Microscopia a luce polarizzata e la diagnosi della gotta / Polarized light microscopy and gout diagnosis.

Microscopia a luce polarizzata e la diagnosi della gottaPolarized light microscopy and gout diagnosis.

Segnalato dal Dott Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa





Le immagini, anche se fotografano una molecola dalle importanti funzioni biologiche, ci introducono nei desertici paesaggi del regno minerale. Sono state realizzate con una tecnica microscopica di largo uso in mineralogia, ma ancora molto poco nota e utilizzata in medicina. All’opposto del microscopio laser, il microscopio a luce polarizzata non serve a identificare oggetti biologici marcati con un colore a singola frequenza, ma sfrutta piuttosto la varietà di frequenze che compongono la luce bianca per evidenziare le proprietà ottiche dei cristalli attraverso i colori della luce da loro trasmessa. Il campione (in questo caso, una soluzione cristallizzata sul vetrino; deve comunque essere abbastanza sottile e trasparente perché la luce vi possa passare attraverso) è infatti appoggiato su un piattino che può ruotare di 360°, mentre i cristalli – anche quelli naturalmente incolori – prendono uno dopo l’altro i vari colori dell’arcobaleno. L’osservazione al microscopio a luce polarizzata consiste proprio nel notare quali diversi colori assumano i cristalli a seconda della rotazione del piatto. Più che dei nuovi personaggi o delle nuove figure, questo microscopio fa quindi apparire degli arabescati sfondi dai colori cangianti. E qualche volta i ricercatori non resistono alla tentazione di immortalare in suggestive cartoline i momenti più lirici dell’esplorazione di questi micropaesaggi. Ricchissime gallerie di “cartoline”, assieme ad esaurienti esposizioni didattiche, si trovano nel classico sito web Molecular Expressions.
Per farsi una pur sommaria idea di quello che avviene sotto l’obiettivo del microscopio a luce polarizzata, cominciamo con il ricordare che la luce naturale non solo oscilla sulle diverse frequenze che corrispondono ai colori dello spettro, ma queste oscillazioni avvengono su tutti i piani perpendicolari alla direzione della propagazione dell’onda luminosa.
Quando invece si fa passare la luce naturale attraverso un filtro polarizzatore, quest’ultimo seleziona le onde in base al piano della loro vibrazione. La luce che ne risulta, pur rimanendo composta di onde a varie frequenze, vibra solo su uno di questi piani. Il microscopio a luce polarizzata è dotato di un dispositivo che filtra la luce bianca attraverso due filtri polarizzatori. Il primo è sistemato tra la sorgente di luce e il campione contenente i cristalli. Il secondo, detto analizzatore, sta tra il campione e l’obiettivo. I due polarizzatori sono orientati l’uno rispetto all’altro, in modo che, se il primo lascia passare solo le oscillazioni verticali, il secondo, ruotato di 90° rispetto al primo, lasci passare solo quelle orizzontali. Questo serve precisamente a rivelare le proprietà ottiche dei cristalli osservati, perché, se non incontrasse un cristallo otticamente attivo, la luce polarizzata verticalmente dal primo filtro verrebbe completamente oscurata dal secondo: a questo punto entra invece in gioco una singolare proprietà della maggior parte dei cristalli presenti in natura, cioè la birifrangenza. I cristalli birifrangenti deviano infatti la luce polarizzata dal primo filtro, scindendola in due radiazioni che oscillano a diversa frequenza e su di un piano ruotato di 90° l’una rispetto all’altra. In questo modo il filtro analizzatore viene raggiunto da una radiazione che non è completamente sprovvista della componente orizzontale. La luce che lo attraversa appare colorata, perché un raggio ha una frequenza diversa dall’altro e le due frequenze interferiscono l’una con l’altra spostando il picco dell’onda sullo spettro. Così, la rotazione del supporto dove giace il cristallo fa sì che questo si accenda e si spenga nei diversi colori di interferenza. Nei punti in cui le frequenze dei due raggi si sommano o si sottraggono più rapidamente (crepe, spigoli e sfaccettature), si producono delle iridescenti frange che manifestano la microstruttura tridimensionale del cristallo, conferendo all’immagine un ulteriore tocco pittorico.
LA GOTTA
Introduzione
La gotta è una sindrome clinica caratterizzata da infiammazione acuta ricorrente o cronica delle articolazioni periferiche. È causata dalla deposizione all’interno delle articolazioni, nei tessuti periarticolari e nei tendini di cristalli di urato monosodico derivante dai fluidi extracellulari soprasaturi di acido urico. E' la più frequente artropatia infiammatoria nell’uomo che ne viene colpito in misura maggiore della donna (5:1). La prevalenza aumenta con l’età ed è 13,6/1000 abitanti per i maschi e 6/1000 abitanti per le femmine. 
L’iperuricemia (> 6,8 mg/dL ) è il maggiore fattore di rischio per la gotta e può essere impiegato anche come marker diagnostico, sebbene alcuni pazienti gottosi dimostrino una normalità della concentrazione sierica di acido urico. esiste una predisposizione familiare all’iperuricemia e alla gotta. Tra le cause acquisite di iperuricemia si possono annoverare: una aumentata introduzione di purine, un eccesso di produzione o una ridotta eliminazione dall'organismo di acido urico

Clinica
L’esordio della patologia è acuto e, al primo episodio di artrite, ne conseguono altri che nel tempo si fanno più ravvicinati. Senza opportune misure di prevenzione e terapia può instaurarsi la cronicizzazione della malattia.
Generalmente la gotta esordisce all’improvviso, acutamente, speso di notte, dopo un pasto abbondante e ricco di purine e alcolici. durante il sonno si verificano infatti le condizioni ideali alla precipitazione sotto forma cristallina dell’acido urico: raffreddamento delle estremità e acidosi respiratoria.
Il dolore, tumefazione, rossore e calore sono monoarticolari in genere, oligo-poliarticolari più raramente. L’articolazione metatarsofalangea dell’alluce è classicamente coinvolta (podagra), ma l’arco plantare, la caviglia, il ginocchio e il polso sono altre sedi comuni. I primi rari attacchi generalmente colpiscono una singola articolazione e durano solo diversi giorni, ma quelli successivi, se non trattati, possono colpire diverse articolazioni simultaneamente o sequenzialmente e durare settimane. 
I sintomi e i segni locali infine regrediscono e la funzione articolare torna normale. Gli intervalli asintomatici tra gli attacchi acuti di artrite gottosa variano notevolmente, ma tendono a essere più brevi col progredire della malattia.
La diagnosi precoce, fin dal primo evento sinovitico acuto, è necessaria per instaurare precocemente una appropriata terapia e prevenzione dell’evoluzione della malattia. Le catatteristiche cliniche della sinovite, la determinazione dell’uricemia e degli indici di flogosi, e l’esame del liquido sinoviale flogistico (con l’evidenza dei tipici cristalli aghiformi birifrangenti in microscopia a luce polarizzata e l’esclusione di infezione) sono importanti per la definizione diagnostica e l’esclusione di altre cause di mono-oligoartrite. Nei periodi intercritici della malattia gottosa il malato è asintomatico, ma permane elevata l’uricemia. Al fine di prevenire l’evoluzione cronica tofacea e la nefrocalcinosi, l’uricemia va corretta stabilmente con farmaci e il paziente deve essere indotto ad adottare norme comportamentali precise.
L'educazione del malato di gotta all'adozione di un salutare stile di vita
Nella gotta è necessario intraprendere un percorso educazionale che agisca sugli stili di vita per la prevenzione degli attacchi acuti e per la prevenzione dell’evoluzione cronica.Sebbene l’uricemia non dipenda esclusivamente dall’apporto esogeno di purine, una dieta opportuna, ipocalorica e a basso contenuto in purine è ritenuta necessaria. in questo contesto è importante prevenire o contrastare l’obesità. E' buona norma bere molta acqua. E' consigliabile eseguire esercizio muscolare aerobico quotidiano. Nella tabella sono riportati esempi di alimenti sconsigliati o di libero impiego, in base al loro contenuto in purine. Gli alcolici dovrebbero essere evitati o consumati in quantità assai limitate.

Conclusioni

La terapia attuale permette alla maggior parte dei pazienti di vivere una vita normale, se la diagnosi viene posta precocemente e se il paziente segue le prescrizioni del medico. Nei pazienti con malattia avanzata i tofi possono essere eliminati, la funzione articolare migliorata e la nefropatia può essere arrestata. La gotta è generalmente più grave nei pazienti nei quali i primi sintomi clinici della malattia si manifestano prima dei 30 anni. circa il 20% dei pazienti gottosi sviluppa una litiasi renale con calcoli di acido urico o di ossalato di calcio. Le possibili complicanze comprendono l’ostruzione e l’infezione, con una nefropatia tubulo-interstiziale secondaria. Una malattia renale progressiva non trattata, generalmente dovuta a una coesistente ipertensione, a diabete o ad altre cause di nefropatia, porta a un peggioramento dell’escrezione di urati, accelerando il processo patologico a carico delle articolazioni e dei reni.


ENGLISH
The images, even if they photograph a molecule of important biological functions, introduce us into the desert landscapes of the mineral kingdom. They have been realized with a microscopic wide-use mineralogy, but still very little known and used in medicine. In contrast to the laser microscope, the polarized light microscope does not serve to identify biologically labeled objects with a single frequency color, but rather uses the variety of frequencies that make up the white light to highlight the optical properties of the crystals through light colors From them transmitted. The sample (in this case, a solution crystallized on the slide, however, must be quite thin and transparent for light to pass through) is in fact leaning on a saucer that can rotate 360 ​​°, while the crystals - even those naturally colorless - They take one after another the various colors of the rainbow. The observation in the polarized light microscope is precisely to note which different colors assume the crystals depending on the rotation of the plate. Rather than new characters or new figures, this microscope makes aroused wild-color backgrounds appear. And sometimes researchers do not resist the temptation to immortalize the most lyrical moments of exploration of these micropairs into suggestive postcards. A wealth of galleries of "postcards", along with extensive educational exhibitions, are found in the classic Molecular Expressions website.
To make a brief idea of ​​what happens under the lens of the polarized light microscope, we begin by recalling that natural light not only oscillates on the different frequencies that match the colors of the spectrum, but these oscillations occur on all perpendicular planes To the direction of the propagation of the light wave.
When natural light is passed through a polarizing filter, the latter selects the waves according to the plane of their vibration. The resulting light, while remaining composed of waves at various frequencies, only vibrates on one of these planes. The polarized light microscope is equipped with a device that filters the white light through two polarizing filters. The first is placed between the light source and the sample containing the crystals. The second analyzer is between the sample and the target. The two polarizers are oriented in relation to the other, so that if the first one passes only vertical oscillations, the second, rotated by 90 ° with respect to the first, let only the horizontal ones pass. This is precisely to reveal the optical properties of the observed crystals because, if it did not meet an optically active crystal, the vertically polarized light from the first filter would be completely obscured by the second one: at this point a singular property of most crystals Present in nature, that is, the birefringence. The refractive crystals, in fact, deviate the polarized light from the first filter, discarding it in two radiations that oscillate at different frequencies and on a rotated plane of 90 ° with respect to each other. This way the analyzer filter is reached by a radiation that is not completely absent from the horizontal component. The light that crosses it appears colored because a radius has a different frequency from the other and the two frequencies interfering with each other by shifting the wave peak to the spectrum. Thus, the rotation of the support where the crystal lies lies causes this to turn on and off in the different colors of interference. Where the frequencies of the two rays are added or subtracted more quickly (cracks, edges and facets), iridescent fringes produce the three-dimensional crystal microstructure, giving the image a further pictorial touch.
LA GOTTA
Introduction
Gout is a clinical syndrome characterized by recurrent or chronic acute inflammation of peripheral joints. It is caused by deposition within the joints, periarticular tissues and urinary monosodium crystalline tendons resulting from extracellular fluid supplements of uric acid. It is the most common inflammatory arthropathy in the man who is affected by it more than the woman (5: 1). Prevalence increases with age and is 13.6 / 1000 inhabitants for males and 6/1000 inhabitants for females.
Hyperuricemia (> 6.8 mg / dL) is the major risk factor for gout and can also be used as a diagnostic marker, although some gout patients demonstrate normal serum uric acid concentration. There is familial predisposition to hyperuricaemia and gout.
Among the acquired causes of hyperuricemia, one can include: an increased introduction of purine, excess production or reduced elimination from the body of uric acid

Clinic
The onset of the disease is acute and, at the first episode of arthritis, it results in others that over time become closer. Without appropriate prevention and therapy measures, chronic disease can be established.
Generally, gout suddenly begins, acutely, spent at night, after an abundant and rich meal of purines and spirits. During sleep, the ideal conditions for crystalline precipitation of uric acid occur: cooling of the extremities and respiratory acidosis.
Pain, swelling, redness and heat are usually monoarticular, oligo-polyarticular rarely. The metatarsalangeanal joint of the hawthorn is classically involved (podagra), but the arch, ankle, knee and wrist are other common sites. The first rare attacks generally affect a single joint and last for only several days, but the subsequent ones, if untreated, can affect several joints simultaneously or sequentially and last for weeks.
Symptoms and local signs eventually regress and the joint function returns to normal. Asymptomatic intervals between acute gout arthritis attacks vary considerably, but tend to be shorter with progression of the disease.
Early diagnosis, from the earliest symptomatic acute event, is necessary to institute an appropriate precautionary therapy and prevent the evolution of the disease. Clinical catheteristics of sinovitis, determination of urticaria and inflammatory indexes, and examination of the flushing synovial fluid (with the evidence of typical bifurcating needle crystals in polarized light microscopy and the exclusion of infection) are important for The diagnostic definition and the exclusion of other causes of mono-oligoarthritis. In intercritical periods of gout disease the patient is asymptomatic, but the uricemia persists. In order to prevent chronic tophoid and nephrocalcinosis, uricemia should be permanently corrected with drugs and the patient should be induced to adopt precise behavioral norms.
The education of the sick of gout to the adoption of a healthy lifestyle
In gout it is necessary to undertake an educational pathway that acts on lifestyles for the prevention of acute attacks and for the prevention of chronic evolution. But uricemia does not depend exclusively on exogenous purine, an appropriate, low calorie and low diet Purine content is considered necessary. In this context it is important to prevent or counteract obesity. It's good to drink plenty of water. It is advisable to perform daily aerobic muscle exercise. Examples of unpopulated or freely used foods are listed in the table, depending on their purine content. Alcohol should be avoided or consumed in very limited quantities.

Conclusions

Current therapy allows most patients to live a normal life, if the diagnosis is given early and if the patient follows the doctor's prescriptions. In patients with advanced disease, the toes can be eliminated, improved joint function and nephropathy can be stopped. Gout is generally more severe in patients where the first clinical symptoms of the disease occur before 30 years. About 20% of gout patients develop kidney lithiasis with uric acid or calcium oxalate calculations. Possible complications include obstruction and infection, with secondary tubular-interstitial nephropathy. An untreated progressive kidney disease, usually due to coexisting hypertension, diabetes or other causes of nephropathy, leads to a worsening of urate excretion, accelerating the pathological process of the joints and the kidneys.
Da:
https://www.immaginarioscientifico.it/2003/microscopia-a-luce-polarizzata

http://www.bresciareumatologia.it/gotta.html

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