某些特定的風(fēng)險因素與結(jié)石形成有關(guān)，即使進行廣泛的尿液分析，也無法做出很好的預(yù)測。若結(jié)石患者恰好獲取了一枚結(jié)石，則能有效的行結(jié)石分析，獲取更多信息。如此可以對風(fēng)險進行評估，這有助于預(yù)防結(jié)石的復(fù)發(fā)。男性是結(jié)石發(fā)病的主流，約有10％的患者，結(jié)石將成為終生風(fēng)險！然而，這種病的個體差異很大，盡管有人為此終生受到折磨，但有的人，一生中只長一次。患者，在長出第一枚結(jié)石后，接下來的10年中，大約25％將會有第二枚結(jié)石;然而，在隨訪開始時，具有多枚結(jié)石的患者，這樣的數(shù)字可高達(dá)75％。此外，有腎結(jié)石殘留的患者可能會有更高的復(fù)發(fā)風(fēng)險。
因此，有理由去尋找風(fēng)險，尋找個性化因素，尋找隨之而來的復(fù)發(fā)源頭，施以假定風(fēng)險的預(yù)防措施。在很多情況下，內(nèi)科咨詢或治療是效的。遺憾地是，太多的泌尿科醫(yī)生，關(guān)注的是結(jié)石病的手術(shù)，而很少關(guān)注結(jié)石形成的生化因素。充其量，泌尿科醫(yī)生給出的建議僅限于建議高液體攝入，以避免高溶質(zhì)的尿液。雖然高液體攝入量對各類結(jié)石的預(yù)防是有益的，但經(jīng)驗表明，短期尚可，長期每天保持足夠高的液體攝入量，對患者來說遠(yuǎn)非易事。
預(yù)防結(jié)石的進一步形成，則需要更深入地了解結(jié)石形成的原因和方式。認(rèn)真考慮其成因與程序，對患者可能有更大的幫助，可以避免或減少痛苦，并減少不必要的醫(yī)療費用。流行病學(xué)清楚地告訴我們，結(jié)石的始動并不是一個連續(xù)的過程，偶爾會在病理因素作用下，結(jié)晶發(fā)展為結(jié)石。在生活中，這種風(fēng)險每天均有可能發(fā)生。外部風(fēng)險因素如飲食，飲酒習(xí)慣，氣候，伴隨疾病，藥物和遺傳學(xué)也是重要因素。特定風(fēng)險在很短的時間內(nèi)就會發(fā)生。人體的內(nèi)部以及晝夜變化也解釋了為什么我們經(jīng)常無法做到識別重要和特定的結(jié)石形成的風(fēng)險因素，即使在嚴(yán)重的結(jié)石病情況下，也是如此！
盡管存在這樣或那樣的困惑，確定結(jié)石形成的相關(guān)風(fēng)險，依然是預(yù)防結(jié)石的重要內(nèi)容。努力去尋找有助于解釋結(jié)石的形成的異常因素，消除或減少負(fù)面異常，尤其是去削減影響結(jié)石形成的結(jié)晶風(fēng)險。理想情況下，應(yīng)該采用簡單的常規(guī)方法，開發(fā)出允許檢測結(jié)晶風(fēng)險的方法。但是，這樣的方法，尚未提供，到目前為止僅有被稱為標(biāo)準(zhǔn)的尿液分析。主要的問題仍然存在，多年來仍然有相當(dāng)多的困惑問題，為什么有些人會長結(jié)石，而其他人卻沒有。
設(shè)計出評估結(jié)石的適當(dāng)風(fēng)險原則，對患者進行分類是有益的。重要的是要知道患者的結(jié)石是初次還是復(fù)發(fā)性的，以及泌尿系內(nèi)是否存在殘留結(jié)石或碎片。此外，了解結(jié)石是由鈣鹽，尿酸，感染石，胱氨酸，或任何其他晶體類型組成也是至關(guān)重要的。適當(dāng)?shù)膶Y(jié)石成分的定量分析至關(guān)重要。過去幾十年的結(jié)石研究，已經(jīng)澄清了幾項尿石病背后的病理學(xué)問題。明確了胱氨酸，感染和尿酸結(jié)石形成的機制。盡管如此，在某些情況下，預(yù)防結(jié)石的復(fù)發(fā)仍然很困難，尤其是胱氨酸結(jié)石的預(yù)防。
2.含鈣結(jié)石
至今，結(jié)石研究的主導(dǎo)問題，依然是是含鈣結(jié)石，其中研究的重點是草酸鈣結(jié)石（CaOx）。在工業(yè)化國家，大約85％的泌尿系結(jié)石可歸類為含鈣結(jié)石。其中約80％的是以CaOx為主要成分。在瑞典,僅有30-35％的含鈣結(jié)石成分是單一的草酸鈣；60-65％的成分是草酸鈣和磷酸鈣（CaP）的混合物，純磷酸鈣結(jié)石的比例<5％。即使是混合性草酸鈣和磷酸鈣結(jié)石，磷酸鈣在其中所占比例通常也很小，只有幾個百分點左右。
2.1.終未尿的飽和度
結(jié)晶形成的驅(qū)動力是尿液過飽和的結(jié)果。尿液組合物的成分對結(jié)石形成具有重要影響。沒有尿液的過飽和，就不會有結(jié)晶的形成，也就不會有結(jié)石的形成。大量研究顯示，與正常人相比，含鈣結(jié)石患者的的尿液中，尿草酸鈣的飽和度顯著增高。盡管正常尿液和異常尿液中有關(guān)草酸鈣的離子活性產(chǎn)物（APCaOx）分布存在相當(dāng)大的重疊，但是24小時尿液的收集，反映了含鈣結(jié)石患者的尿液中有較高的結(jié)石形成的風(fēng)險因素。然而，對結(jié)晶形成有較大影響的因素有那些？事實上就是發(fā)生在每天、每周，每月或年期間的APCaOx峰值的變化。
不同時期，尿液成分的變化會很大。因此并不需要經(jīng)常的持續(xù)測量尿液成分。一個孕育結(jié)石的晶體胚胎，保留在腎盂或腎盞的空間內(nèi)，可通過生長和聚集，成為結(jié)石。然而，結(jié)晶的生長是一個相當(dāng)緩慢的過程。晶體的生長和聚集過程均可被尿液中結(jié)石形成的抑制物所抑制。
2.2.晶體滯留
解剖結(jié)構(gòu)異常可以導(dǎo)致尿液滯留，尿液滯留是腎臟集合系統(tǒng)內(nèi)結(jié)石發(fā)生的重要原因。例如，腎積水、腎盞憩室和腎臟畸形。若無尿液滯留時，晶體的長期滯留和聚集也可見于尿流紊亂，其發(fā)生的原因只有通過其它機制來解釋。結(jié)石生長為具有臨床意義的結(jié)石，可以通過結(jié)石依附于腎乳頭表面來解釋，通過結(jié)石起源的形態(tài)學(xué)研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)結(jié)石表面具有乳頭狀的凹痕。最近的觀察，提供了堅實和令人信服的有關(guān)草酸鈣起始和附著腎乳頭狀表面的證據(jù)。乳頭狀尖端的上皮下積聚的是磷灰石。75年前Randall描述了這種腎乳頭斑。盡管有少數(shù)例外，磷灰石沉淀于腎乳頭斑，在結(jié)石患者較正常人更為常見。
現(xiàn)今，一些研究者似乎遺忘了磷酸鈣對草酸鈣生成的病因?qū)W作用，或者忽略了磷酸鈣對草酸鈣結(jié)晶生成的的重要角色。草酸鈣結(jié)石發(fā)生于Randall斑表面覆蓋的受侵蝕的上皮細(xì)胞。另外，滯留于集合管末端的磷酸鈣晶團可以為草酸鈣結(jié)石生長提供附著的巢位。現(xiàn)在關(guān)鍵的問題是這些上皮細(xì)胞下和小管內(nèi)晶團是如何生成與發(fā)育？
2.3鈣鹽的過飽和作用
除了在動物實驗研究中用乙二醇和氯化銨處理腎臟后可見高水平的過飽和度的草酸鈣外，在臨床上也可遇到原發(fā)性或繼發(fā)性高草酸尿癥患者。由高水平的草酸鈣的離子活性產(chǎn)物產(chǎn)生的驅(qū)動力似乎不太可能發(fā)生在腎集合管的遠(yuǎn)端以上部分。相反，理論假設(shè)并且計算表明高水平APCaP，更有可能發(fā)生在在腎集合管以上部分。經(jīng)驗積累表明，CaP沉淀的風(fēng)險存在于亨利氏袢的上升段，并可能在遠(yuǎn)端小管的遠(yuǎn)端部分。而且CaP對隨后草酸鈣結(jié)石形成具有重要性。
CaP是結(jié)晶形成過程中的初始晶相，隨后可以導(dǎo)致CaOx結(jié)石的產(chǎn)生。確實這是一個很有吸引力的想法，它改變了我們對結(jié)石形成和如何開發(fā)預(yù)防復(fù)發(fā)新途徑的看法。Randall斑形成于相鄰的亨利氏長袢的彎曲處。這些沉淀物要么起源于CaP晶體的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移或來源于管內(nèi)的晶核，或起源于腎間質(zhì)組織[54]。CaP形成的另一條途徑是在亨利氏袢，從腎單位向下進入集合管，在一定條件下，較大的CaP結(jié)晶可以被滯留。缺乏抑制性尿中大分子物質(zhì)（UMM），或UMM濃度較低，或UMM結(jié)構(gòu)異常是導(dǎo)致腎小管內(nèi)病理結(jié)晶形成的可能因素。隨著較大的CaP結(jié)晶滯留，可以有CaOx結(jié)晶的產(chǎn)生。Randall斑表面覆蓋的受尿侵蝕的上皮細(xì)胞，或滯留于集合管末端的磷酸鈣晶團，均可為尿液中周期性地形成過飽和的CaOx提供附著的巢位。
2.4尿pH值
低pH對于后續(xù)草酸鈣結(jié)石的形成很重要。從理論上講，低pH情況下，CaP晶體會發(fā)生溶解，至少從理論上講，低pH可以促使APCaOx達(dá)到草酸鈣成核的水平。這樣的過程可以通過UMM（例如骨橋蛋白）的作用得到進一步強化。尿pH值低時，離子力高，尿Tamm-Horsfall蛋白可以發(fā)生自聚集。該性質(zhì)可導(dǎo)致CaOx的形成。草酸鈣聚合物依然附著在CaP的表面。當(dāng)CaP晶體完全溶解時，最終結(jié)石的成分將是單純的草酸鈣（CaOx），但當(dāng)部分CaP保留在晶體團中，則最終的結(jié)石為混合性的CaOx / CaP。
值得注意的是，純CaP結(jié)石僅在產(chǎn)生持續(xù)堿性尿液的患者中才能形成。如用乙酰唑胺治療的患者和遠(yuǎn)端腎小管酸中毒患者。在遠(yuǎn)端腎小管酸中毒條件下，尿液是堿性，且檸檬酸鹽排泄量低。這與用檸檬酸鹽或任何其他堿化尿液方法治療的患者不同，當(dāng)尿液pH高時，檸檬酸鹽排泄增高。
2.5初始晶體形成
最初，CaP是如何在腎單位腔內(nèi)發(fā)生沉淀？實驗證據(jù)表明，自由基引起的脂質(zhì)過氧化促使結(jié)石形成的促進劑從管腔刷狀緣膜釋放出來。在其作用下，CaP結(jié)晶發(fā)生沉淀，并可以通過異相成核實現(xiàn)結(jié)石的產(chǎn)生。
2.6治療后果
含鈣結(jié)石形成的重要因素總結(jié)在圖1中。含鈣結(jié)石形成的不同機制，為不同的治療方法提供了一定的參考。沒有足夠高的過飽和，就不會形成結(jié)石。終未尿中APCaOx的減少是必要的條件。確定周期性特別高的結(jié)晶形成風(fēng)險，并減少其風(fēng)險的高峰是重要的。避免低pH值對于CaP溶解的作用很重要。與堿化尿液相關(guān)，增加尿檸檬酸鹽，可以增加尿中檸檬酸鹽，并增強UMM的抑制結(jié)石形成的能力。UMM初始如何抵消CaP的沉淀并不清楚。如果這個過程發(fā)生在腔內(nèi)，理論上，用袢利尿劑使尿液稀釋是一項很好的選擇方法，但是，這也可能會增加鈣的排泄，由此可以用噻嗪類利尿劑來解決。使用抗氧化劑來抵抗脂質(zhì)過氧化，及阻止CaP的沉淀可能是治療的至關(guān)重要的一步。據(jù)報道別嘌呤醇的成功應(yīng)用，可以解釋這樣的效果。
圖1草酸鈣結(jié)石形成步驟的簡化概述。AP=離子活性產(chǎn)物；CaOx=草酸鈣；CaP＝鈣
磷酸鹽。
2.7更好地治療含鈣結(jié)石患者的未來目標(biāo)
鑒于一系列有助于含鈣結(jié)石的形成的協(xié)同因素的作用，顯然，應(yīng)對患者進行風(fēng)險評估的方法進行改進。目標(biāo)應(yīng)該是設(shè)計個體化的治療方案，關(guān)注特定周期性的風(fēng)險及情況的發(fā)生。
3.尿酸結(jié)石
尿酸結(jié)石的形成是高度的尿酸過飽和的結(jié)果。重要的決定因素有尿液pH值低，尿量低，尿酸鹽排泄量高。pH對APuric acid的影響如圖2所示。
尿酸鹽濃度的增加和低pH值被視為代謝綜合癥的后果。過多的動物蛋白質(zhì)的消耗會降低pH值，并增加尿酸排泄。典型的回腸造口術(shù)患者的尿酸結(jié)石形成結(jié)果是間質(zhì)中碳酸氫鹽損失和低尿液pH值。在嘌呤異常代謝中，例如在Lesch-Nyhans綜合征是尿酸結(jié)石形成的另一個原因。
在歐洲南部和阿拉伯國家，可以觀察到尿酸結(jié)石發(fā)生率相當(dāng)高，其發(fā)生的主要原因是飲食和氣候因素，但也不能排除遺傳因。值得注意的是，尿酸結(jié)石的發(fā)生率的增加是是代謝綜合征的結(jié)果。
圖2 pH值與尿酸離子活性產(chǎn)物的關(guān)系。AP＝離子活度積。
4.胱氨酸結(jié)石
由氨基酸引起胱氨酸結(jié)石，其溶解性差，則易發(fā)生沉淀。由于遺傳病，干擾了腎小管對胱氨酸的重吸收（也包括賴氨酸、精氨酸和鳥氨酸）。雖然胱氨酸溶解度隨尿pH升高而升高，但是在尿液呈堿性狀態(tài)下，可以有效地消除胱氨酸沉淀的風(fēng)險。pH值對AP胱氨酸的影響如圖3所示。胱氨酸的形成和溶解度產(chǎn)物為1.0~1.3 x 1020（mol/ l）3。胱氨酸初始結(jié)晶的形成發(fā)生在腎小管腔內(nèi)，是由于胱氨酸結(jié)晶聚集物在腔內(nèi)的滯留。
圖3 pH值與胱氨酸離子活性產(chǎn)物的關(guān)系。AP＝離子活度積。
5.感染性結(jié)石
形成感染性結(jié)石的先決條件是解脲酶微生物的感染。脲酶可能是由變形桿菌、假單胞菌、克雷伯菌和葡萄球菌釋放所致。另一個原因可能是解脲脲原體的產(chǎn)生。大腸桿菌并不總是產(chǎn)生脲酶，而變形桿菌菌株卻幾乎總是產(chǎn)生脲酶。其他潛在的解脲酶微生物，關(guān)于它們產(chǎn)脲酶的作用，需要對其進行具體分析。感染引起尿路上皮基質(zhì)的分泌。該基質(zhì)提供了磷酸銨鎂和碳酸磷灰石的環(huán)境與巢位，使它們在堿性尿液中很容易發(fā)生沉淀。從生理化學(xué)的角度來看，足夠高的這兩種鹽的過飽和度是由尿素分解為氨和二氧化碳所致，從而產(chǎn)生于堿性尿液中。在酸性尿液中，磷酸銨鎂和碳酸磷灰石均不會發(fā)生沉淀。
6．結(jié)論
仔細(xì)的評估既往用藥史、飲食習(xí)慣，以及結(jié)石形成情況及結(jié)石成分是重要的。在特定的的情況下，還要尋找可能的生化異常，為結(jié)石風(fēng)險因素提供良好的分析基礎(chǔ)。了解結(jié)石形成的動態(tài)，對于適當(dāng)治療和建議至關(guān)重要。結(jié)石病并不是完全的手術(shù)問題。雖然我們不能肯定告訴誰將會形成結(jié)石？誰將會繼續(xù)生長結(jié)石？為什么會出現(xiàn)這種情況？事實上，這是基于過去的經(jīng)驗、以及現(xiàn)代生化分析的進步，可以對結(jié)石發(fā)生的概率及其未來復(fù)發(fā)可能性的評估。預(yù)防結(jié)石是一項艱巨的任務(wù)，如果泌尿外科醫(yī)生僅僅關(guān)注去除結(jié)石的手術(shù)，則這項任務(wù)就顯得更加艱巨。