Évaluation par spectroscopie RMN des lésions rénales provoquées par la lithotripsie extracorporelle à partir d'échantillons d'urine

25 juillet 2011

Auteurs : N. Berte, L. Cayzergues, F. Meyer, H. Jira, M. Eugene, M. Conti, S. Loric, Y. Hammoudi, G. Benoit, S. Droupy, J. Hubert, P. Eschwege
Référence : Prog Urol, 2011, 7, 21, 455-458
Objet

L’objectif de cette étude prospective était d’étudier l’effet de la lithotripsie extracorporelle (LEC) sur les reins de patients atteints de maladie lithiasique. Les effets de la LEC étaient évalués en spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) haute résolution à partir d’échantillons d’urine.

Méthodes

Vingt-trois patients âgés de 31 à 80ans (moyenne : 55ans), ayant une pathologie lithiasique urinaire ont été étudiés avant et après une séance de LEC. Une analyse multiparamétrique a été réalisée par spectroscopie RMN sur des échantillons d’urine collectés avant et 5h après la séance de LEC (seconde miction post-LEC).

Résultats

Les résonances les plus pertinentes déterminées par spectroscopie IRM étaient celles correspondant à l’acétate, le lactate, la N-oxy triméthylamine et les acides aminés. L’excrétion de ces marqueurs était augmentée de manière significative par rapport aux échantillons d’urine pré-LEC.

Conclusion

Ces résultats ont confirmé l’existence de lésions ischémiques précoces suite à une LEC. La spectroscopie RMN a été un outil efficace pour un suivi non invasif des dégâts rénaux générés par une séance de LEC.




 




Introduction


La lithotripsie extracorporelle (LEC) s'est imposée comme une méthode peu invasive, efficace et fiable pour la prise en charge des lithiases du haut appareil urinaire depuis ses premières applications cliniques en 1980. Couramment, la plupart des lithiases du haut appareil urinaire peuvent être traitées par LEC seule ou en association avec un traitement endoscopique [1, 2, 3, 4, 5]. Malgré tout, cette procédure n'est pas dénuée d'effets secondaires. En plus de l'hématome localisé [6] et du risque potentiel d'hypertension artérielle, des modifications de la fonction rénale ont été rapportées dans les études expérimentales et cliniques [7, 8, 9, 10]. Bien que ces modifications aient été seulement des phénomènes transitoires sans signes cliniques chez la majorité des patients, les patients présentant des facteurs de risque tels qu'une anomalie rénale préexistante, une infection urinaire, une LEC récente et un rein unique étaient enclins à développer plus d'effets secondaires suite à la LEC [11]. L'étude par scintigraphie rénale des reins traités par LEC suggérait une diminution du flux sanguin rénal. L'écho-doppler couleur révélait une diminution significative de la vélocité du flux sanguin rénal dans les zones exposées aux chocs immédiatement après le traitement, qui retournait à son état basal après une semaine.


Du point de vue morphologique et ultrastructural, les études ont démontré une destruction des cellules tubulaires et une effraction des fibres du réticulum péritubulaire et péricapillaire à l'origine d'une fuite capillaire et tubulaire [12]. Ces lésions étaient à l'origine d'anomalies biochimiques potentiellement détectables par une analyse multiparamètrique.


Dans cet objectif, nous avons étudié les effets de la LEC sur le rein en utilisant la spectroscopie RMN haute résolution sur des échantillons d'urine.


Patients, matériels et méthodes


Patients


Trente-trois patients consentants étaient étudiés de manière prospective. Tous les patients avaient reçu en moyenne 3500 coups d'un lithotripteur Dornier HM3 afin de traiter une lithiase des cavités pyélocalicielles radio-opaques oxalo calciques. Les caractéristiques des patients sont exprimées en Tableau 1.


Analyse biochimique


Alanine, valine, lactate, acétate, citrate, N-oxy-trimethylamine et glucose étaient mesurés par spectroscopie IRM sur des échantillons d'urine prélevés avant et cinq heures après LEC (seconde miction post-LEC). Les concentrations ont été appariées à la créatinine et exprimées en μmol/mol de créatinine. L'excrétion d'acides aminés et l'excrétion rénale de glucose ont également été évaluées en déterminant le ratio glucose, alanine et valine sur créatinine.


Analyse statistique


Les valeurs moyennes (±écart type) ont été calculées pour chaque molécule et comparées par un test non apparié ou une analyse de variance (Tableau 2). Lorsque p <0,05, la différence entre les groupes a été considérée comme significative.


Résultats


Les résultats sont exprimés en Tableau 2. L'excrétion d'acétate étaient de 0,47±11,24 avant LEC et de 7,57±23,97 après LEC, lactate (37,5±39,1 avant LEC et 50,33±45,71 après LEC et N-Oxy triméthylamine a augmenté significativement après la LEC (223,31±196,34 avant LEC et 307,41±176,18 après LEC). Inversement, l'excrétion de valine et d'alanine a diminué significativement après la LEC (respectivement 7,6±7,54 avant LEC, 4,51±5,43 après LEC et 35,25± 18 avant LEC, 27,03±14,96 après LEC). Les valeurs de glucose et citrate étaient similaires avant et après LEC (185,87±47,38 avant LEC et 187,65±45,96 après LEC).


Discussion


La spectroscopie RMN a pu être utilisée pour l'analyse rapide de multiples métabolites de faible poids moléculaire dans les fluides biologiques tels que le plasma et l'urine [13, 14]. À notre connaissance, cela était la première étude utilisant la spectroscopie RMN afin de prouver les dégâts rénaux suite à une LEC. Les modifications morphologiques et fonctionnelles post-LEC ont pu être attribuées à trois mécanismes qui n'ont pas été élucidés complètement :

une atteinte cellulaire directe liée aux barotraumatisme et à la cavitation ;
une atteinte indirecte relative à l'ischémie et/ou hypoxémie générées par l'onde de choc [1] ;
une atteinte plus tardive peut être secondaire à l'effraction des vaisseaux rénaux et à l'œdème tissulaire.


Les études cliniques utilisant à la fois l'imagerie scanographique et IRM ont montré des anomalies morphologiques intrarénales et périrénales [15, 16]. Les études histologiques de l'effet à court terme de la lithotripsie sur des modèles animaux ont révélé des lésions cortico-médullaires impliquant particulièrement les vaisseaux capillaires, une hémorragie interstitielle, une thrombose des veines efférentes et interlobulaires, la dilatation tubulaire ainsi que de la régénération cellulaire [17, 18]. Dans notre étude, l'excrétion de N-oxy triméthylamine, lactate et acétate a augmenté dans les échantillons d'urine et pourrait ainsi discriminer les reins avec atteinte médullaire.


La N-oxy triméthylamine est dérivée d'un composé organique de la médullaire rénale qui participe aux échanges entre les fluides intra- et extracellulaires. Cette molécule a été identifiée exclusivement au niveau du compartiment intracellulaire de la médullaire rénale interne [19]. Des taux urinaires élevés de ce composant seraient liés à une lyse des cellules de la médullaires lésées dans différents modèles de dommages rénaux [20, 21, 22, 23].


L'excrétion de lactate a aussi été significative dans cette étude. Cette molécule est filtrée et réabsorbée avec le glucose au niveau du tubule contourné proximal. L'agression de cette partie du rein serait responsable d'une diminution de la réabsorption à partir de la lumière tubulaire et d'une augmentation des taux urinaires de lactate. Ainsi, l'augmentation de l'excrétion urinaire de lactate était secondaire à l'atteinte tubulaire proximale [24].


L'excrétion d'acétate dans l'urine est aussi un marqueur d'atteinte de la médullaire rénale [25]. Il a déjà été démontré que de hautes concentrations d'acétate dans l'urine seraient secondaires à des lésions ischémiques du tubule contourné proximal [26].


Le citrate est une molécule normalement présente dans l'urine. Il s'agit d'un produit issu de la réaction entre l'acétyl-coenzyme A et l'oxaloacétate, première étape enzymatique du cycle de Krebs. La baisse de sa concentration urinaire témoignerait d'altération de cycle de Krebs [14, 25]. La concentration de citrate, qui avait par ailleurs un effet inhibiteur sur la lithogenèse, n'était pas modifiée de manière significative durant la LEC, et aurait pu protéger le rein de la lithogenèse durant la LEC, même en cas de fragment résiduel [28].


La concentration de glucose n'a pas été modifiée de manière significative. Cela indiquait que la LEC n'affectait pas le tissu endocrine pancréatique et corroborait les résultats d'études antérieures qui contredisaient l'hypothèse que la LEC aurait pu mener au développement futur d'un diabète insulinodépendant [29].


Nos résultats ont démontré qu'il existait une atteinte de la fonction du tubule contourné proximal à l'origine d'une excrétion urinaire d'acides aminés après une séance de LEC. L'excrétion de N-oxy triméthylamine, lactate et acétate dans l'urine ont témoigné d'une souffrance médullaire rénale post-LEC. Aucune autre méthode n'a été capable de déterminer la présence d'acides aminés, glucose et lactate simultanément et, par conséquent, de révéler une atteinte rénale dans différents segments tubulaires [27]. De plus, en collectant une série d'échantillons urinaires, l'histoire naturelle des lésions rénales pouvait être suivies par spectroscopie RMN.


Conclusion


Les résultats de cette étude ont montré que la LEC induisait des dommages rénaux d'origine ischémique. La spectroscopie RMN s'est révélée utile et non invasive pour l'évaluation des dommages médullaires rénaux après une LEC, particulièrement chez les patients présentant des facteurs de risque comme une maladie rénale préexistante, un rein unique ou une infection urinaire.


Déclaration d'intérêts


Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d'intérêts en relation avec cet article.



 Niveau de preuve 3.





Tableau 1 - Caractéristiques des patients de l'étude.
Nombre  23 
Sex-ratio  19 hommes/4 femmes 
Âge (ans)  55 (31–80) 
Taille de la lithiase (mm)  12 (5–20) 
Voltage (kV)  18,5 (16–21) 
Nombre d'impulsions  3500 (1000–6000) 





Tableau 2 - Résultats de l'analyse des échantillons d'urine avant et après lithotripsie extracorporelle (LEC) par spectroscopie RMN. Les concentrations ont été appariées à la créatinine et exprimées en μmol/mol de créatinine.
Molécule étudiée  Avant LEC (m±sd)  Après LEC (m±sd)  p  
Citrate (μmol/mol Cr)  216,87±157,91  212,88±143,25  NS 
Lactate (μmol/mol Cr)  37,5±39,1  50,33±45,71  p <0,05 
Acetate (μmol/mol Cr)  0,47±11,24  7,57±23,97  p <0,05 
Alanine (/Cr)  35,25±18  27,03±14,96  p <0,05 
Valine (/Cr)  7,6±7,54  4,51±5,43  p <0,05 
Trimetylamine N-Oxide (μmol/mol Cr)  223,31±196,34  307,41±176,18  p <0,05 
Glucose (/Cr)  185,87±47,38  187,65±45,96  NS 



Légende :
NS : non significatif.


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