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Forscher stellen neue Therapie zur Nierensteinprävention vor

Fruchtextrakt Hydroxycitrat scheint die Kristalle der häufigsten Nierensteine aufzulösen. Forscher haben Hinweise darauf gefunden, dass ein natürlicher Fruchtextrakt die Fähigkeit besitzt, Kalziumoxalatkristalle aufzulösen – die häufigste Komponente von Nierensteinen beim Menschen.

Fruchtextrakt Hydroxycitrat scheint die Kristalle der häufigsten Nierensteine aufzulösen.

Forscher haben Hinweise darauf gefunden, dass ein natürlicher Fruchtextrakt die Fähigkeit besitzt, Kalziumoxalatkristalle aufzulösen – die häufigste Komponente von Nierensteinen beim Menschen. Diese Erkenntnis könnte zu einem ersten Fortschritt in der Behandlung von Kalziumoxalatsteinen seit 30 Jahren führen.

Jeffrey Rimer, Professor für Chemieingenieurwesen an der Universität von Houston, war Erstautor der Studie, die am 08. August online im Magazin Nature veröffentlicht wurde (DOI: 10.1038/nature19062). Die Studie liefert den ersten Hinweis darauf, dass Hydroxycitrat (HCA) ein effektiver Inhibitor des Kalziumoxalatsteinwachstums ist und dass es unter bestimmten Bedingungen sogar dazu in der Lage ist, diese Steine aufzulösen. Die Forscher erklärten auch, wie genau das funktioniert.

Die Erkenntnisse sind das Resultat einer Reihe experimenteller Studien, computerbasierter Studien sowie Studien am Menschen, erklärte Rimer (an dem Paper beteiligt waren auch Giannis Mpourmpakis, Michael G. Taylor, Ignacio Granja von der Litholink Corporation und Jihae Chung).

Nierensteine sind kleine, harte Mineralablagerungen, die sich innerhalb der Nieren formieren und bis zu 12% der Männer und 7% der Frauen betreffen. Bluthochdruck, Diabetes und Adipositas können das Risiko erhöhen – und die Inzidenz steigen derzeit.

Über die letzten drei Jahrzehnte haben sich die präventiven Maßnahmen nicht entscheidend verändert. Ärzte raten ihren Patienten, die dem Risiko unterliegen, Nierensteine zu entwickeln, viel zu trinken und oxalatreiche Nahrungsmittel, wie beispielsweise Rhabarber, Okraschoten, Spinat und Mandeln, zu vermeiden. Häufig wird empfohlen, Citrat in der Form von Kaliumcitrat einzunehmen – ein Nahrungsergänzungsmittel, das das Kristallwachstum verlangsamen kann, einige Patienten jedoch vertragen die damit einhergehenden Nebenwirkungen nicht.

Das Projekt hat sich aus einer Vorarbeit entwickelt, die von John Asplin, einem Nephrologen der sogenannten Litholink Corporation, durchgeführt wurde, und der HCA als möglichen Therapieansatz vorstellte. HCA ist chemisch identisch mit Citrat und ist ebenso als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich.

“HCA zeigt sich vielversprechend als potentielle Therapie für Nierensteine.”, schrieben die Forscher. “HCA wird möglicherweise sogar der Kaliumzitrattherapie vorgezogen werden.”

Die Studien zum Zitrat und HCA ergaben, dass zwar beide Komponenten das Kalziumoxalatsteinwachstum hemmten, HCA sich diesbezüglich allerdings potenter zeigte und darüber hinaus über einzigartige Eigenschaften verfügte, die vorteilhaft für die Entwicklung neuer Therapien sein könnten.

Das Forscherteam setzte schließlich die Rasterelektronenmikroskopie (atomic force microscopy / AFM) ein, um Interaktionen zwischen den Kristallen zu untersuchen, wobei Zitrat und HCA realistischen Wachstumsbedingungen ausgesetzt wurden. Laut Rimer erlaubte ihm diese Methode, das Kristallwachstum in Echtzeit mit nahezu molekularer Auflösung aufzuzeichnen.

Chung erklärte, dass die AFM-Bilder zeigten, wie die Kristalle schrumpften, wenn sie bestimmten Konzentrationen von HCA ausgesetzt wurden. Rimer vermutete, dass das initiale Ergebnis eine Ausnahme darstellte, da es selten vorkommt, dass man ein Kristall sich auflösen sieht, wenn es in übersättigte Wachstumslösungen gegeben wird. Die wirksamsten Inhibitoren, von denen in der Literatur berichtet wird, stoppen das Kristallwachstum lediglich.

Es stellte sich schließlich heraus, dass Chungs erstes Ergebnis korrekt war. Sobald die Forscher bestätigt hatten, dass es möglich ist, Kristalle in übersättigten Wachstumslösungen aufzulösen, suchten sie nach Gründen, warum dies geschah.

Mpourmpakis und Taylor setzten die sogenannte Dichtefunktionaltheorie (density functional theory / DFT) ein, eine hochgradig akkurate computerbasierte Methode zur Untersuchung der Strukturen und Eigenschaften von Materialen, um herauszufinden, wie Zitrat und HCA an Kalzium und Kalziumoxalatkristalle binden. Sie fanden heraus, dass HCA eine stärkere Bindung mit Kristalloberflächen einging, was zur Induktion eines Druckes führte, der durch die Freisetzung von Kalzium und Oxalat entlastet wurde, was letztlich zur Auflösung des Kristalls führte.

HCA wurde auch am Menschen getestet, wobei drei Probanden das Ergänzungsmittel über drei Tage hinweg einnahmen, was den Forschern die Aussage ermöglichte, dass HCA mit dem Urin ausgeschieden wird – eine Anforderung, die er Wirkstoff erfüllen muss, damit er als Therapie eingesetzt werden kann.

Während Rimer erklärte, seine Forschung bilde die Grundlage für die Entwicklung eines wirksamen Medikamentes, bleiben dennoch Fragen offen. Daten zur Langzeitsicherheit und Dosierung seien zu erbringen und weiterführende Studien am Menschen durchzuführen, sagte er.

“Dennoch sind unsere ersten Ergebnisse sehr vielversprechend.”, konstatierte Rimer. “Wenn es in vivo funktioniert – ähnlich unseren Studien im Labor -, dann hat HCA das Potential, die Inzidenzrate von Patienten mit chronischer Nierensteinerkrankung zu senken.”