膳食草酸盐与肾结石

膳食草酸盐是植物衍生的,可能是蔬菜、坚果、水果和谷物的组成部分。在正常个体中,大约一半的尿草酸盐来自饮食,一半来自内源性合成。尿中的草酸盐分泌量在草酸钙结石形成中起着重要作用。大规模的流行病学队列研究表明,尿草酸排泄物在与结石风险挂钩时是一个连续的变量。因此,草酸排泄量为25毫克/天的个体可以从尿草酸盐量的减少中获益。24小时尿量评估可能会错过尿草酸盐排泄的短暂潮期,这可能会促进结石生长,也是本分析的一个局限。在本综述中,我们描述了饮食草酸盐的影响及其对石头生长的贡献。为了限制草酸钙结石的生长,我们提倡患者保持适当的水化,避免含高草酸盐的食物,并摄取足够的钙。

尿中的草酸盐分泌量是导致草酸钙(CAOX)结石生长的关键因素( 24 , 48 )。尿草酸盐来自两大来源:饮食和内源性合成。膳食草酸盐对结石形成的贡献难以准确评估,原因包括 1 )要求控制草酸盐、钙和其他营养素的摄入量,以准确识别影响草酸排泄的因素; 2 很难估计草酸盐的摄入量, 3 )草酸盐吸收和分泌的不可解释的变异性, 4 )因环境/生长条件而引起的食物草酸含量的变化, 5 草酸盐与膳食钙的相互作用, 6 )氧化盐降解微生物的影响,以及 7 缺乏临床研究表明,减少草酸摄入降低了结石复发的频率。在本综述中,我们讨论了饮食草酸盐的吸收、降解、排泄及其对肾结石生长的潜在影响。此外,还讨论了饮食草酸盐对石头病的研究方向。

食用草酸盐和石头的风险

在过去的几十年里,人们常用的两个工具是食物频率问卷和24小时尿液收集,以了解食用草酸盐在石头风险中的作用。这两种工具分别提供了对病人摄入草酸盐和患结石的风险的有价值的洞察力。然而,他们没有充分评估零星摄入大量草酸盐可能带来的实质性风险。食物频率问卷已被用来研究三个长期的群体中的可能的结石形成。这些研究显示与饮食草酸摄入和结石有关的风险较小[相对风险1.21(男性)和1.22(老年妇女)]( 51 )。尽管很少食用,熟菠菜和生菠菜被列为这些群体中主要的膳食草酸盐来源。食用正常的菠菜(50-100克)会导致摄入约500-1,000毫克的膳食草酸盐,并显著增加尿草酸盐的排泄( 21 , 23 )。在这些研究中,草酸对石头风险的贡献可能被边缘化,因为 1 )参与者无法准确回忆在一个月的时间内,他们食用含有大量草酸盐的食物的频率; 2 )参与者食用含氧化盐食物量的变化,以及 3 )吸收草酸盐的变异性。在其他研究中,同样的研究者发现饮食钙比饮食草酸对肾结石风险的影响更大(负相关)( 3 , 9 , 52 )。这种反应被认为是由于肠道中的结晶草酸盐减少,低钙摄入导致更多的草酸吸收和高尿排泄。

24小时尿草酸盐排泄物被用来评估发生事件性肾结石的风险。柯尔汉和泰勒报告说,与草酸盐排泄量最低或最高的群体相比,他们健康专业人群中形成石头的相对风险增加了三至四倍( 8 )。因此,与食物频率问卷相比,24小时尿草酸盐分析的结石患病风险要高得多。在正常范围内有草酸排泄的雄性,即使尿草酸排泄量略有增加(5毫克/天),也是肾结石风险的两倍,说明草酸排泄是一个连续变量。重要的是,柯汉和泰勒也承认,"24小时的尿液收集可以显示一天内草酸盐的排泄情况,但不能提供低周期和高周期的信息。"埃里克森等人以前曾报告过饮食引起草酸排泄的暂时性激增的概念。( 11 )在接受饮食钙负荷的个体中。我们随后发现,在草酸盐负荷作用下,草酸盐的排泄也出现了类似的激增( 20 , 34 )。因此,可以肯定的是,24小时的尿液收集可能无法检测到富含草酸的膳食后草酸量激增的影响。这样的激增可能与尿过饱和的一瞬间增加卡克斯。普罗查斯卡等人。最近的研究显示,尿相对过饱和程度的适度改变与结石风险的显著改变有关( 46 )。因此,草酸盐的排泄量为25毫克/天,增加了结石的风险因素,40毫克/天应被视为原发性或次生高氧肝素的指标。需要进行更多的研究来进一步调查。

膳食草酸盐及其肠道吸收

草酸盐被准细胞和跨细胞机制吸收,它们的相对作用可能在不同的肠道段不同( 14 )。SLC26运输蛋白在跨细胞运输中起着重要的作用,可调节肠道的吸收( 14 )。对30名非石头形成的个体进行了一式三份的吸收试验,研究结果表明,可溶性草酸盐负荷(50毫克钠负荷)的~5-10%[ 13 C 2 草酸盐被吸收了。然而,吸收率在1%至20%之间,具有较大的个体间和个体内变异( 56 )。据报告,在这种测试中吸收的草酸盐的含量在石头形成比非石头形成的个体( 19 )。然而,不确定性仍然存在,因为还不知道草酸钠在这个负载中的吸收如何复制食物衍生草酸盐的吸收。另外,对钙吸收、胃肠道动力的影响,以及与粪便微生物组的组成部分包括 富士菌 ,和其他潜在修饰符没有很好地定义。

食用草酸盐的肠道吸收主要受吸收草酸盐的溶解度(生物利用度)的影响。人类平均每天摄取15-25毫米钙,而草酸盐则为1-3毫米钙,这表明,在肠道中,草酸盐的大部分是不溶的结晶状的钙。结晶草酸盐在粪便中被排除,因此可以吸收的草酸盐池是可溶性的。唐等人说明了草酸盐在食品中溶解度的影响。,比较服用两种草酸盐含量相似的物质(肉桂和姜黄,但草酸溶解度不同)后尿排出量( 50)。以可溶性草酸丰富的姜黄酸盐吸收草酸盐的估计值为8.2%,而以结晶草酸盐为主的肉桂吸收率为2.6%。在…里面Fig. 1 ,12名选择自选饮食的人士的草酸排泄变化( 第一天 )至无氧化素配方饮食所示( 21 )。值得注意的是,草酸盐需要几天才能从肠道中清除出来。两个人粪便中的草酸盐分析证实了这一点。 第4天 但不是因为 第6天 ( 22 ).

Fig. 1.

减少12个健康人的尿草酸盐排泄量。从肠道吸收和内源性合成中提取的尿草酸盐的相对量被显示出来。价值是手段(SD)。[数据是根据福尔摩斯等人计算的。( 21 ).]

肠道细菌降解草酸盐

微生物对肠道草酸盐降解的研究主要集中在 O.福米奇尼斯 利用草酸盐作为主要的能源和碳。据报道,与该有机体的殖民化可以减少70%的复发性卡克斯结石形成的风险( 29 )。我们发现,在这种生物体中的殖民化只会导致尿草酸盐排泄量的减少,只有当被试摄入低钙(400毫克)和中高草酸(250毫克)的饮食时( 28 )。如前所述,饮食中钙含量低是导致结石形成的危险因素( 9 ),因此,在这种情况下,殖民化可能是保护性的。对老鼠的研究表明 O.福米奇尼斯 刺激从血浆到肠道的草酸盐分泌( 2 , 17 ),可减低尿草酸排泄,限制结石风险。虽然最初的研究侧重于这种生物体,但重要的是要认识到粪便中的微生物群中含有许多其他能够支持这种生物体的生物体。O.福米奇尼斯 存活,代谢草酸,也影响肠道运输。因此,更多的研究侧重于微生物体对草酸盐降解和迁移的集体影响及其对草酸盐降解的支持作用。O.福米奇尼斯 ( 40 , 42 ).

膳食草酸盐和尿草酸盐排泄物

尽管有其局限性,24小时尿液收集是评估膳食草酸盐对尿草酸盐排泄的贡献的最佳工具。理想的情况是,饮食中草酸盐和钙的摄入应该得到最佳的控制,但这在病人中根本是不切实际的。控制其他膳食成分,包括羟丙氨酸和维生素C,可能影响内源性草酸盐的产生,也是更好的选择。有几项研究表明,增加膳食钙可以减少对照饮食中的尿草酸排泄( 37 , 39 , 55)。我们已经表明,在250毫克/天草酸盐的饮食中,将膳食钙从1,000毫克/天降至400毫克/天,会使殖民地个体的草酸排泄量增加20.3%,非殖民地个体增加50.3%(Fig. 2 ) ( 28 )。这个发现强调了饮食钙的影响,以及殖民状态,尿草酸的排泄。图2 进一步说明了饮食草酸盐与尿草酸盐排泄量之间的关系,并表明,在大量饮食草酸盐摄入量中,50-750毫克/天,每100毫克草酸盐在1,000毫克/天钙饮食中消费,尿草酸增加2.7毫克。由于日粮中含有50毫克草酸盐,日粮中草酸盐的吸收比例增加得更快( 21 )。这可能是由于大多数膳食草酸盐可溶于低浓度或小肠吸收的分段差异,在小肠内,准细胞的吸收可能占主导地位( 31 ).

Fig. 2.

健康人士在饮食中的尿草酸排泄:39个星座(19个男性,20个女性,22-43岁),来自我们实验室先前发表的4个饮食控制研究( 28 , 32 , 33 , 35 )。虚线代表最适合于1000毫克钙饮食和50-750毫克草酸盐饮食摄入量的线。尿草酸盐排泄增加2.7毫克每100毫克膳食草酸盐摄入。在摄取草酸250毫克时,数据点显示尿草酸钙排放量为400毫克。 草菌属 殖民化(○年)和非殖民化(黑人)个人。*使用无草酸配方饮食的人的尿草酸排泄物( 21). Values are means (SD).

食用草酸盐和肾草酸盐

吸收的膳食草酸盐被运送到肾脏,在那里它被过滤和分泌或再吸收。这些过程对尿草酸排泄的相对贡献没有很好的定义。伯格斯岛及其合作伙伴测量了正常人和卡克斯石形成个体在严格控制的饮食中的部分草酸盐排泄量,草酸盐含量相对较低,92毫克/天( 4 )。草酸盐在某些石头形成个体中的分选排泄量为&tg;1,但无一对照。这表明在这种情况下,即使草酸的消耗量很低,也会出现一些草酸的分泌。我们先前曾报告在正常人中存在显著的草酸盐分泌通量,以及以较高可溶性草酸盐含量治疗的卡克斯肾结石形成个体( 20 , 34 )。在I型原发性高氧血症患者中也有草酸分泌的报道,在这一组群的肾近端小管中也发现了卡克斯晶体( 58)。显然,需要进一步调查,以评估膳食草酸盐(低量和高量)对肾草酸盐处理的影响,特别是对膳食草酸盐消费水平较高的反应。

膳食草酸盐及食物摄取建议

防止灰质结石形成的努力应旨在限制尿与灰质结石的过饱和,这是众所周知的冲击结石风险( 46 )。需要注意的是,过量摄入草酸盐和低钙摄入可能会暂时增加草酸盐的吸收,并影响尿过饱和加钙。一个实用的战略是限制含高草酸的食品的消费,如表1 ,维持正常膳食钙的摄取。肠性高氧肝病患者易发生草酸肾病,草酸盐消耗量高。草酸肾病也可能发生在有正常肠胃功能的人,当他们食用高含量草酸盐的食物,特别是其可溶性形式( 1 , 7 , 10 , 16 , 49 )。草酸盐的沉积似乎会随着慢性肾病的发生而加重。涉及的食物包括花生、大黄、星果和"果汁"蔬菜。对患者的另一种方法是饮食方法,以阻止高血压饮食,这已被证明是有效的减少卡克斯过饱和( 44 ).

Table 1.简化膳食说明,限制尿草酸排泄

研究了从理论上降低肠道草酸盐含量的酶制剂在降低尿草酸排泄方面的应用。霍普和他的同事证明 O.福米奇尼斯 对原发性高草酸血症患者有良好的耐受性,但没有显著减少尿草酸分泌( 25 ). Furthermore, O.福米奇尼斯 在一个随机的II/III阶段试验中没有降低尿草酸盐水平( 26 )。一种减少尿草酸盐的潜在方法是使用AL-177,一种新型口服酶疗法,已被证明可以通过降低人体肠道草酸盐的饮食水平来减少尿草酸盐的分泌( 36 ).

未来方向

由于食用草酸可能在肾结石生长中起作用,因此需要更好的方法来测量草酸摄入量。值得评价的一种方法是利用基于图像的方法(智能电话)来监测食物摄入量,并估计草酸盐和钙的摄入量( 6 )。这种方法可能比食品频率问卷和书面膳食记录更准确。如果这一方法得到验证,也有可能开发应用程序来提高饮食适应性。

这一过程中的另一个重要因素是钙晶体在岩石形成中的作用。埃文和他的同事们优雅地展示了兰德尔斑在特发性卡克斯结石形成中的作用( 12 , 13 )。他们没有在他们组的肾单位中检测到卡克斯晶体。然而,受试者处于一种独特的状态:斋戒、水分化和全身麻醉。有必要解决的问题是,富含草酸盐的膳食向肾脏输送草酸盐的激增是否会导致钙晶体的形成。利用纳米颗粒分析仪,研究人员在人体尿液中发现了纳米晶的卡克斯( 15 , 18)。这样的晶体(<1m)可以被运送到泌尿空间,附着在兰德尔的斑块上,导致卡克斯结石的生长。

此外,晶体可以刺激免疫反应( 5 , 27 , 30 , 38 , 43 , 47 , 53 )。虽然这在患者的组织学上没有表现出来,但实验模型表明,卡克斯晶体能刺激肾上皮细胞单核细胞吸引蛋白-1的产生( 41 , 54 )。这可能发生在通过单核细胞/巨噬细胞系统清除晶体的过程中。我们先前确定,一小群卡克斯石头形成的个体抑制了单核细胞的能量学( 57 )。我们进一步表明,草酸盐在健康人的单核细胞中引起类似的反应( 45 )。因此,了解饮食草酸盐在产生免疫反应中的作用可能是有价值的,值得利用动物模型或人类饮食喂养研究进行进一步研究。

结论

食用草酸盐可能对肾结石的形成有重要影响。影响的程度难以量化,因为目前的评估并不侧重于食用草酸盐引起的草酸排泄量的短暂增加。需要一个更实时的膳食评估工具来更好地量化这些反应。减少含有高草酸的食物的摄入量和正常饮食钙的摄入量,可能是一种有效的方法,可以减轻卡奥克斯过饱和,从而减少肾结石形成者的结石风险。

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