认识结石的成因

2021
11/23

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医学镜界
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随着经济的发展,人民的饮食结构、劳动强度及生活环境发生了改变,我国尿石症的发病率也在大幅度的上升,作为一种终身性疾病,尿石症的复发率很高,10年约为50%,2次发病中位期为9年。

随着经济的发展,人民的饮食结构、劳动强度及生活环境发生了改变,我国尿石症的发病率也在大幅度的上升,作为一种终身性疾病,尿石症的复发率很高,10年约为50%,2次发病中位期为9年。所谓尿石的“成因”,包括了尿石的形“成”和原“因”2个不同概念。尿石的形成不是单一因素所致,而是多种因素的作用结果。尽管大多数患者经过微创治疗后,其结石之标虽被去除,但较多患者的病之本,病之根尚在,治疗后复发率也很高,预防措施也并不令人满意。尿石的形成不是单一因素所致,而是多种因素的作用结果。

尿石形成的原因有宏观和微观因素,宏观因素在于机体的内外环境的变化,主要体现在代谢平衡的失调,电解质及酸碱平衡的紊乱。成石的微观因素在于尿液微环境的热动力学变化,主要体现在尿液中液相与固相转化的能障梯度变化,过饱和与尿液成石抑制因子对立力量的失衡。对尿结石患者的评估需考虑多种因素,包括病人的年龄、急性还是慢性发作、相关的药物使用情况等。评估过程包括许多步骤,这些步骤包括病史、成像、结石分析、尿液检查、血液检查和基因学检查。

尿石的形成机制尚未完全明了,目前关于肾结石的形成机制有多种学说,包括:肾钙斑学说、过饱和结晶学说、基质学说、移植物缺乏学说、游离颗粒和固定颗粒学说、取向附生学说和免疫损伤学说等。这些结石的形成机制学说虽从不同的角度和方面对尿路结石形成的机制进行了论述,但是截至目前,还没有一种学说能够较全面地解释结石的形成机制。Robertson提出结石形成的6大危险因素为:①尿pH值降低或升高②尿草酸增多③尿钙增高④尿酸增多⑤尿中促进结石形成的物质增加⑥尿中抑制结石形成物质减少。草酸钙结石是泌尿系结石中最常见的一种形式, 大多数结石的形成机制学说是针对草酸钙结石的研究。

尿石症的代谢评估是揭示和诊断尿石病因的重要手段,现已成为评估成石危险因素的金标准。结石的成分主要由人体不同的代谢产物构成,因此结石的形成与人体的新陈代谢有着非常密切的联系。机体的代谢变化如何影响结石的形成,最终是要通过尿量、酸碱度和尿中各种成分的变化来对结石的形成产生直接的影响,所以研究尿结石形成的病因,预防结石的复发,对人体尿液中结石形成的微观环境的评估是必由之路。尿中成石物质浓度过高所致的尿液过饱和是结石形成过程中最为重要的驱动力。尿液内常见的成石成分包括钙、草酸、尿酸和磷酸等,任何生理紊乱引起这些成石物质在尿液中呈过饱和(超饱和)或其结晶抑制因子缺乏时,都有可能启动结石形成和促进结石生长。由于泌尿系结石产生于异常的尿液中,故临床上常将24小时的尿液化验检查作为尿石症病因诊断和治疗监测的重要依据。然而,由于尿液的成分相当复杂,迄今为止,无论是在临床上,还是在实验室,都未能找到有效地诊断泌尿系结石的病因以及在治疗过程中监测疗效的特异性强、灵敏度高的客观指标。

代谢评估是揭示和诊断尿石病因的一种生化方法,已成为评估成石危险因素的金标准。结石成分分析是代谢评估的核心技术,在诊断上,它可对非钙结石的病因判别提供直接证据,对钙结石则有助于缩小结石代谢评估的范围。

结石成分的分析是代谢评估的核心技术,在诊断上,它可对非钙结石的病因判别提供直接证据,对钙结石则有助于缩小结石代谢评估的范围。结石成分分析对结石防治的重要性不言而喻,“三聚氰胺所致结石”的诊治便是一个突出例证。进行尿路结石成分分析的必要性在于:①为尿石成因的研究提供依据②帮助泌尿外科医生告之患者如何进一步预防结石的复发③帮助泌尿外科医生针对特定的结石选择最佳的治疗方案、减少并发症、提高治疗效价比。精确的结石分析仍然具有一定的难度,因为往往从患者得到的结石样本有限,并且结石的成分不是单一的而是复杂的混合物。分析尿结石成分的方法很多,如化学分析法、扫描电子显微镜(SEM)法、偏光显微镜法、X线衍射(XRD) 法、红外光谱法、热重量分析法等。按分析准确程度可分为定性和定量分析;按分析手段可分为化学分析和仪器分析;按获得信息详细程度可分为成分分析和物相分析。研究表明,相同元素组成可能其赋存状态完全不同,如草酸钙结石又分为一水(COM)、二水(COD)结石等。不同形式草酸钙结石其性质、生成机理、治疗和预防方法可能完全不同。因此,结石的物相分析较常规成分分析具有更重要意义。

尿石形成的发生机制亦涉及细菌通过多种途径影响成石过程,细菌可以表现出促进成石或抑制成石作用。人体内影响泌尿系结石形成的细菌有3类:①第一类为诱发尿石形成,主要是通过分解尿素使尿液pH升高、加重尿路感染、降低尿石抑制因子的浓度、破坏尿路粘膜酸性粘多糖保护层从而促进晶体滞留。临床上许多细菌均能分解尿素,其中,变形杆菌和葡萄球菌为最常见,其次为克雷白杆菌属和假单胞菌属。尿路中产尿素酶细菌的存在是感染石形成的先决条件。形成的结石成分主要为磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)和碳酸磷灰石;②第二类是促进尿石形成的细菌,为非产尿素酶细菌(如大肠埃希菌、大肠杆菌、粪链球菌及白色念珠菌等),它们可能是作为外延结晶的晶核,并使尿液中晶体和胶体的正常平衡失调,造成尿晶体的大量析出。细菌在成石过程中可充当始动因子,具有促成核作用,细菌的代谢产物如聚多糖及粘蛋白可形成菌膜,对尿石起凝聚和支架作用,并可成为尿石核心,主要以大肠杆菌引起的尿路感染为主,尿路感染可引起尿液中微环境的变化,促使尿液中的过饱和物的沉淀,同时尿路感染引起的组织损伤,损伤面成为结晶粘附的“晶巢”,助于结晶的生长和聚集,促成的结石主要为草酸钙结石。③第三类为抑制尿石形成的细菌,这些细菌(主要为食草酸杆菌、乳酸杆菌和粪肠球菌等草酸分解菌)参与外源性草酸代谢,降低尿草酸浓度。

尽管一系列重大的发现阐述了尿结石的发病机理和病理生理学,但是这些年来评估尿石成因的随机临床试验很少。这主要源于相关的临床随机试验比较困难,因为即使最短的可获得可靠的结石复发率的试验至少也需2年。因此由于研究所需要的时间过长,研究者在不断寻找可替代研究结石复发率的参数,比如通过各时段尿液的分析来预估结石的复发风险。目前尚没有评估结石形成、复发风险的直接泌尿系参数,这需要我们临床医师和科研工作者为此目标而共同努力。

 


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关键词:
结石,形成,尿液,分析,成分

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