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原文作者:丛小明、顾晓箭、孙西钊ah9宋宝林医生

作者单位:江苏省中医院泌尿外科、南京大学附属鼓楼医院泌尿外科ah9宋宝林医生

来源:中华泌尿外科杂志ah9宋宝林医生


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尿石病肾钙斑的研究进展
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尿路结石由晶体和少量基质组成。尿液成石盐过饱和析出晶体是结石形成的基础,但晶体成为结石还需一个关键条件就是晶体的附着生长。目前认为上尿路晶体附着有3种理论方式:游离颗粒理论、固定颗粒理论和肾钙斑理论。在这3种理论中,肾钙斑理论提出最早,一直受到大家的关注,是尿石病发病机制中最重要的假说,也是当前研究的热点。对此,我们通过文献复习系统回顾尿石病肾钙斑的研究进展。ah9宋宝林医生

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一、肾钙斑与肾钙斑理论ah9宋宝林医生

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1937年Randall通过尸肾观察首先描述了肾乳头表面潜在的白色斑块(肾钙斑,RandallPlaque),这种斑块位于肾乳头上皮下的内髓间质,不侵及。肾小管,主要成分是磷酸钙。Randall注意到尸肾内的小结石紧密附着于肾钙斑,部分肾钙斑因表面上皮脱落裸露于尿液,另外脱落的结石表面含有微量磷酸钙成分,据此提出了结石附着于肾钙斑生长的假说。该理论提出后一直都受到关注,但长期未有重大研究进展。近十几年来,随着经皮肾镜及输尿管镜技术的应用,人们对结石患者的肾乳头进行了大量的直视观察和组织活检研究。根据Evan等学者对八类病因的结石患者的研究结果,结石的初始生长位置分为两类,一类是肾钙斑,另一类是位于Bellini集合管内的钙盐沉积(肾钙栓,RandallPlug)。特发性草酸钙结石患者的结石只生长于肾钙斑;原发性甲状旁腺功能亢进患者的结石既可牛长于肾钙斑,也可生长于肾钙栓;胱氨酸、透钙磷石、胃旁路术、回肠造口术、肾小管酸中毒及原发性高草酸尿患者的结石只生长于肾钙栓。透钙磷石和回肠造13术两类患者也存在肾钙斑,但未见结石附着生长。Linnes通过随机病例研究发现一定比例的特发性草酸钙结石患者同时存在肾钙栓。过去认为草酸钙结石附着于肾钙斑生长的机制是尿液中草酸钙晶体通过取向附生方式生长于肾钙斑的磷酸钙晶体表面。现代分析技术显示草酸钙晶体与磷酸钙晶体界面之间还存在着蛋白.基质层,因此草酸钙结石附着于肾钙斑生长的机制更像是一些尿液蛋白将草酸钙晶体黏附于肾钙斑的磷酸钙晶体表面。ah9宋宝林医生

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二、流行病学ah9宋宝林医生

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早期Randall观察到19.6%的尸肾(1154例)具有肾钙斑。Rosenow观察到22.2%的尸肾(239例)具有肾钙斑。Anderson观察到12%的尸体(1500例)具有。肾钙斑。Verooten在南非1060对尸肾中观察到17.2%的白种人具有肾钙斑,4.3%的班图人具有肾钙斑。1997年Low通过经皮肾镜(PCNL)和输尿管镜观察到74%的结石患者(57例)具有肾钙斑。Matlaga通过对23例特发性草酸钙结石患者PCNL术中录像发现,几乎所有肾乳头(91%)都具有肾钙斑,半数肾乳头上附着结石。与美国研究者的报道不同,欧洲研究者报道的肾钙斑发生率明显较低。Ruggera在意大利通过PCNL和输尿管镜观察到44.4%的结石患者(27例)具有肾钙斑。Traxer在法国通过输尿管软镜观察到57%的结石患者(289例)具有肾钙斑,27%的非结石患者(173例)具有肾钙斑。国内刘建河通过PCNL观察到12例结石患者中87.5%的肾乳头具有肾钙斑。这表明肾钙斑较为常见,特别是在结石患者,不同种族人群的肾钙斑发生率可能会有较大差异。ah9宋宝林医生

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根据肾钙斑理论,附着于肾钙斑生长的结石外表部分凹陷呈脐形且成分为羟磷灰石。西班牙Cifuentes连续对500例自然排出的结石进行分析,认为28.4%结石为肾钙斑生长结石。在法国,Necker医院过去30年所分析的45774例结石中,19.5%的结石考虑为肾钙斑生长结石,这其中92.5%的结石成分是草酸钙;Telon医院过去20年所分析的10282例完整草酸钙结石中,34.1%的结石考虑为。肾钙斑生长结石,数据还显示现在附着肾钙斑生长结石的发生率较过去明显升高,以青年人更多见。Miller对特发性草酸钙结石患者研究发现,78.3%的结石(115例)附着于肾钙斑。在未附着的结石中,4例结石丢失,12例外表呈现肾钙斑生长结石特征,剩余9例通过μ-CT扫描显示结石内部存在羟磷灰石成分。这项研究表明似乎所有的特发性草酸钙结石均附着于肾钙斑生长。ah9宋宝林医生

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三、病因与发生机制ah9宋宝林医生

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有关肾钙斑发生的病因研究十分有限,仅有一篇文献显示结石患者的肾钙斑面积大小与高尿钙和少尿量成正相关。形态学证据表明肾钙斑开始于位于髓襻小管细段基底膜的磷酸钙沉积,各段肾小管几乎没有晶体沉积,也无肾小管上皮损伤及间质纤维化。弄清结石患者位于髓襻小管细段基底膜的磷酸钙沉积如何形成是研究肾钙斑发生机制问题的关键。基于肾小管各段的离子浓度,体外实验表明髓襻小管内磷酸钙能够达到过饱和水平和结晶。一些学者认为髓襻小管细段基底膜的磷酸钙沉积可能与肾小管腔内晶体向管外转位有关。形态学观察提示。肾小管内的含钙晶体可通过两种方式转位到。肾小管外。一种是管内晶体由小管顶膜细胞内噬后跨膜转运并释放至基底膜;另一种为管内晶体邻近的上皮增殖、迁移覆盖于晶体,然后晶体位于上皮下基底膜,而上皮恢复正常。这两种方式被认为是一种肾脏清除肾小管内晶体的自身防御反应,而非病理过程。转位到肾小管外的晶体可通过酸和酶溶解后立即清除或重新过饱和形成晶体。ah9宋宝林医生

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与肾小管内外的晶体转位假说不同,也有一些学者认为髓襻小管细段基底膜的磷酸钙沉积可能是磷酸钙重新合成的过程。Bushinsky推测髓襻小管细段内尿液钙离子渗入小管外间质,受髓质逆流倍增和邻近集合小管质子分泌效应影响,该段间质内钙离子浓度较高且具有碱性环境,磷酸钙辅以黏多糖和基质蛋白异质成核心。Stoller认为髓襻小管细段附近的直小血管钙化是髓襻小管细段基底膜的羟磷灰石的形成起始事件。Gambaro提出髓襻小管细段基底膜的磷酸钙沉积可能是类似于动脉粥样硬化,。肾小管上皮向成骨样细胞转分化的过程。Khan观察到肾钙斑的形成与囊泡及胶原纤维有关,囊泡含有磷酸钙微球,胶原纤维也似乎钙化旧,这似乎佐证了Gambarn的观点。ah9宋宝林医生

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四、动物模型ah9宋宝林医生

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目前通过基因工程技术能够构建出肾钙斑有关的动物模型。敲除小鼠尿调素(THP)、骨调素(OPN)、THP/OPN、II型钠磷协同转运蛋白(Npt2a)及钠氢交换调节因子(NHERF-1)的相关基因可在肾乳头间质形成磷酸钙沉积,这些钙沉积的成分、微观形态与肾钙斑较为相似。THP在髓襻小管粗段升支(TAL)顶膜表达,敲除小鼠THP相关基因后,第15个月100%小鼠发生肾间质羟磷灰石沉积。24h尿液代谢分析显示小鼠THP基因敲出后尿液下降明显,钙磷等阳离子水平升高,透钙磷石过饱和。OPN在广泛组织及多种类型细胞表达,敲除小鼠OPN相关基因后,第2-3个月10%小鼠发生。肾间质磷酸钙沉积,THP与OPN基因双敲除后39.3%小鼠发生肾间质磷酸钙沉积。24h尿液代谢分析显示小鼠OPN基因敲除后未见钙磷等成石盐水平明显改变,但THP与OPN相关基因双敲除后的变化类似THP相关基因敲除。Npt2a在肾脏近曲小管(PCT)刷状缘表达,敲除小鼠Npt2a相关基因后,多数小鼠发生肾小管内磷酸钙沉积,少数小鼠发生肾间质羟磷灰石沉积。24h尿液代谢分析显示钙、磷水平升高。NHERF-1在PCT刷状缘和小肠表达,敲除小鼠NHERF-1相关基因后,第54周小鼠发生。肾间质磷酸钙沉积。24h尿液代谢分析显示钙、磷及尿酸水平升高。这些研究结果提示尿液钙或磷水平升高可能并非。肾钙斑发生的直接原因,否则磷酸钙主要应在肾小管腔内沉积,而且OPN敲除小鼠未见钙磷等成石盐水平明显改变;另外肾钙斑的发生可能与年龄有较强相关性。ah9宋宝林医生

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五、临床启示与展望ah9宋宝林医生

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经皮肾镜或输尿管软镜碎石操作下可直视肾乳头,观察肾钙斑及肾钙栓有助于判断结石是特发性草酸钙结石,还是其他病因结石。理论上清除肾钙斑能够预防特发性草酸钙结石复发,但考虑到肾乳头表面的肾钙斑深达内髓问质,内镜下热烧灼钙斑可能不能清除钙斑,还会损伤肾脏组织。肾钙栓位于Bellini集合管内,内镜下清除脱出的钙栓有可能会预防结石复发,还能解除管内梗阻,缓解肾脏组织损伤。大约80%的草酸钙结石自行排出,检查结石是否具有凹陷的脐形外表可以推断结石的来源。来源于肾钙斑的草酸钙结石能够提示患者可能更具有高尿钙和少尿量的代谢风险。由于目前缺乏对肾钙斑病因和发生机制的真正了解,临床上还没有预防或治疗肾钙斑的措施。随着基因技术构建出肾钙斑有关的动物模型和全基因组基因表达谱分析的开展,将会大大加速人们对肾钙斑病因和发生机制的研究。肾钙斑的发生可能与肾小管内晶体向管外转位有关,也可能是起源或类似于血管钙化的过程。个人更倾向于后者。血管钙化分为发生在动脉内膜钙化和动脉中膜钙化,尿石病肾钙斑与慢性肾病动脉中膜钙化在诸多方面非常相似,对此值得进一步研究。ah9宋宝林医生

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