特殊類型的尿路結(jié)石
1.尿流動(dòng)力學(xué)因素 各種因素引起的腎內(nèi)尿流動(dòng)力學(xué)改變,包括先天性腎盂輸尿管交界處狹窄、腎臟畸形、腔靜脈后輸尿管等均可使腎內(nèi)尿流緩慢。腎小管內(nèi)原尿濃縮,造成鹽類晶體過度飽和以及結(jié)晶析出,析出的晶體在腎小管、腎乳頭處積聚,又可以進(jìn)一步加重尿流緩慢。若原發(fā)病因不解除,最終可以誘發(fā)結(jié)石形成。另外,反流性腎病、先天性腎盞囊腫、腎盞憩室等疾病,均可造成腎盞擴(kuò)張,進(jìn)而影響腎內(nèi)尿流速度,使尿液滯留,誘發(fā)結(jié)晶析出,最終也可以形成結(jié)石。
2.感染因素 尿路感染可以導(dǎo)致尿路系統(tǒng)的正常內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞,從而引起腎內(nèi)尿流動(dòng)力學(xué)的改變,如慢性腎盂腎炎、腎結(jié)核等。另外,許多引起尿路感染的細(xì)菌可以產(chǎn)生尿素酶,其能分解尿液中的尿素,使尿液中的銨離子濃度增高、pH值升高,從而促進(jìn)磷酸鎂銨結(jié)晶的形成。另外,腎小管性酸中毒、各種原因引起的高鈣血癥、胃腸功能紊亂等都可能與腎結(jié)石的形成有關(guān)。
腎髓質(zhì)囊腫病(海綿腎)是腎集合管先天性發(fā)育障礙所引起的,本病大多累及雙腎,一般無特殊的臨床表現(xiàn)。主要的臨床意義是它可能合并腎盂腎炎及腎結(jié)石。肉眼標(biāo)本可見囊腫局限于腎髓質(zhì),狀似海綿。光鏡下可見集合管擴(kuò)張呈圓形或不規(guī)則狀的囊腔,其中乳頭管擴(kuò)張尤為明顯,囊壁被覆立方形或扁平上皮,囊內(nèi)充以剝脫的上皮細(xì)胞及鈣化形成的小結(jié)石,結(jié)石的主要成分為磷酸鈣。
鈣鹽在腎實(shí)質(zhì)內(nèi)沉積稱為腎鈣質(zhì)沉著,腎盞、腎盂內(nèi)形成結(jié)石稱為腎結(jié)石病,二者既可以單獨(dú)出現(xiàn),也可以同時(shí)存在。腎鈣質(zhì)沉著的常見原因有:甲狀旁腺功能亢進(jìn)、腎小管性酸中毒、腎髓質(zhì)囊腫病、腎乳頭壞死、高草酸尿癥、維生素D中毒及骨質(zhì)疏松等病癥,其中以甲狀旁腺功能亢進(jìn)和腎小管性酸中毒最為常見。
腎鈣質(zhì)沉著的主要形成機(jī)制包括3個(gè)方面:腸道吸收鈣質(zhì)增加;溶骨或骨質(zhì)破壞增強(qiáng);腎營(yíng)養(yǎng)不良性鈣化。前兩者都伴有高鈣血癥,而且還可以合并高鈣尿癥。腎營(yíng)養(yǎng)不良性鈣化是鈣鹽在受損害或壞死的腎組織內(nèi)出現(xiàn)沉積,而患者的血鈣和尿鈣均可能在正常的范圍內(nèi)。引起營(yíng)養(yǎng)不良性鈣化的腎損害多見于腎皮質(zhì)的缺血性壞死,亦可見于腎小管性酸中毒等疾病。當(dāng)然,引起腎鈣質(zhì)沉著往往是多種因素綜合作用的結(jié)果。
Wrong等人將腎鈣質(zhì)沉著分為3個(gè)類型,即化學(xué)型、組織型和臨床型。化學(xué)型腎鈣質(zhì)沉著為腎組織內(nèi)鈣的含量增高,包括各種代謝異常所引起的腎組織內(nèi)鈣含量增高,此型腎鈣質(zhì)沉著最為常見,并常伴隨有不同程度的高鈣血癥。組織型腎鈣質(zhì)沉著較少見,多在組織病理學(xué)檢查時(shí)才發(fā)現(xiàn)。臨床型X射線所見,大部分鈣化分布在腎髓質(zhì)。
腎鈣質(zhì)沉著的主要組織病理變化是病變腎單位的上皮細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)嗜堿性鈣鹽顆粒沉積,其主要成分為磷酸鎂銨。鈣鹽顆粒與類似基質(zhì)的PAS陽性物質(zhì)相伴出現(xiàn),鈣鹽顆粒在細(xì)胞內(nèi)積聚,進(jìn)而破壞細(xì)胞并形成較大的鈣化團(tuán)塊,鈣化團(tuán)塊繼續(xù)積聚,進(jìn)一步破壞腎小管,隨后,鈣化團(tuán)塊可進(jìn)入腎小管或腎間質(zhì)。
1937~1942年期間,Randall經(jīng)過大量的臨床及尸檢研究后,提出了在腎結(jié)石形成之前腎乳頭已經(jīng)存在著鈣鹽沉著的說法,即Randal學(xué)說。Randall在他的學(xué)說中指出,腎乳頭部鈣鹽沉著是大多數(shù)腎結(jié)石形成的前期表現(xiàn),分為2個(gè)類型。其中Ⅰ型較為常見,病變直徑1~2 mm,主要發(fā)生在腎乳頭黏膜下的組織內(nèi)。一個(gè)腎臟常有數(shù)個(gè)腎乳頭被累及,而其中一個(gè)腎乳頭內(nèi)可以有多處病變發(fā)生。Randall認(rèn)為,此型在與代謝無關(guān)的腎結(jié)石形成的過程中起著主要的作用,他將這種鈣鹽沉著分為3個(gè)階段:第1階段在腎乳頭黏膜表層出現(xiàn)一個(gè)或數(shù)個(gè)色如奶酪的鈣鹽沉著斑點(diǎn);第2階段,鈣化斑使腎乳頭黏膜上皮收縮、變形繼而破壞;第3階段,無上皮覆蓋的鈣化斑成為結(jié)石形成的開始。Ⅱ型不常見,病變發(fā)生在集合管的末端和乳頭管的表面,是尿液濃縮使鹽類在乳頭管末端沉積而產(chǎn)生的。腎鈣斑主要與代謝異?;蛘吒腥舅鸬慕Y(jié)石有關(guān)。
Randall進(jìn)行了大量的尸檢后發(fā)現(xiàn),大約19.6%被檢腎標(biāo)本中有一個(gè)或數(shù)個(gè)腎乳頭發(fā)生鈣鹽沉積,Rosenow和Posey在隨后的研究中也有類似的發(fā)現(xiàn)。他們的研究還顯示這種現(xiàn)象在男性中較為常見(男女比例約為2∶1),50歲以上患者的腎乳頭更容易發(fā)生這種病變。另外,1942年Vermooten研究了南部非洲的人群后發(fā)現(xiàn),17.2%的白人和4.3%班圖族人的腎臟存在著腎乳頭病變,但是,班圖族人卻很少發(fā)生腎結(jié)石病。然而,Randall學(xué)說也有不足之處,例如腎結(jié)石病最常見于30~40歲的人群中,而腎鈣斑則最多見于50歲以上的人群。也有學(xué)者認(rèn)為腎鈣斑在腎結(jié)石形成的過程中肯定發(fā)揮極其重要的作用,但其確切機(jī)制尚未得到證實(shí)。
1953年,Cart提出腎乳頭鈣質(zhì)沉著的另一種假說,他在大量的腎結(jié)石手術(shù)標(biāo)本中,于腎實(shí)質(zhì)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種微小的結(jié)石,這種微小的結(jié)石是沿著腎盞黏膜穹隆部淋巴管內(nèi)出現(xiàn)鈣鹽沉積,即Carr微結(jié)石。Carr用微X射線檢測(cè)出微結(jié)石所在的位置,并用X射線衍射的療法檢測(cè)出微結(jié)石的成分。Carr把鈣鹽沉積和微結(jié)石、小結(jié)石及真正的腎結(jié)石區(qū)分開來,并認(rèn)為幾乎所有9歲以上的腎結(jié)石患者的腎標(biāo)本中均可發(fā)現(xiàn)微小不透過X射線的物質(zhì)。經(jīng)過大量研究,Carr發(fā)現(xiàn)這種微結(jié)石主要存在于腎盞黏膜穹隆部的淋巴管內(nèi),并指出最早出現(xiàn)不透過X射線物質(zhì)的也是在此部位而并非是腎乳頭本身。由此Carr指出Randall所描述的病變只是這種微結(jié)石聚集生長(zhǎng)的一個(gè)過程,而并非是腎乳頭本身的病變所造成的。另外,Carr指出鈣鹽結(jié)晶在正常情況下也可以出現(xiàn)。微結(jié)石的出現(xiàn)可能與淋巴管吸收過多的鈣鹽、淋巴管感染或阻塞等因素有關(guān)。鈣鹽結(jié)晶的不斷沉積聚集可以引起組織壞死,隨后腎盞黏膜破壞,微結(jié)石脫落形成真正的結(jié)石。X射線衍射也表明,微結(jié)石與真正的結(jié)石的關(guān)系十分密切。不過,正如Randall理論一樣,Carr學(xué)說也未被完全證實(shí)。
腎乳頭壞死是一種特殊的臨床病理綜合征,它可以累及一個(gè)或數(shù)個(gè)腎乳頭,病變?yōu)閱蝹?cè)或雙側(cè),多見于伴有嚴(yán)重泌尿系統(tǒng)感染的患者,尤其常見于伴隨著嚴(yán)重尿路梗阻及糖尿病的患者。腎乳頭壞死的病理學(xué)基礎(chǔ)是腎錐體因血液供應(yīng)障礙而發(fā)生的缺血性壞死,它的發(fā)生與腎乳頭的血液循環(huán)特點(diǎn)有關(guān)。一般來說,腎乳頭的血液供應(yīng)主要來自腎髓質(zhì)深部的直小動(dòng)脈和腎盞的螺旋小動(dòng)脈。嚴(yán)重腎內(nèi)感染時(shí),如急性腎盞腎炎等可使腎實(shí)質(zhì)水腫及大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),繼而發(fā)生腎乳頭壞死。此外,濫用止痛劑,使藥物在腎髓質(zhì)的濃度過高而直接損傷小動(dòng)脈,而且,止痛藥能夠抑制前列腺素的合成,后者具有擴(kuò)張腎血管的作用。前列腺素合成減少時(shí)可使腎血管處于收縮的狀態(tài),從而減少腎髓質(zhì)血液供應(yīng)。糖尿病患者腎臟小動(dòng)脈可發(fā)生硬化,導(dǎo)致管腔狹窄進(jìn)而影響腎乳頭的血液供應(yīng)。另外,患血液疾病時(shí),血細(xì)胞及其破壞碎片可堆積于直小動(dòng)脈等處,造成腎乳頭血液循環(huán)障礙,也可引起腎乳頭缺血壞死。
腎乳頭的早期病變,可見腎髓質(zhì)高度瘀血及出血,髓袢、集合管及乳頭管上皮細(xì)胞呈灶狀變性、壞死及脫落,晚期則僅剩下壞死的組織,并可伴有灶狀鈣化,鈣化的形成可能與腎小管對(duì)枸櫞酸的分泌減少以及腎小管的酸化功能障礙有關(guān)。
泌尿系統(tǒng)結(jié)石的發(fā)病原因和機(jī)制比較復(fù)雜,目前認(rèn)為它是多種因素綜合作用的結(jié)果,Randall(1937年)最早注意到腎臟在泌尿系統(tǒng)結(jié)石形成中的作用。他認(rèn)為,腎乳頭的鈣化斑是結(jié)石形成的基礎(chǔ)。以后,不少的學(xué)者也發(fā)現(xiàn)結(jié)石形成起始中的成核以及增長(zhǎng)階段也出現(xiàn)在腎臟,但是,腎鈣化斑顯然是腎臟病變后期的結(jié)果。關(guān)于腎臟在結(jié)石形成早期的作用,Boyce在對(duì)大量結(jié)石基質(zhì)研究的基礎(chǔ)上推測(cè),首先腎小管細(xì)胞排出基質(zhì)物質(zhì),隨后,基質(zhì)物質(zhì)的表面出現(xiàn)結(jié)晶物質(zhì)的沉淀,然后逐漸形成結(jié)石。MALEK和Wickham (1973年)等也認(rèn)為,代謝障礙或者理化因素都可以引起腎臟的損害,促使腎小管內(nèi)形成并排出基質(zhì)物質(zhì),后者與晶體物質(zhì)結(jié)合從而構(gòu)成結(jié)晶體。也就是說,腎小管病變?cè)诰w和結(jié)石形成之前已經(jīng)存在。用乙二醇和氯化銨誘導(dǎo)大白鼠腎結(jié)石形成的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在腎結(jié)石形成的過程中,腎臟病理改變的過程分為3個(gè)時(shí)期:①晶體形成前期,即在誘石劑后1~2 d內(nèi)腎臟出現(xiàn)的早期病變,主要是超微結(jié)構(gòu)的改變,需要用電鏡觀察;②腎鈣化和腎內(nèi)結(jié)石形成時(shí)期即3~5 d的腎臟病變,此時(shí)用光鏡可以觀察到明確的病理改變;③腎盞結(jié)石出現(xiàn)以后的病理改變,即實(shí)驗(yàn)鼠腎臟第12~21天的標(biāo)本。
1.晶體形成前期腎臟超微結(jié)構(gòu)的改變
(1)近曲小管細(xì)胞變化最明顯,刷毛緣出現(xiàn)微絨毛紊亂、斷裂、囊化、融合以致脫落至管腔內(nèi)形成多數(shù)的微小囊,細(xì)胞頂囊增多、擴(kuò)大,其內(nèi)還可見各種形狀大小不一的膜性結(jié)構(gòu)小體,有的呈同心分層結(jié)構(gòu)。少數(shù)線粒體內(nèi)嵴部分缺失或者呈空泡狀變性,細(xì)胞間隙和基底反折間隙擴(kuò)大。其內(nèi)偶爾見膜性小囊,管腔內(nèi)除了可見到類似的膜性囊泡以外,還可以出現(xiàn)一些致密小體。其中,部分致密小體被膜性物質(zhì)包繞;管腔內(nèi)的小囊或者小體有的夾于微絨毛之間,似自細(xì)胞頂部排出一樣。此外,還可以看到鈣的分布明顯地增加,主要出現(xiàn)在線粒體內(nèi)嵴間、胞質(zhì)的囊泡內(nèi)、溶酶體、細(xì)胞間隙以及膜性囊泡和電子致密體內(nèi),結(jié)構(gòu)呈顆粒狀。
(2)髓袢部細(xì)胞變化輕微,偶爾見腫脹的細(xì)胞突入管腔內(nèi),腔內(nèi)有從近曲小管流下的內(nèi)容物。
(3)遠(yuǎn)曲小管病變亦較近曲小管輕,表現(xiàn)為細(xì)胞頂部腫脹,有的呈水泡狀突向管腔,胞質(zhì)內(nèi)囊泡亦增多,也可以見到少量膜性囊狀小體。
(4)集合小管細(xì)胞腫脹,有的線粒體呈空泡變性,鈣的分布與近曲小管相似。此外,乳頭間質(zhì)細(xì)胞溶酶體內(nèi)亦可見較粗大的含鈣顆粒。
2.晶體生成、腎內(nèi)成石和腎鈣化時(shí)期腎臟的病理改變
(1)光鏡病理改變 經(jīng)Von Kossa染色后,正常的腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)少量均勻分布的微粒(磷灰石),服誘石劑5 d后,腎內(nèi)出現(xiàn)小鈣化點(diǎn),主要分布在近曲小管,腎小管內(nèi)還可以見到PAS陽性的蛋白管型,部分腎小管上皮出現(xiàn)輕度變性改變。
(2)超微結(jié)構(gòu)改變 腎各個(gè)部位的變化較以前更加顯著,主要表現(xiàn)為腎小管細(xì)胞輕度變性壞死,線粒體空虛、破裂增多,形成自噬泡或者與初級(jí)溶酶體融合形成次級(jí)溶酶體,出現(xiàn)核固縮,各種膜性小囊或者電子致密體亦增多,管腔內(nèi)細(xì)胞碎片、各種小囊或者小體均增多,形成團(tuán)塊。此期可出現(xiàn)小的晶體,它們分布于線粒體、溶酶體、囊泡或者電子致密體內(nèi),也可以游離于管腔中。各種含鈣的程度亦有所增加,鈣顆粒增粗。
3.腎盂出現(xiàn)結(jié)石時(shí)腎臟的病理變化
(1)光鏡病理變化 腎小管上皮細(xì)胞變性壞死較以前明顯,并出現(xiàn)各個(gè)部位的鈣化,腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)和細(xì)胞核、腎間質(zhì)、小靜脈壁等處均有鈣化,腎被膜亦出現(xiàn)鈣化灶,有的表現(xiàn)為線形似為淋巴管的鈣化。腎上皮細(xì)胞內(nèi)和管腔內(nèi)的糖蛋白物質(zhì)明顯增加,在微石晶體周圍可見PAS或者Alcian陽性物質(zhì)。
(2)超微結(jié)構(gòu)改變 細(xì)胞壞死現(xiàn)象更趨顯著,基底膜增厚、斷裂,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)無結(jié)構(gòu)的壞死區(qū)及鈣化,集合管細(xì)胞核凝集成塊,乳頭部間質(zhì)細(xì)胞溶酶體有明顯的鈣質(zhì)沉著。管腔內(nèi)既有晶體存在,含有機(jī)基質(zhì)的微結(jié)石數(shù)目也增多,并且體積增大。
絕大多數(shù)泌尿系統(tǒng)結(jié)石都是由無機(jī)礦物和有機(jī)基質(zhì)有序組合的,而且尿液中的大分子物質(zhì)都能在基質(zhì)中檢出。因此,自然地聯(lián)想到結(jié)石基質(zhì)可能是由尿液中大分子物質(zhì)凝集而形成的。雖然個(gè)別基質(zhì)成分的相對(duì)比例與尿液中相同種類的大分子物質(zhì)不同,但是,結(jié)石基質(zhì)基本上都是由包含著一系列蛋白質(zhì)、糖類的黏蛋白所組成的。從結(jié)石患者腎和尿液中檢出的“黏蛋白”,可能是基質(zhì)黏蛋白的重要前體。唾液酸黏蛋白能夠穩(wěn)定鈣鹽,它存在于尿液和腎組織中的尿類黏蛋白中。但是,一般情況下,它在結(jié)石基質(zhì)中并不出現(xiàn)。有人認(rèn)為,在尿酶的作用下,唾液酸酶(N-乙酰神經(jīng)氨酸苷酶)從糖苷部脫去唾液酸,從而使尿類黏蛋白轉(zhuǎn)變成基質(zhì)物質(zhì)A,這一推斷仍有待于進(jìn)一步證實(shí),因?yàn)镸utton (1980年)等人報(bào)道,正常人腎組織中的神經(jīng)氨酸苷酶的活性與結(jié)石患者相比較并沒有顯著性的差異。
Finlayson等人(1961年)在正常人尿液中加入草酸鉀和氯化鈣,然后透析沉淀物以去除無機(jī)離子,他們把剩余的物質(zhì)稱為“共沉淀物”。分析其成分發(fā)現(xiàn),其沉淀物實(shí)際上是一種黏蛋白,其性質(zhì)完全類似于基質(zhì)的成分,加入甲醛后,可以得到一種油灰狀物質(zhì),組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)它與基質(zhì)相似。King和Boyce(1963年)報(bào)道用異物誘發(fā)尿路感染時(shí),尿液的pH值升高,并且形成黏蛋白的凝聚物,甚至在異物被取出以后,這種變化仍然繼續(xù)存在。
Hillenfrand和Roesner(1955年)在結(jié)石患者尿液中觀察到有層狀的膠體顆粒小球占75%。尿液出現(xiàn)有這種膠體顆粒小球的患者存在著尿路系統(tǒng)的異?;蛘吒腥?,此外,部分患者存在著骨病或者中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病。Koch(1958年)報(bào)道大白鼠口服碳酸鈣、草酸鈣或者磺胺噻唑等誘石劑以后,尿液中也會(huì)產(chǎn)生類似的膠體顆粒。最初這些膠體顆粒直徑在0.5~20μm,礦化以后直徑可增加到10~35μm的范圍,最后可形成直徑達(dá)150μm的微晶。Saitof(1954年)發(fā)現(xiàn)這些膠狀物由蛋白和多糖組成。Shigematsu (1957年)及Tanaka(1958年)發(fā)現(xiàn)口服維生素D過量的鼠腎近曲小管會(huì)發(fā)生改變,主要表現(xiàn)是其刷狀緣脫落的線粒體囊可形成直徑0.75μm以上的膠體顆粒。另外,管腔內(nèi)出現(xiàn)細(xì)胞破壞碎片沉淀。Boyce(1963年)提出,細(xì)胞內(nèi)和管腔內(nèi)的黏蛋白與基質(zhì)物質(zhì)A有相似的免疫性。Kimttra(1976年)又證明,基質(zhì)物質(zhì)的作用類似于尿中的膠體顆粒,它可使Zeta電位降低,導(dǎo)致顆粒沉降。Hallson和Rose(1979年)的實(shí)驗(yàn)證明,由于原尿的濃縮導(dǎo)致尿液黏蛋白沉淀,可能為異質(zhì)成核及聚集提供了條件,并且進(jìn)而形成結(jié)石。
Wickham(1981年)根據(jù)前人的研究提出基質(zhì)和結(jié)石形成的理論模型,他將結(jié)石分為兩類:即體內(nèi)代謝紊亂引起的代謝性結(jié)石和尿路感染引起的感染性結(jié)石,在這兩類結(jié)石中,基質(zhì)形成的最初發(fā)展階段是不同的。
感染性結(jié)石主要包括磷酸鈣、磷酸鎂銨及其他磷酸鹽混合結(jié)石?;颊唧w內(nèi)沒有明顯的代謝性異常,沒有腎小管損傷,細(xì)胞內(nèi)和腎小管內(nèi)無明顯的基質(zhì)前體存在。因此,這種結(jié)石的形成主要發(fā)生在有尿路感染的情況下。
多年來,盡管人們對(duì)結(jié)石基質(zhì)做了大量的研究,但是基質(zhì)在結(jié)石形成的過程中所起的作用仍未完全清楚。目前,從晶體動(dòng)力學(xué)的角度考慮,基質(zhì)在結(jié)石過程中可能起如下作用。
1.結(jié)晶成核 基質(zhì)中含有一些與鈣有高度親和力的氨基酸蛋白質(zhì),如含正磷絲氨酸的釉質(zhì)蛋白及含有羧基谷氨酸的蛋白。由乙二胺四乙酸產(chǎn)生的局部高濃度鈣可使磷酸鈣晶核沉積得更好,釉質(zhì)蛋白與鈣離子的螯合可使磷酸鈣很好地成核?;|(zhì)中的黏蛋白有兩類結(jié)合點(diǎn),它們對(duì)鈣和磷酸鹽具有特異的親和力。黏蛋白可以通過它的結(jié)合點(diǎn)分別與鈣和磷酸鹽結(jié)合,而草酸鹽則可通過與磷酸鹽橋結(jié)合,形成一個(gè)黏蛋白-磷酸鹽-草酸鹽-草酸鹽……的復(fù)合物。在這種黏蛋白異質(zhì)成核的結(jié)構(gòu)中,黏蛋白的基本單位可以通過與鈣的結(jié)合而不斷地延伸,并通過與磷酸鹽的結(jié)合使之不斷的加寬,直至最后形成膠體。在這一過程中,鈣是必要的成分。在含有磷酸鹽的黏蛋白溶液中,只有加入鈣后,才有可能形成膠體,而草酸鹽必須在有磷酸鹽存在的情況下才能被結(jié)合上去。Drach等 (1980年、1982年)用連續(xù)結(jié)晶系統(tǒng)測(cè)定了正常人和結(jié)石患者尿液中不同分子量的大分子物對(duì)草酸鈣成核和生長(zhǎng)過程的影響,發(fā)現(xiàn)結(jié)石患者的尿液及尿類黏蛋白均具有促進(jìn)晶體成核的作用。沈紹基、吳階平等(1986年)用電鏡觀察了服誘石劑以后第1~2天的大白鼠腎的改變,發(fā)現(xiàn)在腎內(nèi)出現(xiàn)晶體之前,腎的超微結(jié)構(gòu)就已經(jīng)發(fā)生改變。這種病變涉及全腎組織,尤其以近曲小管最為顯著,大量的細(xì)胞器脫落、崩解進(jìn)入管腔內(nèi)。另外,進(jìn)入管腔的還有膜性囊樣小體和電子致密小體。經(jīng)焦銻酸鉀處理后觀察發(fā)現(xiàn)它們大部分均具有親和鈣質(zhì)和附著晶體的作用。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),腎小管細(xì)胞出現(xiàn)變性、壞死,管腔內(nèi)出現(xiàn)微結(jié)石,腎實(shí)質(zhì)多個(gè)部位發(fā)生鈣化灶。筆者推測(cè),這些脫落到尿路中的細(xì)碎片及排出的膜性囊樣小體和致密小體,可以為呈過飽和狀態(tài)的結(jié)石鹽類成分提供異質(zhì)成核的條件,并且成為晶體聚集的“固定橋”。
2.晶體的聚集 尿液中的大分子物質(zhì),可以通過“黏附作用”把結(jié)晶體連到一起。在此過程中,基質(zhì)相當(dāng)于骨架,結(jié)晶體可能被其俘獲,或者基質(zhì)在晶體間起著橋梁的作用。有關(guān)“俘獲”的理論,Hemsbach于1856年就已經(jīng)提出,Hallson和Rose于1981年又重新提及。他們用超濾和快速蒸發(fā)的實(shí)驗(yàn)證明,尿液在生理范圍內(nèi)的濃縮可以導(dǎo)致尿黏蛋白聚合和沉淀。經(jīng)過超濾去除黏蛋白、尿液蒸發(fā)后得到的草酸鈣、磷酸鈣結(jié)晶變得量少且小;加入黏蛋白以后,超濾液又可以恢復(fù)原來草酸鈣和磷酸鈣結(jié)晶的成簇能力,并且可以形成有粗纖維結(jié)構(gòu)的晶體團(tuán)塊。因而,推測(cè)尿類黏蛋白聚合是結(jié)石形成的第一步。聚合的黏蛋白也可以促使草酸鈣或者磷酸鈣在其上面沉淀,或者被嵌入其中。吸附在草酸鈣結(jié)晶上的陰離子蛋白質(zhì)對(duì)鈣離子的濃度變化敏感,而陽離子蛋白質(zhì)對(duì)草酸離子的濃度改變敏感。含中等數(shù)量黏多糖的蛋白質(zhì)部分及少量的糖類部分也可以被吸附到晶體表面,這些都有助于結(jié)晶的生長(zhǎng)和聚集。但是,當(dāng)黏多糖濃度增加到一定程度時(shí),反而會(huì)起到抑制晶體聚集的作用。在不含聚電解質(zhì)的人工尿中,草酸鈣結(jié)晶的Zeta電位呈正性,當(dāng)加入硫酸軟骨素、葡胺聚糖等尿中原有數(shù)量的聚陰離子成分之后,Zeta電位下降。此時(shí),溶液中的晶體聚集被抑制。但是,如果加入抑制物的數(shù)量低于正常尿液中的含量,使Zeta電位接近零時(shí),尿液中的晶體會(huì)快速地大量聚集,甚至發(fā)生沉淀,比沒有加入抑制物的聚集速度快得多。
3.晶體黏附于細(xì)胞壁上 Finlayson等(1978年)根據(jù)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)和尿流動(dòng)力學(xué)的計(jì)算提出“固定顆粒學(xué)說”即在腎小管或者腎盂中形成的游離小結(jié)晶,必須變?yōu)楣潭ǖ念w粒之后才能長(zhǎng)大成石。將鼠腎小管結(jié)晶沉積物置于電子顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)其中有一些無定形結(jié)構(gòu)的物質(zhì),這些無定形結(jié)構(gòu)的物質(zhì)與細(xì)胞膜的降解產(chǎn)物相一致。目前認(rèn)為,腎小管上皮的刷狀緣可以誘導(dǎo)草酸鈣結(jié)晶成核。不管是晶體的異質(zhì)成核還是主動(dòng)黏附的過程,草酸鈣結(jié)晶都被固定到腎小管壁上。Lars(1987年)的體外實(shí)驗(yàn)表明,正常的尿路黏膜上皮表層有一個(gè)含葡胺聚糖的黏液層。由于感染等因素使該黏液層受到破壞以后,則磷酸鈣結(jié)晶在其表面的附著力要比正常時(shí)大5~6倍。使用肝素治療之后含葡胺聚糖的黏液層可以得到修復(fù)。
4.抑制已形成的晶體和結(jié)石的溶解 結(jié)晶顆粒在泌尿道內(nèi)形成以后,在它們經(jīng)過生長(zhǎng)形成結(jié)石之前,還有被重新溶解的可能性。在這種結(jié)晶的溶解作用被抑制的條件下,結(jié)晶才可能生長(zhǎng)、聚集和成石。Sperling(1965年)報(bào)道尿酸結(jié)晶上吸附有大分子物質(zhì),Lead和Finlayson(1977年)證明,70%的草酸鈣結(jié)晶表面被吸附的蛋白質(zhì)和黏蛋白所覆蓋,Hansen(1976年)在磷酸鈣結(jié)晶上也有同樣的發(fā)現(xiàn),Khan(1983年)還證明結(jié)石晶體表面都包繞著一層基質(zhì)表皮。這些大分子物質(zhì)的覆蓋層有可能限制結(jié)晶被重新溶解的過程。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn),草酸鈣、磷酸鈣和尿酸結(jié)石的溶解率均與其基質(zhì)的含量成反比。上述研究表明,基質(zhì)可能具有阻礙與其相聯(lián)系的礦物質(zhì)的溶解作用。
由此可見,基質(zhì)在結(jié)石形成過程中所起的作用可歸納為誘導(dǎo)和促進(jìn)晶體的異質(zhì)成核,提供結(jié)晶生長(zhǎng)和聚集的模板,使結(jié)晶與軟組織黏附,覆蓋結(jié)晶表面。防止結(jié)晶體被重新溶解等幾個(gè)方面。在此過程中,基質(zhì)既促使了結(jié)石的形成,又以其中的一種成分參與結(jié)晶的形成過程,并且經(jīng)過礦化以后直至形成成熟的結(jié)石。
Randall(1936年、1940年)在尸檢的腎標(biāo)本中發(fā)現(xiàn),腎乳頭上有鈣鹽沉積者占19.6%,其特點(diǎn)是乳頭側(cè)壁或者頂部有“乳斑”形成。因而,他提出尿路結(jié)石的結(jié)晶體首先在腎小管內(nèi)沉積的看法,并指出乳頭上的鈣化斑是尿石癥的早期病變。隨后Anderson (1946年)報(bào)道,腎實(shí)質(zhì)內(nèi)鈣質(zhì)的沉積,可以形成結(jié)石的核心,稱之為微結(jié)石。以后,Carr (1954年)發(fā)現(xiàn)腎鈣斑的分布與淋巴管的分布相一致,提出了淋巴管阻塞時(shí)即形成小結(jié)石的看法。Bruwer(1979年)依據(jù)腎臟顯微X射線照片分析,將尿路結(jié)石早期的成因歸納為Anderson-Carr-Randall假說,即腎實(shí)質(zhì)內(nèi)鈣化物質(zhì)沉積后,經(jīng)過淋巴系統(tǒng)進(jìn)入腎乳頭,形成Randall腎鈣斑。鈣斑的表面黏膜脫落后,接觸尿液而生長(zhǎng)成為結(jié)石。由于Randall腎鈣斑多見于50歲以上的患者,而尿石癥的發(fā)病年齡卻小得多,而且只有15%左右的腎結(jié)石真正地在腎乳頭上形成,所以Prien(1975年)稱Randall學(xué)說仍然是一個(gè)謎。近年來的研究證實(shí),腎內(nèi)鈣和草酸的濃度分布是沿著腎皮質(zhì)→髓質(zhì)→乳頭而逐漸遞增的。腎乳頭鈣和草酸的濃度分別比尿液高6倍和25倍,具備了一切礦化的條件。Hering (1987年)對(duì)5例復(fù)發(fā)性草酸鈣結(jié)石患者和10例非結(jié)石患者的腎組織超微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),4/5的結(jié)石患者腎集合管內(nèi)壁布滿著草酸鈣結(jié)晶,其中2例在腎乳頭頂部發(fā)現(xiàn)有鈣斑存在;在非結(jié)石患者中,也有2例顯示出同樣的腎內(nèi)鈣化現(xiàn)象,其中1例伴有腎組織鈣化。但是,在該組中沒有發(fā)現(xiàn)一例存在著Randall腎鈣斑,掃描電鏡的X射線能譜分析發(fā)現(xiàn),雖然腎內(nèi)結(jié)晶的形成與腎組織內(nèi)鈣的濃度無關(guān),但是結(jié)石組腎組織的含鈣量從皮質(zhì)到髓質(zhì)均比非結(jié)石組高。而且,在腎小管內(nèi)的微結(jié)石形成區(qū)里,Ga++/P-比值有明顯的差異,結(jié)石組高,非結(jié)石組低,其原因不明。此外,腎組織內(nèi)鎂的濃度在非結(jié)石組中也較高,而重金屬鎘在結(jié)石患者組高。筆者認(rèn)為,鎘可能損害集合小管上皮細(xì)胞,造成集合小管內(nèi)出現(xiàn)異質(zhì)成核和晶體滯留。腎鈣斑學(xué)說的重要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)腎鈣化是尿石癥的早期病變,腎內(nèi)微結(jié)石是泌尿系統(tǒng)結(jié)石的重要起源。
結(jié)石的繼發(fā)性病理改變與結(jié)石的形態(tài)、大小、活動(dòng)度和所在部位等關(guān)系密切。主要表現(xiàn)為局部損害、梗阻和感染。一般說來,輸尿管的管腔較細(xì),結(jié)石對(duì)輸尿管黏膜的機(jī)械性損害以及造成管腔內(nèi)的梗阻程度都比腎結(jié)石嚴(yán)重。膀胱結(jié)石除了引起局部的損害以外,也可能造成膀胱和上尿路的梗阻性病變。
腎盞、腎盂的結(jié)石均可引起黏膜上皮細(xì)胞脫落、潰瘍形成、中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)以及腎間質(zhì)纖維化。輸尿管的管腔較小,結(jié)石在其中刺激會(huì)引起輸尿管平滑肌痙攣。如果結(jié)石的表面粗糙或者呈尖銳棱角狀,將會(huì)造成輸尿管黏膜較為嚴(yán)重的損傷,并且可以導(dǎo)致局部組織充血水腫、上皮剝脫、糜爛或者壞死,甚至引起局部的輸尿管炎和輸尿管周圍炎。時(shí)間持續(xù)較久時(shí),管壁潰瘍面出現(xiàn)肉芽組織生長(zhǎng),以結(jié)石的下方較為多見。有的肉芽組織包繞在結(jié)石的表面,局部有大量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)并出現(xiàn)纖維組織增生,可使輸尿管管壁變厚或者造成輸尿管管腔狹窄,進(jìn)一步加重結(jié)石對(duì)尿路管腔的阻塞。極少數(shù)嵌頓的結(jié)石還會(huì)引起局部組織壞死,甚至穿破輸尿管壁,導(dǎo)致尿外滲,結(jié)石也因此而移位至管腔之外。
由于結(jié)石部位不同,引起尿路梗阻的程度和擴(kuò)張積水的范圍也不同。腎結(jié)石引起的梗阻往往是不完全性的。有時(shí),即使是較小的輸尿管結(jié)石,也可能因?yàn)橥耆囟氯斈蚬芄芮欢斐蓢?yán)重梗阻的發(fā)生。局限于腎盞的結(jié)石可以引起腎盞積水,如果結(jié)石完全阻塞于腎盂與輸尿管的連接部或者輸尿管內(nèi),則可以引起嚴(yán)重的腎積水。梗阻剛開始發(fā)生時(shí),主要表現(xiàn)為腎盞擴(kuò)張;靜脈腎盂造影時(shí),可見腎杯狀穹隆變鈍,這種情況是可以完全恢復(fù)的。但是,如果梗阻持續(xù)時(shí)間較久,腎實(shí)質(zhì)會(huì)因?yàn)椴煌潭鹊慕M織受壓缺氧導(dǎo)致萎縮。在這種情況下,即使手術(shù)取出結(jié)石,解除了梗阻,腎積水也不可能完全恢復(fù)。腎外型腎盂積水時(shí)腎蓋向外擴(kuò)展,對(duì)腎實(shí)質(zhì)的直接壓力相對(duì)較小;腎內(nèi)型腎盂由于受到周圍腎組織的約束,擴(kuò)張的程度受到限制,因此,緩沖壓力的能力較差,對(duì)腎實(shí)質(zhì)的損害程度較大。兒童和青年人的尿路梗阻如果持續(xù)時(shí)間較短,腎組織受損害的程度還不嚴(yán)重時(shí),去除結(jié)石以后,擴(kuò)張的腎盂和受損腎實(shí)質(zhì)的代償恢復(fù)能力比老年人強(qiáng)。
有的結(jié)石引起的臨床癥狀不明顯,常常被患者忽視。因此,在不知不覺中形成巨大的腎積水,腎擴(kuò)張成了很大的多房性囊腔,由多個(gè)大小不等高度擴(kuò)張的腎盞構(gòu)成,表面不規(guī)則,腎實(shí)質(zhì)似紙樣薄,有時(shí)甚至呈透明狀。巨大積水的腎臟充滿了整個(gè)腹部和腰部,甚至突向?qū)?cè),使腎功能完全喪失。
輸尿管下段結(jié)石引起尿液瘀滯時(shí),其上方的輸尿管出現(xiàn)不同程度的擴(kuò)張,嚴(yán)重時(shí)可使輸尿管變粗、伸長(zhǎng)和迂曲,管壁纖維化。膀胱結(jié)石在排尿時(shí)堵塞于膀胱出口或者嵌頓于膀胱頸和后尿道,造成排尿困難,長(zhǎng)時(shí)間的膀胱結(jié)石造成持續(xù)性的下尿路梗阻可使膀胱逼尿肌出現(xiàn)代償性肥厚,形成肉柱和小梁,小梁間可形成小房或者憩室。此外,少數(shù)患者還可能出現(xiàn)兩側(cè)輸尿管擴(kuò)張和腎盂積水,導(dǎo)致腎功能受損,甚至發(fā)展成為尿毒癥。
結(jié)石使尿液滯留,容易并發(fā)尿路感染。在尿路中,結(jié)石作為異物有促進(jìn)感染的發(fā)生、病菌的侵入和繁殖的作用。尿液排出受阻以及局部抵抗力減弱,都是結(jié)石容易合并尿路感染的因素。感染可加速結(jié)石的增長(zhǎng)和腎實(shí)質(zhì)的損害,在結(jié)石沒有取出之前,感染一般都不容易控制。腎內(nèi)的炎性病變包括腎盂腎炎、腎實(shí)質(zhì)膿腫、腎積膿以及腎周圍炎。一般來說,沒有積水的腎結(jié)石感染主要是腎盂腎炎,有積水的感染可發(fā)展成為腎盂積膿,兩者都可以并發(fā)腎周圍炎。
腎內(nèi)的炎性病理改變與感染的范圍和細(xì)菌的毒力等因素有關(guān)。嚴(yán)重的急性感染時(shí),腎實(shí)質(zhì)充血腫脹,有時(shí)發(fā)生多發(fā)性粟粒樣膿腫,全身癥狀明顯,甚至出現(xiàn)毒血癥或者菌血癥。感染較輕而遷延不愈時(shí),腎實(shí)質(zhì)有廣泛的纖維組織反應(yīng),使腎縮小、色澤蒼白、質(zhì)地變硬、功能喪失。顯微鏡檢查,可見腎小管基底膜顯著增厚,周圍間質(zhì)結(jié)締組織廣泛增生和纖維化。
腎周圍炎可繼發(fā)于腎盂腎炎和腎積膿,并且可能發(fā)展成為腎周圍膿腫。炎癥使腎包膜與腹膜和周圍組織廣泛粘連,輸尿管結(jié)石合并感染時(shí),可使輸尿管擴(kuò)張更為顯著,在管腔內(nèi)形成膿性尿液。感染的擴(kuò)展會(huì)累及腎,管腔外也可能引起輸尿管周圍炎。病程持續(xù)時(shí)間較久以后,由于大量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維組織增生,使輸尿管管壁增厚,蠕動(dòng)能力變?nèi)?。膀胱結(jié)石合并感染時(shí),可使膀胱黏膜發(fā)生濾泡樣炎性病變或者潰瘍,晚期可發(fā)生膀胱周圍炎,使膀胱和周圍組織粘連。尿道結(jié)石合并感染時(shí),可發(fā)生尿道局部炎癥,尿道周圍炎或者膿腫,并可向陰囊和會(huì)陰部穿破而形成瘺管。結(jié)石有引起尿道出現(xiàn)反復(fù)感染、潰瘍和纖維化,最后導(dǎo)致尿道狹窄的危害。結(jié)石引起尿路梗阻容易并發(fā)尿路感染,細(xì)菌分解尿素產(chǎn)生氨,使尿液變成堿性,有利于磷酸鹽沉淀而導(dǎo)致結(jié)石迅速增大。增大的結(jié)石一方面可以加重對(duì)其黏膜的機(jī)械性損害,另一方面也加重尿路梗阻和尿液滯留的程度,進(jìn)一步促進(jìn)感染的發(fā)生。如此惡性循環(huán),最后引起嚴(yán)重的上尿路積水,腎實(shí)質(zhì)破壞,加速腎功能減退的發(fā)生,甚至造成腎臟功能的完全喪失。
黃色肉芽腫性腎盂腎炎是各種疾病引起尿路梗阻并發(fā)感染所導(dǎo)致的一種較為少見的特殊的感染性疾病。本病多見于結(jié)石引起的尿路梗阻,其他少見的情況可見于放射后尿路狹窄、先天性腎盂輸尿管連接部狹窄和腫瘤?;颊甙l(fā)病不受年齡限制,女性患者多于男性患者。病灶一般呈單側(cè)性,偶爾有雙腎發(fā)生的報(bào)告。黃色肉芽腫性腎盂腎炎形成的腫塊術(shù)前常被誤診為腎癌,最后確診需要依靠病理檢查。本病的病理特點(diǎn)是腎的一個(gè)局部,如腎實(shí)質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)分葉狀黃色的瘤樣腫塊,病變可同時(shí)累及腎周圍及腹膜后的脂肪組織。病變部位的腎實(shí)質(zhì)被上述病變所取代。光學(xué)顯微鏡下可見病灶呈現(xiàn)炎癥性肉芽腫的結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是出現(xiàn)單核細(xì)胞大量彌漫性或者局限性的浸潤(rùn)。其單核細(xì)胞胞漿內(nèi)大多因?yàn)楦缓煌淌傻念愔〉味逝菽瓲?,核一般較小且一致,無核分裂現(xiàn)象。這些特征性細(xì)胞被稱為泡沫組織細(xì)胞或者黃色瘤細(xì)胞。其肉芽腫內(nèi)還有多少不等的多核巨細(xì)胞以及淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。根據(jù)目前XGP的研究成果,推測(cè)其發(fā)生過程可能是結(jié)石(也可能是其他因素)引起尿路梗阻以后,在宿主免疫功能低下的情況下容易并發(fā)細(xì)菌感染所致。其中大腸桿菌是誘發(fā)本病的主要病原菌,此外,奇異變形桿菌和金黃色葡萄球菌也可能成為其病原菌。長(zhǎng)期的細(xì)菌感染使腎組織持續(xù)地被破壞,細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)釋放,加上體內(nèi)可能同時(shí)存在的脂質(zhì)代謝異常,使腎臟病灶局部脂質(zhì)增多。組織細(xì)胞吞噬脂質(zhì)(膽固醇)形成黃色瘤細(xì)胞,它們?cè)诰植慷逊e而形成腫塊。
軟斑也稱為軟斑病(malakoplakia),是尿路結(jié)石引起的另外一種特殊的慢性腎盂腎炎,病理和顯微鏡下的形態(tài)學(xué)改變與黃色肉芽腫性腎盂腎炎極為相似。病灶中大片的腎實(shí)質(zhì)被邊界不清楚的、均質(zhì)性的、黃褐色的、多結(jié)節(jié)融合的腫塊所取代。光學(xué)顯微鏡下可見病灶內(nèi)有多數(shù)的組織細(xì)胞和數(shù)目不等的淋巴細(xì)胞及漿細(xì)胞,纖維組織增生較為明顯。較特殊的Machaelis-Gutmann小體位于組織細(xì)胞內(nèi),有時(shí)也位于細(xì)胞外,PAS染色呈強(qiáng)陽性。電子顯微鏡下可見這種特殊的小體由圓形無結(jié)構(gòu)的物質(zhì)組成,中央有一致密核心,周圍有膜包繞,有時(shí)可見小的鈣化灶。這種特殊包涵小體形成的機(jī)制日前尚不清楚,可能與巨噬細(xì)胞的溶酶體功能障礙有關(guān)。
結(jié)石長(zhǎng)期嵌頓于輸尿管內(nèi),對(duì)局部黏膜產(chǎn)生損害和慢性機(jī)械性刺激。使輸尿管產(chǎn)生局限性的炎性增生,在部分患者中可能發(fā)展形成良性息肉。據(jù)一組統(tǒng)計(jì)資料報(bào)道,輸尿管切開取石術(shù)81例中合并息肉者占23.5%。由于病變局部往往表現(xiàn)為水腫或炎性肉芽腫樣改變。因此,在手術(shù)中往往不容易發(fā)現(xiàn)息肉樣改變。輸尿管息肉一般呈紅色或者蒼白色,形狀為菊花瓣、菜花或者桑葚樣,多有蒂,大小如米?;蛘呋ㄉ住O⑷庑纬梢院罂梢栽黾咏Y(jié)石對(duì)尿路的阻塞程度,加重對(duì)病變側(cè)腎臟的損害。部分息肉可以表現(xiàn)為腫瘤樣的結(jié)構(gòu)特征,稱為息肉樣腫瘤,多數(shù)的息肉樣腫瘤是良性的病變,但是也有部分屬惡性。尿路移行上皮具有較強(qiáng)的增生和再生能力,當(dāng)尿路上皮長(zhǎng)期受到結(jié)石、炎癥和尿源性致癌物質(zhì)刺激時(shí),可使局部上皮組織發(fā)生增生性改變,有時(shí)甚至出現(xiàn)上皮乳頭樣增生或者鱗狀上皮化生,最后引起鱗狀上皮癌。尿路結(jié)石伴上皮癌以鱗狀上皮癌多見,但是如果合并有泌尿系統(tǒng)畸形(如馬蹄腎等),則有可能產(chǎn)生移行細(xì)胞癌。一般來說,腎結(jié)石合并尿路上皮性腫瘤以鱗癌最為多見,移行上皮癌次之。膀胱結(jié)石合并膀胱惡性腫瘤時(shí)則以移行上皮癌為多見,其次為鱗癌,腺癌最為少見。臨床上,尿路結(jié)石合并上皮癌常易漏診。因?yàn)?,尿路X射線平片和造影片上所見腫瘤的占位性病變很容易與結(jié)石相混淆,同時(shí),有時(shí)也會(huì)因?yàn)榻Y(jié)石的遮掩而難以顯示原有的腫瘤性改變。此外,結(jié)石患者極容易出現(xiàn)尿液脫落細(xì)胞檢查的假陽性結(jié)果。因此,對(duì)于病程長(zhǎng)、年齡較大、結(jié)石偏大、梗阻明顯或者術(shù)后創(chuàng)口經(jīng)久不愈的腎和膀胱結(jié)石的患者,應(yīng)該警惕合并有尿路上皮性腫瘤的可能性。
鈣乳是含鈣微粒在溶液中形成的混懸液,腎鈣乳則是指含有鈣質(zhì)的混懸液存留在腎的引流系統(tǒng)(例如腎盞憩室、囊腫或者腎盂積水)內(nèi)。本病由Howell于1959年率先報(bào)道,病因尚不十分清楚。一般認(rèn)為,腎盞內(nèi)先天性憩室、囊腫,或者腎盞頸部肌肉功能發(fā)生紊亂時(shí)會(huì)引起腎盞頸肌肉出現(xiàn)痙攣性缺血而發(fā)生纖維化,最后導(dǎo)致頸狹窄,形成梗阻。由于尿液潴留,尿液成分逐漸濃縮而形成鈣乳。鈣乳的比重比較大,因此,它可以隨體位的變化而沉積在腎臟位置的較低處。在少數(shù)病例中,腎鈣乳中較大的顆粒可進(jìn)入輸尿管內(nèi),引起類似輸尿管結(jié)石的癥狀。在尿路平片上,腎區(qū)呈現(xiàn)出邊緣光滑的圓形或者橢圓形的致密影。立位X射線照片顯示腎區(qū)有半月狀或者盤狀密度增高影,上界為鈣液平面影,鈣液平面可隨體位的不同而變動(dòng),從而形成各種的形態(tài)。典型的X射線影像學(xué)表現(xiàn)是所謂的“盤中盛果征”(較大的鈣顆粒突出液平面所致)。靜脈腎盂造影檢查時(shí)造影劑不能進(jìn)入鈣乳腔,提示鈣乳腔與腎的引流系統(tǒng)不相通,因此,本病沒有自愈的可能性。超聲波檢查發(fā)現(xiàn)鈣乳腔內(nèi)有泥沙樣的結(jié)石存在,在液性暗區(qū)中伴有強(qiáng)回聲和明顯的聲影,做臥位冠狀切面掃描時(shí),在病灶后背側(cè)能探及結(jié)石樣強(qiáng)回聲;做俯臥位背部縱向掃描時(shí),在病灶底部可以探及平直的強(qiáng)回聲。由于鈣乳腔與腎引流系統(tǒng)不相通、鈣長(zhǎng)期停留于腎盞或者憩室內(nèi),容易誘發(fā)感染,少數(shù)病例可能凝集形成結(jié)石。
軟結(jié)石也稱為纖維素性結(jié)石或者細(xì)菌性結(jié)石,多發(fā)生在有尿路感染的腎及膀胱內(nèi)。軟結(jié)石的大體病理表現(xiàn)為表面濕潤(rùn)光滑,剖面呈現(xiàn)出蔥頭樣分層狀結(jié)構(gòu),經(jīng)甲醛固定以后呈灰白色似粉皮樣,其核心部分為不成形的灰白色爛泥樣物質(zhì)。普通光學(xué)顯微鏡下可見HE染色標(biāo)本呈分層狀結(jié)構(gòu),每層結(jié)構(gòu)中都包含有許多結(jié)晶顆粒、鈣化顆粒和纖維素樣物質(zhì)。其中,每層表面為密集的鈣化顆粒,低倍鏡下似一藍(lán)染的邊緣,部分顆粒聚集形成長(zhǎng)方形或者正方形,并以周邊的顆粒最密集,纖維素樣物質(zhì)多呈平行或者交錯(cuò)狀排列,其上方有結(jié)石顆粒分布。顆粒上多附有似松針樣或者絨毛狀的絲狀物,呈放射狀排列。每層中均包含有大量的革蘭氏陰性桿菌菌落,它們附著在纖維素樣物質(zhì)和結(jié)晶顆粒上。隨著晶體逐漸密集鈣化,這些菌落也變得模糊不清。PSA和阿森藍(lán)染色時(shí),結(jié)晶顆粒呈雙陽性。低倍掃描電鏡觀察可見軟結(jié)石表面布滿著許多菱形或者斜方形的結(jié)晶顆粒,有的表面似信封狀或者棺材狀。結(jié)石顆粒間有大小不等的菜花狀物,有的附著在結(jié)石顆粒上。在高倍掃描電鏡下,結(jié)石顆粒呈分層狀或者海綿狀結(jié)構(gòu),表面有許多大小不等的孔洞。有的結(jié)石表面及其孔洞以及菜花狀結(jié)構(gòu)中,由纖維素樣物質(zhì)交織形成網(wǎng)狀構(gòu)架,上面附著許多蠶蟲樣的細(xì)菌,其中有的粘連形成小團(tuán)。通過對(duì)軟結(jié)石進(jìn)行氨基酸成分分析,發(fā)現(xiàn)它含有14種氨基酸,其中以丙氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、甘氨酸及纈氨酸的含量較多。軟結(jié)石的無機(jī)成分主要是磷酸鈣和磷酸鈣鎂。
軟結(jié)石多見于男性,其發(fā)病率男女性別之比為9∶1,多見于糖尿病和機(jī)體抵抗力低下而反復(fù)出現(xiàn)尿路感染的患者。尿路感染是軟結(jié)石的主要誘發(fā)因素,而糖尿病和老年機(jī)體抵抗力下降則是促使患者容易繼發(fā)感染的因素。炎癥以及糖尿病性血管病變,使纖維素和蛋白性物質(zhì)大量滲出,加上糖尿病腎病所引起的尿蛋白滲出,使尿液中有機(jī)成分大量增加,為細(xì)菌的生長(zhǎng)和軟結(jié)石的發(fā)生創(chuàng)造了有利的條件。目前已經(jīng)證明,變形桿菌能夠分解尿液中的尿素,從而產(chǎn)生大量的氨,使尿液pH值升高,Zeta電位下降,尿液中黏蛋白聚集。聚集的黏蛋白和纖維素與鈣鹽結(jié)合以后,形成結(jié)晶顆粒或者鈣化顆粒。這些結(jié)晶顆粒所含有的中性黏多糖和酸性黏多糖則有利于細(xì)菌在其上面附著。尿液中脫落的壞死組織、細(xì)菌團(tuán)塊、膿性物質(zhì)以及凝血塊構(gòu)成軟結(jié)石的核心,同時(shí)也是軟結(jié)石形成的啟動(dòng)因素。據(jù)推測(cè),在尿路出現(xiàn)炎癥的情況下,纖維素和蛋白性物質(zhì)不斷地滲出、沉著、分解和鈣化,并且以壞死組織作為核心,最后形成呈分層狀結(jié)構(gòu)的軟結(jié)石。尿液中的細(xì)胞成分不但會(huì)促使炎癥持續(xù)地發(fā)展,同時(shí)也作為結(jié)石的成分之一參與了結(jié)石的形成。另外,糖尿病患者尿液中特殊的生化及物理環(huán)境對(duì)于軟結(jié)石的形成作用也是不可忽視的??梢哉J(rèn)為,軟結(jié)石是一種特殊的感染性結(jié)石。軟結(jié)石在尿路平片上表現(xiàn)為密度不均的鈣化影,造影片上呈現(xiàn)充盈缺損征。
人們很早就認(rèn)識(shí)到膽固醇代謝異常與膽道結(jié)石的發(fā)生有關(guān),但是,它與尿路結(jié)石是否存在著聯(lián)系一直未引起人們的注意。Leskovar和Weigei在體外研究中發(fā)現(xiàn),在含有各種晶體(草酸鈣、磷酸鈣及尿酸)的液體中加入膽固醇以后,90%的膽固醇與晶體凝集。結(jié)石的定性分析也發(fā)現(xiàn)尿路結(jié)石含有膽固醇成分,因而,提示膽固醇與尿路結(jié)石的形成有關(guān)。通過長(zhǎng)期對(duì)尿路結(jié)石成分的分析發(fā)現(xiàn),所有的尿路結(jié)石均含有膽固醇成分,其含量高于一般的微量元素,平均為0.96 mg/g?;旌闲阅蚵方Y(jié)石的膽固醇含量最高,而純尿酸鹽結(jié)石與純草酸鈣結(jié)石中膽固醇的含量較低。膽固醇在尿酸鹽結(jié)石晶體部分的含量為0.59 mg/g,而在基質(zhì)部分的含量為(9.22±5.24)mg/g,比晶體部分的含量高出1.6倍,提示膽固醇成分主要存在于結(jié)石的基質(zhì)部分。Khan測(cè)定了草酸鈣尿路結(jié)石基質(zhì)脂類的含量,發(fā)現(xiàn)膽固醇含量為(1.52±0.69)mg/g,也主要分布在基質(zhì)之中。各種尿路結(jié)石膽固醇成分含量的差異可能是由于基質(zhì)含量的不同所造成的,它與晶體的不同成分是否有關(guān)目前尚無定論。近期的研究表明,高膽固醇飲食可以誘發(fā)大白鼠腎臟形成磷酸鈣結(jié)石,磷酸鈣結(jié)石的膽固醇測(cè)定也表明其含量明顯地高于草酸鈣結(jié)石及尿酸鹽結(jié)石。由此可見,膽固醇的致石作用是具有一定選擇性的。
在濃度為0.43 mg/g的膽固醇溶液中(與尿膽固醇濃度相近)加入草酸鈉及氯化鈣以后,發(fā)現(xiàn)溶液中二水草酸鈣的晶體數(shù)量明顯增加。但是,孵育4 h后晶體并沒有明顯地增大,也未見出現(xiàn)晶體凝集現(xiàn)象。由此可見,膽固醇能促進(jìn)晶體的成核過程,但對(duì)晶體的生長(zhǎng)及凝集并沒有明顯的作用。
血液中的膽固醇主要以脂蛋白的形式存在,正常情況下,膽固醇難以通過腎小球基底膜而被濾過,因而血漿膽固醇的濃度與尿液膽固醇的排泄并不表現(xiàn)出一致性。尿液膽固醇主要以大分子復(fù)合物的形式存在,通過免疫分析的方法證實(shí)此復(fù)合物具有許多腎組織甚至肝組織細(xì)胞膜的特征,從而表明尿液的膽固醇主要來源于腎臟本身,少數(shù)來自于血液。在膽固醇的尿液排泄過程中,腎小管細(xì)胞可能起著關(guān)鍵性的作用。偏膽固醇飲食及腎小管代謝異常時(shí),尿膽固醇的排泄增加,從而容易誘發(fā)尿路結(jié)石的形成。
腎結(jié)石合并黃色肉芽腫性腎盂腎炎時(shí),其結(jié)石多數(shù)含有膽固醇的成分。這可能是腎組織被細(xì)菌感染破壞以后釋放出類脂質(zhì),引起組織細(xì)胞增生和吞噬,形成大量含有膽固醇物質(zhì)的泡沫細(xì)胞,使腎臟局部膽固醇的濃度升高的原因。膽固醇結(jié)石一般呈多發(fā)性、黑褐色,結(jié)構(gòu)像煤渣樣,韌性好。
腎結(jié)石合并感染以后,腎組織會(huì)被破壞,引起腎實(shí)質(zhì)萎縮,腎竇及腎周脂肪組織增生。當(dāng)脂肪組織在腎門、腎竇及腎周增生時(shí),稱之為腎竇脂肪瘤病或者纖維瘤病。如果腎實(shí)質(zhì)嚴(yán)重萎縮,全部或者部分被脂肪組織所替代時(shí),稱之為替代性脂肪瘤病。當(dāng)然,除了腎結(jié)石以外,炎癥(結(jié)核)、高血壓、肥胖癥等情況也可以使腎組織被脂肪組織代替。脂肪組織代替萎縮的或者被破壞了的腎實(shí)質(zhì)的情況不僅見于腎臟,也同樣會(huì)發(fā)生于胸腺、乳腺、胰腺、心臟、骨骼和肌肉等臟器或者組織。腎竇脂肪瘤病較為常見,而完全性的脂肪替代則較為少見。Roth和Deridson于1938年報(bào)告了70例,全部為腎切除或者尸檢的病例,其中完全性脂肪替代僅有1例。
腎竇脂肪瘤病本身無特殊的癥狀,常表現(xiàn)為伴發(fā)疾病的癥狀,如腰部疼痛及腫脹、體重下降、發(fā)熱、血尿或可觸及腫塊。本病好發(fā)年齡為50~60歲,合并腎結(jié)石者高達(dá)76%。一般單側(cè)多見,亦有雙側(cè)腎臟均發(fā)生者。
隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的提高和發(fā)展,使越來越多的腎竇脂肪瘤病在術(shù)前得以診斷。Poilly等1969年復(fù)習(xí)了3 500例靜脈尿路造影檢查的病例,其中,26例診斷為腎竇脂肪瘤病,并且18例為雙側(cè)性改變。根據(jù)尿路X射線平片、腎斷層、尿路造影及腎動(dòng)脈造影等檢查,提出腎竇脂肪瘤病可能出現(xiàn)的影像學(xué)檢查特征:①腎大盞變長(zhǎng)、狹窄及成弓形;②腎竇面的萼狀凹面更凹,向外面的杯口不受影響,但可因持續(xù)的病變而發(fā)生改變;③上述變化可為單側(cè)或者雙側(cè),或者僅累及腎竇的一部分;④病腎可以增大、萎縮或者正常大小;⑤腎實(shí)質(zhì)厚度可減少;⑥腎竇處可顯示邊界不清的透明區(qū)增大;⑦斷層攝像可顯示腎竇處明顯增多的脂肪。腎動(dòng)脈造影可見腎動(dòng)脈分支狹窄、間距增寬或者成為弓狀,也可能出現(xiàn)腎竇脂肪增多處血管減少。
1983年Subramanyam等描述了該病的B超和CT表現(xiàn)。B超檢查顯示腎臟增大,但是仍然保持著原有的腎外形,其外周為薄的低回聲區(qū),顯示殘余之腎皮質(zhì)、腎包膜及Greta筋膜。腎竇脂肪與擴(kuò)展到腎周及侵占大部分腎組織的脂肪形成在低回聲影區(qū)中并沒有明顯的區(qū)別,典型的表現(xiàn)是腎門及腎周間隙脂肪增生的特征性分布。但是,B超診斷腎竇脂肪瘤樣病仍不夠準(zhǔn)確。CT檢查顯示出腎內(nèi)鹿角狀的結(jié)石和極度萎縮之腎皮質(zhì),并且在腎竇內(nèi)和腎周間隙出現(xiàn)純脂肪的CT負(fù)衰減值的特征性分布。CT檢查可以明確脂肪替代的部位及程度,因此,在腎竇脂肪瘤樣病的診斷上具有特殊的意義。
腎竇脂肪瘤樣病屬腎臟的良性病變,臨床上如果癥狀不明顯,可行保守治療,密切觀察病情的變化。若患者腎功能較差,并發(fā)癥嚴(yán)重,而且對(duì)側(cè)腎功能好,可以考慮給患者用腎切除術(shù)。
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