尿路结石形成机理的新进展（邓耀良）课件

2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 尿路结石形成机理的新进展 广西医科大学第一附属医院邓耀良2010 9广州 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 内容 奇异的核心核心与肾结石令人烦恼的纳米细菌肾结石形成的途径肾内钙沉着与Randall splaque展望 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 含金属离子矿化核心的特性 1 通常呈球形和分层状2 在主要的生物种类中都普遍存在3 通常具有溶酶体的功能4 直径在0 1 100纳米之间5 通常存在于细胞内外6 主要是不定型的CaP asapatite orCaCO37 可以包含有Mg Se Pb Cd Zn U Ba Sr Mn Na K Si S Hg8 通常存在于消化 储存和排泄器官肾脏9 其结构和大小与饮食 年龄 种族和环境有关 RosemaryLyonsRyall Thefutureofstoneresearch rummagingsintheattic Randall splaque nanobacteria andlessonsfromphylogeny UrolRes 2008 36 77 97 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 含金属离子矿化核心的功能 1 废物处理2 渗透调节3 过量离子的排泄4 钙的储存与调节5 磷的储存与调节6 碳酸盐的储存与调节7 骨架功能 壳 表皮等 8 有毒重金属的解毒作用 RosemaryLyonsRyall Thefutureofstoneresearch rummagingsintheattic Randall splaque nanobacteria andlessonsfromphylogeny UrolRes 2008 36 77 97 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 Intheproceedingsofthe2006IndianapolisUrolithiasisSymposiumProfessorFredCoe 98 askedabatteryofhighlypertinentresearchquestionsaboutRandall splaque thestone plaquejunction andthepluggingoftheinnermedullarycollectingductswithapatitedeposits Doesplaquecauseerosionandapoptosisatthepapillaryepithelium Whatisplaquematrixcomposedof DoHAPcrystalsaVectH secretionbyIMCDcells Whereisplaquemade IsplaqueaVectedbyurinecalcium volumeandpH Howistheepithelialbarrierbreached Howdoesplaqueform DoHAPcrystalsaVectNH4 transportersinIMCDcells Dourineionscrystallizeonplaque CanwestudythemechanismsofHAPattachment WhatleadstoIMCDinjurybybiologicalapatite Whatisthestonematrixattheattachmentsite Willplaqueparticlesforminculturedcellsystems CoeFL 2007 Introduction kidneystoneresearch lessonsfromhumanstudies In EvanAP LingemanJE WilliamsJC eds Renalstonedisease AIPconferenceproceedings vol900 Melville NewYork pp3 11 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 Stoneresearchinthe21stcentury 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 一 草酸钙结石的危险因素 低尿量高钙尿症高草酸尿症低枸橼酸尿症高尿酸尿症高钠尿症 FinkielsteinVA GoldfarbDS Strategiesforprevetingcalciumoxalatestones CMAJ 2005 174 10 1407 1409 AtanL AndreoniC OrtizV etal Highkidneystoneriskinmenworkinginsteelindustryathottemperaturres Urology 2005 65 5 858 861KuJH JungTY LeeJKRiskfactorsforurinarystoneformationinmenwithspinalcordinjury a17 yearfollow upstudy BJUInt 2006Apr 97 4 790 3 StraubM HautmannRE Developmentsinstoneprevention CurrOpinUrol 2005 15 2 119 126 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 二 Randall sPlaque 草酸钙肾结石形成的原因和作用不同种类的肾结石患者肾内存在着钙斑的比率磷酸钙 尿酸盐100 草酸钙88 胱氨酸33 磷酸镁铵20 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 结石形成的起始部位 间质组织 肾小管腔 肾盏 迄今为止 草酸钙结石在肾脏内形成的起始部位问题一直存在着争议 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 近年来 Evan等人通过腔内泌尿外科的肾脏活检枝术 确定了结晶形成的部位和结晶起始阶段的成分 EvanAP LingemanJE CoeFLetal Randall splaqueofpatientswithnephrolithiasisbeginsinbasementmembranesofthinloopsofHenle JClinInvest2003 111 607 616 KuoRL LingemanJE EvanAPetal UrinecalciumandvolumepredictcoverageofrenalpapillabyRandall splaque KidneyInt2003 64 2150 2154 EvanAP BledsoeSB SmithSetal Calciumoxalatecrystallocalizationandosteopontinimmunostainingingenetichypercalciuricstoneformingrats KidneyIntl2004 65 154 161 EvanAP LingemanJE CoeFLetal Crystal associatednephropathyinpatientswithbrushitenephrolithiasis KidneyIntl2005 67 576 591 EvanAP CoeFL LingemanJEetal EvidenceforcrystaldepositsinthinloopsofHenleandcollectingducts CD inkidneysofpatientswithcystinuria KidneyIntl2005 16 312A EvanAP CoeFL RittlingSRetal ApatiteplaqueparticlesininnermedullaofkidneysofCaOxstoneformers osteopontinlocalization KidneyIntl2005 68 145 154 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 伴高钙尿症草酸钙结石患者髓袢细支的上皮基底膜表面成分属于磷灰石 apatite 结晶体渐延伸至直小管和终未集合小管周围的间质组织中 最后出现在肾乳头 结晶从肾乳头处释出后进入尿路内 尿路中的草酸钙浓度呈过饱和的状态 因此 可能通过促进异质成核的过程 导致了结石的形成 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 高草酸尿症结石患者终未集合管的管腔起始初期的结晶成分同样属于磷灰石由于这些结晶体直接地与草酸钙过饱和的尿液接触 因此 极有可能诱发异质成核过程而促进结石的形成 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 由此可见 体内不同的新陈代谢紊乱类型会导致肾脏的不同部位产生结晶 最后形成结石 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 髓袢细支不是钙或磷转运交换的部位钙磷离子在那里的跨管腔通透性很低髓袢细支内尿液过饱和状态与周围包绕的间质组织的关系不大因此 髓袢细支的上皮基底膜似乎不应该是特发性高钙尿症患者肾内结晶形成的起始部位 Bushinsky DA Nephrolithiasis siteoftheinitialsolidphase JClinInvrst 2003 59 602 605 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 在解剖学上 髓袢粗升支非常接近肾直小管和集合小管它们共同地处于一种高渗透性的和高浓度的内环境之中因此 有理由推测这种特殊的内环境状态可以导致尿液的结晶盐过饱和程度增加以及结晶形成 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 胃肠道对钙的吸收较正常人多 尿钙的排泄增多 尿液草酸钙 磷酸钙的过饱和程度提高 特发性高钙尿症 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 胃肠道旁路手术病史的患者 肠道对食物中的草酸吸收增多 尿液草酸排泄量也增多 尿液草酸钙过饱和水平提高 诱发结石的形成 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 overgrowthoninterstitialapatiteplaque 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 间质内的磷灰石斑块过度生长 特发性草酸钙结石患者 ICSF 原发性甲状腺机能亢进患者小肠切除患者brushitestone 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 从理论上说 消化道摄入和吸收钙增多后 肾脏的钙滤过负荷也增加 导致了肾小管内钙的浓度升高 肾髓质的逆流机理使原尿中钙的浓度高度浓缩以后 从髓袢粗升支排至呈高渗透状态的肾乳头 在肾直小管内 钙的浓度也是增加的 然而它不能从管腔内重吸收钙 血钙浓度的升高会剌激钙的受体降低集合小管内水份的重吸收 从而使间质组织进一步呈浓缩状态 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 质子经过转运进入集合管后将使间质组织更加呈碱性化 导致了髓质间质组织排泄碳酸盐减少 pH值升高将降低磷酸钙的溶解度 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 肾乳头间质组织中的某种特异性细胞外基质蛋白可能提供了诱发异质成核过程的位点 它可以在出现同质成核时过饱和水平更低的情况下诱发异质成核 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 尿液的过饱和促进斑块形成 尿液中的大分子物质如骨桥蛋白 TH蛋白等覆盖于斑块的表面 在此过程中 磷酸钙占主要成分 形成交替状的基质 即晶体形成 SS促进更多的晶体形成 原尿Ph值的逐渐降低促使磷酸钙溶解析出 斑块的成分逐渐变为以草酸钙为主 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 但是 晶体成分的转变过程是不清楚的 可能开始时原始基质的覆盖物受尿中大分子物质与晶体吸附力调节的影响 以后覆盖晶体的大分子物质逐渐简单地覆盖着斑块的表面 也可能磷酸钙沉淀的过程中自我调节降低尿液的PH值 从而使其自我溶解 最后斑块的成分变成以草酸钙为主 未来研究的重点 2010 9 17 广西医科大学第一附属医院泌尿外科 weinferthattheoriginalplaqueexposedtourinewascoveredoverwithmoleculesofurineorigin includingTHPandosteopontin crystalsformedinitdrivenbyurinesupersaturations SS amongwhichthoseforcalciumphosphatewereparamount andaribbonofalternatingmatrixandcrystalresulted Eventually urineSSdroveenoughcrystallizationtoescapefrommatrixmodulation moreapatiteformedandCaOxcametopredominate Howandwhythatcrystaltransitionoccursisnotknown Onepossibilityisthattheoriginalmatrixcoveringisconditionedbytheplaqueaffinitiesforurinemoleculesandlatermatrixissimplywhatlayersofamorphousapatiteattract Possibly formationofapatitelowerslocalpHessentiallyself extinguishingapatitedevelopmentsoCaOxbeginstopredominate Thisisacruciala