Кристаллопатия — это вредное состояние или заболевание, связанное с образованием и агрегацией кристаллов в тканях или полостях, [1] [2] или, другими словами, гетерогенная группа заболеваний, вызванных внутренними микрочастицами или кристаллами из окружающей среды, способствующими воспалению тканей и рубцеванию. . [3]
Кристаллопатии могут быть связаны с четырьмя основными типами кристаллических структур: жидкими неагрегирующими кристаллическими растворами, аморфными нанотвердыми частицами, кристаллическими микроразмерными твердыми частицами и поликристаллическими более крупными твердыми структурами. Они могут состоять из различных минералов , метаболитов , белков и микрочастиц , включая следующие: [1]
В принципе, образование кристаллов может происходить в любом месте тела. Общеизвестными местами являются органы выделения , где концентрация легко достигает высоких значений, например, в желчных и мочевыводящих путях, но кристаллические структуры также образуются во внутриклеточных и внеклеточных пространствах тканей, например, в артериальной стенке при атеросклерозе . [1]
Например, механическая непроходимость минеральными камнями вызывает нефролитиаз , мочекаменную болезнь , холецистолитиаз , холедохолитиаз , дохолитиаз и сиалолитиаз , а острое воспаление, вызванное кристаллами в суставах, вызывает подагру и псевдоподагру . [1]
Локальное пересыщение является распространенным триггером кристаллизации, и когда формируется ядро кристаллической структуры, кристаллы могут самовоспроизводиться и вызывать дополнительную кристаллизацию и агрегацию. Основными механизмами, с помощью которых образовавшиеся кристаллы и агрегаты вызывают патологические состояния и, в конечном счете, заболевание, являются острое некровоспаление , хроническое ремоделирование тканей и механическая непроходимость. [1]
Некровоспаление представляет собой аутоамплифицирующий процесс, при котором кристаллы токсичны для клеток ( цитотоксичность ) и вызывают гибель клеток ( некроз и регулируемая гибель клеток), а также местную и системную воспалительную реакцию. Цитотоксичность включает деполимеризацию актина, синтез свободных радикалов и активных форм кислорода и аутофагию . Кристаллы также могут напрямую активировать воспаление через рецепторы Mincle , передачу сигналов кальция и калия, кальпаины , катепсин бета, протеазы и инфламмасомы NLPR3. Клетки подвергаются клеточной гибели по трем основным механизмам: нектоптозу черезRIPK1 , FADD , RIPK3 и MLKL , ферроптоз посредством подавления GPX4 , подавления системы Xc и потери NAPDH , а также апоптоз посредством RIPK1 и каспазы 8 . Затем эти проблемные клетки выделяют алармины , протеазы и молекулярные паттерны, связанные с повреждением, включая HMGB1 , гистоны , митохондриальную ДНК , деметилированную ДНК и РНК, АТФ , мочевую кислоту и двухцепочечную ДНК, которые дополнительно активируют Toll-подобные рецепторы.и инфламмасомы . Наконец, это активирует воспалительную реакцию, включая высвобождение провоспалительных интерлейкина 1 альфа , интерлейкина 1 бета , цитокинов , кининов , липидных медиаторов воспаления, активацию системы комплемента , вазодилатация, увеличение проницаемости эндотелия и притока лейкоцитов , а также боль. [1]