人为什么会长结石？每个人都会长结石？结石可以避免？又如何避免结石的可怕经历？不幸的是，在大多数情况下，对于谁将会长结石，没人能给出确切的答案！
01 前言
某些特定的风险因素与结石形成有关，即使进行广泛的尿液分析，也无法做出很好的预测。若结石患者恰好获取了一枚结石，则能有效的行结石分析，获取更多信息。如此可以对风险进行评估，这有助于预防结石的复发。
男性是结石发病的主流，约有10％的患者，结石将成为终生风险！然而，这种病的个体差异很大，尽管有人为此终生受到折磨，但有的人，一生中只长一次。患者，在长出第一枚结石后，接下来的10年中，大约25％将会有第二枚结石。然而，在随访开始时，具有多枚结石的患者，这样的数字可高达75％。此外，有肾结石残留的患者可能会有更高的复发风险。
因此，有理由去寻找风险，寻找个性化因素，寻找随之而来的复发源头，施以假定风险的预防措施。在很多情况下，内科咨询或治疗是效的。遗憾的是，太多的泌尿科医生，关注的是结石病的手术，而很少关注结石形成的生化因素。充其量，泌尿科医生给出的建议仅限于建议高液体摄入，以避免高溶质的尿液。虽然高液体摄入量对各类结石的预防是有益的，但经验表明，短期尚可，长期每天保持足够高的液体摄入量，对患者来说远非易事。
预防结石的进一步形成，则需要更深入地了解结石形成的原因和方式。认真考虑其成因与程序，对患者可能有更大的帮助，可以避免或减少痛苦，并减少不必要的医疗费用。
流行病学清楚地告诉我们，结石的始动并不是一个连续的过程，偶尔会在病理因素作用下，结晶发展为结石。在生活中，这种风险每天均有可能发生。外部风险因素如饮食，饮酒习惯，气候，伴随疾病，药物和遗传学也是重要因素。特定风险在很短的时间内就会发生。人体的内部以及昼夜变化也解释了为什么我们经常无法做到识别重要和特定的结石形成的风险因素，即使在严重的结石病情况下，也是如此！
尽管存在这样或那样的困惑，确定结石形成的相关风险，依然是预防结石的重要内容。努力去寻找有助于解释结石的形成的异常因素，消除或减少负面异常，尤其是去削减影响结石形成的结晶风险。理想情况下，应该采用简单的常规方法，开发出允许检测结晶风险的方法。但是，这样的方法，尚未提供，到目前为止仅有被称为标准的尿液分析。主要的问题仍然存在，多年来仍然有相当多的困惑问题，为什么有些人会长结石，而其他人却没有。
设计出评估结石的适当风险原则，对患者进行分类是有益的。重要的是要知道患者的结石是初次还是复发性的，以及泌尿系内是否存在残留结石或碎片。此外，了解结石是由钙盐，尿酸，感染石，胱氨酸，或任何其他晶体类型组成也是至关重要的。适当的对结石成分的定量分析至关重要。过去几十年的结石研究，已经澄清了几项尿石病背后的病理学问题。明确了胱氨酸，感染和尿酸结石形成的机制。尽管如此，在某些情况下，预防结石的复发仍然很困难，尤其是胱氨酸结石的预防。
02 含钙结石
至今，结石研究的主导问题，依然是含钙结石，其中研究的重点是草酸钙结石（CaOx）。在工业化国家，大约85％的泌尿系结石可归类为含钙结石。其中约80％的是以CaOx为主要成分。在瑞典, 仅有30-35％的含钙结石成分是单一的草酸钙；60-65％的成分是草酸钙和磷酸钙（CaP）的混合物，纯磷酸钙结石的比例<5％。即使是混合性草酸钙和磷酸钙结石，磷酸钙在其中所占比例通常也很小，只有几个百分点左右。
1、终未尿的饱和度
结晶形成的驱动力是尿液过饱和的结果。尿液组合物的成分对结石形成具有重要影响。没有尿液的过饱和，就不会有结晶的形成，也就不会有结石的形成。大量研究显示，与正常人相比，含钙结石患者的的尿液中，尿草酸钙的饱和度显著增高。
尽管正常尿液和异常尿液中有关草酸钙的离子活性产物（APCaOx）分布存在相当大的重叠，但是24小时尿液的收集，反映了含钙结石患者的尿液中有较高的结石形成的风险因素。然而，对结晶形成有较大影响的因素有哪些？事实上就是发生在每天、每周，每月或年期间的APCaOx峰值的变化。
不同时期，尿液成分的变化会很大。因此并不需要经常的持续测量尿液成分。一个孕育结石的晶体胚胎，保留在肾盂或肾盏的空间内，可通过生长和聚集，成为结石。然而，结晶的生长是一个相当缓慢的过程。晶体的生长和聚集过程均可被尿液中结石形成的抑制物所抑制。
2、晶体滞留
解剖结构异常可以导致尿液滞留，尿液滞留是肾脏集合系统内结石发生的重要原因。例如，肾积水、肾盏憩室和肾脏畸形。若无尿液滞留时，晶体的长期滞留和聚集也可见于尿流紊乱，其发生的原因只有通过其它机制来解释。
结石生长为具有临床意义的结石，可以通过结石依附于肾乳头表面来解释，通过结石起源的形态学研究，已经发现结石表面具有乳头状的凹痕。最近的观察，提供了坚实和令人信服的有关草酸钙起始和附着肾乳头状表面的证据。乳头状尖端的上皮下积聚的是磷灰石。75年前Randall描述了这种肾乳头斑。尽管有少数例外，磷灰石沉淀于肾乳头斑，在结石患者较正常人更为常见。
现今，一些研究者似乎遗忘了磷酸钙对草酸钙生成的病因学作用，或者忽略了磷酸钙对草酸钙结晶生成的的重要角色。草酸钙结石发生于Randall斑表面覆盖的受侵蚀的上皮细胞。另外，滞留于集合管末端的磷酸钙晶团可以为草酸钙结石生长提供附着的巢位。现在关键的问题是这些上皮细胞下和小管内晶团是如何生成与发育？
3、钙盐的过饱和作用
除了在动物实验研究中用乙二醇和氯化铵处理肾脏后可见高水平的过饱和度的草酸钙外，在临床上也可遇到原发性或继发性高草酸尿症患者。由高水平的草酸钙的离子活性产物产生的驱动力似乎不太可能发生在肾集合管的远端以上部分。相反，理论假设并且计算表明高水平APCaP，更有可能发生在在肾集合管以上部分。经验积累表明，CaP沉淀的风险存在于亨利氏袢的上升段，并可能在远端小管的远端部分。而且CaP对随后草酸钙结石形成具有重要性。
CaP是结晶形成过程中的初始晶相，随后可以导致CaOx结石的产生。确实这是一个很有吸引力的想法，它改变了我们对结石形成和如何开发预防复发新途径的看法。Randall斑形成于相邻的亨利氏长袢的弯曲处。这些沉淀物要么起源于CaP晶体的跨细胞转移或来源于管内的晶核，或起源于肾间质组织[54]。CaP形成的另一条途径是在亨利氏袢，从肾单位向下进入集合管，在一定条件下，较大的CaP结晶可以被滞留。缺乏抑制性尿中大分子物质（UMM），或UMM浓度较低，或UMM结构异常是导致肾小管内病理结晶形成的可能因素。随着较大的CaP结晶滞留，可以有 CaOx结晶的产生。Randall斑表面覆盖的受尿侵蚀的上皮细胞，或滞留于集合管末端的磷酸钙晶团，均可为尿液中周期性地形成过饱和的CaOx提供附着的巢位。
4、尿pH值
低pH对于后续草酸钙结石的形成很重要。从理论上讲，低pH情况下，CaP晶体会发生溶解，至少从理论上讲，低pH可以促使APCaOx达到草酸钙成核的水平。这样的过程可以通过UMM（例如骨桥蛋白）的作用得到进一步强化。尿pH值低时，离子力高，尿Tamm-Horsfall蛋白可以发生自聚集。该性质可导致CaOx的形成。草酸钙聚合物依然附着在CaP的表面。当CaP晶体完全溶解时，最终结石的成分将是单纯的草酸钙（CaOx），但当部分CaP保留在晶体团中，则最终的结石为混合性的CaOx / CaP。
值得注意的是，纯CaP结石仅在产生持续碱性尿液的患者中才能形成。如用乙酰唑胺治疗的患者和远端肾小管酸中毒患者。在远端肾小管酸中毒条件下，尿液是碱性，且柠檬酸盐排泄量低。这与用柠檬酸盐或任何其他碱化尿液方法治疗的患者不同，当尿液pH高时，柠檬酸盐排泄增高。
5、初始晶体形成
最初，CaP是如何在肾单位腔内发生沉淀？实验证据表明，自由基引起的脂质过氧化促使结石形成的促进剂从管腔刷状缘膜释放出来。在其作用下，CaP结晶发生沉淀，并可以通过异相成核实现结石的产生。
6、治疗后果
含钙结石形成的重要因素总结在图1中。含钙结石形成的不同机制，为不同的治疗方法提供了一定的参考。没有足够高的过饱和，就不会形成结石。终末尿中APCaOx的减少是必要的条件。确定周期性特别高的结晶形成风险，并减少其风险的高峰是重要的。避免低pH值对于CaP溶解的作用很重要。与碱化尿液相关，增加尿柠檬酸盐，可以增加尿中柠檬酸盐，并增强UMM的抑制结石形成的能力。UMM初始如何抵消CaP的沉淀并不清楚。如果这个过程发生在腔内，理论上，用袢利尿剂使尿液稀释是一项很好的选择方法，但是，这也可能会增加钙的排泄，由此可以用噻嗪类利尿剂来解决。使用抗氧化剂来抵抗脂质过氧化，及阻止CaP的沉淀可能是治疗的至关重要的一步。据报道别嘌呤醇的成功应用，可以解释这样的效果。
图1：草酸钙结石形成步骤的简化概述。
AP=离子活性产物；CaOx=草酸钙；CaP＝钙磷酸盐。
7、更好地治疗含钙结石患者的未来目标
鉴于一系列有助于含钙结石的形成的协同因素的作用，显然，应对患者进行风险评估的方法进行改进。目标应该是设计个体化的治疗方案，关注特定周期性的风险及情况的发生。
03 尿酸结石
尿酸结石的形成是高度的尿酸过饱和的结果。重要的决定因素有尿液pH值低，尿量低，尿酸盐排泄量高。pH对APuric acid的影响如图2所示。
图2 pH值与尿酸离子活性产物的关系。
AP＝离子活度积。
尿酸盐浓度的增加和低pH值被视为代谢综合症的后果。过多的动物蛋白质的消耗会降低pH值，并增加尿酸排泄。典型的回肠造口术患者的尿酸结石形成结果是间质中碳酸氢盐损失和低尿液pH值。在嘌呤异常代谢中，例如在Lesch-Nyhans综合征是尿酸结石形成的另一个原因。
在欧洲南部和阿拉伯国家，可以观察到尿酸结石发生率相当高，其发生的主要原因是饮食和气候因素，但也不能排除遗传因。值得注意的是，尿酸结石的发生率的增加是是代谢综合征的结果。
04 胱氨酸结石
由氨基酸引起胱氨酸结石，其溶解性差，则易发生沉淀。由于遗传病，干扰了肾小管对胱氨酸的重吸收（也包括赖氨酸、精氨酸和鸟氨酸）。虽然胱氨酸溶解度随尿pH升高而升高，但是在尿液呈碱性状态下，可以有效地消除胱氨酸沉淀的风险。pH值对AP胱氨酸的影响如图3所示。胱氨酸的形成和溶解度产物为1.0-1.3 x 1020（mol/L）。胱氨酸初始结晶的形成发生在肾小管腔内，是由于胱氨酸结晶聚集物在腔内的滞留。
图3 pH值与胱氨酸离子活性产物的关系。
AP＝离子活度积。
05 感染性结石
形成感染性结石的先决条件是解脲酶微生物的感染。脲酶可能是由变形杆菌、假单胞菌、克雷伯菌和葡萄球菌释放所致。另一个原因可能是解脲脲原体的产生。大肠杆菌并不总是产生脲酶，而变形杆菌菌株却几乎总是产生脲酶。其他潜在的解脲酶微生物，关于它们产脲酶的作用，需要对其进行具体分析。感染引起尿路上皮基质的分泌。该基质提供了磷酸铵镁和碳酸磷灰石的环境与巢位，使它们在碱性尿液中很容易发生沉淀。从生理化学的角度来看，足够高的这两种盐的过饱和度是由尿素分解为氨和二氧化碳所致，从而产生于碱性尿液中。在酸性尿液中，磷酸铵镁和碳酸磷灰石均不会发生沉淀。
06 结论
仔细的评估既往用药史、饮食习惯，以及结石形成情况及结石成分是重要的。在特定的的情况下，还要寻找可能的生化异常，为结石风险因素提供良好的分析基础。了解结石形成的动态，对于适当治疗和建议至关重要。结石病并不是完全的手术问题。虽然我们不能肯定告诉谁将会形成结石？谁将会继续生长结石？为什么会出现这种情况？事实上，这是基于过去的经验、以及现代生化分析的进步，可以对结石发生的概率及其未来复发可能性的评估。预防结石是一项艰巨的任务，如果泌尿外科医生仅仅关注去除结石的手术，则这项任务就显得更加艰巨。
附录1. 与含钙结石形成风险增加的相关的疾病和病症
肠道高草酸尿症（由肠道疾病和肠道疾病引起吸收不良的异常）
甲状旁腺功能亢进症
甲状腺功能亢进症
原发性高草酸尿症
远端肾小管酸中毒
代谢综合征
结节病
固定化
高血压
糖尿病
附录2. 与含钙结石形成风险增加的相关药物石
皮质类固醇激素
钙补充剂
维生素D
维生素C（2毫克- 4克/天）
甲状腺激素
乙酰唑胺
文章来源：Hans-Göran Tiselius. Who Forms Stones and Why?[J]. European Urology Supplements, 2011, 10(5):408-414.
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