Cisteina este un aminoacid. Cistin-uria înseamnă prezența cistinei în urină. După cum se știe de la lecțiile de biologie, aminoacizii sunt “cărămizile vieții” și sunt folosiți în organism pentru creștere, dezvoltare, diverse procese metabolice, și nu sunt genul de produși care ar trebui filtrați și eliminați prin urină. De regulă, cisteina și alți aminoacizi sunt recuperați în procesul de filtrare al sângelui prin rinichi și sunt repuși în circulație, pentru a-și îndeplini menirea lor în metabolismul organismului. Proteinele despre care se vorbește atât de mult când se vorbește despre alimentație, nu sunt altceva decât lanțuri de aminoacizi.
“Cistinuria este o boală rară în care calculii (formați în rinichi, uretere sau vezică) sunt compuși dintr-un aminoacid numit cisteină. Cistina se formează atunci când două molecule de cisteină se leagă împreună.” [https://medlineplus.gov/ency/article/000346.htm] Moleculele de cisteină se leagă unele de altele printr-o reacție chimică, mai exact, atomii de sulf din două molecule de cisteină se pot lega între ei printr-o legătură, sau punte, disulfurică, ducând la formarea unei noi molecule, numită cistină. (vezi și https://ro.wikipedia.org/wiki/Cistein%C4%83 și https://ro.wikipedia.org/wiki/Cistin%C4%83). Acest proces, de eliminare a cisteinei respectiv de formare a cistinei, ar trece poate neobservat dacă nu s-ar forma calculi renali (popular: pietre la rinichi), semnalați cel mai adesea de apariția colicilor renale (dureri mari în zona lombară, crize de rinichi). De ce unele organisme filtrează și elimină mai multă cisteină decât altele? De ce și în ce condiții se formeaza moleculele de cistină și apoi cristalele de cistină? Cum s-ar putea depista potențialul urolitiazic cistinic înainte de apariția calculilor mari? Cum se poate preveni sau vindeca cistinuria? Ne propunem să investigăm și să căutăm răspunsuri la aceste întrebări în acest site.
Foarte pe scurt spus, cistinuria este o boală de metabolism cauzată de anumite mutații genetice. Aceste mutații fac ca cisteina să nu fie reabsorbită în procesul de filtrare din rinichi, ajungând sa fie eliminată în urină și de aici începe formarea cistinei, apoi a calculilor... Dar sunt și foarte multe nuanțe ale acestui proces, cazuri și cazuri, toate asemănătoare dar și diferite între ele.
Explicarea cistinuriei cu jucării: din când în când mama îi spune copilului să-și sorteze jucăriile și să și le pună în ordine. Copilul ia lada cu jucării și o golește în mijlocul camerei. Se așează apoi frumos lângă grămada de jucării și le ia pe rând: "asta-i o bucată de mașinuță de pompieri căreia îi lipsesc două roți, scara și o portieră - renunț la ea, o pun deoparte; asta-i o piesă de Lego, e bună, o pun la loc în cutie, asta-i o mascotă, o păstrez, deci o pun în cutie," și așa mai departe până când e sortată toată grămada de jucării. Ce e în cutie se păstrează, restul se pune la tomberon la categoria "plastic/metal" sau "uscate", după caz.
Cam așa se întamplă și în rinichi: rinichii sunt un fel de "Stație Generală de Filtrare". Sângele care vine la rinichi e încărcat cu tot felul de componente, ca și jucăriile din cutie: bune și rele, și care trebuie acum sortate. Fiecare rinichi are mai multe secții propriu zise de sortare, numite "Nefroni". Sunt foarte, foarte mulți nefroni într-un rinichi. Acolo în nefroni, materialele care trebuie sortate trec prin niște tubușoare mici-mici de tot, tubii lui Bellini și ansa lui Henle, unde are loc separarea "jucăriilor" bune, care trebuie păstrate, față de cele la care se renunță. E ca și cum ar fi niște benzi rulante și niște roboței foarte micuţi, un fel de Wall-E, ar lucra acolo la sortare: fiecare din acești Wall-E minusculi recunoaște anumite componente bune și le împinge pe banda de recuperare, lăsându-le pe celelalte să fie conduse către eliminare. Aici e problema în cistinurie: roboțeii ăștia minusculi nu recunosc cisteina ca fiind bună de recuperat și o lasă să mergă către deșeuri, adică spre eliminare. Așa e programul genetic al lor, adică așa e înscris în ADN, și ei fac ce sunt programați să facă. Apoi moleculele de cisteină se întâlnesc la ieșire unele cu altele și se grupează câte două, formând molecule de cistină. Moleculele de cistină pot cristaliza apoi, formând calculi, mai mari sau mai mici, în funcție de concentrația și aciditatea urinei.

Cistina a fost descoperită în 1812 de către William Hyde Wollaston.  Acesta a identificat niște calculi mai neuzuali în vezica urinară; analizându-i a conchis că sunt alcătuiți din ceva nou, o substanță nouă, căreia i-a spus "oxid cistic". Cistic, adică ceva care are de-a face cu vezica, urinară în acest caz. Oxid însă... nu prea după cum a dovedit puțin mai târziu Berzelius, care a arătat că lipsește componenta oxidică, prin urmare denumirea a devenit simplu cistină (respectiv cisteină). Se pare că aceasta a fost și prima descoperire a unui aminoacid. Cercetătorii au determinat o rată de apariție a cistinuriei, în medie, de 1 caz la 7000 de indivizi. Această rată variază, din câte se ştie, în funcție de fondul genetic al populaţiei respective şi este mai puţin, sau prea puţin influenţată de zona geografică, obiceiurile de alimentație, nivelul de dezvoltare al societății respective, etc.. După unele studii rata de apariție a cistinuriei este de 1 la 2500 la evreii libieni, și de până la 1 la 25000 pentru populațiile din America, cu o medie general acceptată de circa 1 la 7000 [https://themedicalbiochemistrypage.org/cystinuria.php ]. Este astfel catalogată ca boală rară. Problema bolilor rare este că nu sunt interesante (lucrative) pentru companiile farmaceutice și alți investitori în industria sănătății, și prin urmare nu se investesc sume mari în cercetarea bolii și căutarea de remedii pentru ea. Cu toate acestea s-au făcut progrese majore în ultimii 30-50 de ani, atât datorită descoperirilor genetice cât și circulației mai facile a informațiilor în lumea medicală. În plus, au apărut de-a lungul timpului diverse grupuri şi organizații cu preocupări în privința acestei maladii.
La momentul actual se știe că cistinuria este o boală de metabolism cauzată de o mutație la nivelul ADN-ului.  Mai precis, este vorba de o mutație a genelor cunoscute ca SLC3A1 și SLC7A9. Această mutație face ca cisteina, alături de ornitină, lizină și arginină să fie eliminate în urină, într-o cantitate cu mult mai mare decât la persoanele care nu prezintă aceste mutații în genomul lor. De fapt această mutație este cauza unei "defecțiuni" de transport a acestor aminoacizi (cisteină, ornitină, lizină și arginină), atât la nivelul tubulilor renali cât și la nivelul intestinului subțire, ceea ce înseamnă în fapt o absorbție (la nivelul intestinului subțire) și o reabsorbție (în tubulii renali) deficitară a acestor aminoacizi. Cât de afectată este absorbția și reabsorbția aminoacizilor menționați, diferă de la caz la caz, fiind influențată de o mulțime de alți factori, în afara celor genetici. Ca o observație: unele surse includ cistinuria în spectrul mai larg al sindromului Hartnup, o maladie similară de transport al aminoacizilor dar cauzată de mutația altei gene.

Din perspectivă genetică cistinuria este o boală autozomală recesivă: autozomală – adică este vorba de cromozomii comuni ambelor sexe, și recesivă – adică trebuie să se fi moștenit genele respective de la ambii părinți pentru a se manifesta. Astfel, vor exista persoane care vor avea mutația genei, dar într-un singur exemplar (moștenită de la un singur părinte), iar aceste persoane nu vor face boala dar o vor putea transmite mai departe urmașilor, și persoane care vor avea mutația moștenită de la ambii părinți, și aceste persoane vor manifesta boala.

În figura alăturată este ilustrat modul transmitere a cistinuriei de la părinți la urmași. “G” și “Г” reprezintă genele normale iar “c” și “ц” reprezintă genele respective, copiile,  alterate de mutații. Din combinațiile posibile ale genelor la urmași se observă că în una din patru situații se moștenesc ambele gene defecte de la părinți, cazul “cц”, caz în care cistinuria se manifestă. În situația în care urmașul va moșteni genele normale de la ambii părinți, atunci el nu va manifesta cistinuria și nici nu va transmite mai departe vreo genă modificată, cazul “GГ”, iar în celelalte două cazuri, “Gц” și “cГ”, în care doar una dintre genele alterate este moștenită alături de gena normală, atunci urmașii aceștia nu vor manifesta boala dar, gena defectă fiind recesivă, rămâne posibilitatea ca ei să o transmită mai departe generațiilor viitoare.   

“Modelul autozomal recesiv de moștenire a fost descris în anii 1950. Inițial au fost descrise trei tipuri de cistinurie, I, II și III; acest model e mai puțin folosit azi din pentru că nu s-a dovedit a fi de mare folos, iar tipurile II și III sunt greu de diferențiat. Două gene au fost asociate, pănă acum, cu cistinuria: SLC3A1 pentru tipul I și SLC7A9 pentru tipurile II și III. Au fost identificate mai multe mutații ale acestor gene. Formele de tipul II/III au un mod mai complex de moștenire, descris ca autozomal dominant cu penetranță incompletă (penetranță în sensul de măsură în care gena/genele sunt reprezentate în fenotipul indivizilor, proporția de purtători care manifestă fenotipul caracteristic). În mod ocazional chiar și purtătorii de cistinurie de tipul II sau III pot produce calculi.” [http://www.cystinuriauk.co.uk/tell-me-more]

Așadar, cistinuria este o boală rară de metabolism și se manifestă prin niveluri crescute de cistină în urină, peste 300mg/litru pe zi, fapt care destul de frecvent duce la formarea de calculi în rinichi, uretere sau vezică. Cistinuria este  provocată de mutații ale genelor SLC3A1 sau SLC7A9, prin moștenirea genelor defecte de la ambii părinți, sau, în cazuri excepționale, doar de la unul. Cercetarea genetică este relativ nouă și cu timpul se vor descoperi noi aspecte și particularități ale acestor mutații, lucru care va duce cu siguranță și la îmbunătățirea abordărilor terapeutice.

Maladii diferite: cistinuria ≠ cistinoză, homocisteinemie sau homocistinurie

Cistinuria nu trebuie confundată cu cistinoza. Cistinoza, adică acumularea de (cristale de) cistină în țesuturi (organe), este o altă boală rară de metabolism care are în centru cistina, formarea de cristale de cistină, și care are același model de moștenire, autozomal recesivă. Cistinoza are însă un cu totul alt spectru de manifestări și abordări terapeutice față de cistinurie, cistinoza și cistinuria fiind maladii diferite.
Alte maladii care par a fi asemănătoare după nume, homocisteinemia (nivel crescut de homocisteină în sânge) și homocistinuria (nivel crescut de homocistină în urină), sunt provocate tot de niște mutații genetice, alte mutații decât în cazul cistinuriei. Molecula de homocisteină este oarecumva asemănătoare cu molecula de cisteină, dar are o grupare H-C-H în plus, fiind de fapt un alt aminoacid. Modul de formare al homocistinei din homocisteină este de asemenea similar cu modul de formare al cistinei din cisteină, prin realizarea unei legături disulfurice, iar similaritățile se cam opresc aici. Ca boli, homocisteinemia și homocistinuria sunt complet diferite de cistinurie.