biomineral, and the process of its formation we denote biomineralization. According to this understanding the biomineralization processes include, for example, the formation of calcium oxalate crystals in different plant tissues or the mineralization process of magnetite crystals inside different bacteria and animals. Biomineralization processes occur also in human organisms. Such physiological processes include the formation of phosphate minerals in human body, which are the main building material of bone system. There exist also the so called pathological biomineralization. The dangerous for people biomineralization of blood vessels or urinary and gall stones are the examples of pathological biomineralization. In the present article we try to explain biomineralization processes paying particular attention to biomineralization infectious urinary stones, and we discuss some of the most interesting phenomena accompanying the formation of these stones which seem to appear only in the presence of appropriate bacteria.

Słowa kluczowe

PL

kamień moczowy; infekcyjny kamień moczowy; biomineralizacja; mineralne składniki moczu

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Fizyczne
• Czasopismo: Postępy Fizyki
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 63, z. 2
• Strony: 78--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 63 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Prywer J.

• Instytut Fizyki, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 219, 93-005 Łódź

Bibliografia

• [1] E. Baeuerlein, eds. 2000. Biomineralization: From biology to biotechnology and medical application. Weinheim: Wiley-VCH.
• [2] S. Mann, ed. 2001. Biomineralization: Principles and Concepts in Bioinorganic Materials Chemistry. New York: Oxford University Press.
• [3] P.A. Nakata, Plant Science, 2003, 164, 901.
• [4] K.L. Korth, S. J. Doege, S.H. Park, F.L. Goggin, Q. Wang, S.K. Gomez, G. Liu, L. Jia, and P.A. Nakata, Plant Physiology, 2006, 141, 188.
• [5] N.R. Lersten, H. T. Horner, Plant Syst. Evol., 2000, 224, 83.
• [6] M.J. Crimson, H. J. Arnott, Scan Electron Micros. IV, 1983, 1771.
• [7] H.T. Horner, A.P. Kausch, B.L. Wagner, Int. J. Plant Sci., 2000, 161, 861.
• [8] H. Ilarslan, R.G. Palmer, J. Imsande, H.T. Horner, Am. J. Bat., 1997, 84, 1042.
• [9] C. Meric, F. Dane, Acta Biologica Szegediensis, 2004, 48, 19.
• [10] N. Bouropoulos, S. Weiner, L. Addadi, Chem. Eur. J., 2001, 7, 1881.
• [11] J. Prywer, Cryst Eng Comm, 2009, 11, 196.
• [12] E. Zindler-Frank, R. Honow, A. Hesse, J. Plant Physiol., 2001, 158, 139.
• [13] P.V. Monje, E.J. Baran, Plant Physiol., 2002, 128, 707.
• [14] V. R. Franceschi, P. A. Nakata, Annu. Rev. Plan. Biol. 2005, 56, 41.
• [15] H. Demiray, Biologia, 2007, 62, 46.
• [16] W.S. Sakai, S.S. Sherona, M. A. Nagao, Scan. Electron Microsc., 1984, 2, 979.
• [17] B. Kuballa, AJ. Lugnier, R. Anton, Toxicol. Appl. Pharm., 1981, 58, 444.
• [18] A. Doaigey, Amer. J. Bat., 1991, 78, 1608.
• [19] J. Chrostowski, Wiedza i życie, 2011, 1.
• [20] L. Sukovata, A. Kolk, M. Cieślak: Proceedings of IOBC/WPRS Conference, Working Group „Pheromones and Other Semiochemicals in Integrated Control”, 23-27 September 2002, Erice (Sicily), 2002: 27.
• [21] R.P. Blakemore and R.B. Frankel, Scientific American, 1981, 245, 58.
• [22] S.M. Porter, Science, 2007, 316, 1302.
• [23] S. Bandyopadhyay-Ghoshszkielet, Trends Biomater. Artif. Organs, 2008, 22, 116.
• [24] N. Ciftcioglu, M. Bjorklund, K. Kuorikosi K, K. Bergstrom, E. O. Kajander: Kidney Int. 1999, 56, 1893.
• [25] C.F. Verkoelen, B.C. Van Der Boom, F.H. Schroder, J. C. Romijn: World J. Urol. 1997, 15, 229.
• [26] K.H. Bichler, E. Eipper, K. Naber, V. Braun, R. Zimmermann, S. Lahme, International Journal of Antimicrobial Agents 2002, 19, 488.
• [27] J. Martel, J.D.E. Young, PNAS 2008, 105, 5549.
• [28] A. Torzewska, Postępy Mikrobiologii 2003, 42, 39.
• [29] M. J. Gleeson, D. P. Griffith, Struvite calculi, Br. J. Urol. 1993, 71, 503.
• [30] Taesung Jung, Xiaoxia Sheng, Chang Kyun Choi, Woo-Sik Kim, Jeffrey A. Wesson, Michael D. Ward, Langmuir 2004, 20, 8587.
• [31] L. Benramdane, M. Bouatia ,M. O. B. Idrissi, M. Draoui; Spectroscopy Letters 2008, 41, 72.
• [32] N.B. Omar, M. Martinez-Canamero, T. Gonzales-Munoz, J.M. Arias, F. Huertas; Chemosphere 1995, 30, 2387.
• [33] S. Vupputuri, J.M. Soucie, W. McClellan, D.P. Sandier; Ann. Epidemiol. 2004, 14, 222.
• [34] D.P. Griffith, D.M. Musher, and C. Itin, Invest. Urol. 1976, 13, 346.
• [35] R.J.C. McLean, J. C. Nickel, K. J. Cheng, J. W. Costerton, CRC Crit. Rev. Microbiol. 1988, 16, 37.
• [36] N.B. Omar, M. Martmez-Canamero, M.T. Gonzdlez-Munoz, J.M. Arias, F. Huertas, Chemosphere 1995, 12, 2387.
• [37] D.B. Leusmann, F. Sabinski, Urol. Res. 1996, 24, 73.
• [38] C.K. Chauhan, M.J. Joshi, A.D.B. Vaidya, Am. J. Infectious Diseases 2009, 5, 170.
• [39] C.K. Chauhan, M. J. Joshi, Urol Res. 2008, 36, 265.
• [40] C.K. Chauhan, MJ. Joshi and A.D.B. Vaidya, J. Mater So: Mater Med. 2009, 20, S85.
• [41] F. Abbona, R. Boistelle, J. Cryst. Growth 1979, 46, 339.
• [42] J. Prywer, A. Torzewska, Crystal Research and Technology 2010, 45, 1283.
• [43] J. Prywer, A. Torzewska, Cryst. Growth Des. 2009, 9, 3538.
• [44] M.A. Dominick, M.R. White, T.P. Sanderson, T. Van Vleet, S.M. Cohen, LE. Arnold, M. Cano, S.Tannehill-Gregg, J.D. Moehlenkamp, C.R. Waites, B.E. Schillin, Toxicologic Pathology 2006, 34, 903.
• [45] A. Wierzbicki, J.D. Sallis, E.D. Stevens, M. Smith, C.S. Sikes, Calcif Tissue Int. 1997, 61, 216.
• [46] M. Sanchez-Roman, M. A. Rivadeneyra, C. Vasconcelos, J.A. McKenzie, FEMS Microbiol Ecol 2007, 61, 273.
• [47] Y.H. Wang, L. Grenabo, H. Hedelin, R.J.C. McLean, J.C. Nickel, S. Petrersson Urol. Res. 1993, 21, 109.
• [48] R.J.C. McLean, J. Downey, L Clapham, J.C. Nickel J. Urol. 1990, 144, 1267.
• [49] J. Hugosson, L. Grenabo, H. Hedelin, S. Pettersson Urol. Res. 1990, 18, 407.
• [50] Z. Romanowski, P. Kempisty, J. Prywer, S. Krukowski, A. Torzewska, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 7800.
• [51] M.E. Davis, Nature 2001, 417, 813.
• [52] H. Colfen, M. Antonietti, Angevv. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 5576.
• [53] L. Chen, Y. Shen, A. Xie, F. Huang, W. Zhang, S. Liu, Cryst. Growth Des. 2010, 10, 2073.
• [54] B.B. Aggarwal, K.B. Harikumar, Int. J. Biochem. Cell Biol. 2009, 41, 40.
• [55] K. Ozaki, Y. Kawata, S. Amano, S. Hanazawa, Biochemical Pharmacology 2000, 59, 1577.
• [56] S. Pal, T. Choudhuri, S. Chattopadhyay, A. Bhattacharya, G.K. Datta, T. Das, etal. Bio-chemical and Biophysical Research Communications 2001, 288, 658.
• [57] P.S. Negi, G.K. Jayaprakasha, L. Jagan Mohan Rao, K.K Sakariah, Agricultural and Food Chemistry 1999, 47, 4297.
• [58] G.K. Jayaprakasha, L. Jagan Mohan Rao, K.K. Sakariah, Trends in Food Science & Technology 2005, 16, 533.
• [59] D.A. Dickinson, A.L. Levonen, D.R. Moellering, E.K. Arnold, H. Zhang, V.M. Darley-Usmar, H J. Forman, Free Radic. Biol. Med. 2004, 37, 1152.
• [60] B.B. Aggarwal, A. Kumar, A.C. Bharti, Anticancer Res. 2003, 23, 363.
• [61] E.S. Jankun, N.P. McCabe, S.H. Selman, J. Jankun, Int. J. Mol. Med. 2000, 6, 521.
• [62] K. Ono, K. Hasegawa, H. Naiki, M. Yamanda, J. Neurosci. Res. 2004, 75, 742.
• [63] J. Prywer, A. Torzewska: „Effect of curcumin against Proteus mirabilis during crystallization of struvite from artificial urine” Evidence-Based Complementary 2and Alternative Medicine, Volume 2012, Article ID 862794, 7 pages.