一、结石形成的原因
结石的形成是多种因素综合作用的结果。其中一个基本原因是尿中晶体物质浓度升高或溶解度降低,呈过饱和状态,析出结晶并在局部生长、聚积,最终形成结石 。
体内多种因素会引起尿液中结石相关成分的变化。例如,身体代谢异常会使尿液内常见的能够形成结石的成分如钙、草酸、尿酸和胱氨酸等出现异常,从而促使结石形成。像甲状旁腺功能亢进等疾病可导致血钙升高,使得尿液中钙的排泄增加,容易形成含钙结石;高尿酸血症患者,如痛风患者尿酸排泄异常,尿酸在肾脏中结晶沉淀,就会形成尿酸结石 。
另外,当抑制结石形成的物质在体内产生不足时,也会促进结石形成。正常人体内存在多种抑制结石形成的物质,如枸橼酸、镁等,但如果这些物质缺乏,就无法有效抑制结石成分的结晶和聚集 。
尿路梗阻和感染也是结石形成的重要因素。在尿路梗阻和排尿不畅时,尿液内形成的小晶体容易附着在尿路上皮细胞成为结石核心;当并发尿路感染时,细菌脓块和坏死细胞也可成为结石核心,促发晶体析出并在其核心表面沉积包绕而形成结石 。
还有一些外在因素也会影响结石形成,比如长期服用某些药物,像氨苯蝶啶、茚地那韦、硅酸盐和磺胺类等可导致尿液浓度高而溶解度低的药物,这些药物本身就是结石的成分,因此更容易发生肾结石。长期服用一些诱发结石形成的药物,如乙酰唑胺、维生素D、维生素C和皮质激素等,这些药物在代谢过程中也可引起其他成分结石的形成 。
二、常见的结石类型及成因
(一)草酸钙结石
草酸钙结石是最为常见的肾结石类型,占比71% - 84%。其成因与尿液中草酸和钙的浓度密切相关。当尿液中的草酸和钙浓度过高,超过其溶解度时,草酸钙就会结晶析出形成结石。
从饮食方面来看,如果摄入过多富含草酸的食物,如菠菜、马齿苋、苋菜、韭菜、竹笋、茭白、苦瓜等,就可能使尿液中的草酸含量升高,增加草酸钙结石的风险。同时,如果身体钙代谢异常,例如甲状旁腺功能亢进导致血钙升高,或者摄入过量的钙补充剂等,也会提高尿液中钙的浓度,促使草酸钙结石的形成。另外,一些疾病如肠道疾病可能影响草酸的吸收,也与草酸钙结石的形成有关。这种结石的特点是质硬,不易碎,粗糙,不规则,棕褐色,易损伤组织引起血尿,在X线特征为结石中有较深的斑纹,边缘不规则,有时呈肾盂或肾盏外形 。
(二)磷酸钙结石
磷酸钙结石的形成往往与尿液的酸碱度有关,通常在碱性尿液环境下更容易形成。
引发磷酸钙结石的因素包括泌尿系统的感染和梗阻。泌尿系统感染时,细菌分解尿素产生氨,使尿液碱化,从而有利于磷酸钙的沉淀。一些解剖结构异常导致尿路梗阻,可引起尿液潴留,尿液中的钙和磷酸盐等成分浓度升高,进而形成磷酸钙结石。这种结石的特点为易碎,粗糙,不规则,灰白色、黄色或棕色,多与草酸钙或磷酸铵镁混合成石,X线显影清晰,层状纹较明显,当填充整个肾盂肾盏时,呈鹿角形 。
(三)尿酸盐结石
尿酸盐结石的形成主要与尿酸代谢异常有关。高尿酸血症是尿酸盐结石形成的重要原因,常见于痛风患者或者摄入高嘌呤食物过多的人群。
高嘌呤食物在体内代谢后会产生大量尿酸,当尿酸生成过多超过肾脏排泄能力时,尿酸就会在尿液中形成结晶。此外,酸性尿液环境也有助于尿酸盐结石的形成。尿酸盐结石的特点为质硬,光滑,颗粒状,黄色或棕红色,多数由单一尿酸组成,X线下显影较淡或不显影 。
(四)磷酸铵镁结石
磷酸铵镁结石属于感染性结石。其形成与尿路反复感染和尿路解剖异常有很大关系。
在尿路反复感染的情况下,细菌分解尿素产生氨,氨与尿液中的镁和磷酸根结合,就会形成磷酸铵镁结晶,逐渐增大形成结石。这种结石的特点为光滑,多面体或椎体,增大较快,X线显影清晰,结石密度不均 。
(五)胱氨酸结石
胱氨酸结石是一种罕见的遗传性疾病,82%的胱氨酸尿病患会发生胱氨酸结石,35%发生于婴儿或儿童。
胱氨酸结石患者由于肾小管对胱氨酸重吸收障碍,导致胱氨酸在尿液中浓度过高而析出结晶形成结石。这种结石的特点为质软,光滑,蜡样,淡黄色至黄棕色,其结晶呈六角形,因含硫而在X线片上易显影 。
三、生活习惯与结石形成的关系
(一)饮水习惯
饮水过少是导致结石形成的重要生活习惯因素。当人体水分摄入不足时,肾脏会对尿液进行重吸收,使尿液浓缩,各种形成结石的成分如钙、草酸、尿酸等在尿液中的浓度升高,达到过饱和状态,从而增加了结石形成的风险。例如,一个长期在户外工作且饮水很少的人,其尿液中的结晶物质容易析出形成结石。研究显示,高液体摄入量不仅可以降低40% - 60%的肾结石风险,还有利于降低肾结石复发的风险,即使是饮水少量增加也能降低患肾结石的风险,建议保证每日最少尿量达到2.0 - 2.5L,而对于患心力衰竭、中 - 重度慢性肾病和肝硬化等需要限制入量的患者,则要根据医生的建议确定每日饮水量 。
(二)饮食习惯
高盐饮食
高盐饮食会增加尿液中的钙含量,这是因为盐和钙在体内具有协同作用。过多的钙在尿液中排泄增加,容易形成含钙结石。例如,经常食用腌制食品、咸味过重的菜肴等习惯,会提高患结石的风险。
高蛋白饮食
过多摄入动物蛋白,会使体内产生过多的含氮废物,这些废物在肾脏代谢过程中会增加尿钙、尿尿酸排泄,同时减少枸橼酸的含量。枸橼酸是抑制结石形成的物质,其含量减少就会促进结石形成。比如长期大量吃肉的人群,患结石的风险相对较高。
高糖饮食
服糖后尿中的钙离子浓度、草酸及尿的酸度均会增加,尿酸度增加可使尿酸钙、草酸钙易于沉淀,促使结石形成。经常大量食用糖果、甜饮料等高糖食品的人,更容易患上结石病。
高草酸食物摄入过多
如前所述,富含草酸的食物如果摄入过多,会增加尿液中草酸的含量,与钙结合形成草酸钙结石的风险增大。像一些人特别喜欢吃菠菜、苋菜等草酸含量高的蔬菜,又没有合理搭配其他食物,就容易形成结石。
高嘌呤食物摄入过多
高嘌呤食物如动物内脏、海鲜、啤酒等,在体内代谢后会产生大量尿酸,尿酸在尿液中浓度过高时容易形成尿酸盐结石。例如,经常吃海鲜喝啤酒的人,患尿酸盐结石的风险较高。
(三)运动习惯
长时间不活动可增加尿中晶体成分的沉淀机会而形成结石。体育活动可加快体内的新陈代谢,促使尿液中的结晶物质及时排出体外。比如长期办公室工作、缺乏运动的人群,其尿液中的结晶物质容易在肾脏或尿路中沉积,形成结石的可能性较大。而适当的运动,如快走、慢跑、游泳等,可以增加个体的机体免疫力和体内代谢能力,预防结石的发生 。
(四)排尿习惯
憋尿也是一个不良的生活习惯,它会使尿液在膀胱内停留时间过长,尿液中的有害物质和结晶物质容易沉积,增加结石形成的风险。正常情况下,及时排尿可以将尿液中的结晶物质及时排出体外,减少其在泌尿系统内的沉积。
四、身体代谢异常如何导致结石
身体代谢异常在结石形成过程中起着关键作用。
(一)钙代谢异常
钙是结石的重要组成成分,钙代谢异常会直接影响结石的形成。甲状旁腺功能亢进是引起钙代谢异常的常见原因之一,这种疾病会导致血钙升高。血钙升高后,肾脏排泄的钙也会增加,使得尿液中的钙浓度升高,当超过其溶解度时,钙就会结晶析出形成含钙结石,如草酸钙结石、磷酸钙结石等。另外,维生素D摄入过量也可能引起血钙升高,从而增加结石形成的风险。一些肾脏疾病影响钙的重吸收和排泄,也会导致尿液中钙浓度异常,促使结石形成。
(二)尿酸代谢异常
尿酸代谢异常主要表现为尿酸生成过多或者排泄减少,从而引发高尿酸血症。高尿酸血症患者体内尿酸水平升高,尿酸在肾脏排泄过程中容易结晶析出,形成尿酸盐结石。尿酸生成过多常见于摄入高嘌呤食物过多的情况,如大量食用动物内脏、海鲜、肉类等,这些食物中的嘌呤在体内代谢后会产生大量尿酸。而尿酸排泄减少可能与肾脏功能受损有关,例如一些慢性肾脏疾病会影响尿酸的排泄,使尿酸在体内蓄积,增加结石形成的风险。
(三)草酸代谢异常
草酸代谢异常会使尿液中草酸含量升高。肠道对草酸的吸收增加或者体内草酸合成过多都可能导致草酸代谢异常。一些肠道疾病,如炎症性肠病等,可能影响肠道的正常功能,导致草酸吸收增加。此外,某些酶的缺乏也可能引起体内草酸合成过多,当尿液中的草酸浓度过高时,就容易与钙结合形成草酸钙结石。
(四)胱氨酸代谢异常
胱氨酸代谢异常是胱氨酸结石形成的根本原因。胱氨酸尿症患者由于肾小管对胱氨酸重吸收障碍,导致胱氨酸在尿液中的浓度过高,超过其溶解度时,胱氨酸就会结晶析出形成结石。这种代谢异常是一种遗传性疾病,患者体内的转运蛋白存在缺陷,不能正常重吸收胱氨酸,使得胱氨酸大量从尿液中排出,增加了结石形成的风险。
五、遗传因素对结石产生的影响
遗传因素在结石的形成中具有重要意义。
(一)单基因遗传病与结石
人类基因组关联性研究显示,多种基因突变导致的代谢缺陷与结石形成相关,其中单基因疾病占成人肾结石病因的11.4%,儿童的20.8%。例如原发性高草酸尿症、胱氨酸尿症、登特病、FHHNC、巴特综合征、dRTA、婴儿高钙血症、HHRH、APRT缺乏症、HGPRT缺乏症等单基因遗传病患者易出现遗传性肾结石。这些疾病通常是由于基因突变引起酶功能、代谢通路、离子转运、受体敏感性等改变,从而导致肾结石形成及复发。以胱氨酸尿症为例,患者存在基因缺陷,导致肾小管对胱氨酸的重吸收功能障碍,胱氨酸在尿液中的浓度过高,进而形成胱氨酸结石 。
(二)基因多态性与结石
研究发现一些基因的多态性与尿路结石形成有关。例如,维生素D受体(VDR)、钙敏感受体(CASR)、骨桥蛋白和尿激酶基因的多态性与尿路结石形成有关,而Klotho基因显示出保护作用。VDR基因多态性在亚洲人中较为常见,不同的基因多态性可能影响个体对钙、磷等物质的代谢,进而影响结石的形成。例如,VDR基因的某些多态性可能会影响钙的吸收和排泄,如果钙的代谢出现异常,就可能增加结石形成的风险。同样,CASR基因多态性在欧洲和北美人群中较常见,其多态性可能影响细胞对钙的敏感性,从而影响钙在体内的平衡,当这种平衡被打破时,可能导致结石形成 。