尿石症是人类最早发现的一种疾病,早在公元前4800年,距今6800年以前埃及ElAmrah坟墓中发现尿石。公元前1200年,距今3200年Susrua首次进行会阴取石术。公元前四世纪“希波克拉底誓言”写道,“我将不对结石患者动刀,而让位于熟练的艺人”。十八世纪英国曾有53s取出膀胱结石的记录。2000多年前希波克拉底注意到肾结石发生肾脓肿,也描述痛风。我国两千年前古医书中也有“石淋”和“砂淋”的记载。

　　尿石的形成主要是由于尿过饱和与结晶抑制因子这对相反的作用力失衡所致。从总体上讲,尿路结石的形成是尿液中液态物质转变为固态物质的过程。这一过程需要一定的能量,尿中成石物质含量过高所致的尿过饱和是驱动结石形成的能量来源。单独尿的过饱和不能解释尿石的形成,很多尿标本放置后有结晶,但并不形成尿石,尿石形成者常排泄比健康人大的结晶,并有结晶聚集。正常人对尿中结晶的形成、生长和聚集有抑制物,至今已发现的尿中重要的结晶抑制因子有枸橼酸盐、镁、焦磷酸盐、TH蛋白、肾钙素(nephrocalcin)、尿桥蛋白和葡胺聚糖等,其中以枸橼酸、钠和镁对尿过饱和及水平的影响最大,但这些结晶抑制因子主要是针对临床上最常见的草酸钙和磷酸钙结石而言的,对于那些少见的尿酸结石和胱氨酸结石来说,尿中尿酸和胱氨酸的过饱和水平主要是受尿pH值的影响,目前尚未发现其结晶抑制因子。正常人体内尿过饱和与尿结晶抑制因子这对矛盾始终维持着尿液的动态平衡而不致成石。在上述两大相反的作用力下,加上结晶促进因子和基质等因素地参与,结石的形成大致经过以下几个步骤:晶核形成→结晶生长→结晶聚集→结晶滞留→结石形成。

　　尿石症的原因比较复杂,不同性质的尿石可能是由相同的原因所致;而同一性质的尿石可由不同原因所致,甚至往往具有两种以上的致病因素。除感染性尿石外,尿石大多是由人体代谢产物构成。因此,不同成分的尿石可以反映体内相应成分的代谢异常。尿中常见的成石成分包括钙、草酸盐、尿酸、磷酸盐和胱氨酸等,任何生理系统紊乱引起这些成石成分在尿液高度过饱和或尿中的结晶抑制因子降低时,都有可能启动结石形成和促进结石生长。

　　尿中常见的成石成分包括钙、草酸盐、尿酸、磷酸盐和胱氨酸等,任何生理系统紊乱引起这些成石成分在尿液高度过饱和或尿中的结晶抑制因子降低时,都有可能启动结石形成和促进结石生长。尿石症的原因比较复杂，结石成分可反映结石的形成原因。

　　1、 草酸钙结石

　　草酸钙结石占临床上尿石的大部分。草酸钙结石可能是一种多基因遗传性疾病。导致草酸钙结石形成的原因有以下几种。

　　1、1 高钙尿症

　　Parks等认为高钙尿定义是：每天进食400mg钙和100mEq钠，1周后，尿中钙排泻量>200mg/d或>4mg/(kg·d)-1。Lerolle等研究认为40%结石患者有先天性家族高钙尿症[2]。高钙尿症通过提高尿的饱和度和同阴离子抑制因子(枸橼酸盐、葡胺聚糖)结合而促进结石形成。1974年， Pak 和同事指出高尿钙症主要有3种类型:①吸收性高钙尿症,原因为肠道对钙的过度吸收;②肾性高钙尿症,原因是肾脏对尿钙的重吸收降低;③重吸收性高钙尿症,原因是骨骼对钙的动员增强。

　　吸收性高钙尿症:该症的主要是由于肠道对钙的过度吸收,增加了肾脏对钙的滤过负荷;同时由于血钙的上升反馈性抑制了PTH的分泌,使肾小管的钙重吸收减少,从而共同导致了尿钙排出量增加,由于高尿钙抵消了肠道过度吸收的钙,从而维持了血钙平衡。有人认为肠道对钙的过度吸收是由于1,25 二羟维生素D合成增多和低血磷。吸收性高钙尿症有3型:Ⅰ型最为严重,无论摄钙量多少,高钙尿持续存在;Ⅱ型只在摄钙量多时尿钙才增高,反之则降低;Ⅲ型是由于肾磷阈低而使肾漏磷,引起轻度低血磷,后者促使1,25 二羟维生素D合成,导致肠对钙吸收增加及骨骼脱钙,终使尿钙升高,故Ⅲ型又被作为失磷性高钙尿症。也有人认为,Ⅲ型是甲状旁腺功能亢进的早期临床表现。Menon & Koul认为，吸收性高钙尿症患者肠对镁的吸收正常，但草酸增加。

　　肾性高钙尿症:该症的生理紊乱在于原发性肾钙漏,即因肾小管的钙重吸收功能障碍导致了尿钙排泄增加。由于肾失钙过多,造成血钙降低,进而刺激PTH继发性分泄增高,后者又使1,25 二羟维生素D合成增多,促使肠吸收增加,最终维持了血钙的平衡。三分之一肾性高钙尿症患者有泌尿系感染史，但不能确定为肾感染。Barilla等研究认为肾小管功能异常导致肾性高钙尿症。Muldowney认为肾性高钙尿症是因为过多摄入钠。Buck研究表明前列腺素可增加肾小球滤过率和肾钙分泌。

　　重吸收性高钙尿症:主要是由甲状旁腺功能亢进所致,由于甲状旁腺分泌PTH过多,使骨吸收增加,骨质脱钙,同时PTH也刺激肾脏加强合成1,25 二羟维生素D,造成肠道对钙的吸收增加,这些共同的作用打乱了血钙的平衡,结果是血钙上升。虽然PTH也会加强肾小管对钙的重吸收,但却无法克服肾的钙流失,最后的净作用是高钙尿。

　　1.2　高草酸尿症

　　高草酸尿是指尿中草酸盐排出量>45mg/d。人体大约80%的草酸是肝内合成和维生素C代谢的终末产物,其余的是来自食物中的草酸。在尿中,草酸提高尿中草酸钙饱和度的作用是钙的10倍。因此,尿中草酸排泄量增高是一种更为危险的成石因素。高草酸尿症主要有3种类型:①原发性高草酸尿症,原因为内源性草酸产生过多;②肠源性高草酸尿症,原因为外源性草酸吸收过多;③特发性高草酸尿症,又称轻度代谢性高草酸尿症,原因不明, Baggio等证实可能与红细胞转运草酸的功能增强有关，推测与细胞膜的蛋白磷酸化有关。原发性高草酸尿症:该症系常染色体隐性遗传性疾病,十分罕见,分为两型。Ⅰ型是由于线粒体内丙氨酸 乙醛酸转氨酶缺乏,阻碍了乙醛酸转化为甘氨酸,致使乙醛酸氧化成代谢终产物的草酸。Ⅱ型的发病机制是由于右旋甘油酸脱氢酶缺陷,不能将羟 丙酮酸转化成右旋甘油酸,从而转向形成草酸和左旋甘油酸,这两种物质被大量排入尿中形成高草酸尿伴左旋甘油酸尿。肠源性高草酸尿症:高草酸尿症的常见原因是肠道疾病,包括各种炎性肠道疾病和短肠综合征等。肠源性高草酸尿症一般表现为尿草酸排泄量中度升高,大约60mg/d。其发生机制与肠道脂肪吸收紊乱有关。在消化过程中所产生的胆酸多在近端胃肠道重吸收,当这一功能发生障碍时,就会产生皂化作用,即胆酸与钙、镁之类的二价阳离子结合,使可溶性的钙不再与肠道内的草酸结合。这些游离的草酸被吸收后,就导致了尿中草酸的排泄量升高。此外,肠道内未被重吸收的胆盐和脂酸还会增加结肠黏膜对草酸的通透性,从而进一步增加了尿中草酸的浓度。此外,食用富含草酸的食物及服用大剂量维生素C亦可引起轻度高草酸尿,其中草酸含量最高的是菠菜。Pinto认为大量摄入蛋白质和肾草酸分泌过多选成高草酸尿症。

　　1.3　高尿酸尿症

　　高尿酸尿是指尿中尿酸的排泄量>600mg/d。临床上,大约15%的草酸钙结石是由高尿酸尿所致。Coe & Kavalich认为造成这种高尿酸尿的主要原因是蛋白摄入过多[10];其次是由于体内尿酸合成过多,即使限制蛋白质摄入,也不能纠正这种高尿酸尿。Deganello & Chou指出高尿酸尿可引起草酸钙结石(称为高尿酸尿性肾草酸钙结石HUCN) 。HUCN的形成过程已基本阐明,它是尿酸钠通过取向附生机制诱导了草酸钙结石的形成。当尿pH值>5.5时,过饱和尿酸在含钠的尿液中解离并形成尿酸钠,尿酸钠析出结晶后,再通过异质成核的作用来直接诱导草酸钙结晶的形成。Robertson 认为尿中过多的尿酸钠还可与尿中某些草酸钙结晶抑制因子结合,从而间接促进草酸钙结晶的形成。

　　1.4　低枸橼酸尿症

　　Menon & Mahle指出在含钙结石中,低枸橼酸尿症的发生率约为19%～63%。Dallas 定义低枸橼酸尿症为尿枸橼酸〈 220 mg/d。肾组织含有丰富的枸橼酸代谢的酶系统,因而是枸橼酸合成和分解的重要部位。在正常情况,大约75%进入原尿的枸橼酸被肾小管重吸收,其余的25%从终尿排出。这一过程受体内酸碱平衡的影响。酸中度时,肾小管对枸橼酸的重吸收增强,尿中枸橼酸的排泄减少;而在碱中度时,情况则恰恰相反。枸橼酸对尿液草酸钙结晶具有抑制作用。其抑制作用与下列因素有关。①枸橼酸是一种结晶抑制因子,可直接抑制草酸钙结晶的成核、生长和聚集过程,虽然按摩尔浓度计算,其抑制活性较其他抑制因子低,但由于其尿中浓度较其他抑制因子高,因而是重要的抑制因子。②枸橼酸是一种络合剂,可与尿中的钙离子络合,从而降低草酸钙饱和度,而间接抑制草酸钙结晶形成。在临床上,单纯由低枸橼酸尿引起的结石只占10%,其余的低枸橼酸尿性结石往往还会合并其他代谢紊乱,如高钙尿可合并低枸橼酸尿,这是因为尿钙浓度增加时,过多的钙与枸橼酸结合,消耗了枸橼酸所致。枸橼酸尿的原因多为肠炎和慢性腹泻所致的酸中毒; Breslau认为低枸橼酸尿同食用过量动物性蛋白的关。Conway认为低枸橼酸尿细菌感染的结果。

　　1.5　低镁尿症

　　低尿镁是指尿中排泄的镁<50mg/d。大约3%的钙性结石患者患有低镁尿症，Preminger指出其中大部分还合并低枸橼酸尿症[17]。镁是草酸钙和磷酸钙的结晶抑制因子,能够直接抑制结晶的成核、生长和聚集;镁是一种二价阳离子,可在肠道中与草酸结合,减少游离草酸的吸收;镁也是一种络合剂,可与尿中草酸形成可溶性络合物,竞争性降低尿中草酸钙饱和度。造成尿镁降低的因素大致有二类:①胃肠丢失过多,见于小肠大部切除和慢性腹泻引起镁吸收减少,脂肪泻者可因镁与肠道脂肪形成“镁皂”影响其吸收;②摄入减少,见于饥饿和长期禁食而又只输入不含镁的液体等。

　　2　尿酸结石

    尿酸结石约占结石总数的5-10%。Uhlman报道75-80%为纯尿酸结石，其余另含有草酸酸。尿酸结石的形成取决于三个因素:①尿中尿酸排泄量;②尿pH值;③尿量。与含钙结石不同,至今尚未发现尿酸结晶抑制因子。

　　2.1　高尿酸尿

　　Seegmiller认为痛风古或尿酸结石患者存在两个代谢缺陷：尿酸生成过多和肾分泌尿酸功能受损[19]。尿酸分解代谢的终末产物,主要经肾脏排泄。临床上,尿中尿酸排出量>600mg/d即为高尿酸尿症。导致内源性尿酸产生过多的常见原因是痛风症,约有11%痛风并发尿酸结石;其次是葡萄糖 6 磷酸酶缺乏症,该症在幼年就出现痛风症状和尿酸结石。因内源性核酸分解增加所致的尿酸排泄量增加见于淋巴增生性疾病,如淋巴瘤和白血病,由于体内核酸代谢旺盛,体内嘌呤大量增加,导致高尿酸尿。此外,肿瘤化疗和放疗后因组织坏死分解,亦可产生大量嘌呤,导致高尿酸尿。

　　2.2　低尿pH

　　低尿pH也是尿酸结石形成的另一因素。尿酸的溶解度具有pH值依赖性,在尿pH值为6.0时尿酸的溶解度约为500mg/L;而在尿pH值为5.0时则降为100mg/L。当尿pH值>6.5时,尿酸主要以离子型尿酸盐的形式存在,一般不会形成尿酸结石;但当尿pH值低于5.5时,尿酸全部处于非解离状态,如果达到过饱和状态,便会诱发尿酸结石形成。Millman等发现尿酸结石患者尿PH值为5.5 ± 0.4，草酸钙结石患者PH值为6 ± 0.4。尿pH值长期低于5.5是诊断尿酸结石的一条重要依据。正常尿pH值在1d内反复波动于5～7时,故一般不会成石,慢性持续性酸化可能是痛风患者容易形成尿酸结石的危险因素,尿液持续酸化的机制可能与肾氨分泌功能衰退有关。此外,多种胃肠疾病亦会引发尿酸结石,其中以慢性肠炎和肠切除最为常见,由于碳酸氢盐大量丢失,造成尿pH值下降,从而诱发尿酸结石形成,但尿酸分泌正常。

　　2.3　低尿量

　　尿酸结石是所有结石中受气温和饮水量影响最大的结石。Atsmon认为尿酸结石患者通常尿量少。高温下环境中,以及体力劳动强度较大者,往往体液丢失量大,甚至脱水,使尿量减少,尿液浓缩,从而导致尿中尿酸过饱和。另外,某些炎性肠道疾病的患者,除因碳酸氢盐丢失而致的尿液过度酸化外,慢性脱水造成的尿中尿酸浓度过高也是尿酸结石形成的重要原因。Coe and Parks发现有些职业如司机、外科医生及银行家易患尿酸结石。

　　3　鸟粪石(磷酸铵镁结石)

　　磷酸铵镁结石主要是由六水磷酸铵镁和碳酸磷灰石所组成的。由于这种结石是尿路感染所致,故亦称为感染性结石或三价磷酸盐结石，约占2-20%。Nemoy & Stamey认为鸟粪石的结晶需在尿PH值7.2以上和尿氨存在。磷酸铵镁结石是由尿路中能产生脲酶的细菌所致的疾病，细菌大多为变形杆菌,其次为绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌等,它们所产生的脲酶可催化尿素分解为氨和二氧化碳,氨再与水化合成氢氧化铵。氢氧化铵可使尿中的pH值显著升高。当尿pH值达到7.2时,离子铵可与尿中的镁和磷酸根结合,形成磷酸铵镁。在尿素分解时,还会产生大量的二氧化碳,二氧化碳进一步水合成碳酸后,再解离出碳酸根。同样在碱性溶液中,钙和磷酸根化合成磷灰石,尔后再与碳酸根结合成碳酸磷灰石。当尿中的磷酸铵镁和碳酸磷灰石达到过饱和水平时,便会析出晶体。Parsons指出这些晶体须粘附到尿路上皮后才能继续长大成石，细菌分解出的氨与保护尿路上皮的硫酸粘多糖的电荷具有亲和力,可使硫酸粘多糖的亲水性发生改变,进而铵离子吸附到硫酸粘多糖的硫酸根上,随之促使磷酸铵镁晶体粘附到尿路上皮。依赖这种成石晶体的粘附机制和相关离子的过饱和状态,结石得以迅速形成和生长。临床上,由于这种结石生长迅速,易被肾内集合系统塑形,往往可以长成较大的鹿角状结石。磷酸铵镁结石的病因容易查明,均继发于尿路反复感染和尿路解剖异常者。Comarr 等认为易感因素是尿路梗阻、神经源性膀胱以及长期留置导尿管等。磷酸铵镁结石是否与代谢有关尚不清，Kristensen发现尿酸结石患者的肾小球滤过率下降，同时尿钙分泌增加。

　　4　磷酸钙结石

　　根据Ciftcioglu统计磷酸钙结石约占结石总数的10%。磷酸钙结石通常与草酸钙结石混在一起，由于至今仍未将草酸钙和磷酸钙在成石过程中的相互关系完全阐明,目前,在临床上,往往将草酸钙结石和磷酸钙结石统称为钙性结石,而且这两种成分的混合结石的病因也基本归为一类。纯磷酸钙结石的发生率并不高,其病因多为肾小管性酸中毒。肾小管性酸中毒是由于肾小管的酸化功能障碍所引起的一种代谢性酸中毒。肾小管性酸中毒分为4型。其中只有远端型(Ⅰ型)肾小管性酸中毒和近端型(Ⅱ型)肾小管性酸中毒会引起尿路结石。该症导致结石形成的机制是由于肾脏酸化功能减弱,使尿pH值升高,磷酸钙在碱性环境中较易发生沉淀和析出结晶。

　　4.1　远端型(Ⅰ型)

    肾小管性酸中毒　原发性者多为肾小管有先天性功能缺陷,呈常染色体显性遗传;继发性者见于许多疾病,其中多继发于肾盂肾炎和海绵肾。发病机制可能是由于肾小管氢泵功能衰竭,不能泌氢,无法在管腔液和管周液之间建立和维持一个大的氢离子梯度。由于尿液酸化功能发生障碍,使尿pH值趋于碱性。同时,由于全身性代谢酸中毒加强了线粒体内枸橼酸的转输,致使尿中枸橼酸含量降低,这种代谢因素也是成石的重要原因之一。大约70%的患者并发肾结石。临床特征是:低血钾、高血氯,虽有代谢性酸中毒,但阴离子隙正常,尿pH值持续高于6,典型X线征象是肾脏的各小盏内多发性结石,有时可见肾乳头钙化,甚至肾髓质结石,偶有肾皮质结石和肾钙化[32]。

　　4.2　近端型(Ⅱ型)

    肾小管酸中毒　该症是由于肾小管重吸收HCO-3功能障碍而过多丢失HCO-3所致。该症的患者多为男童,除表现为高氯性代谢性酸中毒和低血钾外,最重要的特征是尿中HCO-3因重吸收功能障碍而大量排出。尿中大量HCO-3导致尿枸橼酸分泌过多，所以有人认为近端型(Ⅱ型)肾小管酸中毒较少引发肾结石与肾钙化。

　　5　胱氨酸结石

　　胱氨酸尿症是胱氨酸结石唯一的病因,其是一种罕见的染色体隐性遗传性疾病。尿路结石是胱氨酸尿症最重要的临床表现。胱氨酸尿症患者肾近曲小管基底膜和肠黏膜上皮细胞对包括胱氨酸在内的4种二羟氨基酸吸收和转运功能存在缺陷,导致这些二羟氨基酸在尿中排泄增加。生理范围的尿pH值中,胱氨酸几乎不溶,当其达到过饱状态时便析出结晶,最终形成结石。正常人尿中胱氨酸的排泄量<20mg/d。在正常pH值范围的尿液中,胱氨酸溶解度的上限为300mg/L。胱氨酸的溶解度也有赖于尿pH值,当尿pH值提高至7.5时,其溶解度几乎可增加一倍。但由于夜间尿偏酸性,而且尿量较日间减少,胱氨酸的溶解度大为降低,因此,胱氨酸结晶主要是在夜间形成。在胱氨酸尿症的患者中,只有10%～20%生长结石。胱氨酸结石的发病高峰在20～40岁,也可在儿童期发病,约占儿童结石总数的6%～8%。虽然胱氨酸结石不是含钙结石,但因胱氨酸分子中含有硫原子,故在KUB平片上胱氨酸结石属中度不透光结石,典型者呈均匀的“磨砂玻璃状”影像。有些胱氨酸结石因混有草酸钙,故可表现为高度不透光的结石影像。

　　总之，尿石形成主要是因为尿过饱和,其次是尿饱和度与其他各种变更因素(抑制因子、促进因子、pH值等)之间的平衡关系发生了紊乱。本文只是从尿石成份分析尿石症病因，然而尿石形成是一个复杂过程，迄今为止还没有完全清楚其发生的机理，因此，有待进一步探索。

发表者：孟祥军 东莞市人民医院 泌尿外科

来源：好大夫在线