结石的形成：尿液的过饱和及亚稳定性

尿石形成的第一驱动力是尿过饱和，其次是尿饱和度与其它各种变更因素（抑制因子、促成因子、PH值等）之间的平衡关系发生紊乱。一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象。过饱和(SS)时,溶液中的溶质浓度超过其溶解度(溶度积)。虽然过饱和溶液没有饱和溶液稳定，但仍有一定的稳定性，因此，这种状态又叫介稳状态。难溶电解质在水中会建立一种特殊的动态平衡,难溶电解质尽管难溶，但还是有一部分阴阳离子进入溶液，同时进入溶液的阴阳离子又会在固体表面沉积下来，当这两个过程的速率相等时，难溶电解质的溶解就达到平衡状态，固体的量不再减少。这样的平衡状态叫沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积Ksp。溶质达到过饱和并形成晶体时的浓度被称作为热力学溶度积Ksp。尿液是过饱和溶液、尿中的大部分溶质处于过饱和状态；尿液中成石相关成分的过饱和状态是尿结石形成的先决条件；过饱和状态是溶解盐转化为固体晶相的驱动力，除了可以通过特定溶解盐的溶解度来估算是否过饱和，还可以基于尿液中主要离子簇游离的离子浓度、pH值和不同离子对的稳定性常数计算过饱和。24h尿检的过饱和值与结石成分相关，提示过饱和在结石形成中有重要作用，过饱和值在水中易于计算，但尿液是一个更复杂的溶液，比如含有影响草酸钙和磷酸钙形成的其它物质。

Ostwald于1897年就定义了几种饱和溶液的定义，无晶核存在的条件下，能够自发析出固相的过饱和溶液称为不稳定过饱和溶液；把不能够自发析出固相的过饱和溶液称为亚稳过饱和溶液。对于恰好饱和的水溶液来说，其饱和度为1，而尿液的过饱和程度可随成石成分的不同升至2～8之间，这一范围称为“亚稳区”。溶度积到晶体形成点的过饱和范围被称作形成积Kfp，认为是亚稳定区。在亚稳区内，虽然尿液是过饱和的，但多无新的固相形成，即使正常人尿中出现晶体，也不会形成结石,这正是由于尿中各种结晶抑制因子的拮抗作用所致。然而，如果尿过饱和程度超过了亚稳区的上限(形成积)，使之处于超饱和状态，尿中将会自发形成大量晶体，成为启动结石形成的关键因素。

溶度积和形成积区分尿饱和度的三种主要状态：未饱和，亚稳态、非稳态。溶度积以下任何情况均不形成结晶，超过形成积的浓度，溶液为非稳定状态，将形成结晶。大多数结石组分的浓度积位于亚稳态范围，在溶度积和形成积之间，尽管尿液为超饱和，但尿中的成石物质不会发生自发成核，但原有的结晶仍可生长和聚集，可有异质性成核。抑制因子可防止和阻遏结晶形成。浓度积超过形成积时，晶核生成、结晶生长和聚集、抑制因子对其无效见表1，图1-3。

表1尿液相对过饱和对晶体/结石形成的影响

图1溶解度曲线

图2

图3