Cristallurie: les triple phosphates et les phosphates amorphes

Le phosphate est un minéral qu'on retrouve normalement dans l'urine, où il joue le rôle d'un tampon et y stabilise le pH. Une certaine quantité est aussi nécessairement excrétée pour éliminer l'excès de phosphore dans le corps, car il s'agit d'un minéral abondant dans l'alimentation. Une excrétion plus abondante peut aussi survenir lors de maladies touchant les os, puisque le métabolisme du phosphore et du calcium sont intimement liés. Le phosphate est donc toujours présent, en plus ou moins grande quantité, qu'une forme cristalline soit observée ou non.

La forme cristalline la plus courante est le phosphate amorphe:

Phosphate amorphe en fond clair, contraste de phase et lumière polarisée

Ce cristal se présente sous la forme d'une poussière fine, souvent abondante au point d'être visible à l'oeil nu, et blanchâtre (contrairement aux autres cristaux amorphes, les urates, qui sont plutôt rosés). Au microscope, ils sont fins et irréguliers, et peuvent être si nombreux qu'ils cachent les autres éléments microscopiques. Si la présence de bactéries est soupçonné, ils peuvent rendre leur quantification difficile, car leur taille est proche de celle d'un cocci. L'ajout d'un peu d'acide au culot urinaire peut les dissoudre et révéler les autres éléments.

Le phosphate amorphe est un cristal de phosphate de calcium et de magnésium. Plusieurs facteurs peuvent mener à leur apparition:

• Une concentration élevée en calcium, en phosphate, ou les deux.
  
• Un pH élevé de l'urine. Le phosphate est soluble dans l'acide et précipite en milieu alcalin.
• La conservation du spécimen au froid. Une urine reçue limpide peut devenir opaque après une heure au réfrigérateur.
  

 Puisque l'excrétion excessive de phosphate et de calcium peuvent survenir dans certaines maladies, la présence de phosphates amorphes peut être cliniquement significative, mais c'est un indice de faible spécificité qui ne mène pas seul à un diagnostic.

 Il n'est pas rare de rencontrer aussi des cristaux de triple phosphates:

Aussi appelé phosphate ammoniaco-magnésien, ou encore struvite Il a une forme rectangulaire comparée à un couvercle de cercueil, ou a la forme d'un trapèze s'il est posé sur le côté. Les angles de la plus petite facette peuvent ne pas être visibles chez les plus petits cristaux, qui auront alors l'apparence d'un rectangle sans autres détails:

Triple phosphates sur fond clair, contraste de phase et lumière polarisée

 On remarque que les cristaux ne sont pas seuls. En contraste de phase en particulier, on voit tout un enchevêtrement de bactéries, cellules rouges et blanches, et mucus. Les struvites n'apparaissent pas dans une urine propre. Ils sont, en effet, le résultat d'une infection urinaire.

Le triple phosphate se forme lorsque l'urine contient de l'ammoniac. Le corps humain sécrète peu de déchets azotés sous forme d'ammoniac, puisque cette molécule est hautement toxique, et la convertit plutôt en urée. En cas d'insuffisance hépatique trop sévère pour une conversion efficace en urée, l'ammoniac sera plutôt converti en chlorure d'ammonium par les reins. Très peu de molécules d'ammoniac sortent donc du corps sans transformation, et les cristaux de triple phosphate ne se forment pas.

En présence d'une infection urinaire, c'est une autre histoire. Les bactéries ont aussi un métabolisme et rejettent aussi des déchets azotés, mais vu leur petite taille, elles n'ont pas besoin d'un procédé pour neutraliser l'ammoniac et le rejettent directement dans leur environnement. L'ammoniac alcalinise l'urine (pH pouvant atteindre 9, plutôt que le 5 à 7 d'une urine normale) et sature le phosphate, qui précipite sous cette forme caractéristique.

Il est à noter que toutes les espèces bactériennes n'utilisent pas l'azote de la même manière - la capacité à réduire les nitrates ou à digérer l'urée n'est pas universelle - et certaines ne causeront jamais l'apparition de cristaux. 

De plus, la cristallisation n'est pas uniforme, surtout en présence de mucus:

En chimie minérale, on décrit un processus appelé nucléation, par lequel la précipitation d'une substance dissoute est déclenchée par le contact avec un objet solide. De tous les cristaux urinaires, le triple phosphate est le plus susceptible de démontrer ce comportement, comme on peut le voir ci-dessous:

 

 Une dizaine de cristaux fixés à une fibre (provenant probablement des sous-vêtements du patient)

 

En présence d'un spécimen muqueux, les triple phosphates peuvent n'être observables que dans les amas de mucus, et absents du liquide lui-même.

Le plus souvent, les triple phosphates sont un signe d'une infection seulement et non un problème en soi, mais en cas d'infection prolongée ou récurrente, les cristaux peuvent croître au point de former des calculs, et tout le lot de douleurs et de complications qui viennent avec.

Forme papillon: la croissance continue du cristal de struvite modifie sa forme: les coins grandissent plus que le centre, ce qui crée une forme d'ailes de papillon.