中文别名 :尿石症
泌尿系统结石又称尿石症(urinary lithiasis),是肾结石、输尿管结石、膀胱结石和尿道结石的总称,是泌尿系统最常见的疾病之一。人类对此疾病的认识始于历史悠久的远古时代。早在公元前4800年的埃及木乃伊中发现的膀胱结石和肾结石是迄今为止人类认识到的最古老的泌尿系统结石。公元前12世纪,Susruta开展了经会阴膀胱取石术。由于当时还没有专业的泌尿外科医师,取石手术死亡率极高。著名的希腊名医希波克拉底(非泌尿外科医师)在他的誓言中写道:“我不做切割膀胱的取石手术,把它留给专业的从医者”。表明当时人们对泌尿系统结石的认识已经取得了很大的进步。
在两千多年前祖国医学文献中亦有关于结石病的病因、症状和治疗的记载。《黄帝内经·素问》提出“石淋”或“沙淋”,即指结石病。汉代张仲景《金匮要略》在消渴小便利淋病篇云:“淋之为病,小便如粟状,小腹弦急,痛引脐中。”“淋”相当于尿路感染,“石淋”亦表明结石与尿路感染关系密切。唐王《外台秘要》中亦记载:“石淋者,淋而生石也”。其他如《备急千金方》等,均对石淋、沙淋等症状、病因及治疗有进一步描述。对其发生的机制认为“煮海水成盐之象而成砂石淋者是也”,与现代过饱和结晶学说也是有相同之处。说明这一疾病早为我们先辈医学家所认识和重视,并积累了许多有效的治疗泌尿系统结石的方剂、针灸等方法,至今仍广为应用。
近30年来,泌尿系统结石的治疗有了突破性的进展。体外冲击波碎石术和各种腔内碎石术、取石术等微创技术的广泛应用,使得泌尿系统结石的治疗发生了根本的革命性变化,并已成为目前治疗的主要手段。以往传统的开放手术已大幅减少,90%以上的泌尿系统结石患者通过微创技术免除手术取石的痛苦,获得满意的治疗效果。然而,泌尿系统结石是一个复发率很高的疾病,例如肾脏草酸钙结石,其1年复发率约为10%,5年为35%,10年为50%。因此,一方面应重视泌尿系统结石的诊断和治疗,充分利用现代先进的微创技术,不断提高治疗效果,降低并发症的发生率;另一方面更应该引起重视的是,加强对结石形成病因和发病机制的研究,探索新的、更有效的防治方法,最大限度降低结石的发病率和复发率。
尿石症的病因较为复杂。至今多数病例尚找不到确切的原因。目前多认为尿石的发生是各种原因的综合作用所致,个体差异大。主要的原因是机体代谢性改变,有的可能是全身存在发病因素,其次是局部因素。下列因素可诱发尿结石。
1.个体的全身因素
即存在体内和肾内代谢紊乱性疾病,导致高钙血症或高钙尿症。甲状旁腺功能亢进者使骨钙大量溶出,并促进胃肠道对钙的吸收,导致血钙增高,血磷降低,尿钙增高,容易形成结石。有的患者肠道吸收钙超过正常人,形成特发性高钙尿症,尿钙增高,亦容易形成结石。高钙尿症大约占肾结石的50%。该类患者红细胞膜Ca2+/Mg2+ATP酶活性增强并与尿钙浓度相一致。但未发现钙泵基因的突变。枸橼酸可以抑制和减慢肾结石的形成,故低枸橼酸尿症容易形成结石。酸中毒是低枸橼酸尿的主要原因,由此原因所致的肾结石占该类结石的20%~60%。嘌呤代谢紊乱的痛风患者,血中尿酸增高,尿中排泄尿酸增加,故尿酸容易沉积形成尿酸结石。10%~20%的肾结石患者有痛风。结石由尿酸、草酸钙或磷酸钙组成,抑或为混合结石。该类患者的尿pH总是低的(pH<5.5)。高草酸尿症可导致草酸钙结石形成,可分为原发性和获得性两种类型。原发性高草酸尿症罕见,获得性高草酸尿症占肾结石患者的10%,其为肠对草酸盐吸收增加所致。还有的药物如长期服用皮质醇,造成过多脱钙而发生尿结石,以及溶骨性肿瘤或某些恶性肿瘤患者。亦有少数存在肾排钙增加,称之为肾性高钙尿症,均可诱发尿结石。还有骨折或瘫痪患者,因长期卧床引起骨质脱钙,导致尿钙增加;同时又由于尿潴留伴发感染,均容易形成尿结石。
2.尿路局部因素
各种原因引起的尿路梗阻导致尿液淤积、尿路感染,尤其是某些细菌能将尿素分解为氨,使尿液变为碱性,有利于磷酸盐、碳酸盐沉积而形成结石。同样尿路中存留异物如缝线,长期留置导尿管或造瘘管等,均可发生医源性尿路结石。肾结石亦容易发生在多囊肾、海绵肾和肾盂输尿管连接处狭窄的患者。
3.生活环境、气候、水源和饮食习惯
如地处炎热地区,出汗多,尿液易浓缩;食物和饮水内含有过多晶体成分,如草酸盐、尿酸盐等,都是结石形成的危险因素。近年来认为人们的食物趋向精细,进食肉类多于蔬菜等纤维素,与尿石的发生有一定的关系。此外,服用某些药物如磺胺药和激素等,都可能是尿石的诱因。
有关泌尿系统结石形成的机制一直是人们研究和探索的热点,但目前尚未完全明了,已提出了很多学说,比较代表性的有:认为肾结石发生于肾乳头钙化灶基础上的肾乳头钙斑学说;结石在基质构成的骨架上形成的基质学说;结石发生于尿液中晶体-胶体失衡的保护性胶体学说以及尿液中过饱和结晶和抑制物缺乏学说;结石形成是由于尿液中晶体面的互相高度配合而相互附生的取向附生学说和机体的免疫损伤学说等。20世纪70年代以来利用物理化学方法对尿液进行综合性的研究,认为不能用一个学说来阐明,而是包括尿液pH、尿酸和黏多糖等多种因素综合所致。正常尿液中含有形成结石的无机盐,即草酸盐、尿酸盐和磷酸盐等晶体,也含有晶体聚合抑制物质(焦磷酸盐,尿素和镁等),它们的共同作用使尿液维持过饱和状态,并阻止尿中晶体的析出。尿液中的晶体过多或晶体聚合抑制物减少,此为结石发生的基本条件。
近年来有人将结石分为原发性(代谢性)和继发性(感染性)两大类。前者因体内或肾本身的代谢紊乱,引起高钙血症和高钙尿症,损害了肾小管,产生结石基质,继有晶体沉积而形成结石。这种代谢性结石多为尿酸盐、草酸盐、胱氨酸和黄嘌呤结石。感染性结石是由于尿液中存在变形杆菌等能产生溶酶,将尿素分解为游离氨,使尿液碱性化,促使磷酸盐沉积。通常结石是在肾盏或肾盂内形成,临床多是磷酸镁铵盐结石,并容易形成鹿角形结石。由于局部梗阻和尿淤积而引起尿路感染,或结石本身伴发感染,甚至有的细菌生长于结石内的间隙中,故不易被抗生素彻底消灭。
泌尿系统结石的发病有以下特点:
1.有明显的地区性差异
泌尿系统结石是一个全球性疾病,在世界范围和我国的发病均有明显的地区性差别。英国、中欧、地中海、美国东南各州、澳洲北部、东南亚及我国南方都属于高发地区。目前,在美国和欧洲,普通人群肾结石的年发病率为0.1%~0.4%。地理环境是泌尿系统结石症流行病学的重要因素,同时,人们的营养状况、生活习惯、劳动条件、种族、性别和年龄等因素均有一定的关系。
迄今为止,在我国还缺乏严格按照现代流行病学的研究方法,整体调查泌尿系统结石发病率的报告。但整体来说,南方地区发病率高,北方地区发病率低。1976年北京医学院泌尿外科研究所统计了全国29个省市自治区45所医院的泌尿外科住院患者10 876人,发现泌尿系统结石患者在全国的分布有着明显的差异,发病人数以黑龙江省最低,仅占2.5%,贵州省最高占59.0%。北方13个省、市、自治区中,泌尿系统结石患者占同期泌尿外科住院患者中所占比例均低于15.0%,其中辽宁、内蒙古、山西等8个省、市、自治区均低于11.0%。南方16个省、市、自治区中,泌尿系统结石患者占同期泌尿外科住院患者中所占比例全部超过11.0%,其中,广东、广西、云南等6个省市自治区超过30.0%,南方诸省中泌尿系统结石患者在泌尿外科住院患者中几乎占首位。
流行病学调查的数据表明,近年来我国泌尿系统结石的发病率呈上升趋势,需引起重视。广西融水县泌尿系统结石的新发病率由1977年的20.2/10万逐渐上升到1986年的65.3/10万。据1983年广东东莞地区调查50万人口的资料显示,1年内泌尿系统结石新发病率为107/10万,1984年为123/10万,1985年上升为140/10万。广东珠江三角洲的多发地区花县266 895例人群普查(普查率为75%),泌尿系统结石总的发病率为3.3‰,其中,男性为4.5‰,女性为2.2‰,城镇6.4‰,农村3.2‰,上尿路结石占73.4%。
2.尿路结石发生的部位与年龄、性别的关系
上尿路结石和下尿路结石,无论在病因、年龄、性别,还是在结石发生的部位和成分都有明显的差异。近年来,随着我国社会经济发展,人们生活水平的提高,泌尿系统结石的发病部位和年龄构成发生了明显的变化。体现在下尿路结石如膀胱结石在我国的发病率迅速下降,而上尿路结石如肾结石和输尿管结石却有明显增多的趋势,中壮年泌尿系统结石患者增多。过去小儿常由于缺乏乳类和动物蛋白营养,容易发生膀胱结石,发病常在3~5岁,10岁以下占膀胱结石57%。据1976年一组20 424例泌尿系统结石患者分析,下尿路结石仅占16%,比较流行的地区多属交通、经济较不发达的偏僻山区。亦见于偏食儿童患膀胱结石,其余下尿路结石主要见于男性老年的前列腺增生症或尿道狭窄患者,而上尿路结石日渐增多。建国初期,上、下尿路结石之比为1∶1.4,到1983年倒转为7.5∶10。上尿路结石大多数患者为20~50岁,其中30~40岁更多见,且男性多于女性,约3.5∶1,可能是男性尿中代谢产物高于女性,雄激素能增加草酸的形成,而雌激素则增加尿中枸橼酸含量的作用。不过近年来女性患尿石症亦有增多的趋势。双侧尿路结石占10%~20%,单个结石占61.4%。同一器官中多发结石占20.80%,而多部位多个结石约占17.8%。
3.尿路结石的成分和性质
尿路结石是由尿液中所含晶体和胶体组成。通常都是先有一个核心,其核心大小不等,可由显微镜下的微粒到肉眼可见的斑块,另为基质(黏蛋白及黏多糖)和尿中草酸钙、磷酸钙、尿酸等晶体组成。另外,小血块、细胞碎屑、细菌、管型和各种异物等都可能成为结石形成的核心,然后尿中的各种晶体成分和胶体基质围绕核心逐渐沉积增大而形成结石。决定结石晶体的成分除体内代谢异常所致的某些晶体在尿中过量以外,还受细菌感染、尿酸和尿的酸碱度的影响,故含一种成分的纯结石少见,多数是以两种成分以上的混合性结石。
近年来重视尿路结石成分的分析研究,对病因和预防复发均有一定意义。现在对尿石成分的分析方法较多,简单的有一般化学定性分析方法,能检查出结石中含钙、磷、镁、铵、草酸、尿酸和胱氨酸等,此法基本解决了临床医疗的需要。在有条件者亦可采用X线衍射、红外线光谱、热重和差热分析方法。结构分析有偏光显微镜、扫描和透射电镜等技术的应用。在大多数工业化国家,大约80%的肾结石成分为钙盐,其他20%的肾结石为尿酸、鸟粪石或碳酸磷灰石、胱氨酸和其他罕见结石。在美国和欧洲,尿酸结石大约占5%~10%,而近东的某些国家和地中海国家尿酸结石的发病率较高(30%);胱氨酸结石大约占1%。有关尿石的物理化学特点,取决于化学成分、形成过程和所在部位。下列介绍几种常见的尿石及其物理化学性质。
(1)草酸钙结石或草酸钙与磷酸钙混合结石:
占80%~84%。X线片上显影最佳。肉眼所见结石表面呈桑葚状或呈星状突起。亦有光滑的,褐色,质地硬,不易碎。化学成分为一水或二水草酸钙。
(2)磷酸钙与磷酸镁铵混合结石:
占6%~9%,X线片可显示。结石表面呈灰白色,多呈鹿角形,生长速度快,质地较松软,易碎。在碱性尿中形成,并常伴有尿路感染。
(3)尿酸石:
占6%~10%,成分为尿酸石。X线片不能显示,即阴性结石。值得注意的是该结石常和其他结石混合存在。多为黄色,质硬,表面光滑或粗糙。在酸性尿中形成。血尿酸增高。
(4)胱氨酸石:
仅占1%~2%。X线片不能显示结石。此石表面光滑,质坚,如黄色蜡样物质,常在无感染酸性尿中形成,主要成分为胱氨酸。
(5)其他结石:
有黄嘌呤结石与磺胺石,均在酸性尿中形成,临床很少见。
泌尿系统结石的病理损害主要有三个方面:
1.梗阻
结石在尿路各个部位均能造成梗阻,其上方发生尿路积水。多数是不全梗阻,有的结石虽大,但尿液仍可通过结石旁的缝隙排出;但也有小结石可引起严重梗阻,甚至使患侧肾失去功能。双侧尿路梗阻则出现尿闭、肾功能不全。
2.直接损伤
结石表面粗糙,容易造成尿路上皮损伤和血尿。长期慢性刺激可发生癌变,如肾盂或膀胱铸形结石可伴发鳞状上皮癌。
3.感染
凡能引起梗阻的结石,多可导致尿路感染。结石、梗阻和感染三者互为因果,结石引起梗阻,梗阻促进感染,感染使结石增大。重者可导致肾积脓和肾周炎症。
泌尿系统结石的形成因素复杂,且复发率高,因此采取有效的预防措施,是从根本上减少结石发病率的关键。整体来说,泌尿系统结石的预防大致分为两类:
1.一般性预防措施
凡有结石史的患者都应养成多饮水的习惯,以稀释尿液。正常人每24小时尿量维持在2000ml以上,患过结石的患者则应维持在2000~3000ml尿量,以降低尿内盐类的浓度,减少尿盐沉积的机会。仅大量饮水一种措施即可有效地预防结石的复发。改善水源水质对预防结石也有一定意义。对食物中的钠盐要进行限制(大约100mmol/d),同时要限制草酸盐的摄入。可多饮柠檬果汁,少吃肉类,适当食用含钙食物。去除尿路一切梗阻因素,如尿道狭窄、前列腺增生症等。积极治疗尿路感染。长期卧床患者应多活动,多翻身,可在床上加强锻炼,以减少骨质脱钙,增进尿液通畅度。
2.个体化预防措施
(1)早期研究显示,39%~78%的原发性甲状旁腺功能亢进症患者会发生肾结石,但近年来的研究表明,大约只有1%的原发性甲状旁腺功能亢进发生肾结石。故应注意筛查,并首先着重诊治甲状旁腺功能亢进,否则结石去除后会很快复发。少数甲状旁腺瘤患者于腺瘤切除术后,原有的结石也会自行溶解。
(2)根据已排出的结石或手术取出的结石,行结石成分分析,并相应进行防治。如尿酸结石是体内嘌呤代谢紊乱的产物,故嘱患者多饮水(2000ml/d),除控制感染外,可应用碱化药物,使尿pH维持在6.5~7.0,并用碱性合剂,如口服苏打片。如血尿酸含量过高,可先用食物治疗,限制每日蛋白质总量在0.8~1.0g/kg,糖类占总热量不超过50%~60%。多吃新鲜蔬菜和水果,因其含多种维生素,代谢最终产物是碱性,有利于治疗。由于患者多较肥胖,膳食宜低热量,少油脂和糖类。尽量少食动物内脏、菠菜、豆类、酒、浓茶、咖啡饮料。
对胱氨酸尿患者,可以应用D-青霉胺或硫普罗宁,两种药物均可与胱氨酸结合而形成可溶性混合性二硫化物,将尿液胱氨酸浓度降低至200mg/L。