background image

Nephrology                                                                                            

Dr. Mohamad hanoon 

 

 

 

 

 

Medicine

 

 

Renal stone 

“ 

 

       

 

 

 

 

Dr.Mohamad

 

Lecture 

# 6

 

 

 

Total Lec: 43 


background image

2

 

 

 

 

 


background image

3

 

 

Urinary tract calculi nephrolithiasis and nephrocalcinosis 

-Very common , a lifetime risk of  

  10% higher in the Middle East. 

-Most stones occur in the upper urinary tract. 

-composed of calcium oxalate and phosphate 

-Frequently a recurrent problem 

-50% recurrence  rate within 10 years  due to metabolic defect (hyperurecemia and 
hypercalcemia) 

-recurrence increases if a metabolic or other predisposing factor 

to stone formation is 

present and is not modified by treatment.

 

Nephrolithiasis

 

refers to stone formation within the renal tubules or collecting system ,

although calculi are often found within the ureters or in the bladder

 

Nephrocalcinosis

 

not stones but just augmented calcium content within the Kidney

 

 

Type and frequency of renal stones in the UK  

Type of renal stone

 

            

                                

Percentage  

Calcium oxalate usually with calcium phosphate              65% 

Calcium phosphate alone                                                15% 

Magnesium ammonium phosphate struvite                   10-15% 

Uric acid            

              

                      

                        

3-5% 

Cystin                                                                          1-2% 

Rare                                                                                             drugs 

 


background image

4

 

 

 

                                 

Aetiology

 

Normal  urine

 

:

-

   

-

   

has crystals (at times). So it is normal to find crystals in urine 

-

    extremely effective in maintaining a stable supersaturated state by certain components,     
Inhibitors of crystal formation , preventing the formation of stones . 

 

Postulated inhibitors include

;

-

   

Inorganic

 :- 

       magnesium, pyrophosphate and citrate

 . 

Organic :-

 

  glycosaminoglycans and nephrocalcin (an acidic protein of tubular origin) . Tamm–Horsfall 
protein may have a dual role in both inhibiting and promoting stone formation  

 

 Many stone-formers have no detectable metabolic defect 

‘ idiopathic stone-formers .’ 

Factors predisposing to stone formation in those are

:- 

-

    Chemical composition of urine  

-

            

 

Concentrated urine  as a consequence of  dehydration 

-

  

    

       

hot climate or work in a hot environment. 

 

    

      

 -Impairment of inhibitors of crystallization in  urine 

 
Causes of urinary tract
 stone formation,  Predisposing factors for kidney stones 

Environmental and dietary 

•Low urine volumes: Dehydration ,high temp., low fluid intake 

 •Diet: high protein, Hyperuricaemia    

 , hyperuricosuria,    high sodium, low calcium 

 •High sodium , oxalate    

 & urate excretion  

 •Low citrate excretion 

 


background image

5

 

 

 

Acquired causes 

•  Hypercalcaemia  
•  Ileal disease or resection (increases oxalate absorption and urinary excretion (

   

  RTA  type I , .Infection  

  
 

Congenital and inherited causes  

•   .Familial hypercalciuria  
•  APKD  

 ,  

•  Medullary sponge kidney  
•  Cystinuria  
•  Renal tubular acidosis type I (distal ) 
•  Primary hyperoxaluria  

-     Drugs  

 

Hypercalcaemia

  

If the GFR is normal, hypercalcaemia almost  leads to hypercalciuria .The common causes of 
hypercalcaemia leading to stone formation are: - primary hyperparathyroidism )

  most 

common),   vitamin D ingestion , sarcoidosis  

Hypercalciuria the most common metabolic abnormality detected in calcium stone-
formers .Defined as 24 hour calcium excretion of > 7.5 mmol in male and more than 6.25 
mmol in female stone-formers . 

Causes of hypercalciuria are : 

-  Hypercalcaemia   
-  Excessive dietary intake of calcium  

 ,  

-  Excessive resorption of calcium from the skeleton  ,prolonged  immobilization or 

weightlessness  

-  Idiopathic hypercalciuria .. 

 

Hyperoxaluria 

-Autosomal recessive  inborn errors of glyoxalate metabolism ,increased endogenous 
oxalate biosynthesis associated with calcium oxalate stone formation 

-poor prognosis is owing to widespread calcium oxalate crystal deposition in the kidneys.   .
CRF   

 , in the late teens or early twenties . 

-Successful liver transplantation   

-

  cure the  metabolic defect 


background image

6

 

 

 Much more common causes of mild hyperoxaluria are:- 

-

  excess ingestion of foodstuffs high in oxalate, spinach  

 & tea. 

 -dietary calcium restriction, with compensatory increased absorption    of oxalate.  

-GIT disease (e.g .Crohn’s), usually with an intestinal resection, associated with increased  
absorption of oxalate from the colon. 

 

Hyperuricaemia and hyperuricosuria 

Uric acid stones 3-5% in the UK. 40% in the middle east.  

primary or secondary ( increased cell turnover MPD (

   

Some have hyperuricosuria )

   >4 mmol per 24 hours on a low-purine diet) without 

hyperuricaemia . 

      -Dehydration alone may also cause uric acid stones to form . 

  

-

  

 

Patients with ileostomies (dehydration and  loss of bicarbonate from GIT secretions 

results in the production of an acid urine (uric acid is more soluble in an alkaline than in an 
acid medium ). 

Etiology  

Some patients with calcium stones also have hyperuricaemia and/or hyperuricosuria; 

-

  it is believed the calcium salts precipitate upon an initial nidus of uric acid in such patients. 

Cystinuria

 is a rare condition in which reabsorption of filtered cystine, ornithine, arginine 

and lysineis defective. It is caused by mutations in the SLC3A1 amino acid transporter gene. 
The high concentration of cystine in urine leads to cystine stone formation 

 

Medications associated with nephrolithiasis and nephrocalcinosis .

   

Calcium Stone Formation  

Loop diuretics   

  , Vitamin D     

   , Corticosteroids  

 Calcium supplements  

Antacids (calcium and non calcium antacids (

   

Theophylline   

*

  Acetazolamide* Amphotericin B * 


background image

7

 

 

Uric Acid Stone Formation  

Salicylates*  Probenecid*   Allopurinol* (xanthine stones) 

Melamine (in contaminated infant formula and milk product)  

Medications That May Precipitate into Stones  

Acyclovir (if infused rapidly intravenousl)  

Triamterene     

*

 

Indinavir*   Nelfinavir  

*  

 

Urinary tract calculi and nephrocalcinosis

 

-

   In developed countries, most calculi occur in healthy young men in whom investigations 
reveal no clear predisposing cause. 

*Urinary concretions vary greatly in size  

   -particles like sand anywhere in the urinary tract. 

-

    large round stones in the bladder. 

 Staghorn calculi fill the whole renal pelvis and branch into the calyces ( they are usually 
associated with infection and composed largely of struvite). 

this image shows a radio-opaque bilateral staghorn calculi visible during IVU  .The intravenous pyelogram 
demonstrates that, while some dye is being excreted by the right 

kidney, there is little function on the left

.  

 
 

Clinical assessment:-

 

-The most common presentation is with 

renal colic

  

-Acute loin pain radiating anteriorly and often to the groin ,together with haematuria, is 
typical of ureteric obstruction ( stone becomes impacted in the ureter) most commonly due 
to calculi  (D.Dx sloughed renal papilla, tumour or blood clot)  

-radiates round the flank to the groin and often into the testis or labium (sensory 
distribution of the L1) 

-The pain steadily increases in intensity   

/ peak in a few  minutes. 

-The patient is restless and generally tries unsuccessfully to  obtain  relief by changing 
position or pacing the room . 


background image

8

 

 

 -pallor, sweating and often vomiting. 

-Frequency, dysuria and haematuria may occur. 

-The intense pain usually subsides within 2 hours, but may continue unabated for hours or 
days . 

-

  It is usually constant during attacks, although slight  fluctuations in severity may occur  

 

- Contrary to general belief, attacks rarely consist of intermittent severe pains coming and 
going every few minutes . 

Subsequent to  colic, there may be intermittent dull pain in the loin or back .

   

Asymptomatic Stone Disease  

-Even large staghorn calculi may be asymptomatic.  

-Obstructive uropathy may also  be painless. 

therefore ,nephrolithiasis should   always be considered in the D.Dx of unexplained 
renal failure. 

-

  In the recent outbreak of melamine-associated nephrolithiasis in Chinese infants, the 
majority presenting to a screening clinic had no symptoms or signs of stones .The diagnosis 
of nephrolithiasis was made by ultrasound in at-risk infants and toddlers . 

 

Investigations and

 

management  

 Dx of renal colic is usually made easily from the history and by finding red cells in the urine . 

Investigations are required to confirm:   

-  the presence, number

 

 & site of the stone.  

-  is stone overlying bone.  
-  degree of obstruction

 

 & the condition of involved  kidney.  

 

 -90% of stones contain calcium and are radiopaque / seen on a plain  abdominal X-ray . 

-When the stone is in the ureter an IVU shows delayed excretion of contrast from the 
kidney and a dilated ureter down to the stone  

-IVU  the most commonly used, but spiral CT gives the most accurate assessment and will 
identify non-opaque stones (e.g .uric acid (

   

 


background image

9

 

 

-Ultrasound may show dilatation of the ureter if the stone is obstructing urine flow. 

 The stone may also cast an acoustic shadow.it is not sensitive to the lower 2/3

rd

 of the 

ureter as it is retroperitoneal that is why CT is the best 

CT uses and benefits: for radiolucent stones, stones in the lower 2/3

rd

 of the ureter, shows 

kidney and the bladder 

Urine crystals. A  ,

  calcium oxalate B ,Uric acid crystals : 

C ,A typical hexagonal cystine crystal .D ,Coffin lid crystals of magnesium ammonium 
phosphate (struvite 

.)

 

 

Patients with a first renal stone should have a minimum set of investigations   

the yield of more detailed investigation is low, and hence usually reserved for those 
with :

   

recurrent or multiple stones  

complicated  

 unexpected presentations ( e.g .in the very young (

    

 Chemical analysis of stones is helpful .(the most important investigation) 

Since most stones pass spontaneously through the urinary tract, urine should be 
sieved for a few days after an episode of colic in order to collect the calculus for 
analysis  

This image shows a Unilateral obstruction .IVU of a patient wit a stone (not visible) at the lower end of th right 
ureter .This film, taken 2  hours post-contrast injection, demonstrates persistence of contrast medium in the 
right kidney, pelvicalyceal system and ureter, whereas only asmall amount remains visible in the normal left 

pelvicalyceal system

 .

 


background image

01

 

 

this image shows Radiolucent urate calculi .Antegrade pyelogram 
showing multiple radiolucent urate stones obstructing the lower

 

ureter .

 

 

 

 

 

 

Investigations for renal stones  

 

 

Management  

General Treatment   

;

-

 

Intervention for stone removal may be required when pain, 

obstruction, and infection due to nephrolithiasis do not respond to conservative 
management . 

Surgical management of stones includes:  

-extracorporeal shock wave lithotripsy.  

-endoscopic or percutaneous surgical removal of stones.  


background image

00

 

 

The risk for development of renal impairment varies with types of stone, and this must be 
considered in planning management . 

 

The immediate treatment of renal pain or renal colic

 is :- 

bed rest and application of warmth to the site of pain .Powerful analgesia, morphine 
(10–20 mg)  pethidine (100 mg) IM or diclofenac as a suppository (100 mg (

   

   Patients are advised to drink 2 L per day +/- IV fluids (no benefit from forced diuresis) 

  Size of stone dictates outcome 

Diameter (mm)                                 % of stones passing   spontaneously  

Less than 4   

      90 

4-6    

      50 

More than 6   

       10 

 

-may require  endoscopic surgical intervention . 

-All stones are potentially infected and surgery should be covered with appropriate 
antibiotics  

-Immediate action is required if there is 

anuria  

  or 

pyonephrosis  

)

  severe Infection occurs 

in the stagnant urine proximal to the stone (

  . 

-Attempts to develop drugs that dissolve stones was unsuccessful . 

-stone in the upper 2/3rd usually Tx by surgery , in the lower 1/3

rd

  usually Tx with Ca 

channel blockers and alpha blockers to dilate the ureter but not for more than 2 weeks. 

ESWL EXTRACORPOREAL SHOCK WAVE LITHOTRIPSY

 

-most stones can now be fragmented by shock waves generated outside the body are 
focused on the stone ,breaking it into small pieces which can pass easily down the ureter .
This requires free drainage of the distal  urinary tract . 

-

  Large stones, or stones which do not pass spontaneously through the urinary tract, may 
require surgical removal and/or fragmentation by extracorporeal shock wave lithotripsy.  

 

Indications for intervention

 

 •Obstructive anuria or severe infection (pyonephrosis( 


background image

02

 

 

 →Emergency percutaneous nephrostomy only 
 •Severe pain or solitary kidney → Urgent ESWL or surgery 
 •Pain and failure of the stone to move 
 →Elective ESWL or surgery 

  

  

-Urate stones can be prevented by allopurinol  

-Stones formed in cystinuria can be reduced by penicillamine therapy.  

-attempt to alter urine pH with  ammonium chloride (low pH discourages phosphate stone 
formation)  

-sodium bicarbonate (high pH discourages urate and cystine stone formation .) 

 

Measures to prevent calcium stone  formation  

Diet  Fluid prevent supersaturation.  

-

  Water! Water and more water enough to make at least 2 L UOP/day   

( intake 3-4 L / 

distributed throughout the day (especially before bed)  

  ز


background image

03

 

 

Sodium Restrict intake.  

Protein Moderate, not high.  

Calcium Plenty in diet (because calcium forms an insoluble salt with dietary oxalate, 
lowering oxalate absorption and excretion).  

 •Avoid supplements away from meals (increase calcium excretion without reducing oxalate 
excretion).  

Oxalate  Avoid  rich in oxalate (spinach, rhubarb). 
N.B .Citrate supplementation is of unproven value.  

Drugs 

Thiazide diuretics  

-  Reduce calcium excretion  
-  Valuable in recurrent stone-formers  and patients with hypercalciuria 

 

Allopurinol  

    If urate excretion high (unproven except for uratestones( 

Avoid  

   Vitamin D supplements as  increase calcium absorption and excretion. 

   Vitamin C  hypersupplementation as this increases   oxalate excretion.  

 

Foods High in Oxalate and Purine

  

High Purine Foods

 (avoid in setting of hyperuricosuria)  

-  Organ meats: liver, kidney, brains, heart Shellfish  
-  Meat: beef, pork, lamb, poultry  
-  Fish    sardines , tuna, carp  
-  Certain vegetables: cauliflower, peas ,spinach, mushrooms, lima and kidney beans, 

lentils  

 

High Oxalate Foods

 (avoid in setting of hyperoxaluria)  

-  Green beans Beets  Green onions Leeks Leafy greens , spinach , 
-  Cocoa   Chocolate   Black tea  
-  Berries: blackberries, blueberries ,strawberries, raspberries , 
-  Orange peel Lemon peel  Dried figs , nuts , peanuts 


background image

04

 

 

Nephrocalcinosis

 augmented calcium content within the Kidney  

Deposits of calcium may be present throughout the renal parenchyma, giving rise to fine 
calcification   within the renal parenchyma  (nephrocalcinosis)  

Medullary Nephrocalcinosis (the majority)  

 calcification tends to occur in the area of the renal pyramids , 

-Elevated urinary Ca++, phosphate, and oxalate, any of hypercalcemia or hypercalciuria . 

-Instead of stone formation, smaller parenchymal calcifications are deposited in the medulla 
,usually bilateral and relatively symmetric  

Urinary

 

tract calculi and nephrocalcinosis  

Cortical Nephrocalcinosis  

-

  usually the result of dystrophic calcification, which follows parenchymal tissue destruction 
rather than the precipitation of excessive urinary constituents . 

 

-

  typically asymmetric  

 & is usually localized to the renal cortex . 

 

-

  secondary to infarction, neoplasm, and infection . 

-cortical nephrocalcinosis    

 Transplant rejection, cortical necrosis ,tuberculosis, ethylene glycol toxicity, and chronic GN 
  RTA    ,

-

 

hyperparathyroidism , 

vitamin D intoxication  

Nephrocalcinosis .Dense cortical and medullary calcification in the shrunken kidneys 
(oxalosis and longstanding renal failure 

 

 
 


background image

05

 

 

Medullary nephrocalcinosis .Plain radiograph shows  
    bilateral metastatic medullary nephrocalcinosis  Distal RTA 

 

 

Cortical nephrocalcinosis .Non–contrast-enhanced CT scan ;- cortical nephrocalcinosis in 
the right kidney ( cortical necrosis

(

   

 

 

 

 

 

The End

 

 

 

 


background image

06

 

 

Appendix

 

How to differentiate between stones and musculoskeletal pain?

 

Stones                                                 musculoskeletal

 

Nausea and vomiting                                  no

 

Urinary symptoms                                       no

 

Radiate pain                                                 no

 

Not affected by movement                       affected by movement

 

 

Case

 

old woman presents to the emergency department (ED) with vomiting and severe right 

-

year

-

A 45
flank pain that radiates to her groin. She has been to the ED twice in the past due to similar episodes 
of renal colic. and was subsequently discharged on both occasions. She admits to not seeking further 

hour urine collection 

-

medical care because she has no insurance. KUB shows a renal stone. 24

an 250 mg in women). Laboratory 

shows a urinary calcium excretion of 350 mg (normal is less th

ray film of the 

-

studies show a serum calcium concentration of 8.9 mg/dL; serum PTH is normal. An x
chest shows no abnormalities. Further investigations fail to reveal the cause of her hypercalciuria. 

to increase her fluid intake. which of the following interventions will benefit this 

Apart from advising her 
patient?

 

A. Restriction of calcium in her diet             B. Thiazide diuretics 

 

C. Low dose furosemide         D. High sodium intake         E. Potassium citrate

 

 

5% of the United States population is affected by renal stones 

-

ation: Approximately 1

Explan
(nephrolithiasis). Men have twice the risk of women. The basic pathophysiology involves the abnormal 

itors of crystal formation due to 

forming salts and/or a deficiency of urinary inhib

-

excretion of stone
metabolic disorders or dietary factors. Renal stones are predominantly of four types: 1. Calcium 

15%) 4. Cysteine 

-

15%) 3. Struvite/triple phosphate ( 1 0

-

oxalate/phosphate (75%) 2. Uric acid (1 0

he most common type of renal stones seen. These are most commonly 

(<1%) Calcium stones are t
seen in the third or fourth decade of life. Most patients present with hypercalciuria (24 hour urinary 

females). 

calcium excretion > 300 mg in males and >250 mg in females;> 4 mg/kg in both males and 
The most common causes of calcium stones are:

 

1 . Idiopathic hypercalciuria: This is characterized by hypercalciuria. normal serum calcium levels. and 
absent metabolic disease. It is the most common form of hypercalciuria.  
2. Hypercalciuria due to systemic disorders (e.g .. primary hyperparathyroidism. sarcoidosis. etc.)  
3. Hyperuricosuria 4. Hyperoxaluria: The cause may be hereditary, dietary (i.e., due to ingestion of a 
large amount of vitamin C or green leafy vegetables). or secondary to short bowel syndrome. 5. 
Decreased urinary citrate  
6. Renal tubular acidosis: Typically, nephrocalcinosis is seen.  
7. Chronic decrease in urine output This helps the precipitation of calcium salts.  


background image

07

 

 

This patient most likely has recurrent hypercalciuric stones due to idiopathic hypercalciuria. This is 
best treated with increased fluid intake. dietary sodium restriction. and thiazide/amiloride diuretics. 
Thiazide diuretics decrease urinary calcium excretion (primarily by inducing mild volume depletion. 
which leads to a compensatory rise in proximal reabsorption of sodium and calcium) and preventthe 
precipitation of calcium in the urine. Patients with recurrent calcium stones due to hyperuricosuria can 
be treated with purine-restricted diet and allopurinol.  

Recommendations for calcium oxalate urolithiasis (in order of relative importance):  

1. Increased fluid intake (>3 L per day) 2. Normal or increased calcium diet (recommended daily 
allowance is 1000 mg/dl) 3. Dietary sodium restriction ( < 1 DO mEq/dL) 4. Oxalate restriction (i.e .. 
dark roughage. chocolate. and vitamin C) 5. Decreased dietary proteins (i.e .. beef. fish. eggs. and 
poultry). 

 

summary

So in 

 

Patients with recurrent hypercalciuric renal stones should be treated with increased fluid intake. 
sodium restriction. and a thiazide diuretic. Calcium restriction is not advised. The treatment of a first 
uncomplicated calcium stone is hydration and observation.

 




رفعت المحاضرة من قبل: AyA Abdulkareem
المشاهدات: لقد قام 86 عضواً و 377 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل