摘要:肾结石病(KSD)是全球性医疗问题,发病率上升且复发率高。预防策略旨在减轻身体和经济负担,需考虑病因和风险因素。本文提供基于营养的预防策略,包括:1. 增加液体摄入(2.5-3.0 L/天),利尿(>2.0-2.5 L/天)。2. 改变生活方式:保持正常体重指
肾结石病(KSD)是全球性医疗问题,发病率上升且复发率高。预防策略旨在减轻身体和经济负担,需考虑病因和风险因素。本文提供基于营养的预防策略,包括:1. 增加液体摄入(2.5-3.0 L/天),利尿(>2.0-2.5 L/天)。2. 改变生活方式:保持正常体重指数、高温工作时补充水分、戒烟。3. 饮食管理:适量钙摄入(1000-1200 mg/天)、限制钠摄入(2或3-5克氯化钠/天)、避免高草酸食物、不随意补充维C和维D、调整动物蛋白和植物蛋白摄入、增加柑橘类水果比例、考虑补充石灰粉。4. 使用天然生物活性产品和药物:咖啡因、表没食子儿茶素没食子酸酯、地奥司明、噻嗪类、碱性柠檬酸盐等。5. 细菌根除和益生菌治疗。这些措施有助于预防新发和复发性肾结石。
无机物和有机成分沉积在肾脏或盆腔系统,形成肾结石。肾结石病(KSD)在全球普遍存在,部分地区患病率上升。美国数据显示男性患病率高于女性,但女性患病率有所增加。KSD影响所有年龄段人群。治疗方法包括体外冲击波碎石术等手术策略,选择取决于结石大小和位置。复发是治疗的挑战,预防新发和复发KSD可降低总体成本,并减轻患者身心负担。结石形成受遗传、饮食、行为和感染等内外因素影响。预防肾结石疾病(KSD)的关键在于减少其病因和危险因素。本综述汇总了近10年来的KSD预防策略,特别关注最常见的钙结石。我们尊重并基于Smith、Pak等专家的早期研究,但本文更侧重于最新进展。
钙性结石肾结石主要由晶体成分分类,最常见的为钙结石。钙结石多由草酸钙(CaOx)构成,包括一水草酸钙(COM)、二水草酸钙(COD)和三水草酸钙,其中COM最常见。高钙尿症、高草酸尿症、低柠檬酸尿症和低镁尿症是主要风险因素。磷酸钙(CaP)结石以羟基磷灰石或碳磷灰石形式出现,比刷石(brushite)更常见,通常与CaOx混合。CaOx和CaP共享代谢风险因素,如高钙尿症和低柠檬酸尿症,但CaP受尿液pH影响更大。
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Type of kidney stones and their risk factors. Kidney stones are generally classified based on their main crystalline composition. Each of these stone types has similar and unique risk factors.鸟粪石鸟粪石结石(磷酸铵镁)是感染性结石,常与CaOx和CaP结合。它们与产脲酶细菌引起的尿路感染(UTI)相关,如变形杆菌属和克雷伯菌属。这些感染导致尿液碱化,促进结石形成。研究发现,高鸟粪石成分的肾结石与变形杆菌属尿液培养阳性相关。其他细菌如大肠杆菌和肠球菌也与鸟粪石结石有关。这种结石在女性中更常见。
尿酸结石尿酸结石由尿酸晶体构成,常在酸性尿中形成,多见于2型糖尿病和肥胖患者,男性患病率上升。尿酸晶体常与其他晶体混合。高尿酸尿和尿液pH异常(过酸或过低)是主要诱因。
胱氨酸石胱氨酸结石,一种罕见肾结石,与遗传性胱氨酸尿症相关。由常染色体隐性基因如SLC3A1引起,导致胱氨酸转运蛋白功能缺陷,减少尿中胱氨酸重吸收,增加尿胱氨酸浓度。在正常尿液pH值下(
肾结石形成的简要机制CaOx 结石形成主要通过两种机制:管内和间质。管内机制始于结晶盐过饱和,导致肾小管内结晶。晶体通过生长、聚集和粘附在肾小管上皮细胞顶端侧而保留。晶体结合蛋白的表面表达增加促进粘附,如钙诱导的膜联蛋白 A1 过度表达等。粘附晶体继续生长和聚集,最终阻碍肾小管液流。
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CaOx 结石的形成机制。第一种机制发生在肾小管腔内,涉及结晶盐的过饱和、结晶、生长、自聚集和在肾小管上皮细胞上的粘附。细菌(产生脲酶和不产生脲酶的群体)也在这种管内机制中发挥作用。第二种机制最初发生在肾间质,形成所谓的 Randall 斑块,这是间质羟基磷灰石 CaP 晶体沉积和组织炎症的结果。乳头尖处及其附近的一些 Randall 斑块可能会侵蚀骨盆萼系统,其中 CaOx 通常过饱和并结晶。随后,氧化钙晶体沉积在被侵蚀的兰德尔斑块上,该斑块随后成为结石病灶,结石开始形成。CaOx、草酸钙;CaP,磷酸钙;COM,一水草酸钙;ECM,细胞外基质。缩写内容:肾间质中的羟基磷灰石(CaP)晶体沉积和炎症形成Randall斑块,常在肾乳头间质的亨利袢细肢基底膜处结晶。这些晶体积累引发炎症,导致斑块形成。部分斑块侵蚀骨盆萼系统,CaOx在此浓缩结晶并沉积于被侵蚀的斑块上,形成结石病灶,启动结石形成过程。
增加液体摄入量和利尿脱水是KSD风险因素,预防建议为增加液体摄入以维持水合,降低尿浓度。利尿通过大量饮水和利尿剂增加尿量和降低尿渗透压。AUA、EAU、CUA和UAA建议尿量>2.0-2.5 L/d,液体摄入2.5-3.0 L/d。临床试验显示高尿量与低复发风险相关,因此大量饮水是预防KSD的初步策略。过去十年的研究一致证实了这一点。
日常饮料如咖啡、茶和酒精具有利尿效果。荟萃分析显示,这些饮料可能降低KSD风险。英国生物银行的前瞻性队列研究也发现,大量液体及咖啡、茶、酒精摄入能减少结石住院率。
体外结石研究显示,尿液稀释可减少CaOx结晶和聚集[31]。水合状态影响钙结石调节蛋白骨桥蛋白(OPN)的表达,OPN在肾结石形成中具有双重作用:促进晶体粘附和自聚集[34][35],同时抑制晶体生长[36]。脱水时OPN表达增加,而充足水分摄入可降低其表达[32]。液体摄入量增加12个月的患者肾乳头密度下降[37]。这些结果表明,高液体摄入量可通过提高尿流量预防肾结石,并影响结晶、晶体细胞粘附和聚集等结石形成步骤。
生活方式和习惯的改变肥胖和超重是KSD的风险因素,EAU和UAA建议通过减肥维持正常BMI以降低风险。研究表明,减重可通过增加尿液柠檬酸盐排泄降低KSD风险。体力活动和锻炼可减少多种疾病,但对KSD的影响尚存争议。一项大型队列研究显示体力活动与较低KSD风险相关,但荟萃分析未发现独立关联。中国南方KSD患者调查显示体力活动是保护因素之一,但在运动员中也发现肾结石形成的危险因素。工作环境和气候变化对KSD风险有影响,高温环境下工作增加肾结石形成风险,可能与严重出汗和脱水有关。增加液体摄入量可能有助于降低这些工人患KSD的风险。多项研究显示吸烟者患肾病风险增加,但吸烟与肾结石病(KSD)的关联存在争议。一些研究发现吸烟者结石形成比例较高,而其他研究未发现吸烟与KSD风险或复发有显著关联。伊朗一项研究显示结石形成者吸烟习惯更高,但调整后无显著关联;台湾研究则发现被动吸烟与KSD发病率相关。因此,建议避免吸烟和二手烟预防KSD,但需更多证据支持。
饮食管理一地中海饮食(富含植物性食品和少量肉类)与较低肾结石风险相关。代谢异常如高钙尿症等是肾结石的危险因素。饮食调整可纠正这些异常,降低风险,预防新发和复发性肾结石。
钙的摄入和维生素D的补充高钙尿症是钙结石的主要风险因素,AUA、EAU、CUA和UAA推荐患者每日摄入1000-1200mg膳食钙。补充钙可能增加肾结石风险,而高膳食钙可减少症状性肾结石。高钙尿症的原因包括饮食、代谢性骨病和甲状旁腺功能亢进。维生素D增强肠道对钙的吸收,与膳食钙共同摄入可能促进肾结石形成。补充维生素D可能增加尿钙排泄,但长期补充对KSD风险的影响尚不明确。在考虑膳食钙和维生素D补充剂时,应评估个体风险因素和浓度。
钠摄入量高钠饮食导致尿钙排泄增多和肾脏CaOx晶体沉积,与钙尿石症相关。研究表明低钠饮食可减少尿钙排泄和肾结石形成。因此,限制钠摄入有助于预防肾结石。AUA指南建议钙结石患者限制钠摄入≤100 mEq/d(2300 mg/d),UAA和EAU建议限制钠摄入量为2克/天(3-5克/天的氯化钠)。
草酸盐摄入量高草酸尿是KSD风险因素,分为原发性和继发性。原发性与肝酶缺陷相关,继发性由多种因素引起。饮食草酸盐摄入影响尿草酸盐浓度,限制富含草酸盐食物如菠菜、豆制品等可预防肾结石。DASH饮食可降低CaOx过饱和度,是低草酸盐饮食的替代方案。胃肠道草酸盐吸收受膳食钙和微生物群影响,肠高草酸尿症常见于胃绕道或减肥手术后患者。AUA建议CaOx结石和高草酸尿症患者限制富含草酸盐食物,保持足够钙摄入以减少KSD风险。
维生素C摄入量维生素C主要来源于新鲜果蔬,过量摄入可能增加肾结石风险。研究表明,维生素C能增加尿草酸排泄,而维生素E可改善高草酸尿并减少肾脏晶体沉积。体外实验显示,维生素C具有抗氧化作用,能预防草酸盐引起的肾损伤,并在铜绿假单胞菌存在时抑制结晶。
动物蛋白与植物蛋白膳食蛋白质类型影响KSD风险。动物蛋白如鱼、牛肉和鸡肉增加钙结石和尿酸结石风险,建议摄入量限于0.8-1.0g/kg体重/天,因其与低尿pH值和柠檬酸盐浓度相关。植物蛋白摄入具有保护作用,建议增加植物蛋白比例预防KSD。
柠檬酸盐摄入量KSD的主要危险因素之一是低柠檬酸尿,可能由多种原因和药物如碳酸酐酶抑制剂引起。AUA、EAU、CUA和UAA建议肾结石患者增加水果蔬菜摄入,特别是柠檬酸盐,以预防低柠檬酸尿。柑橘类水果是主要的柠檬酸盐来源,葡萄柚和柠檬提供高浓度柠檬酸盐。橙汽水和柠檬水可增加尿液中柠檬酸盐排泄,减少钙结石复发。
柠檬酸盐能抑制COM晶体生长,防止肾小管细胞损伤,并增强尿柠檬酸盐排泄,降低尿CaOx过饱和度。石灰粉在体外、体内模型和健康个体中未见毒性作用,表明日常食用安全。石灰粉通过增加尿液中柠檬酸盐和尿调节素浓度预防KSD,两者均为钙结石形成有效抑制剂。
天然生物活性化合物过去十年,KSD中膳食植物的益处及植物提取物的抗结石活性和生物活性化合物被广泛研究。近期综述总结了这些植物及其化合物在肾结石预防和管理中的应用证据。本文将探讨部分抗结石生物活性化合物的最新研究及其分子机制。
咖啡因咖啡因,一种黄嘌呤生物碱,是咖啡豆的主要活性成分。尽管咖啡因具有利尿效果,其与肾结石(KSD)的关系一直存在争议。一项研究显示,咖啡因增加CaOx沉淀指数,可能提高KSD风险。然而,多项大型荟萃分析发现含咖啡因饮料与较低KSD风险相关。最近的研究也证实咖啡饮用降低KSD风险,体外研究支持咖啡因的抗结石作用,通过减少肾上皮细胞的COM结合能力实现,由膜联蛋白A1介导。
没食子儿茶素没食子酸酯没食子儿茶素没食子酸酯 (EGCG) 是主要存在于绿茶中的主要生物活性成分。茶虽是草酸盐来源,但绿茶摄入与KSD风险负相关,男性更明显。绿茶补充剂能提高超氧化物歧化酶活性,减少尿草酸排泄和CaOx肾沉积。EGCG可防草酸盐引起的肾损伤和活性氧过度产生。体外研究表明EGCG抑制草酸盐诱导的α-烯醇酶膜易位,降低肾上皮细胞COM结合能力。
地奥司明
地奥司明是一种生物类黄酮,主要存在于植物和水果中,尤其是柑橘类。它具有抗结石作用,能保护肾结石大鼠肾脏中的CaOx沉积,并减少肾皮质和髓质的退行性变化。体外研究表明,地奥司明在结晶过程中增加CaOx晶体的数量和质量,同时降低晶体尺寸和生长。此外,它增强CaOx自聚集和细胞外基质侵袭,但减少CaOx-细胞相互作用。
药物高风险KSD患者可能需药物治疗。常用药物包括利尿剂、柠檬酸钾、碳酸氢钾等,以预防结石复发。利尿剂如噻嗪类可减少尿钙排泄,推荐用于复发性钙结石和高钙尿症患者。具体剂量有氢氯噻嗪25-50mg/日,氯噻酮25-50mg/日,吲达帕胺1.25-2.5mg/日。低剂量和高剂量噻嗪类药物对KSD保护作用相似,但长期用可能有副作用,需考虑补钾。
预防肾结石复发的药物中,碱性柠檬酸盐(如柠檬酸钾)被广泛推荐,适用于多种结石患者。柠檬酸钾能碱化尿液、降低尿钙浓度,并减少肠道钙吸收。研究表明,它可减少高钙尿症患者的尿钙排泄。噻嗪类药物(如氯噻酮)在减少CaP结石方面更有效,与柠檬酸钾联用效果更佳。碳酸氢钠和碳酸氢钾用于纠正代谢性酸中毒。长期服用柠檬酸钾可能引起胃肠道不适,且成本较高,因此可考虑替代碱化剂。柠檬酸钾剂量因指南而异,尿酸结石患者的尿液pH目标为>6.0–6.5,胱氨酸结石患者为>7.0–7.5。
别嘌呤醇是 AUA 推荐的另一种治疗 CaOx 结石形成药物,用于预防高尿酸尿症(无论血清尿酸浓度如何)和正常钙尿症患者的结石复发[ 9 ]。然而,CUA建议仅在钙结石和高尿酸血症患者中使用别嘌呤醇以预防结石复发,但不建议在正常尿酸血症患者中使用别嘌呤醇[ 11 ]。最后,上述药物也适用于预防尿酸结石[ 142,163,164 ]。然而,应定期检查它们的不良影响。
消灭细菌脲酶细菌与尿路感染和结石形成相关,大肠杆菌是结石患者尿液中的主要微生物,可能促进肾结石。活大肠杆菌通过OMV中的EF-Tu因子促进CaOx晶体生长和聚集,而鞭毛也有助于CaOx结晶。其他细菌如肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌同样在结石病灶和尿液中发现,并能促进CaOx生长和聚集。
增加饮水和利尿有助于预防尿路感染(UTI),降低KSD风险。对于复发性UTI患者,去除结石等感染源至关重要。抗生素可基于尿液和结石细菌培养使用,但需注意多重耐药性问题。某些抗生素可能增加KSD或晶体诱发肾病风险,长期使用与晚年KSD风险增加相关。抗生素还可能抑制肠道产草酸杆菌,需谨慎使用并监测。
益生菌益生菌如草酸杆菌属、乳酸杆菌属和双歧杆菌属对KSD具有保护作用。O. formigenes是一种与尿草酸盐浓度负相关的厌氧草酸盐降解细菌,其丰度在结石形成者中较低。草酸盐稳态是多种微生物协同作用的结果。其他益生菌如乳杆菌和双歧杆菌也能降低尿草酸盐排泄。枯草芽孢杆菌能减少果蝇结石形成。饮食模式影响肠道微生物多样性,进而影响益生菌预防KSD的效果。
总结KSD治疗旨在预防新发和复发肾结石,以减少身体、心理和经济负担。AUA、EAU、CUA和UAA推荐多种预防策略,这些指南大体一致,但在细节上有所差异。选择策略需考虑结石成因、类型及成本效益。以下是根据最新证据的策略总结:
(1)增加液体摄入量和利尿
-由于脱水是 KSD 的主要风险之一,因此这种方法似乎是最简单且最具成本效益的策略。强烈建议液体摄入量为 2.5–3.0 L/d,尿量 >2.0–2.5 L/d。
(2)生活方式和习惯的改变
-建议维持或降低体重指数至正常范围。
-尽管体力活动和锻炼对健康的益处已得到广泛认可,但它们对预防肾结石的益处仍有待阐明。此外,剧烈体力活动和锻炼期间和之后的脱水可能是主要决定因素之一。因此,在剧烈的体力活动和锻炼期间和之后补充液体可能是解决方案。
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在高温下工作可能会导致脱水。因此,建议进行液体补偿。
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避免吸烟和二手烟。但仍需要更有力的证据。
(3)饮食管理
-钙结石患者应摄入足够的膳食钙,剂量为 1000-1200 毫克/天。
-将钙结石患者的钠摄入量限制为 2 克/天(3-5 克/天的氯化钠)。
-氧化钙肾结石患者应限制富含草酸的食物,如菠菜、豆制品、坚果、杏仁、土豆(特别是带皮部分)、甜菜、菜豆、覆盆子和枣子。
-避免补充维生素C和维生素D。由于使用这些维生素补充剂各有利弊,因此仍需要进一步阐明。
-钙结石、尿酸结石以及高尿酸尿患者限制动物蛋白的摄入量(0.8-1.0 g/kg体重/天),但增加植物蛋白的摄入量。
-增加日常食用食物和果汁中柑橘类水果(特别是葡萄柚、柠檬和酸橙)的比例。补充石灰粉是增加尿柠檬酸盐和尿调节素排泄以防止钙结石形成的另一种选择。
(4)天然生物活性化合物
-天然生物活性化合物应谨慎使用。早期的一些证据存在争议,需要在更大的队列中进行进一步的研究。
-可能建议摄入咖啡因。尽管早期的证据存在争议,但近期前瞻性队列和体外分子机制研究中的几条(且更可靠的)证据一致证明了咖啡因对 KSD 的保护作用。
-最近的临床前证据表明 EGCG 具有有益作用。
-地奥司明的保护作用仍存在争议。地奥司明似乎对 CaOx 晶体发挥双重调节活性。因此,需要更多、更有力的证据。
(5)药物
-对于复发性钙结石形成者和高钙尿症患者,建议使用噻嗪类药物。推荐的噻嗪类药物包括氢氯噻嗪25 mg,每日两次或50 mg,每日一次,氯噻酮25或50 mg,每日一次,吲达帕胺1.25或2.5 mg,每日一次。
-建议使用碱性柠檬酸盐,特别是柠檬酸钾来碱化患有复发性钙结石、低柠檬酸尿、尿酸结石和胱氨酸结石的患者的尿液。
-尽管替代的非处方非处方口服碱化剂可以显着节省成本,但其柠檬酸盐和碱当量却减少了。需要进一步研究来确定其与柠檬酸钾相比的成本效益。
-对于尿酸结石形成者,尿液 pH 值的目标是 >6.0–6.5;对于胱氨酸结石形成者,尿液 pH 值的目标是 >7.0–7.5。
-别嘌呤醇推荐用于伴有高尿酸尿和正常钙尿的氧化钙结石患者。它似乎对高尿酸血症患者有效,但对正常尿酸血症患者无效。
-长期使用药物后应定期监测潜在的副作用。
(6)消灭细菌
-应考虑去除感染源(例如去除结石)来根除细菌,特别是在尿路感染复发的情况下。
-使用抗生素或许能够预防复发性结石形成。
-然而,从尿液和结石基质中分离的细菌中已经检测到多重耐药性。长期使用抗生素还会抑制肠道微生物群,尤其是O. formigenes。因此,它们的使用必须仔细考虑并需要监测。
(7)益生菌
-补充益生菌,如O. formigenes、乳杆菌、双歧杆菌和枯草芽孢杆菌,减少肠道草酸吸收,似乎有利于预防肾结石。然而,需要大量的前瞻性队列来加强其有益作用。
最后,正如总结的那样,过去 10 年研究活动的一些数据集指出,有一些预防肾结石的新策略值得在更大的前瞻性队列中进一步阐明,以供未来多个不同指南考虑。
来源:医学镜界