某些特定的風險因素與結石形成有關，即使進行廣泛的尿液分析，也無法做出很好的預測。若結石患者恰好獲取了一枚結石，則能有效的行結石分析，獲取更多信息。如此可以對風險進行評估，這有助于預防結石的復發。男性是結石發病的主流，約有10％的患者，結石將成為終生風險！然而，這種病的個體差異很大，盡管有人為此終生受到折磨，但有的人，一生中只長一次?；颊?，在長出第一枚結石后，接下來的10年中，大約25％將會有第二枚結石;然而，在隨訪開始時，具有多枚結石的患者，這樣的數字可高達75％。此外，有腎結石殘留的患者可能會有更高的復發風險。
因此，有理由去尋找風險，尋找個性化因素，尋找隨之而來的復發源頭，施以假定風險的預防措施。在很多情況下，內科咨詢或治療是效的。遺憾地是，太多的泌尿科醫生，關注的是結石病的手術，而很少關注結石形成的生化因素。充其量，泌尿科醫生給出的建議僅限于建議高液體攝入，以避免高溶質的尿液。雖然高液體攝入量對各類結石的預防是有益的，但經驗表明，短期尚可，長期每天保持足夠高的液體攝入量，對患者來說遠非易事。
預防結石的進一步形成，則需要更深入地了解結石形成的原因和方式。認真考慮其成因與程序，對患者可能有更大的幫助，可以避免或減少痛苦，并減少不必要的醫療費用。流行病學清楚地告訴我們，結石的始動并不是一個連續的過程，偶爾會在病理因素作用下，結晶發展為結石。在生活中，這種風險每天均有可能發生。外部風險因素如飲食，飲酒習慣，氣候，伴隨疾病，藥物和遺傳學也是重要因素。特定風險在很短的時間內就會發生。人體的內部以及晝夜變化也解釋了為什么我們經常無法做到識別重要和特定的結石形成的風險因素，即使在嚴重的結石病情況下，也是如此！
盡管存在這樣或那樣的困惑，確定結石形成的相關風險，依然是預防結石的重要內容。努力去尋找有助于解釋結石的形成的異常因素，消除或減少負面異常，尤其是去削減影響結石形成的結晶風險。理想情況下，應該采用簡單的常規方法，開發出允許檢測結晶風險的方法。但是，這樣的方法，尚未提供，到目前為止僅有被稱為標準的尿液分析。主要的問題仍然存在，多年來仍然有相當多的困惑問題，為什么有些人會長結石，而其他人卻沒有。
設計出評估結石的適當風險原則，對患者進行分類是有益的。重要的是要知道患者的結石是初次還是復發性的，以及泌尿系內是否存在殘留結石或碎片。此外，了解結石是由鈣鹽，尿酸，感染石，胱氨酸，或任何其他晶體類型組成也是至關重要的。適當的對結石成分的定量分析至關重要。過去幾十年的結石研究，已經澄清了幾項尿石病背后的病理學問題。明確了胱氨酸，感染和尿酸結石形成的機制。盡管如此，在某些情況下，預防結石的復發仍然很困難，尤其是胱氨酸結石的預防。
2.含鈣結石
至今，結石研究的主導問題，依然是是含鈣結石，其中研究的重點是草酸鈣結石（CaOx）。在工業化國家，大約85％的泌尿系結石可歸類為含鈣結石。其中約80％的是以CaOx為主要成分。在瑞典,僅有30-35％的含鈣結石成分是單一的草酸鈣；60-65％的成分是草酸鈣和磷酸鈣（CaP）的混合物，純磷酸鈣結石的比例<5％。即使是混合性草酸鈣和磷酸鈣結石，磷酸鈣在其中所占比例通常也很小，只有幾個百分點左右。
2.1.終未尿的飽和度
結晶形成的驅動力是尿液過飽和的結果。尿液組合物的成分對結石形成具有重要影響。沒有尿液的過飽和，就不會有結晶的形成，也就不會有結石的形成。大量研究顯示，與正常人相比，含鈣結石患者的的尿液中，尿草酸鈣的飽和度顯著增高。盡管正常尿液和異常尿液中有關草酸鈣的離子活性產物（APCaOx）分布存在相當大的重疊，但是24小時尿液的收集，反映了含鈣結石患者的尿液中有較高的結石形成的風險因素。然而，對結晶形成有較大影響的因素有那些？事實上就是發生在每天、每周，每月或年期間的APCaOx峰值的變化。
不同時期，尿液成分的變化會很大。因此并不需要經常的持續測量尿液成分。一個孕育結石的晶體胚胎，保留在腎盂或腎盞的空間內，可通過生長和聚集，成為結石。然而，結晶的生長是一個相當緩慢的過程。晶體的生長和聚集過程均可被尿液中結石形成的抑制物所抑制。
2.2.晶體滯留
解剖結構異?？梢詫е履蛞簻?，尿液滯留是腎臟集合系統內結石發生的重要原因。例如，腎積水、腎盞憩室和腎臟畸形。若無尿液滯留時，晶體的長期滯留和聚集也可見于尿流紊亂，其發生的原因只有通過其它機制來解釋。結石生長為具有臨床意義的結石，可以通過結石依附于腎乳頭表面來解釋，通過結石起源的形態學研究，已經發現結石表面具有乳頭狀的凹痕。最近的觀察，提供了堅實和令人信服的有關草酸鈣起始和附著腎乳頭狀表面的證據。乳頭狀尖端的上皮下積聚的是磷灰石。75年前Randall描述了這種腎乳頭斑。盡管有少數例外，磷灰石沉淀于腎乳頭斑，在結石患者較正常人更為常見。
現今，一些研究者似乎遺忘了磷酸鈣對草酸鈣生成的病因學作用，或者忽略了磷酸鈣對草酸鈣結晶生成的的重要角色。草酸鈣結石發生于Randall斑表面覆蓋的受侵蝕的上皮細胞。另外，滯留于集合管末端的磷酸鈣晶團可以為草酸鈣結石生長提供附著的巢位?，F在關鍵的問題是這些上皮細胞下和小管內晶團是如何生成與發育？
2.3鈣鹽的過飽和作用
除了在動物實驗研究中用乙二醇和氯化銨處理腎臟后可見高水平的過飽和度的草酸鈣外，在臨床上也可遇到原發性或繼發性高草酸尿癥患者。由高水平的草酸鈣的離子活性產物產生的驅動力似乎不太可能發生在腎集合管的遠端以上部分。相反，理論假設并且計算表明高水平APCaP，更有可能發生在在腎集合管以上部分。經驗積累表明，CaP沉淀的風險存在于亨利氏袢的上升段，并可能在遠端小管的遠端部分。而且CaP對隨后草酸鈣結石形成具有重要性。
CaP是結晶形成過程中的初始晶相，隨后可以導致CaOx結石的產生。確實這是一個很有吸引力的想法，它改變了我們對結石形成和如何開發預防復發新途徑的看法。Randall斑形成于相鄰的亨利氏長袢的彎曲處。這些沉淀物要么起源于CaP晶體的跨細胞轉移或來源于管內的晶核，或起源于腎間質組織[54]。CaP形成的另一條途徑是在亨利氏袢，從腎單位向下進入集合管，在一定條件下，較大的CaP結晶可以被滯留。缺乏抑制性尿中大分子物質（UMM），或UMM濃度較低，或UMM結構異常是導致腎小管內病理結晶形成的可能因素。隨著較大的CaP結晶滯留，可以有CaOx結晶的產生。Randall斑表面覆蓋的受尿侵蝕的上皮細胞，或滯留于集合管末端的磷酸鈣晶團，均可為尿液中周期性地形成過飽和的CaOx提供附著的巢位。
2.4尿pH值
低pH對于后續草酸鈣結石的形成很重要。從理論上講，低pH情況下，CaP晶體會發生溶解，至少從理論上講，低pH可以促使APCaOx達到草酸鈣成核的水平。這樣的過程可以通過UMM（例如骨橋蛋白）的作用得到進一步強化。尿pH值低時，離子力高，尿Tamm-Horsfall蛋白可以發生自聚集。該性質可導致CaOx的形成。草酸鈣聚合物依然附著在CaP的表面。當CaP晶體完全溶解時，最終結石的成分將是單純的草酸鈣（CaOx），但當部分CaP保留在晶體團中，則最終的結石為混合性的CaOx / CaP。
值得注意的是，純CaP結石僅在產生持續堿性尿液的患者中才能形成。如用乙酰唑胺治療的患者和遠端腎小管酸中毒患者。在遠端腎小管酸中毒條件下，尿液是堿性，且檸檬酸鹽排泄量低。這與用檸檬酸鹽或任何其他堿化尿液方法治療的患者不同，當尿液pH高時，檸檬酸鹽排泄增高。
2.5初始晶體形成
最初，CaP是如何在腎單位腔內發生沉淀？實驗證據表明，自由基引起的脂質過氧化促使結石形成的促進劑從管腔刷狀緣膜釋放出來。在其作用下，CaP結晶發生沉淀，并可以通過異相成核實現結石的產生。
2.6治療后果
含鈣結石形成的重要因素總結在圖1中。含鈣結石形成的不同機制，為不同的治療方法提供了一定的參考。沒有足夠高的過飽和，就不會形成結石。終未尿中APCaOx的減少是必要的條件。確定周期性特別高的結晶形成風險，并減少其風險的高峰是重要的。避免低pH值對于CaP溶解的作用很重要。與堿化尿液相關，增加尿檸檬酸鹽，可以增加尿中檸檬酸鹽，并增強UMM的抑制結石形成的能力。UMM初始如何抵消CaP的沉淀并不清楚。如果這個過程發生在腔內，理論上，用袢利尿劑使尿液稀釋是一項很好的選擇方法，但是，這也可能會增加鈣的排泄，由此可以用噻嗪類利尿劑來解決。使用抗氧化劑來抵抗脂質過氧化，及阻止CaP的沉淀可能是治療的至關重要的一步。據報道別嘌呤醇的成功應用，可以解釋這樣的效果。
圖1草酸鈣結石形成步驟的簡化概述。AP=離子活性產物；CaOx=草酸鈣；CaP＝鈣
磷酸鹽。
2.7更好地治療含鈣結石患者的未來目標
鑒于一系列有助于含鈣結石的形成的協同因素的作用，顯然，應對患者進行風險評估的方法進行改進。目標應該是設計個體化的治療方案，關注特定周期性的風險及情況的發生。
3.尿酸結石
尿酸結石的形成是高度的尿酸過飽和的結果。重要的決定因素有尿液pH值低，尿量低，尿酸鹽排泄量高。pH對APuric acid的影響如圖2所示。
尿酸鹽濃度的增加和低pH值被視為代謝綜合癥的后果。過多的動物蛋白質的消耗會降低pH值，并增加尿酸排泄。典型的回腸造口術患者的尿酸結石形成結果是間質中碳酸氫鹽損失和低尿液pH值。在嘌呤異常代謝中，例如在Lesch-Nyhans綜合征是尿酸結石形成的另一個原因。
在歐洲南部和阿拉伯國家，可以觀察到尿酸結石發生率相當高，其發生的主要原因是飲食和氣候因素，但也不能排除遺傳因。值得注意的是，尿酸結石的發生率的增加是是代謝綜合征的結果。
圖2 pH值與尿酸離子活性產物的關系。AP＝離子活度積。
4.胱氨酸結石
由氨基酸引起胱氨酸結石，其溶解性差，則易發生沉淀。由于遺傳病，干擾了腎小管對胱氨酸的重吸收（也包括賴氨酸、精氨酸和鳥氨酸）。雖然胱氨酸溶解度隨尿pH升高而升高，但是在尿液呈堿性狀態下，可以有效地消除胱氨酸沉淀的風險。pH值對AP胱氨酸的影響如圖3所示。胱氨酸的形成和溶解度產物為1.0~1.3 x 1020（mol/ l）3。胱氨酸初始結晶的形成發生在腎小管腔內，是由于胱氨酸結晶聚集物在腔內的滯留。
圖3 pH值與胱氨酸離子活性產物的關系。AP＝離子活度積。
5.感染性結石
形成感染性結石的先決條件是解脲酶微生物的感染。脲酶可能是由變形桿菌、假單胞菌、克雷伯菌和葡萄球菌釋放所致。另一個原因可能是解脲脲原體的產生。大腸桿菌并不總是產生脲酶，而變形桿菌菌株卻幾乎總是產生脲酶。其他潛在的解脲酶微生物，關于它們產脲酶的作用，需要對其進行具體分析。感染引起尿路上皮基質的分泌。該基質提供了磷酸銨鎂和碳酸磷灰石的環境與巢位，使它們在堿性尿液中很容易發生沉淀。從生理化學的角度來看，足夠高的這兩種鹽的過飽和度是由尿素分解為氨和二氧化碳所致，從而產生于堿性尿液中。在酸性尿液中，磷酸銨鎂和碳酸磷灰石均不會發生沉淀。
6．結論
仔細的評估既往用藥史、飲食習慣，以及結石形成情況及結石成分是重要的。在特定的的情況下，還要尋找可能的生化異常，為結石風險因素提供良好的分析基礎。了解結石形成的動態，對于適當治療和建議至關重要。結石病并不是完全的手術問題。雖然我們不能肯定告訴誰將會形成結石？誰將會繼續生長結石？為什么會出現這種情況？事實上，這是基于過去的經驗、以及現代生化分析的進步，可以對結石發生的概率及其未來復發可能性的評估。預防結石是一項艱巨的任務，如果泌尿外科醫生僅僅關注去除結石的手術，則這項任務就顯得更加艱巨。