Candida albicans peut acidifier les urines et entraîner l'apparition de  cristaux d’acide urique et sa recherche est donc justifiée en présence de ces cristaux.

La présence de struvite doit faire rechercher systématiquement un germe uréasique. De plus, le caractère uréasique d'un germe doit être systématiquement mentionné sur le compte rendu fourni au clinicien.

La cristallurie est l'expression d'une sursaturation urinaire en une ou plusieurs substances, soit en raison d'un excès de concentration soit à cause d'une anomalie du pH urinaire. Toutes les espèces cristallines observées dans les conditions d'une étude de cristallurie bien conduite méritent attention, mais l'interprétation clinique de la cristallurie doit se fonder sur plusieurs facteurs qui ne dépendent pas uniquement de la nature des cristaux, mais d'autres critères comme leur faciès, leur nombre ou leur taille. En cas de surveillance clinique de patients lithiasiques, la fréquence de la cristallurie est aussi un critère important. Selon le contexte clinique (recherche de maladie génétique cristallogène, insuffisance rénale aiguë, néphrocalcinose, lithiase), la nature chimique, l'espèce cristalline, le faciès cristallin, la taille ou le nombre des cristaux sera le critère le plus important à considérer. On peut aussi découvrir fortuitement une maladie génétique encore asymptomatique par la présence de cristaux caractéristiques, ce qui présente l'intérêt de pouvoir instaurer une prise en charge spécifique du sujet pour prévenir ou limiter les conséquences délétères de la maladie. Schématiquement, une cristallurie peut s'interpréter sur la base de critères qualitatifs et de critères quantitatifs. Certains d'entre eux nécessitent la répétition de l'examen et s'inscrivent dans un contexte de surveillance thérapeutique des malades.

A. Critères qualitatifs

Certaines substances cristallines sont significatives d'une pathologie spécifique et présentent, par leur simple nature, un intérêt diagnostique évident. Elles permettent de dépister : 

- Des maladies héréditaires rares : cystinurie-lysinurie, déficit en adénine phosphoribosyltransférase ou en xanthine déshydrgénase. 

- Une infection des voies urinaires par un microorganisme uréasique ou ammoniogène. Certains germes uréasiques ou porteurs de désaminases provoquent une augmentation du pH urinaire et de l'ammoniurie. Cette modification de la biochimie des urines entraîne une sursaturation multiple en phosphate ammoniacomagnésien (struvite), en phosphates de calcium carbonatés (phosphates amorphes de calcium carbonatés, carbapatite, ... ), mais aussi en urate acide d'ammonium lorsqu'il existe une hyperuraturie. La présence de struvite et/ou d'urate d'ammonium doit donc inciter à rechercher de parti pris une infection des voies urinaires par un micro-organisme uréasique ou ammoniogene et à vérifier la nature uréasique d'un germe isolé des cultures, lorsque ce caractère est inconstant pour le germe identifié. De plus, si le germe isolé est réputé dépourvu d'uréase, le pH élevé des urines et la présence des cristaux doivent faire rechercher la présence d'un second germe pouvant être responsable de la cristallurie et de la pathologie lithiasique qui peut avoir motivé l'examen. Le caractère uréasique d'un micro-organisme isolé des urines d'un sujet lithiasique constitue une information clinique très importante qui devrait toujours être mentionnée avec l'identification de l'agent pathogène sur le compte rendu transmis au clinicien, tout spécialement pour les espèces dont l'uréase est inconstante. 

- Une sursaturation médicamenteuse qui peut expliquer des manifestations rénales ou attirer l'attention sur le risque de leur survenue.
  

Cystine = cystinurie - lysinurie congénitale		Struvite = infection urinaire à germes uréasiques
2,8-dihydroxoadénine = déficit homozygote en adénine phosphoribosyltransférase		Indinavir = sujet atteint du SIDA traité par le Crixivan®

Fig. 24. Cristaux dont la seule nature chimique peut orienter le diagnostic.

Ce critère concerne essentiellement trois substances chimiques : l'oxalate de calcium, le phosphate de calcium et l'acide urique. Il a été abordé plus haut mais la figure 25 rappelle son importance clinique.
 

Certaines espèces cristallines se présentent sous différentes formes ou faciès qui peuvent être rattachés à des contextes pathologiques ou des profils urinaires particuliers. Cette notion a été bien mise en évidence pour les oxalates de calcium et reste à développer pour d'autres espèces cristallines. 

Prenons le cas des cristaux de whewellite. Ils sont habituellement de forme ovale avec un centre plus ou moins déprimé et un renflement à chaque extrémité (aspect en " cacahuète " lorsqu'ils sont vus de profil). Ils ont une forme très différente en cas d'intoxication par l'éthylène-glycol (figure 26). Dans ce contexte, responsable d'une hyperoxalurie sévère avec une hyperacidité des urines, les cristaux de whewellite se présentent sous la forme de losanges étirés et d'hexagones allongés. 

Fig. 26. Whewellite en navette caractéristique d'une intoxication à l’éthylène-glycol (acidose métabolique, pH urinaire acide, parfois <5, hyperoxalurie et souvent, insuffisance rénale).

De même, la weddellite (figure 27) se présente dans la majorité des cas sous forme d'octaèdres formés de deux pyramides aplaties accolées par la base. Observés en microscopie optique, ces cristaux ont l'aspect d'enveloppes carrées. Lorsque le calcium urinaire dépasse 6 mmoI/L, la morphologie des cristaux de weddellite évolue par épaississement de l'arête qui sépare les deux pyramides. On observe alors fréquemment des cristaux comportant quatre nouvelles faces (cristaux dits dodécaédriques) qui peuvent devenir les principales faces du cristal, modifiant complètement son apparence. En microscopie optique, ces cristaux prennent un aspect hexagonal et les pyramides ne sont plus visibles que sous la forme de petits triangles sombres, parfois difficiles à voir, aux extrémités. Ce faciès est d'autant plus fréquent et abondant que la calciurie est plus élevée (figure 28). Certaines urines dont la calciurie dépasse 10 mmol/L peuvent ne contenir que ces formes dodécaédriques. 

Faciès normal (octaédrique) => Peu de signification clinique sauf chez le sujet lithiasique connu. Faciès hexagonal (dodécaédrique) => Marqueur d’hypercalciurie majeure. Fig. 27. Deux faciès de la weddellite, l'un de peu de signification clinique, l'autre indiquant une pathologie grave..

Les aspects quantitatifs de la cristallurie peuvent aussi présenter un grand intérêt clinique. Ils concernent notamment la taille des cristaux, leur nombre, le volume cristallin global, le taux d'agrégation ou encore le nombre d'urines d'un même sujet présentant une cristallurie. L'intérêt de ces critères quantitatifs peut être modulé en fonction de l'espèce cristalline identifiée.

1. Taille des cristaux

Compte tenu du protocole proposé pour étudier la cristallurie, la taille des cristaux comporte deux paramètres distincts : d'une part la dimension moyenne des cristaux d'une espèce donnée, d'autre part la taille maximale des cristaux observés. La taille moyenne est une information très importante, mais limitée aux espèces pour lesquelles on peut appliquer le calcul du volume cristallin à la prise en charge thérapeutique des patients. Cela concerne actuellement essentiellement l'oxalate de calcium et la cystine. La taille maximale des cristaux est un critère dont l'interprétation est en fait plus qualitative que quantitative au sens qu'elle renseigne sur certains facteurs de risque lithogène. Elle permet aussi de comprendre certaines manifestations cliniques comme l'hématurie, l'insuffisance rénale aiguë ou la récidive lithiasique, notamment lorsque l'on prend simultanément en compte la forme des cristaux. Ainsi, on comprend aisément que des cristaux en aiguilles d'amoxicilline trihydratée ou d'indinavir de taille maximale supérieure à 200 microns puissent être à l'origine d'une hématurie, voire d'une insuffisance rénale si la cristallurie est de surcroît abondante. 

Chez le sujet lithiasique calcique ou cystinique, la dimension maximale des cristaux est intéressante: en effet, des cristaux de weddellite qui dépassent 25 microns témoignent d'une double cause de sursaturation par hyperoxalurie et hypercalciurie et constituent un marqueur fort d'une lithiase active. Il en est de même chez le lithiasique cystinique, pour lequel des cristaux de cystine de plus de 25 microns correspondent à un volume cristallin élevé, lui aussi marqueur de lithiase active et de récidive.

Empêcher la récidive des calculs est l'une des principales préoccupations des cliniciens qui soignent les malades lithiasiques. Il n'est cependant pas facile de prédire la récidive ou d'affirmer que la correction de telle ou telle anomalie biochimique est suffisante pour garantir l'absence de récidive. Dans ce domaine, l'imagerie fournit des renseignements tardifs alors que la simple normalisation de la calciurie peut parfois suffire à prévenir tout risque de récidive.

Chez le sujet normal, la fréquence de la cristallurie oxalocalcique est de 13 %. Chez le lithiasique calcique non traité, la fréquence de la cristallurie oxalocalcique est de 60 - 70 % sur la première urine du réveil. Chez le le lithiasique en général, une cristallurie positive dans plus de 50 % des prélèvements est un marqueur très fort du risque de récidive (figure 30).

Fig. 30. Influence du produit molaire oxalocalcique sur la fréquence des cristaux d'oxalate de calcium dans l'urine.

Comme l'ont montré les résultats d'une étude prospective comparant 265 patients suivis sur une moyenne de 60 mois, l'étude de la cristallurie s'inscrit tout naturellement comme un examen de surveillance au long cours des lithiasiques récidivants : les patients ont été répartis en deux groupes selon qu'ils ont récidivé ou non leur lithiase pendant la période de surveillance. À chaque consultation, l'urine du réveil a été étudiée pour la recherche de cristaux. Une moyenne de 6,5 prélèvements par malade était disponible. Nous avons étudié la fréquence de la cristallurie et constaté que la simple présence de cristaux était l'un des meilleurs indicateurs pour apprécier prospectivement le risque de récidive lithiasique : en effet, 92 % des sujets ayant récidivé avaient une cristallurie dans plus de la moitié de leurs urines du réveil contre seulement 14 % des sujets n'ayant pas récidivé leur lithiase.  (figure 31).

En d'autres termes, dans cette étude, 87 % des patients qui présentent une cristallurie sur plus de 50 % des urines du réveil ont formé de nouveaux calculs. On peut en conclure que la présence répétée de cristaux dans les urines représente en soi un risque significatif de lithiase ou de récidive lithiasique et que les traitements préventifs de la récidive doivent s'attacher, autant que faire se peut, à faire disparaître la cristallurie. 

3. Nombre de cristaux

Le nombre de cristaux par unité de volume traduit, lorsqu'il est élevé, une sursaturation élevée de l'urine vis-à-vis de l'espèce cristalline considérée et donc un risque de lithiase. Le nombre de cristaux peut aussi, dans certains cas, orienter le diagnostic vers certaines pathologies : si le nombre de cristaux de whewellite dépasse 200/mm³, quelle que soit la taille des cristaux, on doit suspecter une hyperoxalurie majeure et rechercher systématiquement une hyperoxalurie primaire (maladie génétique hépatique débouchant sur une transplantation hépato-rénale) par dosage de l'oxalurie, de la glycolaturie et de la glycératurie des 24 heures.

Brushite : nombre de cristaux > 500 /  mm3. Cristaux en baguettes à exrémités en biseaux, légèrement polarisantes, isolées ou plus ou moins agrégées en oursins. Dimension : 30 à 35 microns. pH : 6,5. Whewellite : nombre de cristaux > 200 / mm3 Fig. 32. Concentrations pathologiques de brushite et de whewellite.

Une cristallurie de brushite dépassant 500 cristaux/mm³ implique la coexistence d'une hypercalciurie et d'une hyperphosphaturie, ce qui doit faire évoquer la possibilité d'une hyperparathyroïdie primaire. Enfin, une cristallurie de cystine supérieure à 100 cristaux par mm³ est un critère fort de récidive lithiasique (voir la rubrique VCG).

Tableau 4.- Incidence de la cristallurie selon la pathologie, tous cristaux confondus (HPT :  hyperparathyroïdie primaire; HOxI : hyperoxalurie primaire ; RCaSF : lithiase calcique idiopathique ; Déficit APRT : déficit homozygote en adénine phosphoribosyltransférase).

Fig. 33. Femmes lithiasiques. Distribution de la fréquence de cristallurie positive répartie selon les espèces cristallines (in : Lithiase rénale : diagnostic et traitement, P. Jungers, M. Daudon, P. Conort. Flammarion Médecine Sciences, 1999).

Fig. 34. Hommes lithiasiques. Distribution de la fréquence de cristallurie positive répartie selon les espèces cristallines (in : Lithiase rénale : diagnostic et traitement, P. Jungers, M. Daudon, P. Conort. Flammarion Médecine Sciences, 1999).

Le VCG intègre des notions qualitatives et quantitatives de la cristallurie: nombre de cristaux, taille moyenne et un paramètre de forme lié au faciès cristallin. Il présente l'avantage pour le clinicien de résumer en un paramètre quantitatif unique des données quantitatives et qualitatives de la cristallurie difficiles à interpréter et à exploiter par des praticiens non initiés. 

Le VCG trouve sa justification dans la surveillance thérapeutique des patients. Il a été développé pour trois espèces cristallines: weddellite (Wd), whewellite (Wh) et cystine (Cys). Les cristalluries oxalocalciques qui contiennent de la whewellite renferment aussi fréquemment de la weddellite, ce qui fait qu'au plan clinique, dans la plupart des cas, on s'intéresse au volume cristallin global de l'oxalate de calcium (VCG_oxca) plutôt qu'au VCG de chaque espèce cristalline. Le VCG_oxca est égal à la somme des VCG de la whewellite et de la weddellite qui peuvent être déterminés à l'aide des formules suivantes : 

Whewellite : 
VCG_WH = N x L³ x 0,19
où N = Nombre de cristaux / mm³
L = Longueur moyenne des cristaux en µm

Weddellite : 

où D (figure 35) est la plus grande dimension du cristal en microns (diagonale pour les octaèdres, longueur entre les sommets des pyramides pour les cristaux hexagonaux), N le nombre de cristaux / mm³

Cystine (VCG_cys) : 

Pour les cristaux lamellaires (cas général) :
VCG_cys = N x D² x 0,65
où N = Nombre moyen de cristaux/mm³
D = diagonale moyenne des cristaux en microns
0,65 = paramètre de forme.

Pour les cristaux particulièrement épais :

VCG_cys = N x D² x e x 0,65
où N = Nombre moyen de cristaux/mm³
D = diagonale moyenne des cristaux en microns
e = épaisseur moyenne des cristaux (en microns).

Le VCG a été appliqué à la prise en charge thérapeutique des patients souffrant d'hyperoxalurie primaire et ayant bénéficié d'une transplantation rénale ou hépato-rénale. Dans ce contexte, l'un des objectifs du traitement médical est de protéger le greffon rénal contre la cristallisation oxalo-calcique qui peut le détruire en quelques semaines. La détermination du VCG a aussi été appliquée aux malades souffrant de cystinurie congénitale. Ce paramètre a montré son intérêt non seulement pour évaluer l'efficacité des traitements anti-cristallisants mais aussi comme marqueur du risque clinique de récidive : un VCG_cys supérieur à 3000 mm³ /mm³ se traduit, chez plus de 95 % des patients, par la récidive clinique de la lithiase dans les mois qui suivent. En revanche, la récidive est exceptionnelle (moins de 3 % des sujets) si le VCG_cys reste constamment inférieur au seuil de 3000 mm³ /mm³. 

Exemple de calcul du VCG_cys

Sachant que la taille moyenne des cristaux de cystine est de 15 microns, une cristallurie de cystine de 100 cristaux par mm³ correspond à un VCG_cys de 100 x 15² x 0,65 = 14626 mm³ /mm³ . Une telle valeur est indicatrice d'un processus lithiasique.

*p< 0,001 vs pH < 7,0

Tableau 5 . Volume global de la cystine chez 57 malades cystiniques : 460 urines (8 / sujet) => 27 récidives chez 24 patients (42%). Période de surveillance : 1 - 12 ans. pH moyen des urines : 7,2 (extrêmes : 5,2 - 8,4) (d'après Daudon M. et coll., Urol Res, 2003;31:207-211).

*p< 0,01 vs alcalinisation seule

Tableau 6. Effets des sulfhydriles sur le VCG_cys. Traitement de base pour tous les patients : alcalinisation. Nombre d'urines sous traitement : 403 (d'après Daudon M. et coll., Urol Res, 2003;31:207-211).

VCG_cys et récidive

5. Taux d'agrégation des cristaux

Conclusion

Pour en savoir plus sur les cristaux et les calculs