Lithiases et anomalies des voies urinaires : la composition des calculs est-elle indépendante de l anomalie anatomique?

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1 ARTICLE ORIGINAL Progrès en Urologie (2003), 13, Lithiases et anomalies des voies urinaires : la composition des calculs est-elle indépendante de l anomalie anatomique? Michel DAUDON (1), Fabrice COHEN-SOLAL (1), Bernard LACOUR (1), Paul JUNGERS (2) (1) Service de Biochimie A, (2) Département de Néphrologie, Hôpital Necker, Paris RESUME Introduction : Plus d un calcul sur dix est associé à une anomalie de l arbre urinaire. Pour vérifier si la malformation influence leur composition, nous avons étudié la nature des calculs dans quinze anomalies urologiques. Matériel et Méthode : L étude porte sur 1461 calculs analysés en infrarouge qui étaient associés à une malformation clairement définie. Ont été ajoutés 402 calculs vésicaux d hommes présentant une hypertrophie prostatique. Résultats : Sur 1863 anomalies, 732 (39,3%) concernaient le rein, 561 (30,1%) l uretère et 570 (30,6%) le bas appareil. La whewellite prédominait dans toutes les anomalies rénales à l exception des kystes, principalement associés à l acide urique. Les principales différences portaient sur le second constituant: weddellite dans les reins en fer à cheval, carbapatite dans la maladie de Cacchi-Ricci et les anomalies calicielles. La struvite était peu fréquente (< 10%). Dans les anomalies urétérales, la whewellite était le composant principal sauf en cas de mégauretère et de reflux pour lesquels la carbapatite prédominait. La struvite était présente dans 10 à 30% des calculs. Les anomalies vésico-urétrales s accompagnaient de calculs de phosphates calciques et magnésiens (90% des cas), la struvite étant présente dans 58 à 90% des cas. L exception était la lithiase vésicale associée à l hypertrophie prostatique où le composant principal était l acide urique. Conclusion : Les différences significatives de composition des calculs en fonction des anomalies anatomiques traduisent le fait que certaines anomalies ajoutent des facteurs de risque métaboliques ou infectieux aux facteurs anatomiques. Mots clés : Polykystose, maladie de Cacchi_ricci, rein en fer à cheval, syndrome de jonction, méga-uretère, hypertrophie prostatique, calculs urinaires. Les anomalies anatomiques de l appareil urinaire sont multiples. Elles s accompagnent de lithiase dans une proportion variable de cas, suggérant la participation d autres facteurs, métaboliques ou infectieux, au développement de la lithiase [2]. Globalement, au moins 10% de l ensemble des calculs urinaires sont associés à une anomalie anatomique de l appareil urinaire. L anomalie anatomique est habituellement génératrice de stase et facilite de ce fait, en ralentissant le flux urinaire, la cristallisation des espèces en sursaturation, la prolifération de bactéries lithogènes ou la rétention de particules cristallines formées plus haut dans l appareil urinaire. Les calculs éventuels vont ainsi soit se former, soit rester bloqués au niveau de l anomalie ou en amont de celle-ci. D une façon générale, les anomalies de l appareil urinaire sont donc plutôt considérées comme un facteur de localisation du calcul et non comme un facteur causal. Dans ce cas, on devrait s attendre à ce que la nature de la malformation anatomique n influence pas significativement la composition du calcul. Dans cette étude, nous avons comparé la composition des calculs associés à différentes anomalies de l appareil urinaire en distinguant les anomalies du rein, les anomalies de l uretère et les anomalies du bas appareil urinaire (vessie, urètre). A ce dernier groupe, nous avons ajouté, en raison de leur répercussion sur le fonctionnement vésical, les hypertrophies de la prostate, tout en dissociant ce contexte pathologique des anomalies intrinsèques du bas appareil urinaire. MATERIEL ET METHODE L étude porte sur patients dont hommes et 5160 femmes pour lesquels nous disposions d un calcul et d une fiche d information clinique précisant l existence ou non, soit d une malformation de l appareil urinaire, soit, chez l homme, d une hypertrophie symptomatique de la prostate. Sur les patients, 2134 (12,8%) avaient une anomalie de l appareil urinaire (1399 hommes et 735 femmes) auxquels s ajoutent 580 hommes présentant une hypertrophie de la prostate associée à une lithiase. Seuls ont été retenus dans ce travail les calculs associés à des anomalies dont la définition était suffisamment précise et dont l effectif de patients pour chacune d elle était supérieur à 20. Au total, 15 anomalies de l appareil urinaire ont ainsi fait l objet d une étude comparative de la nature des calculs qui leur étaient associés. Finalement, certaines anomalies ont été regroupées en raison de la similitude de distribution des constituants lithiasiques. En ce qui Manuscrit reçu : août 2003, accepté :octobre 2003 Adresse pour correspondance : Dr. M. Daudon, Laboratoire de Biochimie A, Hôpital Necker, 149, rue de Sèvres, Paris Cedex 15 michel.daudon@nck.ap-hop-paris.fr Ref : DAUDON M., COHEN-SOLAL F., LACOUR B., JUNGERS P., Prog. Urol., 2003, 13 1

2 M. Daudon et coll., Progrès en Urologie (2003), 13 concerne les calculs associés à une hypertrophie de la prostate, nous n avons retenu que les cas où le calcul était vésical, considérant que les calculs du haut appareil et les calculs expulsés spontanément pouvaient être liés à des facteurs totalement indépendants de la stase induite par l anomalie prostatique. Nous présentons donc cidessous les résultats concernant 1461 anomalies de l appareil urinaire et 402 calculs vésicaux contemporains d une hypertrophie symptomatique de la prostate. Compte tenu de l influence de l âge sur la composition des calculs [3, 10] et du fait que l hypertrophie prostatique touche essentiellement les hommes de plus de 60 ans, nous avons comparé la composition des calculs vésicaux avec hypertrophie prostatique à la composition des calculs provenant de 921 hommes du même âge sans anomalies de l appareil urinaire ni de la prostate. Les calculs ont été analysés selon le protocole décrit antérieurement et comportant un typage morphologique superficiel et interne du calcul et une analyse séquentielle du noyau à la surface puis de l ensemble du calcul par spectrophotométrie infrarouge à transformée de Fourier [2]. Tous les résultats sont exprimés en constituants majoritaires. La distribution de référence à laquelle sont comparées les compositions de calculs observées pour chaque anomalie urologique est celle des calculs provenant de patients (9517 hommes et 4425 femmes, rapport H/F=2,15) sans aucune anomalie de l appareil urogénital. Les comparaisons statistiques ont été réalisées par le test du Chi2. RESULTATS Le tableau I indique la répartition des anomalies identifiées. Parmi celles-ci, 732 (39,3%) affectaient le rein, 561 (30,1%) touchaient l uretère et 570 (30,6%) concernaient le bas-appareil urinaire. Hormis l hypertrophie bénigne de prostate, les deux anomalies intrinsèques les plus fréquentes étaient la maladie de Cacchi-Ricci et le syndrome de jonction pyélo-urétérale. Le tableau II présente la composition des calculs observés chez les sujets exempts de malformations anatomiques. Il confirme la prépondérance, bien connue aujourd hui, de l oxalate de calcium (72,3%), essentiellement sous forme de whewellite, les phosphates calciques représentant 13,7% et les purines 8,2%, presque exclusivement sous forme d acide urique. La struvite, qui témoigne d une infection à germes uréasiques, n était majoritaire que dans 1,4% et n était présente que dans 5,6% des calculs. ANOMALIES DU REIN Elles portent sur la forme et/ou la position des reins ou sur la structure des néphrons ou des cavités excrétrices qui collectent les urines. Rein en fer à cheval Le rein en fer à cheval, où les deux reins sont restés attachés par leur pôle inférieur et où les cavités excrétrices sont orientées différemment de celles des reins normaux avec, en plus, une implantation anormalement haute des uretères, représente une situation de stase qui favorise le développement de calculs, notamment du calice inférieur, lorsqu'il existe une sursaturation excessive des urines. Comme le montre la figure 1, la distribution des principaux constituants des calculs formés dans un rein en fer à cheval n est pas très différente de celle de l ensemble des calculs urinaires. En effet, l oxalate de calcium est le constituant le plus fréquent (73% des cas), réparti en whewellite (44%) et weddellite (29%). Cependant, la proportion de la weddellite est légèrement supérieure à celle observée dans tous les autres contextes, y compris en absence d anomalie anatomique (24%), mais la différence n est significative que vis-à-vis des anomalies qui s accompagnent elles-mêmes d une faible fréquence de calculs de weddellite comme les maladies kystiques du rein (p < 0,01) ou les anomalies calicielles (p < 0,001). Ces résultats suggèrent un risque lithogène particulier lié à l hypercalciurie chez les patients porteurs d un rein en fer à cheval. Parmi les autres constituants, la carbapatite représente 20% des calculs l acide urique seulement 5% et la struvite 2%. Le rein en fer à cheval semble donc favoriser la lithiase essentiellement par la stase et la difficulté d évacuation d éventuels cristaux formés dans les cavités excrétrices, tandis que le risque infectieux lié à ce phénomène de stase n est pas différent de ce qui est observé en l absence d anomalies anatomiques de l arbre urinaire. Maladie de Cacchi et Ricci La maladie de Cacchi et Ricci, encore appelée rein médullaire en éponge, se caractérise par des dilatations kystiques (ou ectasies) congénitales des tubes collecteurs qui peuvent toucher une ou plusieurs papilles, voire la totalité des papilles d un ou des deux reins. La moyenne d âge des patients était de 43,3 ans, soit légèrement inférieure à celle de la population lithiasique générale (47,5 ans). La répartition des constituants majoritaires des calculs observés dans la maladie de Cacchi-Ricci est représentée sur la figure 2. En première analyse, elle ressemble à celle observée pour les calculs associés au rein en fer à cheval, avec cependant plusieurs différences : plus faible proportion de la weddellite et de la struvite, plus forte proportion des phosphates calciques, en particulier de la brushite, qui est absente des calculs sur rein en fer à cheval et qui représente 4% des calculs sur maladie de Cacchi-Ricci. Comparativement aux calculs développés dans un arbre urinaire normal, la fréquence plus élevée de la brushite et la fréquence plus faible de la struvite sont statistiquement significatives (p < 0,001 et p < 0,01 respectivement). Le risque de développer une lithiase d infection est donc particulièrement faible dans la maladie de Cacchi-Ricci malgré la stase intratubulaire et la multiplicité fréquente des calculs. Une autre particularité remarquable des calculs associés au rein en éponge est la proportion élevée de calculs de morphologie IVa2, suggestive de troubles locaux de l acidification distale. Ces calculs représentent 3,2% des cas chez l homme et 15,2% chez la femme contre 0,6% et 1,7% respectivement en absence de maladie de Cacchi-Ricci [15]. D autre part, les patients éliminent en moyenne trois fois plus de calculs que les autres et la morphologie de ces calculs présente la particularité d être plus hétérogène, plusieurs types morphologiques étant souvent associés. A titre d exemple, la fréquence des morphologies ternaires, où trois types sont simultanément présents, est de 17,8% contre 9,9% en absence de maladie de Cacchi-Ricci (p < 0,01). Kystes rénaux La polykystose hépato-rénale est une affection héréditaire caractérisée par le développement progressif de kystes volumineux dans le foie et le rein. Au niveau rénal, l extension des kystes à l intérieur du parenchyme provoque l apparition d une insuffisance rénale qui évolue lentement jusqu au stade terminal. La lithiase rénale est une complication fréquente de cette affection. L examen des calculs associés aux 60 cas de polykystose de cette série montre une répar- 2

3 Tableau I. Répartition des anomalies anatomiques de l appareil urogénital associées à une lithiase (n=1863). Nature de l anomalie Nombre Rapport H/F Anomalies rénales Rein en fer à cheval 65 15,25 Maladie de Cacchi-Ricci 474 1,74 Maladies kystiques 103 1,64 Polykystose rénale (PKR) 60 1,86 Maladies kystiques rénales (hors PKR) 43 1,39 Anomalies calicielles 90 0,91 Diverticules caliciels 62 0,68 Mégacalicose 28 1,80 Total 732 Anomalies de l uretère Syndrome de jonction 286 1,47 Bifidité 61 2,21 Duplicité 66 0,83 Urétérocèle 40 1,0 Méga-uretère 63 3,85 Reflux vésico-urétéral 45 0,25 Total 561 Anomalies du bas-appareil Vessie neurologique 116 2,14 Exstrophie vésicale 23 1,56 Bricker 29 1,64 Hypertrophie bénigne de prostate Total 570 Tableau II. Composition des calculs en l absence d anomalie anatomique (n=13942). COMPOSANTS MAJORITAIRES Nombre Fréquence (%) Oxalates de calcium ,3 Whewellite ,7 Weddellite ,6 Phosphates calciques ,7 Orthophosphates calciques* ,4 Brushite 177 1,3 Struvite 190 1,4 Présence de struvite 779 5,6 Acides uriques et urates ,2 Divers 626 4,5 * carbapatite, phosphate octocalcique, whitlockite, phosphate amorphe de calcium carbonaté. tition très particulière des constituants, caractérisée par une prépondérance de l acide urique et des urates (43%), une proportion assez élevée de calculs whewellitiques (32%) et, corrélativement, des proportions faibles de calculs majoritaires en weddellite (7%) ou en phosphates calciques (7%), suggérant la faible contribution de l hypercalciurie au développement des calculs. La fréquence de l acide urique dans les calculs est particulièrement élevée dans cette population de patients comparativement à sa fréquence dans le reste de la population lithiasique : 50% versus 11,4% (p < 0,0001) alors même que l âge moyen des patients polykystiques est légèrement inférieur (44 ans contre 47,5 ans). Les autres pathologies kystiques du rein (60 cas dans la présente série), notamment les kystes pyéliques apparemment isolés ne se différencient pas de la polykystose en termes de composition des calculs. En effet, toutes ces anomalies kystiques se caractérisent également par une fréquence anormalement élevée de calculs uriques (36%). C est la raison pour laquelle nous avons regroupé sur la figure 3 les calculs provenant de patients porteurs d une polykystose hépato-rénale héréditaire et ceux qui présentaient d autres anomalies kystiques des reins. La principale différence entre les deux groupes est la proportion un peu plus élevée de calculs contenant de la struvite pour les lithiases associées à des kystes pyéliques (7% versus 2% pour les maladies kystiques affectant le parenchyme rénal). Anomalies calicielles Une autre catégorie d anomalies anatomiques peut affecter le rein. Contrairement aux précédentes, qui pouvaient toucher simultanément les deux reins et, pour la plupart, avoir des répercussions sur le fonction rénale, les anomalies calicielles sont plus souvent localisées à un seul rein et n ont, en règle générale, pas de retentissement sur le fonctionnement des néphrons puisqu elles sont localisées au niveau des voies excrétrices, entre les papilles et le bassinet. Ces anomalies sont essentiellement les diverticules caliciels, les sténoses des tiges calicielles et les mégacalicoses. Comme les précédentes, et peut-être plus encore, elles sont évidemment génératrices de stase, mais elles se révèlent aussi plus propices au développement de lithiases infectées ou d infection qui représentent environ 11% des cas. La figure 4 montre que les anomalies morphologiques localisées aux systèmes caliciels conduisent à des calculs essentiellement composés de whewellite (56%) dont la proportion est particulièrement élevée et, à un moindre degré, de carbapatite (30%), cette dernière étant, pour une part, d origine infectieuse. La fréquence de la carbapatite est significativement plus élevée qu en absence d anomalie anatomique (p < 0,0001). Il en est de même pour la présence de struvite (p < 0,01). En revanche, on note une très faible proportion de calculs de weddellite (5%), la différence étant hautement significative par rapport aux calculs développés en l absence d anomalies (p < 0,0001) ou en présence d anomalies rénales à type de rein en fer à cheval (p < 0,001) ou de rein en éponge (p < 0,01). ANOMALIES DE L URETERE Syndromes de jonction et sténoses de l uretère L anomalie la plus fréquente est la sténose congénitale de la jonction pyélo-urétérale, communément dénommée syndrome de jonction qui, lorsqu elle est serrée, provoque une hydronéphrose et une stase propice à la lithogenèse. La composition des calculs est très comparable à celle observée en absence d anomalie anatomique, à l exception des phosphates calciques (20%) et de la présence de struvite (11,5%), qui sont légèrement plus fréquents (p < 0,05 et p < 0,001 respectivement). Bifidité, duplicité, urétérocèle Ces anomalies anatomiques de l uretère favorisent aussi le développement de calculs dont la composition est très voisine pour toutes ces anomalies et ne se différencie pas de celle des calculs observés dans les syndromes de la jonction pyélo-urétérale ou les sténoses de l uretère. Les calculs phosphocalciques et ceux contenant de la struvite sont également plus fréquents qu en absence de malformation. Pour cette raison, les calculs associés à toutes ces anomalies ont été regroupés dans la figure 5 qui comporte 286 cas de syndrome de jonction et 167 cas d autres anomalies urétérales. Méga-uretère Comme le montre la figure 6, le méga-uretère s individualise des 3

4 ., Progrès en Urologie (2003), 13 Figure 1. Fréquence des constituants majoritaires des calculs dans les reins en fer à cheval (n=65). Figure 2. Fréquence des constituants majoritaires des calculs dans la maladie de Cacchi et Ricci (n=474). Figure 3. Fréquence des constituants majoritaires des calculs dans les maladies kystiques rénales (n=103). Figure 4. Fréquence des constituants majoritaires des calculs observés en présence d anomalies calicielles (diverticules et mégacalicoses) : n=90. Figure 5. Fréquence des constituants majoritaires des calculs dans les anomalies de l uretère (hors méga-uretère) : n=453. Figure 6. Fréquence des constituants majoritaires des calculs dans les méga-uretères (n=63). 4

5 ., Progrès en Urologie (2003), 13 Figure 7. Fréquence des constituants majoritaires des calculs observés au cours des reflux vésico-urétéraux (n=45). Figure 8. Fréquence des constituants majoritaires des calculs associés à des anomalies vésico-urétrales (n=116). Figure 9. Fréquence des constituants majoritaires des calculs vésicaux associés à une hypertrophie bénigne de la prostate (âge moyen = 70,7 ans, n=402). Figure 10. Fréquence des constituants majoritaires des calculs du haut appareil chez l homme sans hypertrophie de la prostate (âge moyen = 70,8 ans, n=921). <--- Figure 11. Fréquence de la struvite dans les calculs en fonction de la nature de l anomalie anatomique de l appareil urinaire : RFC=rein en fer à cheval ; C-R = maladie de Cacchi-Ricci ; PKR = polykystose rénale ; Ky = kystes pyéliques ; DC = diverticules caliciels ; SJU = syndrome de la jonction pyélo-urétérale ; Bf/Dp = bifidité ou duplicitré pyélo-urétérale ; M-U = méga-uretère ; Dériv = dérivations ; VN = vessie neurologique ; Exs = Exstrophie vésicale ; Bri = Bricker ; HBP = hypertrophie bénigne de la prostate. 5

6 autres malformations de l uretère. En effet, contrairement à cellesci, il prédispose à des lithiases d infection qui représentent plus de la moitié des cas, la différence avec les autres anomalies urétérales étant hautement significative (p < 0,0001). Ce fait s explique par la dilatation et l atonie urétérale qui favorisent la migration ascendante des bactéries à partir de la vessie. Les calculs sur méga-uretère touchent davantage les sujets de sexe masculin (rapport H/F=3,85). En fait, ces calculs affectent deux populations très différentes : d une part le jeune enfant (âge moyen : 3,8 ans) avec une forte prédominance masculine (rapport garçons/filles = 7,7) ; d autre part des adultes jeunes (âge moyen 38,1 ans), où la prépondérance masculine est comparable à celle du reste de la population lithiasique (rapport H/F = 2,4). La nature des calculs est très différente selon ces deux populations. Chez l enfant, les calculs sont plus souvent d origine infectieuse, sans différence entre les sexes (68% chez le garçon, 67% chez la fille). En revanche, chez l adulte, la lithiase infectieuse concerne préférentiellement la femme (55% des calculs sont composés majoritairement de carbapatite d origine infectieuse et 45% sont constitués d oxalates de calcium) alors que chez l homme, l infection n est impliquée que chez 18,5% des patients, les calculs d origine métabolique représentant plus de 80% des cas (oxalates de calcium : 56% ; phosphates calciques : 15% ; acide urique 7% ; divers : 3,5%). Reflux vésico-urétéral En cas de reflux urétéral, l infection semble jouer, comme dans le méga-uretère, un rôle prépondérant dans les processus lithogènes puisque 33% des calculs contiennent de la struvite (dont 9% de struvite majoritaire) et 51% sont composés principalement de phosphates calciques. Comme le montre la figure 7, deux particularités méritent cependant d être soulignées: - Alors que les calculs oxalocalciques ne représentent que 29% des cas, la weddellite est la forme cristalline prépondérante (17%), sa fréquence étant à peine diminuée, contrairement à celle de la whewellite, par rapport à ce qui est observé pour les calculs formés en absence d anomalies anatomiques. Cette situation est unique parmi toutes les anomalies considérées dans cette étude. - Par ailleurs, au sein des phosphates calciques, la brushite apparaît relativement abondante (9% des cas), la différence par rapport aux calculs sans malformations anatomiques étant très significative (p < 0,0001). Weddellite et brushite sont deux espèces cristallines calciumdépendantes, ce qui permet d évoquer l intervention d une hypercalciurie comme l un des moteurs de ces lithiases, indépendamment des pathologies infectieuses. Enfin, contrairement à ce que l on observe pour les calculs oxalocalciques et phosphatiques, la proportion des calculs d acide urique ou d urate n est pas différente en cas de reflux vésico-urétéral ou en absence d anomalie anatomique (9% versus 8%). ANOMALIES DU BAS APPAREIL URINAIRE Elles regroupent toutes les malformations congénitales ou acquises qui peuvent altérer le fonctionnement normal de la vessie : hypospadias, exstrophie vésicale, vessie neurologique, dérivations, vessies d agrandissement, sténose de l urètre ou du col vésical, etc. Ces anomalies favorisent souvent la migration ascendante de bactéries depuis l orifice de l urètre jusqu à la vessie, surtout lorsqu elles obligent à des sondages répétés, expliquant qu une proportion importante des calculs formés dans ce contexte soient des calculs d infection [8]. De fait, la struvite est présente dans 70% des cas et 92% des calculs sont composés majoritairement de phosphates calciques ou magnésiens (Figure 8). Cas particulier de l hypertrophie bénigne de la prostate L hypertrophie prostatique de l homme âgé représente un cas particulier car il ne s agit pas d une anomalie de l appareil urinaire, mais d une augmentation acquise du volume de la prostate qui enserre l urètre. Par la compression du bas appareil urinaire avec rétrécissement du diamètre de l urètre entraînant une stase des urines intravésicales propice à la cristallisation. Ce mécanisme explique la fréquence élevée des lithiases de localisation vésicale associées à l hypertrophie bénigne de la prostate alors que la localisation vésicale des calculs est devenue rare dans notre pays (environ 1,8%) en dehors de ce contexte particulier. Pour vérifier l influence de la stase vésicale occasionnée par l hypertrophie prostatique sur la composition des calculs, nous avons comparé le groupe des 402 hommes (âge moyen : 70,7 ans) présentant des calculs de vessie associés à une hypertrophie bénigne de la prostate (Figure 9) à deux autres groupes de patients : - un groupe de 178 hommes (âge moyen : 71,6 ans) qui présentaient aussi une hypertrophie de la prostate, mais dont les calculs, localisés dans le haut appareil urinaire, étaient, a priori, beaucoup moins influencés par la pathologie prostatique ; - un groupe de 921 hommes (âge moyen : 70,8 ans) porteurs de calculs de l arbre urinaire mais n ayant pas d anomalie anatomique ni d hypertrophie prostatique (figure 10). La composition des calculs était très voisine dans ces deux derniers groupes, caractérisée essentiellement par une proportion élevée d acide urique (entre 20 et 25%) comparativement à l ensemble des patients sans anomalies de l appareil uro-génital. La seule différence notable entre les deux groupes était une proportion trois fois plus élevée de calculs d infection chez les patients avec hypertrophie prostatique. Comme le montre la comparaison des figures 9 et 10, la composition des calculs vésicaux associés à l hypertrophie de la prostate est différente de celle des calculs rénaux de sujets du même âge sans hypertrophie prostatique (Figure 10). En effet, on observe une fréquence deux fois inférieure de whewellite (p < 0,0001), près de deux fois supérieure d acide urique (p < 0,0001), trois fois plus élevée de brushite (p < 0,01) et six fois plus élevée de calculs d infection (p < 0,0001). PRESENCE DE STRUVITE La présence de struvite, même non majoritaire, dans un calcul est constamment le témoin d un processus lithiasique associé à une infection à germes uréasiques. D un point de vue épidémiologique, ce critère de présence de struvite est plus sensible que le critère de composition majoritaire en struvite. Pour cette raison, nous avons représenté sur la figure 11 la fréquence avec laquelle la struvite était mise en évidence dans les calculs pour chacune des catégories d anomalies anatomiques étudiées. Il apparaît que les anomalies anatomiques intrarénales sont peu propices aux calculs d infection, leur fréquence étant plus faible dans les polykystoses et la maladie de Cacchi-Ricci et, inversement, légèrement plus élevée dans les maladies kystiques intracavitaires et les diverticuloses calicielles que dans la lithiase sans anomalie anatomique. Les anomalies urétérales autres que le méga-uretère sont apparemment un peu plus propices que les anomalies rénales au développement de calculs d infection, cette propension étant particulièrement nette en cas de méga-uretè- 6

7 re, où un tiers des calculs est en relation avec une infection à germe uréasique. Le risque de lithiase d infection croît considérablement lorsque les anomalies anatomiques touchent le bas-appareil urinaire, sans influence majeure du sexe du patient, les hommes semblant presque aussi exposés que les femmes à ce type de lithiase. En effet, l examen du rapport H/F, considéré en présence ou en absence de struvite pour différentes anomalies anatomiques du bas-appareil, montre que ce rapport diminue peu en présence de struvite, contrairement à ce qui s observe dans la population lithiasique générale (rapport H/F passant de 2,17 à 0,51, respectivement, en absence et en présence de struvite). A titre d exemple, pour les calculs formés dans une vessie neurologique, ce rapport est de 2,14 en l absence de struvite et diminue à 1,75 seulement lorsque le calcul contient de la struvite. Chez les patients porteurs d un Bricker, le rapport H/F est de 1,64 en absence de struvite et de 1,57 en présence de struvite. Ces données illustrent clairement le fait que les hommes sont presque aussi exposés que les femmes à la lithiase d infection développée sur une anomalie du bas appareil urinaire. DISCUSSION La prévalence des malformations anatomiques chez les patients atteints de lithiase urinaire est très variable d après la littérature, essentiellement parce que certaines, comme les ectasies canaliculaires précalicielles, dont le diagnostic repose sur l imagerie médicale, ne sont pas toujours détectées avec une sensibilité suffisante. Les malformations peuvent être localisées à tous les niveaux de l arbre urinaire. Certaines sont fréquemment associées à une infection chronique. Si le germe est porteur d une uréase, il peut entraîner la formation de calculs d infection contenant de la struvite. D autres anomalies ne favorisent pas l infection. Elles induisent alors une lithiase de nature métabolique (oxalate de calcium ou acide urique) sous la dépendance des apports alimentaires ou d anomalies métaboliques dont certaines sont induites par l existence même de la malformation lorsque celle-ci touche directement les néphrons (polykystose rénale, maladie de Cacchi-Ricci). Maladie de Cacchi-Ricci La maladie de Cacchi-Ricci apparaît comme la plus fréquente des malformations de l appareil urinaire. EIle reste souvent asymptomatique et méconnue, ce qui fait que sa fréquence chez les lithiasiques est très certainement sous-estimée. En revanche, chez certains patients, elle conduit à des lithiases multirécidivantes pouvant évoluer, dans de rares cas particulièrement sévères, vers une insuffisance rénale terminale. On estime entre 9 et 15% (jusqu à 20% pour certains auteurs) la fréquence de la maladie de Cacchi-Ricci dans la lithiase calcique, avec une légère prédominance féminine [12, 16, 20, 28, 33, 34]. Son diagnostic est essentiellement radiologique et repose sur la mise en évidence d images de dilatation des tubes collecteurs caractéristiques à l urographie intraveineuse [7, 17, 28]. Cette malformation s accompagne souvent d anomalies métaboliques, en particulier d une hypercalciurie [17, 23, 28], d une hypomagnésurie [34] et, au niveau des néphrons, d une altération de la capacité d acidification des cellules tubulaires distales [11], génératrice d hypocitraturie [18, 34]. Cette situation favorise la sursaturation phosphocalcique dans les ectasies où le ralentissement du flux urinaire est propice à la nucléation de nombreux calculs, d autant que, comme l ont observé certains auteurs, les patients ont tendance à une excrétion de phosphates élevée [18]. Cela conduit souvent au développement d une néphrocalcinose dont l aspect radiologique est caractéristique. Le diamètre des tubes collecteurs, qui est en moyenne de 150 µm dans un rein normal, peut atteindre plusieurs millimètres au niveau des ectasies, permettant ainsi la formation de calculs relativement gros qui se trouvent prisonniers de ces portions dilatées des néphrons. Par ailleurs, la sursaturation phosphocalcique et le ralentissement du flux urinaire facilitent la précipitation du phosphate de calcium qui peut ainsi former des calculs dans la lumière tubulaire, mais aussi s accumuler au niveau de l épithélium papillaire où il conduit à la formation de calcifications (plaques de Randall). Celles-ci sont le point de départ d autres calculs, notamment d oxalate de calcium, qui se forment directement sur les papilles rénales. Enfin, THOMAS [28] a observé que l hyperoxalurie était également une anomalie métabolique fréquente chez les patients présentant des ectasies canaliculaires avec lithiase. Ces différents mécanismes lithogènes étant souvent associés chez un même patient, les calculs présentent fréquemment une hétérogénéité très caractéristique, tant au niveau de leur composition que de leur morphologie. Chez un même patient, on observe une association de types I, II et IV dans 72% des cas, attestant la présence de composants multiples, notamment whewellite, weddellite et carbapatite en proportions variables. De plus, la proportion de calculs de morphologie IVa2, suggestive de troubles locaux de l acidification distale, est particulièrement élevée puisqu elle atteint 3,2% chez l homme et 15,2% chez la femme contre 0,2% et 0,6%, respectivement, en absence de maladie de Cacchi-Ricci [15]. Polykystose rénale Les calculs observés dans la polykystose rénale sont essentiellement constitués d oxalate de calcium monohydraté et/ou d acide urique [5, 7, 26]. La fréquence anormalement élevée des calculs d acide urique dans cette pathologie, 25 à 57% selon les études [4, 7, 32] est attribuée aux dysfonctionnements tubulaires engendrés par la maladie. Chez 74 patients présentant une polykystose rénale avec lithiase, TORRES [32] a constaté une hypocitraturie dans 67% des cas, une hyperoxalurie dans 19%, une hyperuraturie dans 15% et une hypercalciurie dans seulement 11% des cas ; une hyperuricémie était observée chez 19% des patients et une hyperparathyroïdie primaire chez 5%. D autres auteurs ont confirmé la fréquence de l hypocitraturie chez les patients polykystiques et ont, de surcroît, montré qu il existait une diminution de la magnésurie chez ceux qui faisaient des calculs [10]. Malgré sa fréquence élevée, l hypocitraturie ne peut s expliquer par un défaut d acidification distale car pour Torres et coll., moins de 10% des patients présentaient un tel trouble, attesté par une incapacité à abaisser le ph de leurs urines au-dessous de 5,3 après charge acide [32]. En revanche, il existe une diminution de la capacité du rein à excréter l ammonium, bien mise en évidence par les épreuves de charge au chlorure d ammonium [30], et une hyperacidité des urines plus fréquente chez ces patients, pouvant expliquer l augmentation de la sursaturation urinaire en acide urique et, corrélativement, la proportion particulièrement élevée de calculs d acide urique. Diverticules caliciels Dans le cas des calculs développés au sein de diverticules caliciels, le rôle des infections et de la stase a souvent été mis au premier plan des facteurs de risque [29]. En fait, peu d études ont évalué les anomalies métaboliques associées [13, 21]. Lorsqu elles ont été recherchées, ces anomalies n étaient présentes que dans 25 à 50% des cas, l hypercalciurie étant la plus fréquente et souvent associée à une 7

8 hyperuricurie [13, 21]. Dans notre série de 90 calculs, la whewellite était majoritaire dans 56% des cas et la weddellite (calciumdépendante) dans seulement 5% alors que la carbapatite représentait le constituant principal de 30% des calculs. Toutefois, 53% des calculs majoritaires en whewellite avaient une morphologie dominante de type II, ce qui suggère une cristallisation primitive de la weddellite favorisée par une hypercalciurie, avec transformation secondaire in situ de la weddellite en whewellite traduisant à la fois une anomalie métabolique peu marquée, voire intermittente et une rétention prolongée du calcul dans le diverticule. Syndromes de la jonction pyélo-urétérale Le mécanisme de la formation des calculs reste discuté car peu d études ont porté sur l évaluation métabolique de ces patients. En effet, la stase provoquée par la sténose est généralement considérée comme le principal facteur responsable des calculs [1, 6] et l infection favorisée par la stase est une autre cause souvent incriminée. De fait, une infection a été identifiée chez 30% des 115 patients étudiés par HUSMANN [14] et son rôle a été confirmé par un taux de récidive plus faible (15%) chez les patients ayant bénéficié en postopératoire d une antibiothérapie prolongée (> 3 mois) que chez ceux ayant reçu un traitement antibiotique d une durée inférieure à 15 jours chez qui le taux de récidive a été de 90% [14]. Une exploration métabolique a été effectuée chez 42 des 77 patients ayant des calculs sans composante infectieuse (oxalate de calcium : 54 ; phosphate de calcium : 16 ; acide urique : 7). Elle a révélé chez 76% d entre eux la présence d une ou plusieurs anomalies métaboliques dont la plus fréquente était l hypercalciurie (55%), suivie de l hypocitraturie (14%) et de l hyperuricurie (12%). Plus récemment, MATIN et STREEM ont rapporté que la calciurie était significativement plus élevée chez 21 patients présentant un syndrome de jonction avec lithiase que chez 26 patients ayant un syndrome de jonction sans calcul [22]. TEKIN [27] a recherché les anomalies métaboliques associées à un syndrome de jonction pyélo-urétérale chez 12 enfants présentant des calculs. Il a comparé les résultats à ceux obtenus chez 90 enfants présentant une lithiase calcique sans anomalie urologique et chez 24 enfants témoins. Il n a pas observé de différence significative entre les deux groupes d enfants porteurs de calculs. En revanche, les deux groupes différaient des enfants témoins par une oxalurie plus élevée et une citraturie plus basse, seules anomalies significativement différentes dans son étude. Dans notre série, la proportion de lithiases métaboliques était plus élevée que dans l étude de HUSMANN puisque 67% des calculs étaient majoritaires en oxalate de calcium, 20% en phosphates calciques, 6% en struvite et 5% en acide urique. La composition et la morphologie des calculs suggéraient l intervention d une hypercalciurie dans 115/286 cas (40%) et celle d une infection dans 19% des cas. Une majorité des calculs contenait de la whewellite comme composé principal, suggérant la contribution d une hyperoxalurie de débit ou de concentration au développement d un grand nombre de ces calculs. Cependant, le lien étiologique, souvent très fort, entre hyperoxalurie et whewellite dans la lithiase calcique commune se trouve altéré, en cas d anomalie anatomique responsable de stase. En effet, des calculs de weddellite formés dans un contexte d hypercalciurie transitoire ou intermittente (d origine nutritionnelle en particulier) peuvent se convertir progressivement en whewellite dans l appareil urinaire s ils y restent bloqués pendant plusieurs années. Reflux vésico-urétéral Le reflux vésico-urétéral est une cause bien établie d infection haute et basse de l appareil urinaire, mais également de néphropathie, d hypertension artérielle et de lithiase. Dans une étude rétrospective portant sur 115 adultes présentant un reflux vésicourétéral non diagnostiqué dans l enfance, KÖHLER [19] a observé que 88% des patients avaient une néphropathie, 87% une infection urinaire (haute chez 72% des patients), 34% une hypertension artérielle et 18% une lithiase. Le diagnostic du reflux avait été établi en moyenne 14 ans après la découverte des symptômes révélateurs. Le reflux semble affecter essentiellement les sujets de sexe féminin [24]. Le rapport H/F était de 0,16 dans la série de Köhler, de 0,25 dans notre série, de 0,30 dans la série multicentrique rapportée par PURI et GRANATA [24] et de 0,35 dans celle rapportée récemment chez l enfant par GARCIA-NIETO [9]. La prévalence de la lithiase chez les patients présentant un reflux vésico-urétéral est voisine de 20-25% [9, 19, 31]. Le principal facteur de risque identifié est l infection des voies urinaires. Cependant, très récemment, GARCIA- NIETO a recherché une hypercalciurie chez 46 enfants porteurs d un reflux vésico-urétéral sans infection urinaire, du moins au cours de la période d exploration. Il a constaté la présence d une hypercalciurie dans 58,6% des cas. Cette hypercalciurie était également retrouvée dans une proportion élevée de parents des enfants présentant un reflux, suggérant une origine génétique de l hypercalciurie [9]. Dans notre série, les marqueurs de l hypercalciurie dans les calculs, c est-à-dire la présence de weddellite, de brushite ou de phosphate octocalcique à des taux supérieurs à 20% étaient présents dans 47% des calculs analysés. Les marqueurs de l infection urinaire, à savoir la présence de struvite, celle de phosphate amorphe de calcium carbonaté ou de whitlockite à des taux supérieurs à 30%, un taux de carbonatation des phosphates calciques supérieur à 15% ou encore la présence de matrices protéiques molles ou d associations de phosphates calciques et d urate d ammonium étaient présents dans 49% des calculs. Malformations vésico-urétrales Dans les malformations du bas-appareil urinaire et les vessies neurologiques, la stase et la colonisation bactérienne sont au cœur des processus lithiasiques, même si des anomalies métaboliques, en particulier l hypercalciurie des patients en décubitus prolongé, peuvent contribuer à la formation de certains calculs. De fait, dans notre série, 58 à 90% des calculs, selon la malformation en cause, contenaient de la struvite. Au total, 73% des calculs associés à des anomalies vésico-urétérales contenaient de la struvite ou des marqueurs d une infection urinaire chronique. L hypercalciurie apparaît comme le second facteur lithogène : 18% des calculs étaient riches ou majoritaires en espèces cristallines calcium-dépendantes comme la weddellite, la brushite ou le phosphate octocalcique, la brushite étant particulièrement fréquente dans les vessies neurologiques comparativement aux autres contextes lithiasiques (Figure 8). Hypertrophie prostatique L hypertrophie de la prostate entraîne une mauvaise vidange vésicale et une stase urinaire propice à la cristallisation lorsque des facteurs métaboliques (notamment un ph urinaire diminué par baisse de l ammoniurie, chez le sujet âgé) ou une infection urinaire sont présents, ce qui explique la proportion élevée des calculs d acide urique ou de struvite. CONCLUSION La composition des calculs associés à des anomalies congénitales ou acquises de l appareil urinaire est fortement influencée par la 8

9 nature de l anomalie, soit parce que celle-ci s accompagne d une modification du fonctionnement rénal, soit parce qu elle prédispose à l infection urinaire. Dans tous les cas, la stase induite par l anomalie anatomique favorise la cristallisation en amont de l anomalie ou directement au niveau de celle-ci (Cacchi-Ricci, urétérocèle, etc). La proportion accrue de certains composants en présence de telle ou telle anomalie met en évidence le rôle métabolique particulier de certaines anomalies contribuant spécifiquement au risque lithogène. Une détermination précoce des anomalies biologiques associées à ces anomalies devrait permettre, par la prescription de mesures prophylactiques adaptées, de réduire la formation de calculs. REFERENCES 1. BURNS J.R., FINLAYSON B. : Why some people have stone disease and others do not. In: Stones: Clinical management of urolithiasis. Edited by A. Roth and B. Finlayson. 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La littérature sur ce sujet fait défaut mais cette série importante illustre parfaitement les relations existantes entre anomalies anatomiques et lithogénèse. Désormais, on le sait, il ne faut plus opposer la lithiase dite d organe et la lithiase d organisme. Les causes métaboliques et les causes anatomiques constituent deux types de facteurs qu on peut identifier chez un même patient et qui doivent être traités en parallèle. Les auteurs ont bien montré que certaines anomalies anatomiques peuvent générer le risque métabolique ou modifier la constitution des calculs, particulièrement pour le bas appareil urinaire en favorisant l infection urinaire. 9

10 Ce travail permet également de confirmer les recommandations du Comité Lithiase de l AFU (CLAFU) : 1. Réalisation systématique d une enquête étiologique pour tout patient lithiasique avec recherche d une éventuelle anomalie anatomique associée. 2. Réalisation d un bilan métabolique de base à la recherche des facteurs de risque de la lithiase rénale, l hypercalciurie représentant l anomalie la plus fréquente. 3. Recherche d une infection urinaire associée, par la réalisation systématique d un ECBU sur les urines du réveil. 4. Analyse morpho-constitutionnelle par spectrophotométrie infrarouge (SPIR) du calcul. Ce dernier point (analyse SPIR) est probablement le plus important de tous. En effet, il permet de caractériser de façon quantitative et qualitative chaque constituant lithiasique. La classification morpho-constitutionnelle des calculs permet alors d évoquer avec précision les facteurs métaboliques en cause, la corrélation entre la nature du calcul et ces facteurs métaboliques étant parfaite. Pour chaque patient, il faut donc s acharner à récupérer un calcul pour réaliser une analyse SPIR. In ne faut plus demander d analyse chimique qui n a plus d intérêt et qui est source de multiples erreurs. Enfin, les auteurs ont bien montré les spécificités métaboliques de la maladie de Cacchi-Ricci qui doivent être connues pour expliquer les variations dans le temps de l analyse SPIR des calculs pour un même patient. Il s agit d ailleurs d une des rares situations où les calculs doivent être analysés régulièrement alors qu habituellement une seule analyse est suffisante chez un patient donné. DAUDON M. Méthodes d analyses des calculs et des cristaux urinaires. Classification morpho-constitutionnelle des calculs. in : P. Jungers, M. Daudon, A. Le Duc. Lithiase urinaire, Paris, Flammarion Médecine-Sciences, 1989, SUMMARY Urinary stones and urinary tract abnormalities. Is the stone composition independent of the anatomical abnormality? Introduction: More than ten per cent of stones are associated with a urinary tract abnormality. To verify whether the malformation influences stone composition, we studied the composition of stones observed in fifteen urological abnormalities. Material and Method: This study is based on 1,461 stones associated with a clearly defined malformation analysed by infrared spectroscopy plus 402 bladder stones in men with benign prostatic hyperplasia. Results: In this series of 1,863 abnormalities, 732 (39.3%) involved the kidney, 561 (30.1%) involved the ureter and 570 (30.6%) involved the lower tract. Whewellite stones were predominant in all renal abnormalities with the exception of cysts, which were mainly associated with uric acid. The main differences concerned the second constituent: weddellite in horseshoe kidneys, carbapatite in Cacchi-Ricci disease and caliceal abnormalities. Struvite was uncommon (<10%). Whewellite was the main component in ureteric abnormalities except for megaureter and reflux in which carbapatite was predominant. Struvite was present in 10% to 30% of stones. Vesicourethral abnormalities were accompanied by calcium and magnesium phosphate stones (90% of cases), and struvite was present in 58% to 90% of cases. The exception to this general rule was bladder stones associated with benign prostatic hyperplasia, in which the main component was uric acid. Conclusion: Significant differences in stone composition were observed as a function of anatomical abnormalities reflecting the fact that some abnormalities add infectious or metabolic risk factors to anatomical factors. Key-Words: Polycystic disease, Cacchi-Ricci disease, horseshoe kidney, junction syndrome, megaureter, benign prostatic hyperplasia, urinary stones. 10