Morphological inhibition of calcium oxalate monohydrate by osteopontin

Abstract

Calcium oxalate (CaOx) can be crystallized in several forms and morphologies. CaOx plays a functional role in plant physiology and is a source of chronic human disease called kidney stone, being primarily composed of calcium oxalate monohydrate (COM) crystals. In this research, we investigated the crystallization of CaOx by the precipitation of calcium chloride and sodium oxalate in the absence and presence of osteopontin (OPN). The effects of OPN concentration and [Ca2+]/[C2O4 2-] ratio on CaOx crystal forms and morphologies were studied. The crystals were characterized by scanning electron microscopy (SEM), and the quantities of Ca2+ in aqueous solution were detected by atomic absorption spectrometry (AAS). The results show that OPN concentration and [Ca2+]/[C2O4 2-] ratio affected the crystal morphologies that mainly were hexagonal, octahedral and dendrite. Higher OPN concentration increased the formation of calcium oxalate dihydrate (COD) crystals as the octahedral shape. This research shows the property of OPN to inhibit the formation of COM crystals, and to promote the induction of COD crystals simultaneously in tube experiment as an in-vitro method. ผลึกแคลเซียมออกซาเลต (CaOx) มีหลากหลายรูปแบบและรูปร่าง CaOx มีบทบาทสำคัญต่อกลไกทางชีวภาพของพืชและเป็นแหล่งก่อให้เกิดโรคนิ่วไต นิ่วไตประกอบด้วยผลึกแคลเซียมออกซาเลตโมโนไฮเดรต (COM) เป็นหลัก งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการตกผลึก CaOx โดยใช้แคลเซียมคลอไรด์และโซเดียมออกซาเลตในสภาวะที่มีและไม่มีออสทิโอพอนติน (OPN) และผลของความเข้มข้นของ OPN และอัตราส่วนความเข้มข้นของ [Ca2+]/[C2O4 2-] ที่มีอิทธิพลต่อการก่อรูปร่างผลึกของ CaOx ผลึกที่เกิดขึ้นถูกจำแนกโดยกล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และปริมาณ Ca2+ ในสารละลายที่ทำปฏิกิริยาถูกศึกษาโดยเครื่องอะตอมมิกแอบซอร์บชั่นสเปก- โตรสโคปี (AAS) ผลการศึกษาพบว่าความเข้มข้นของ OPN และอัตราส่วนความเข้มข้นของ [Ca2+]/[C2O4 2-] มีผลต่อรูปร่างผลึกของ CaOx ซึ่งพบหลัก ๆ คือ เฮกซะโกนอล ออกตะฮีดรอล และเดนไดรท์ ปริมาณ OPN ที่เพิ่มขึ้นมีผลต่อการเพิ่มขึ้นของผลึกแคลเซียม ออกซาเลตไดไฮเดรต (COD) ซึ่งมีรูปร่างแบบออกตะฮีดรอล การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า OPN สามารถยับยั้งการเกิดผลึกชนิด COM และมีผลทำให้เกิดผลึกชนิด COD ในหลอดทดลอง