二、过饱和结晶学说

尿液是一个非常复杂的物理化学体系。有学者将物理化学溶液理论引入尿结石形成的研究中，提出结石形成的过饱和结晶学说：尿结石的形成经历尿中成石盐的过饱和、晶核形成、结晶生长、结晶聚集、结晶滞留、结石形成等一系列物理化学过程。尿中成石盐的过饱和被认为是结石形成的重要危险因素，结石的形成是尿液中液态物质转变为固态物质的过程，这个过程需要能量，尿过饱和是尿石形成的第一驱动力，其次是尿液饱和度与其他各种变更因素（如抑制因子、促成因子、pH等）之间的平衡发生紊乱。

盐的纯水溶液不能溶解更多盐时溶液达到饱和状态。达到饱和点时的盐的浓度积为热力学溶度积（solubility product，Ksp）。尿液是过饱和溶液，尿中的大部分溶质处于过饱和状态，但由于尿中各种结晶抑制因子和其他分子的拮抗作用，结晶并不一定析出，随着盐浓度的进一步增加，尿液中将会自发形成大量晶体，此时的浓度积为形成积（conformation product，Kf）。以尿石盐的溶解度为特征，用溶度积（Ksp）和形成积（Kf）可将尿液区分为3种不同的物理化学状态：未饱和、亚稳态、非稳态。在热力学溶度积以下，尿液在任何情况下都不形成结晶，已有的结晶会被溶解。当成石盐浓度超过形成积时，溶液为非稳态，将形成结晶。在溶度积和形成积之间，溶液处于亚稳态，此时尽管尿液为超饱和，但尿中的成石物质不会自发成核，然而，原有晶体可以继续生长和聚集，可有异质成核。

此外，也有学者采用活度积（activity product，AP）与溶度积之比（即AP/Ksp）来表示尿液的过饱和度，它与固相形成自由能（△G）的关系为：△G=-RT ln（AP/Ksp），其中R为气体常数，T为绝对温度。从物理化学观点来看，尿路结石就是使体系自由能减小的自发过程。根据这一关系，尿液所处的物理化学状态被分为3类。当相对饱和度AP/Ksp＜1时，自由能-△G＜0，尿液处于不饱和状态，此时新结石不形成，原有结石溶解，晶体聚集不能发生；当相对饱和度AP/Ksp=1时，-△G=0，尿液处于饱和状态，此时新结石不形成，原有结石不溶解，聚集能发生；当相对饱和度AP/Ksp＞1时，-△G＞0，尿液处于过饱和状态，当处于亚稳态区时，新结石不形成，原有结石可生长聚集，当处于超饱和区时，结晶自然沉淀，快速生长和聚集。根据△G可以估计尿结石形成的热力学危险倾向。

某种溶质的过饱和溶液开始形成结晶的过程称为成核，尿液中结晶成核是结石形成的必要条件之一，若结晶成核达到一定体积，且该结晶溶液仍处于过饱和状态，则成核的晶体颗粒簇可以聚集形成更多更大的晶体，降低总体的自由能，这对结石生长至关重要。过饱和结晶学说从理化规律及特点解释结石形成的机制，对结石的治疗及预防有着深远的意义。 266Zniy0XoORnZNkC9HsGih0nasEoozvEctwotOqeJ22MY8Yyl1UvaVilT63CVhN