La urolitiasis es una de las enfermedades urológicas más frecuentes, que se producen tanto en
los países industrializados como en vías de desarrollo. La tasa de incidencia es de hasta el 15% en
hombres de raza blanca y el 6% de todas las mujeres. La recurrencia afecta aproximadamente a
la mitad de los afectados. Los cálculos renales son agregados cristalinos que causan la obstrucción
de la orina en el sistema colector renal, uréteres o uretra, resultando en dolor severo, sangrado o
erosión local del tejido renal. La etiología del cálculo urinario formado es resultado de diferentes
mecanismos que todavía no son bien entendidos. Los retos que plantea la litiasis urinarias son
entre otros, mejores opciones terapéuticas, diagnóstico interdisciplinario y prevención
secundaria.
El propósito de esta tesis es ofrecer conocimiento a los retos mencionados utilizando nuevos
métodos científicos o materiales. La tesis expone el trabajo desarrollado en tres áreas relativas a
la urolitiasis: extracción de inhibidores clave de alimentos, determinación de inhibidores de
fósforo mediante un nuevo material desarrollado, y el análisis de fraccionamiento isotópico de
cobre de pacientes de urolitiasis
En la primera sección se evalúa el uso de la extracción asistida por microondas (MAE) para extraer
cuantitativamente los inhibidoresde litiasis ácido fítico (IP6) y pirofosfato (PPi) de nueces. Se
escogieron nueces son un componente importante de la dieta humana, ricas en ácidos grasos
poliinsaturados y tienen capacidad antioxidante Se optimizaron los parámetros: concentración
del ácido utilizado para la extracción, el tiempo y la temperatura de tratamiento. También se ha
evaluado la hidrólisis del ácido fítico. Los mejores resultados se obtuvieron para una mezcla de
0,52 M de H2SO4 y 0,66 M HCl a 100 °C durante 10 min. En comparación con el método de
extracción convencional, MAE reduce el tiempo de extracción de 3h a 10 min obteniendo los
mismos resultados de recuperación.
La segunda sección de la tesis está dedicada a desarrollar un nuevo Polímero de Impresión
Molecular (MIP) para adsorber y separar IP6 y PPi. En este trabajo, los polímeros han sido
desarrollados utilizando tres compuesto organofosforados como plantilla, ácido fenilfosfónico
(PA), Di‐ (2‐etilhexil) ácido fosfórico (DEHPA) y ácido pirofosfórico. El MIP se preparó mediante
polimerización térmica utilizando N‐aliltiourea (AT) como monómero y dimetacrilato de
etilenglicol (EGDMA) como agente de reticulación. Los resultados muestran que el MIP formado
usando DEHPA presenta la mejor adsorción para IP6 y el proceso de adsorción es bastante rápido.
El pH tiene un efecto significativo sobre el comportamiento de adsorción de IP6, PPi y fosfato por
lo que utilizando diferentes concentraciones de pH IP6, PPi y fosfato pueden separarse mediante
el uso del MIP en una extracción en fase sólida.
La tercera parte de la tesis considera un aspecto fisiológico de la urolitiasis. En la literatura se
describe al Cobre como inhibidor del crecimiento de cálculos renales y una disfunción en el
metabolismo del cobre puede estar relacionado con la etiología de la enfermedad. El estudio de
la relación isotópica de cobre en sangre (suero y glóbulos rojos) de pacientes urolitiásicos del área
de Barcelona se analizó y comparó con controles sanos. El Cu se separó y purificó mediante
cromatografía de intercambio aniónico y analizó con un multi‐colector ICP‐MS. Los resultados
muestran que, para la población considerada en este estudio, tanto la concentración como la
relación isotópica (65Cu/63Cu) muestran diferencias entre pacientes y controles. Aunque se
necesitan más estudios con un número mayor de muestras, los resultados son alentadores en
cuanto a la utilización del análisis isotópico de Cu para el estudio de la enfermedad urolitiásica. / Urolithiasis is one of the most prevalent urological diseases, occurring in both industrialized and
developing countries. The incidence rate is up to 15% of white men and 6% of all women and the
recurrence affect about half of those people. Kidney stones are aggregates of crystals that cause
obstruction of urine flow in the renal collecting system, ureters, or urethra and result in severe pain,
bleeding or local erosion of kidney tissue. The etiological diversity of urinary stone formed as a
result of different mechanisms which is still not well understood. The challenges posed by urinary
lithiasis demands enhanced interdisciplinary diagnostic, therapeutic options and secondary
prevention.
The purpose of this thesis is to offer knowledge to the previous mentioned challenges using novel
scientific methods or materials. The dissertation exposes the work developed in three areas
concerning urolithiasis, which embeds urolithiasis key inhibitors extraction from food,
phosphorous inhibitors determination by using novel material, and copper isotopic fractionation
analysis from urolithiasis patients
The first section in the dissertation is devoted to the use of microwave assisted extraction (MAE)
technique to quantitatively extract the two phosphorous inhibitors of urolithiasis, phytic acid (IP6)
and pyrophosphate (PPi), from walnut since the existing extraction method and quantitative
analysis show inconveniences. Walnuts were chosen since they are highly consumed, rich in
polyunsaturated fatty acid and provide significant benefits due to the antioxidant capacity. Three
main parameters were considered to optimize the condition of microwave-assisted extraction: acid
content of extracting solvent, extraction time and treatment temperature. The hydrolysis of phytic
acid by microwave treatment was also investigated for all the tested conditions. The extraction
using mixture of 0.52 M H2SO4 and 0.66 M HCl under MAE condition (100°C, 10min) shows a
better extract ability for both IP6 and PPi. Compared with the conventional acid extraction method,
the microwave-assisted extraction method developed reduces extraction time from 3h to 10 min
obtaining the same recovery results.
The second section in the dissertation is devoted to develop a novel material based on molecular
imprinted technology for selectively adsorb and separate the IP6 and PPi. In this work, polymers
have been molecularly imprinted using three organophosphorus compounds as template,
phenylphosphonic acid (PA), Di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA) and pyrophosphoric
acid. The Molecularly Imprinted Polymer, MIP, was prepared by thermal polymerization using Nallylthiourea
(AT) as functional monomer and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as crosslinker.
The batch adsorption experiments show that the MIP using DEHPA has the best specific
adsorption for IP6 and the adsorption process is quite fast. The pH has a significant effect on the
adsorption behavior of IP6, PPi and phosphate. Through modification of the pH of the eluting
solvent, IP6, PPi and phosphate can be separated by SPE procedure using the developed MIP.
The third part of the thesis considers the physiological aspect of urolithiasis. In the literature Copper
has shown inhibitory effect on the growth of kidney stone and disordered in copper metabolism
may be important in the aetiology of disease. The blood Copper isotope fractionation from
urolithiasis patients from Barcelona area was analyzed and compared to healthy controls. The
serum and red cell samples Cu isotope compositions was measured by multi-collector ICP-MS after
separation and purification by anion exchange chromatography. Our results show that, for the
population considered in this study, Cu concentration and Cu isotopic ratio (65Cu/63Cu) show
different value between the urolithiasis patients and the healthy people. Although further studies
with a larger number of samples are needed, results are encouraging as far as the use of Cu isotopic
analysis for the study of urolithiasis disease.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/326754 |
| Date | 25 November 2015 |
| Creators | Liu, Tong |
| Contributors | López‐Mesas, Montserrat, Valiente Malmagro, Manuel, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 265 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/, info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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