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【关键词】非自由体位；肾结石；肾组织损伤
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.20.076
目前普遍认为肾结石患者的肾脏病理学变化主要是肾积水所致的肾压迫性萎缩，继发性慢性肾盂肾炎[1]。笔者研究非自由体位与尿引流和尿石分布的关系时发现，习惯于单侧或（和）仰卧位，结石位于同侧肾或输尿管内者占84.4%，在对侧出现者占15.6%；仰卧位者，结石所在侧别的差异不明显；自由卧位和俯卧位患者占7%。 字2检验显示其间存在显著性差异[2]。根据解剖、生理及相关文献做进一步研究后认为，除了已知的尿路畸形、梗阻、感染和外伤等因素外，肾结石的病因和发病机制可能是非自由体位借助于肾内郁积尿静水压对肾实质的长期性牵张和压迫导致的慢性缺血萎缩性损伤；结石只是肾组织损伤时产生的各种病理性产物在体内尿液中相互作用并凝结在一起的固体凝聚物。所谓非自由体位，本文特指能够导致：（1）肾内尿郁积短期或持续存在的体位；（2）短期或持续不能直立位排尿的体位；（3）能引起（1）和（2）同时存在的体位。从解剖位置看，最不利于尿引流的体位在肾是直立位、单侧卧位或/和仰卧位，其可导致肾内尿郁积；在膀胱则为非直立位[2]。笔者现就非自由体位借助于尿静水压导致肾组织损伤和肾结石的形成综述如下。
1肾结石的体内分布特点与肾盂的解剖类型和人体体位的关系
肾结石的体内分布特点与肾盂的解剖类型和人体体位的关系，其实质是与肾盏深的大小（相应的是肾内郁积尿静水压的大小）和肾内郁积尿静水压持续存在时间的关系。
笔者把肾门附近的肾盂称作肾盂门。当终尿从乳头管流出后，直到流出肾盂门之前，无论肾盂肾盏大小，都必须首先灌满低于肾盂门的肾盂肾盏部分，才能漫过肾盂门流出。当人体上半身直立位时，肾内尿液必须漫过肾盂门下缘的最高点才能流出。当人体侧卧位时，肾内尿液必须漫过同侧肾的肾盂输尿管连接部或近端输尿管的外侧壁的最内侧点才能流出。因此，笔者认为，把肾内尿液流出时实际要越过的最高点作为测量肾盏深的起/或止点较为合适[3]。本文所指的：（1）中肾盏深：肾中部大盏的小盏的杯口缘的最外侧点到过肾盂输尿管连接部或近端输尿管的外侧壁的最内侧点的纵轴线的垂直距离[3]。可用来表示仰卧位或/和侧卧位时同侧肾的中肾盏深。（2）下肾盏深：肾下极大盏的小盏的杯口缘的最低点到肾盂下缘的最高点的水平线的垂直距离[3]。可用来表示直立位时的下肾盏深。循此视角观察下述现象。
1.1体位性肾内尿郁积现象确实存在。正常人肾脏分泌尿液的速度是1 ml/min。王氏等[4]让受检者均取仰卧位冠状面纵切面或俯卧位腹部垫高纵切面的探查方法，测量肾集合系最大分离数值，并做尿常规检查，对355例肾窦分离患者进行超声图像分析。结果B组（共105例，均无泌尿系疾病）肾窦分离最大液性暗区宽度为0~6 mm 84例，7~10 mm 18例，11~14 mm 3例，检查完毕，嘱患者排尿。排尿10 min后复查，96例缩小到4~6 mm，9例缩小到7~9 mm，排尿后肾窦分离无超过10 mm者。该结果说明：（1）由于排尿前的检测数据中，包括有俯卧位检测时的测量结果，所以，即使受检者全部改取仰卧位检测，肾窦分离>10 mm者有可能多于而不可能少于3例；（2）B组105例B超受检者的肾窦分离数据（无论是排尿10 min后的检测数据，还是排尿前后的数据对比）说明，凡单侧卧位或/和仰卧位的持续时间超过10 min的正常人，其同侧肾内都存在着体位性肾内尿郁积现象。
1.2据研究，发生肾结石的188个肾脏中，136个（72%）为肾内型肾盂；伴同侧输尿管结石的232个肾脏中158个（68%）为肾内型肾盂。肾内型肾盂的肾和同侧输尿管结石发生率显著高于非肾内型肾盂（P<0.01，P<0.05），肾内型肾盂发生多发肾结石率显著高于非肾内型肾盂（P<0.01）[5]。解剖学与影像学研究表明，肾内型和非肾内型肾盂形态存在着明显差异，主要表现为肾内型肾盂较非肾内型肾盂位置深、体积小以及肾盂输尿管移行部内径小[6]。从直观上看，肾内型肾盂的中肾盏深大于非肾内型肾盂的中肾盏深。说明肾内型肾盂者肾结石发生率高可能与肾内型肾盂的中肾盏深大于非肾内型肾盂者的中肾盏深有关。
1.3据研究，无论是正常人还是肾结石患者、无论男女、无论左肾还是右肾，其中肾盏深组与下肾盏深组组间比较，差异有统计学意义（P<0.01）[3]。可以认为中肾盏深组的总体均数大于下肾盏深组的总体均数。上述显著的数据差异提示，这可能是导致取单侧卧位者（其同侧肾内郁积尿的深度相当于中肾盏深组均数）或/和仰卧位者（其双侧肾内郁积尿的深度相当于双侧中肾盏深组均数）同侧肾比对侧肾（其肾内郁积尿的深度与同侧肾者相反）肾结石发病率高、长期卧床患者（其同侧肾内郁积尿的深度相当于中肾盏深组均数）比非长期卧床患者（如尚能直立位自由活动者，其肾内郁积尿的深度相当于下肾盏深组均数）肾结石发病率高的解剖生理因素之一。即：这可能是导致非自由体位患者同侧肾肾结石发病率较自由体位患者肾结石发病率高的解剖生理因素之一。
1.4据研究，正常成人男女组间比较，中肾盏深组的差异和下肾盏深组的差异均有统计学意义（P<0.01）[3]。上述结果提示，在导致肾结石发生的因素中男性组的中肾盏深组均數和下肾盏深组均数分别大于女性组可能是导致男性组与女性组肾结石发病率不同的解剖生理因素之一。
1.5据研究，在肾内尿郁积持续时间的差别上，取自由体位的和取非自由体位的相比较，在结石组是n’=154，P<0.01；在非结石组是n’=114，P<0.01；在结石组和非结石组间是n’=270，P<0.01。配对 字2检验，非自由体位者发生尿石症的可能性也非常显著地大于对照组：自由度（n’）=1，
字2=38.63> 字2=0.01，P<0.01。这提示肾内郁积尿的持续时间可能是导致肾结石发生的重要因素[2]。
2肾小囊腔和集合系统内的尿静水压持续且有限升高可能导致肾小球、肾小管等功能减退、细胞组织缺血萎缩凋亡
肾小囊腔和集合系统内的尿静水压持续且有限升高可能导致肾小球、肾小管等功能减退、细胞组织缺血萎缩凋亡。肾小囊球周纤维化只是肾小球损伤时从缺血萎缩到凋亡消失的病变过程中短期存在的特殊结构。
2.1肾盂内尿静水压升高能导致肾实质损伤。王氏等[7]在研究高草酸尿和输尿管梗阻对鼠肾小管上皮细胞凋亡的影响（术后两周病检）时发现，完全性输尿管梗阻并高草酸尿组（D组）的凋亡水平是假手术组（A组）的251倍，是高草酸尿组（B组）的9倍，是单纯输尿管梗阻组（C组）的2倍。这些结果提示，输尿管梗阻是比高草酸尿更重要的致凋亡因素，完全性梗阻与高草酸尿产生协同促凋亡作用，导致肾实质损伤。说明输尿管梗阻时，随着肾盂内尿静水压升高，复合型乳突管口可能受压开放，输尿管、肾盂、乳突管、肾小管和肾小囊腔共同构成一个连通器。根据连通器原理，可知肾盂内液压升高可能是导致鼠肾单位等肾实质受压萎缩变薄的真正的更重要的原因。
2.2肾盂内液压的高低和持续时间是影响肾小球、肾小管等组织损伤程度和范围的关键因素。汤氏等[8]用猪做实验发现，肾盂内灌注压为6.67 kPa（约67 cm H2O），持续到20、30 min时在电镜下观察超微结构变化不大。肾盂内压为13.33 kPa，持续到20 min时，可见部分肾小管上皮细胞内空泡形成，部分微绒毛脱落。肾盂内灌注压为20.00 kPa，持续20 min时，肾小球、肾小囊结构变化不明显，肾小管上皮细胞内空泡大量形成，微绒毛脱落，细胞内吞噬溶酶体增多，可见部分细胞的细胞膜、核膜及细胞器膜性结构破裂。30 min时，肾小球、肾小囊管腔饱满，足突间的间隙变宽，肾间质组织肿胀，肾小管上皮细胞腔面微绒毛大片团状脱落，可见部分细胞溶解。肾盂内灌流压为26.66 kPa时，肾组织损伤程度更严重。说明：肾小球、肾小管的组织损伤程度既与肾盂内液压的大小有关，又与肾盂内液压升高后的持续时间有关（即组织损伤程度和范围“随时间积累而加剧”）。
2.3肾小囊腔内尿静水压持续性升高（约6周以上）就能导致肾小囊球周纤维化。叶氏等[9]进行了大鼠急、慢性梗阻性肾积水肾组织的形态学改变的实验研究。肾小球扫描电镜观察与正常肾小球相比较，急、慢性组在早期24 h~1周期间，肾小球并无明显形态学改变；梗阻1~4周期间，急性组肾小球随梗阻时间迁延肿胀程度加大；梗阻4~6周期间，肾小球开始出现变性、坏死；梗阻6周后，可见明显的条索状纤维组织开始包绕肾小球并发生纤维化和玻璃样病变，在菲薄萎缩的皮质中仅存少数肾小球结构。而慢性模型组肾小球在梗阻3~4周期间，才随梗阻时间迁延表现轻微肿胀且程度逐渐增强；梗阻4~6周期间，肾小球即发现有变性、坏死；梗阻第6周，可见肾小球旁有条索状纤维组织增生开始包绕肾小球并发生纤维化和玻璃样变，在菲薄萎缩的皮质组织中仅存少数肾小球结构。这说明：（1）根据连通器原理可知，因输尿管梗阻而逐渐升高的输尿管肾盂内尿静水压足以借集尿系统内部的液压传递导致肾小管扩张、肾小囊球周纤维化和肾小球玻璃样变。（2）“慢性梗阻组的（形态学）改变在程度和时间方面明显较急性梗阻组滞后”的原因可能是因为前者尿静水压升高的速度较后者缓慢[9]。（3）“肾小球旁有条索状纤维组织增生开始包绕肾小球并发生纤维化和玻璃样变”（可以看成是肾小囊球周纤维化）的病变形成过程是需要时间（梗阻6周以后）的缓慢进展过程。
2.4肾小囊腔和肾小管内尿静水压的有限升高可能是形成肾小囊球周纤维化的必要条件。据研究，“继发于反流性肾病者，经常有明显的肾小囊周围纤维化和包曼囊的增厚以及灶状间质瘢痕形成”[10]。瘢痕区的主要病理改变是肾小管萎缩甚至完全消失，间质纤维化及慢性炎症[11]。（瘢痕区）外髓及皮质间质可见从断裂的小管基底膜外渗的圆形淡染的物质，包括Tamm-Horsfall糖蛋白。瘢痕区的肾小球皱缩或完全透明变性。在非瘢痕区，肾小球形态正常或代偿性肥大，可见节段肾小球透明变性。包曼囊壁增厚，小球周围纤维化，肾小管肥大[11]。动物实验已表明，持续一定时间的膀胱内高压可引起肾瘢痕形成。Shahida和George发现在具有新瘢痕形成的31名儿童中24名（77.4%）有排尿功能障碍，他们均有异常的排尿习惯（通过扭曲身体、交叠双腿、压迫会阴或坐在足跟上憋尿），排尿功能障碍可引起膀胱内压升高，这是合并泌尿道感染的VUR形成肾新瘢痕的重要因素[12]。研究认为，瘢痕区的乳头管口多为复合型乳头，其乳头管口因受肾盂尿静水压作用而张开，肾小管亦因受压而断裂，尿液进入间质，导致局部瘢痕形成。问题的关键是：（1）非瘢痕区的园锥型乳头管口，尽管没有因受同样升高的肾盂内尿静水压作用而张开，但后者会同时影响所属肾小管内尿液经乳头管口流出和肾小球的滤过，肾小囊腔和肾小管内尿静水压都将因此而升高。可见，非瘢痕区的包曼囊壁增厚和肾小囊球周纤维化可能就是受此影响所致。仅仅只是因为非瘢痕区的园锥型乳头管口没有开放，所以此处尿静水压升高的水平有限或者说液压还没有升高到直接导致肾小管断裂的水平，尿液还没有从断裂的肾小管处进入非瘢痕区间质且局部炎症较轻而已。换言之，园锥型乳头管口没有因受压而张开、其所属肾小囊腔和肾小管内尿静水压仅仅只是有限度的升高是非瘢痕区的肾实质内形成肾小囊球周纤维化的两个必要条件。（2）憋尿等不良习惯借助于膀胱内压升高和液压传递同样能导致肾小囊球周纤维化。
2.5肾小囊球周纤维化确实与肾结石患者肾盂尿静水压有限升高有关、它是肾小球从缺血萎缩到凋亡消失的病变过程中短期存在的特殊结构。丁氏等[13]通过对34例肾盂结石伴肾积水，肾组织学及组织化学的研究，将肾小球纤维化的病变程度分为三类：（1）“肾小球囊外纤维组织增生呈同心圆样环绕肾小球囊（即肾小囊球周纤维化），肾小球囊壁结构完整，肾小球囊外伴有不同程度的淋巴细胞浸润”。“球囊内毛细血管襻部分无明显的形态学改变。部分病例见毛细血管丛体积缩小，毛细血管基底膜皱缩，管腔变小”。（2）“肾小球囊内纤维组织增生。此类肾小球囊结构完整，鲍曼氏囊腔内纤维组织增多，经PASM及MASSON三色显示增生的纤维组织主要为网状纤维及胶原纤维”。“肾小球毛细血管丛体积变小，基底膜网状纤维增粗，扭曲成花瓣状”。（3）“肾小球完全纤维化即玻璃样变”。“玻璃样变的肾小球结构消失，光镜下呈红染、匀质状的园球结构”。如果按照从（1）经（2）到（3）的顺序排列，似可更清楚地观察到肾小球囊和肾小球毛细血管丛组织结构从缺血萎缩到凋亡消失的变化全过程。这说明肾小囊球周纤维化只是肾小球从缺血萎缩到凋亡消失的病变过程中短期存在的特殊结构，同时它又是肾结石患者肾组织病变的显著特点之一。更为关键的是到底是什么原因导致肾小囊球周纤维化，笔者综述了肾小囊球周纤维化的八个病变特点：（1）传统认为肾结石肾小球病变是一種非免疫性损伤[14]。（2）根据病理研究，说明： 肾小囊球周纤维化不是感染性病变[13-14]；（3）根据“肾间质、肾盂黏膜、肾血管无一例见血管壁增厚、血管炎等病变”[13]，说明它不是由肾小球外血管因素引起；（4）根据“肾小球囊外纤维组织增生呈同心圆样环绕肾小球囊，肾小球囊壁结构完整；肾小球囊外伴有不同程度的淋巴细胞浸润”，而不是肾小球囊壁某一侧纤维组织增生或炎症，说明它不可能是由肾小囊腔内外的任何一侧的局部致病因素引起；（5）根据“从组织学上很难看到肾盂结石梗阻时所致肾小球囊内压力增高而引起的肾小球囊的扩张”[13]、“肾小球囊壁结构完整”[13]，说明肾小囊囊壁病变不是肾盂内液压快速升高（后者会导致肾小管断裂、局部瘢痕形成。如返流性肾病时的瘢痕区）引起；（6）因为尚存的肾小球在不断的产生尿液，要保持肾盂内液压不再持续升高或不再快速升高，只能是尿路没有梗阻或没有完全梗阻，肾盂内尿液仍然能从尿路流出，才能使肾盂内尿液的流入和排出维持相对的动态平衡；（7）根据本文2.4对反流性肾病时瘢痕区与非瘢痕区病变特点的分析来推测，要维持肾小管壁不因液压升高过度而断裂，能够发生肾结石处的肾小囊腔、肾小管内尿静水压只能是有限度的升高（其升高后的压力范围大约是：反流性肾病时能使肾小管断裂的肾小囊、肾小管内尿静水压>能够发生肾结石处的肾小球、肾小管内尿静水压>正常人肾小球、肾小管内尿静水压）；（8）研究表明，肾小囊球周纤维化的形成过程是需要时间（梗阻6周以后）的缓慢进展的病变过程[9]。上述八条表明，在所有已知的致伤因素中，几乎只有持续且有限升高的肾小囊内尿液液压具有这种致伤可能性。
就像胎盘绒毛被浸泡在胎盘血竇里一样，肾小球囊腔与肾小球毛细血管丛的解剖生理关系，可以看成是肾小球毛细血管和系膜区组织必然是同时“浸泡”在肾小囊腔内的原尿中。根据：肾脏的解剖生理特点；肾结石患者的肾脏病理特点[13]（其中包括肾小球囊壁、肾小球毛细血管和肾小球系膜区同时出现缺血萎缩性病变）；根据肾小囊球周纤维化的上述八个病变特点；根据帕斯卡定律（加在密闭液体任一部分的压强，必然按其原来的大小，由液体向各个方向传递），笔者认为，只有肾小囊腔内持续且有限升高了的尿液液体压强（它同时提供压应力和张应力）才有可能导致肾小球囊壁和肾小球内组织同时出现缺血萎缩性损伤。换句话说，肾结石患者的肾组织缺血萎缩性病变（包括肾小囊球周纤维化）可能与肾小球、肾小管内尿静水压长时间的有限升高有密切关系。
问题是多数体检时首次发现的肾结石患者并没有发生尿路梗阻。在没有尿路梗阻因素存在时，肾盂、集合管、肾小管、肾小囊腔内的尿静水压在什么情况下才会升高呢，此时升高的尿静水压会导致肾组织缺血损伤吗，是先有结石，后有尿静水压升高和肾组织缺血损伤，还是先有尿静水压升高，后有肾组织缺血损伤，再有肾结石。
3非自由体位借助于郁积尿静水压导致肾组织损伤、肾小囊球周纤维化和肾结石的形成
3.1复合型乳头的存在且乳头口受压张开是肾组织损伤和结石形成的解剖生理学基础。人类肾乳头的解剖学特点是：简单型肾乳头占2/3，通常分布于肾中部，乳头呈圆锥形，乳头管开口于乳头顶端，呈裂缝状，当肾盂内压力增高时闭合，从而阻止肾内返流。复合型乳头约占1/3，多位于肾上下极，乳头形状扁平或内凹，乳突管开口宽。当肾内压力增高时允许肾内返流[11]。人类凹面乳头状结构（即复合型乳头）多见于肾脏两极部位，在其中部也可发现[15]（注意：不是所有人的肾中部都有复合型乳头。此解剖特点可能与遗传有关）。Tammien 和Kaprio发现婴儿和儿童有三分之二肾乳头无凸面，且开口处有扩大的前庭，是允许肾内反流的乳头类型[16]。尸检报告显示，与反流进入单纯性乳头相比，反流进入复合型乳头在较低压力下就能发生（Funston and Cremin，1978）。在新生儿中，只要2 mm Hg压力，反流就能发生。到1岁时，需要的压力增加1个单位（Funston and Cremin，1978），这帮助解释了在年长儿童中肾内反流相对少见的原因[17]。一般认为引起肾实质反流的压力极限为40 cm H2o[18]。根据：肾上、下极有较多复合乳头。有一部分人的肾中极也有少数复合乳头；上述的尸检报告；一般认为引起肾实质反流的压力极限为40 cm H2o[18]；复合型乳头口张开后，肾盂和集合系统沟通连成一个连通器，尿静水压可直接作用于肾小囊壁、肾小球、肾小管和集合管管壁组织并使之受压且可能产生缺血性损害。笔者认为，这可能是肾结石有可能发生的解剖生理学基础。
3.2非自由体位者同侧肾的肾盂尿静水压升高有可能导致复合型肾乳头管口开放及所属肾单位肾组织损伤
3.2.1非自由体位者同侧肾的肾盂尿静水压升高有可能导致复合型肾乳头管口开放。王氏等[19]为研究双J管对肾盂压力的影响，通过尿动力测定仪记录肾盂压力基础值为（33.07±7.04）cm H2O[=（2.43±0.52）mmHg （笔者称之为A组）]；在储尿期达到膀胱最大容量时，膀胱压力为（41.61±10.34）cm H2O，肾盂压力为（39.44±7.33）cm H2O[=（2.90±0.54）mm Hg（笔者称之为B组）]；在排尿期达到膀胱最大压力时，膀胱压力为（74.95±12.79）cm H2O，肾盂压力为（65.68±17.03）cm H2O[=（4.83±1.25）mm Hg（笔者称之为C组）]。储尿期和排尿期肾盂压力随膀胱压力升高而升高，两者呈显著正相关（ｒ分别为0.682、0.921，P<0.05），并且肾盂压力超过反流的阈值（40 cm H2O）。据研究，男性的左中肾盏深为（3.93±1.01）cm；女性的左中肾盏深为（3.54±0.69）cm[3]。以正常尿比重约1.020计，若以男性左肾中肾盏深为例（以下同），它形成的尿静水压是1.020×（3.93±1.01）＝（4.01±1.03）cm H2O[=（0.29±0.08）mm Hg]。对于非自由体位者来说，同侧左肾中极肾乳头处承受的尿静水压应是肾盂压力基础值[（33.07±7.04）cm H2O]与中肾盏深内尿静水压[（4.01±1.03）cm H2O]的和。由此可见，非自由體位者中的一部分人，其同侧左肾中极复合型乳头的乳头口有可能因承受的尿静水压超过40 cm H2O而被迫张开。根据连通器原理，此刻该肾单位的肾集合系统内包括肾小囊内的实际压力应为：原肾小囊内压（10 mm Hg）+即时肾盂压+即时同侧中肾盏深内尿静水压的和。即：A组（肾盂压力为基础值时）=10+（2.43±0.52）+（0.29±0.08） （mmHg）；B组（在储尿期达到膀胱最大容量时）=10+（2.90±0.54）+（0.29±0.08） （mmHg）；C组（在排尿期达到膀胱最大压力时）=
10+（4.83±1.25）+（0.29±0.08） （mmHg）。若以cm H2O换算，10 mm Hg=13.6 cm H2O，则为：A组（肾盂压力为基础值时）=13.6+（33.07±7.04）+（4.01±1.03） （cmH2O）；B组（在储尿期达到膀胱最大容量时）=13.6+（39.44±7.33）+
（4.01±1.03） （cmH2O）；C组（在排尿期达到膀胱最大压力
时）=13.6+（65.68±17.03）+（4.01±1.03） （cmH2O）。但对侧肾内尿静水压的改变则与此相反。
3.2.2腹内压力升高借助于肾盂压力升高同样有可能导致肾复合型乳头管口开放。肾盂压力的基础值与腹内压呈正相关，肾盂压力随腹内压升高而升高[20]。李氏等[21]观察到ESWL中，当患者因疼痛呻吟或咳嗽时，肾盂内压明显而迅速地升高，而当症状解除时，压力很快回到原来水平（惜未记录下来）。国外资料也指出，腹腔压力的改变可影响肾盂内压，这种情况应加以注意。吕氏等[22]研究带双J导管患者膀胱输尿管返流及肾盂压力变化的情况后认为，排尿时腰腹痛与尿液返流水平高及肾盂压力明显增高有关。同理，憋尿、外伤、骨折、手术及各种疾病时的疼痛等都有可能导致肾盂压力升高而迫使肾内复合型乳头管口开放，肾小囊内压也随之升高。
3.2.3肾小囊尿静水压升高导致同侧肾肾小球滤过率降低，据研究[23]，肾小球的有效滤过压可用下列简式表示：肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+ 肾小囊内压），入球端有效滤过压=45-（20+10）=15 （mm Hg），
出球端有效滤过压=45-（35+10）=0 （mm Hg），但对于非自由体位者来说，以男性左侧卧为例，如果其复合型乳头口是开放的，其同侧肾的该肾单位肾小囊内压出现上述（ABC）组的情况改变时，在入球端，其实际肾小球有效滤过压依次减少到：A1（实际肾小球有效滤过压）=45-[20+10+（2.43±0.52）+（0.29±0.08）] （mmHg）；B1（实际肾小球有效滤过压）=45-[20+10+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C1（实际肾小球有效滤过压）=45-[20+10+（4.83±1.25）+（0.29±0.08）] （mmHg）。在出球端，其实际肾小球有效滤过压依次减少到：A2（实际肾小球有效滤过压）=45-[35+10+（2.43±0.52）+（0.29±0.08）] （mmHg）；B2（实际肾小球有效滤过压）=45-[35+10+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C2（实际肾小球有效滤过压）=45-[35+10+（4.83±1.25）+（0.29±0.08）] （mmHg）。
上式表明，在左肾，因入球端肾小球毛细血管处的肾小球有效滤过压随肾小囊内压的升高而低于正常，其肾小球有效滤过量较正常减少；距出球端相当一段距离的肾小球毛细血管，因实际有效滤过压为负，不可能生成超滤液。随着肾小囊内压的增加，不能生成超滤液的毛细血管的长度也在增加。因此，该肾同侧肾小球总滤过量低于正常。
3.2.4肾小囊、肾小管和集合管内尿静水压升高导致生成组织液的有效滤过压降低组织液是细胞赖以生存的内环境。据研究，血液和组织液之间通过滤过和重吸收方式进行的物质交换虽然只占总的物质交换的一小部分，但在组织液的生成中起重要作用[23]。组织液的生成和重吸收取决于毛细血管的有效滤过压。它也可用下列简式表示：有效滤过压=（毛细血管血压+组织液胶体渗透压）-（组织液静水压+血浆胶体渗透压）；动脉端有效滤过压=（32+8）-（2+25）=
13（mmHg）；静脉端有效滤过压=（14+8）-（2+25）=-5（mmHg）。但对于非自由体位者来说，以男性左侧卧为例，如果其复合型乳头口是开放的，其同侧肾的该肾单位肾小囊内压出现上述（ABC）组 的情况改变时，在动脉端，其实际生成组织液的有效滤过压依次减少为：A1（实际动脉端有效滤过
压）=（32+8）-[2+25+（2.43±0.52） + （0.29±0.08）] （mmHg）；
B1（实际动脉端有效滤过压）=（32+8）-[2+25+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C1（实际动脉端有效滤过压）=（32+8）-[2 + 25 +（4.83±1.25）+ （0.29±0.08）] （mmHg）；在静脉端，其实际生成组织液的有效滤过压依次减少为：A2（实际静脉端有效滤过压）=（14+8）-[2+25+（2.43±0.52）+（0.29±0.08）] （mmHg）；B2（实际静脉端有效滤过压）=（14+8）-[2+25+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C2（实际静脉端有效滤过压）=（14+8）-[2+25+（4.83±1.25）+（0.29±0.08）] （mmHg）。
上式表明，同侧肾毛细血管动脉端实际有效滤过压虽为正值，可以产生滤过，但由于压力低，故生成的组织液少；毛细血管静脉端的实际有效滤过压为负值，说明在静脉端侧有相当一段毛细血管只发生重吸收而无组织液产生。故组织液生成的总量远远小于他处。这将直接影响该处组织液的更新和流动。肾盏深越深，这种影响越显著。对侧肾内的情况与此恰好相反。这说明：（1）对于非自由体位者来说，其同侧肾的复合型乳头口开放后，已经升高且持续存在的肾小囊腔内尿静水压将极有可能借助于跨壁压导致组织液静水压升高，生成组织液的有效滤过压降低，组织液生成减少。其结果，所属肾小球、肾小管和集合管的组织细胞都将因组织液的生成减少而缺血缺氧、功能降低或结构改变，甚至细胞凋亡。这可能是导致同侧肾该肾单位肾实质萎缩的真正原因。（2）随着体位变换，体位对同侧肾肾单位组织液生成的影响也随之变换。如左侧卧时，左侧肾肾单位内皮细胞处的组织液生成减少；改换成右侧卧时，左侧肾肾单位内皮细胞处组织液的生成因之增加，该处内皮细胞的功能可能因之改善。（3）若同侧肾单位细胞组织缺血较重，待血流恢复时，又有可能出现缺血再灌流损伤。可见自由体位对维持和改善肾单位内皮细胞的生理功能具有不容忽视的意义。以这种观点有可能解释为什么骨折卧床患者有可能患尿石症而经常转换体位又有助于预防肾结石的发生。
3.3非自由体位患者同侧肾的实际肾小囊尿静水压持续升高可能导致肾小球、肾小管等缺血、凋亡、肾小囊球周纤维化的形成
3.3.1业已证明，人体细胞生长在机体提供的微动力学环境中，机械应力不仅能引起细胞形态、结构变化，还能调控细胞的功能状态，影响细胞的增殖、分化及凋亡，在某些生理和病理过程中起着重要作用[24]。据研究，是否发生褥疮取决于压力的大小和受压时间的长短[25]。细胞这种损害的程度与压力大小及受压时间成正比关系[25]。这些研究结果提示，肾组织细胞在肾盂内郁积尿提供的微动力（尿静水压）作用下，也有可能发生同样的病变。
3.3.2越来越多的体外实验证据表明，张应力通过降低细胞凋亡与促进成纤维细胞合成丰富的细胞外基质而加速HS（增生性瘢痕）的形成，但压应力则起到了相反的调控作用，从而抑制SH的生长[26]。这说明张应力与压应力对组织细胞具有相反的调控作用。
3.3.3据研究，加压治疗至今仍是全身大面积瘢痕治疗的主要方法。其机制是在持续压力作用下局部组织缺血缺氧限制瘢痕增生，缺氧状态使成纤维细胞增殖受抑与合成能力下降。与此同时，压力作用可增加胶原酶表达，使螺旋状胶原束转变为平行排列，瘢痕缩小[27]。说明：加压的持续时间是产生、维持加压效果的必要条件；压力能转变胶原束的排列方向（变成平行排列）。
3.3.4根据帕斯卡定律，加在密闭液體任一部分的压强，必然按其原来的大小，由液体向各个方向传递。这提示，肾小囊和肾小管内的液体压强同时提供了两种应力：张应力和压应力。
3.3.5一般认为引起肾实质反流的压力极限为40 cm H2O[18]。汤氏等[8]用猪做实验发现，肾盂内灌注压为6.67 kPa（约67 cm H2O），持续到20、30 min时在电镜下观察超微结构变化不大。肾盂内压为13.33 kPa（约134 cm H2O），持续到20 min时，可见部分肾小管上皮细胞内空泡形成，部分微绒毛脱落。（廖氏，等用）压力为60~120 cmH2O对兔肾盂进行灌注时，在短期内（术后第1天就能检测到）会出现尿三蛋白（免疫球蛋白、白蛋白、β2-微球蛋白）及组织学改变，提示短暂的肾功能损害，且压力越高，肾功能损害越严重，恢复时间越长，但只要引流通畅，避免感染，肾功能则会较快恢复[28]。据文献[24]研究，“压应力（大于15 mm Hg 即约20 cm H2O），（持续作用时间超过4 d的条件下），对人增生性瘢痕成纤维细胞具有直接抑制增殖、诱导凋亡的复合效应”。假设肾盂内压稍有升高（如4 kPa约40 cm H2O）而持续时间延长到1 h还没有发生组织缺血，再持续延长到3、5、7 h，肾小球、肾小管会产生轻度缺血吗，对于非自由体位者来说，每晚取单侧卧位或/和仰卧位睡眠持续7 h，如果有可能导致同侧肾肾中极的那些复合型乳头管口受压开放、其所属肾小球、肾小管的部分细胞轻度缺血，而起床后，该处细胞缺血状态获得改善，就等同于每昼夜发生一次相应程度的缺血再灌流。沙氏等[29]以大鼠肾缺血再灌流损伤为模型研究发现，缺血1 h组，肾小管上皮细胞及血管内皮细胞内钙颗粒沉淀明显增多，主要位于线粒体及胞浆。缺血后再灌流0.5~2 h，与缺血1 h类似，明显高于正常。再灌流4~24 h，细胞内钙颗粒沉积持续增高，部分区域可钙化。若果真如此，肾结石患者病检发现的肾小管等处的钙化颗粒、肾乳头管口等处的钙斑等都有可能是因非自由体位时引起的肾轻度缺血再灌流状态长期反复出现、损伤效果累加所致。钙化颗粒等脱落，可以形成微结石。
3.3.6同理，根据上述3.3.1~3.3.5，笔者认为，对于实际肾小囊内尿静水压因非自由体位而改变者（见本文3.2）来说，如果说A组[（肾盂压力为基础值时）=13.6+（33.07±7.04）+（4.01±1.03） （cm H2O）]中因实际肾小囊尿静水压>40 cm H2O的那部分人有可能因受压而出现肾单位、集合管等细胞组织缺血再灌流损伤的话，那么，B组[（在储尿期达到膀胱最大容量时）=13.6+（39.44±7.33）+（4.01±1.03） （cm H2O）]和C组[（在排尿期达到膀胱最大压力时）=13.6+（65.68±17.03）+（4.01±1.03） （cm H2O）]中因实际肾小囊尿静水压>60 cm H2O的那部分人就很有可能因长期反复受压而出现肾单位、集合管等细胞组织缺血再灌流损伤：（1）这可能是肾小囊球周纤维化形成的真正原因：即升高了的实际肾小囊尿静水压可能同时提供两种致伤应力：其张应力作用能够降低细胞凋亡与促进肾间质成纤维细胞合成丰富的细胞外基质，与此同时，其压应力作用可增加胶原酶表达，使螺旋状胶原束转变为平行排列且呈同心圆样环绕肾小球囊。（2）肾小球毛细血管丛等将因其“浸泡”在尿液中同时接受应力作用而缺血、凋亡，肾小球毛细血管的滤过屏障因缺血、缺氧而损毁，血浆蛋白等渗出增多，使尿三蛋白（免疫球蛋白、白蛋白、β2-微球蛋白）等成分的浓度增加。（3）对于非自由体位者来说，同侧肾的肾小管、集合管和乳头管等的上皮细胞可能因同时受到尿液液压的双重应力（张应力和压应力）而缺血、凋亡，对尿三蛋白等重吸收功能降低。据研究，肾小管的血液供应来自肾小球，所以与肾小球相比，肾小管更容易遭受缺血性损伤[30]。这可能是非自由体位导致同侧肾肾结石形成的解剖生理因素之一。晋江涛等[31]通过研究（32例）单侧上尿路梗阻所致肾积水患者肾盂尿中的成分与肾积水和病程之间的关系发现，患侧肾盂尿的内皮素、肌酐、微量白蛋白、β2-微球蛋白、钠离子、镁离子、钾离子、氯离子的浓度，pH值和电导率均高于膀胱尿。两者比较差异有统计学意义（P<0.05）。这说明升高的肾盂内尿静水压确实能导致同侧肾肾单位、集合管等处细胞损伤和功能改变。（4）据研究，肾小球毛细血管内皮细胞和肾小管上皮细胞都可因缺血再灌流而出现“Ca2+内流”，细胞内Ca2+增多。细胞破碎后，细胞内Ca2+等成为尿中Ca2+等无机成分的来源，它与细胞碎片、尿三蛋白等尿内有机成分共同成为肾结石形成的物质基础。因此，若检测因外伤或疾病而卧床时间超过一周的患者的尿三蛋白浓度并进行统计学分析，其结果有可能证实上述推测。
3.4肾结石的形成据研究，当复合型乳头发生反流并形成瘢痕后，相邻乳头发生变形，简单型乳头可转变为复合型乳头，进一步加重肾内反流和肾脏瘢痕形成[11]。一个肾脏常有数个肾乳头被累及，而其中的一个肾乳头可以有多处病变发生。Randall认为，此型（肾乳头钙斑Randall I型）在与代谢无关的肾结石形成的过程中起着主要的作用[32]。这说明对于非自由体位者来说，只要有一个复合型乳突管口因受持续升高的尿静水压作用而开放并导致该肾单位发生上述病变，它就可能波及邻近简单型乳突管口变形且受压开放、发生同样病变。如此重复蔓延，逐渐扩大。时间越久，肾单位发生缺血、萎缩、凋亡消失的数量越多，其原有位置即为郁积尿液占据。郁积尿液量也随之增多。这可能是肾积水从无到有、从少到多、逐步形成的真正原因。可见，肾积水的实质是肾内短期或长期持续存在的郁积尿液，其积水量与受损肾实质萎缩的多寡或/和尿路梗阻的缓急、程度有关。肾结石的实质只不过是肾组织损伤时不断产生的各种病理产物（即“有机的和无机的成石物质”）在郁积尿内长期相互作用并凝结在一起的固体凝聚物而已。有机成分和无机成分的多寡决定结石的种类，结石的形状大小取决于凝聚物在肾内或/和尿路内存留的部位和久暂，而感染可能加速结石的增大和增多。肾结石顺流而下，即是其中途停留部位的结石。结石引起尿路梗阻时即出现临床症状。
4儿童膀胱结石发病率高低可能与家长能否让婴幼儿直立位小便有关
据研究，儿童泌尿系结石以下尿路结石为多见，发病年龄高峰在4岁以下，而上尿路结石患者无明显的年龄差异。据报道，近几十年来，我国儿童上尿路结石的发病率有所上升，而下尿路结石的发病率急剧下降，但总的发病率呈现逐步下降的趋势[32]。究其原因：
4.1膀胱结石发病率可能与饮食营养关系不密切营养改善能使幼儿增强对疾病的抵抗力，体质改善，直立的更早，是不难理解的。但若结石的形成果真和饮食营养有关，则与下述现象相悖：（1）部位：研究表明，正常人不断的从尿中排出微结石。泌尿道各部位的结石都可能起自肾脏。营养缺乏理应使肾结石较膀胱结石更常见，但既往文献中已报道的事实却恰好相反。（2）年龄：同样是人，营养缺乏何故只使儿童的膀胱结石发病率增加而不使成人的增加。（3）地区分布：若结石高发区的膀胱结石是由营养缺乏引起，与安徽怀远一样贫困甚至更贫困的安徽淮北地区和陕西商南山区，其膀胱结石发病率也应较高，事实并非如此。
4.2儿童膀胱结石发病率高低可能与儿童能否直立位小便有关据研究，本病（指尿石症）各种动物均可发生，但多发于公畜。林海祥（1996）报道，新疆奎屯地区牛、羊群尿石症的发病率可达33.4%[33]。临床上，膀胱和尿道结石最常见，肾结石只占2%~8%， 输尿管结石少见[33]。牛、羊等动物都不能直立和不能直立位小便。幼儿的体位和小便方式与牛、羊等动物的相似之处恰在于此。二者尿结石好发部位的相似真像大自然为人类做的动物实验。
4.3为研究五六十年前国人各年龄组膀胱结石发病率不同和随后儿童膀胱结石发病率急剧下降的原因，笔者于1984-1988年曾对原单位45名同志逐个问询调查了其原籍（分布在国 内17个省市自治区的43个市县包括安徽怀远、广州、湖南、山东胶东地区、上海崇明及江苏苏北等地）群众对婴幼儿开始背、抱、坐的时间及其前后几十年间抚育婴幼儿习惯的演变。发现，从前许多地方的家长只习惯并满足于给小儿更换湿尿布，“灰口袋”，“土裤”等，而不注意或无暇将小儿抱起把尿。这样的小儿能够得到直立位小便的机会实在太少。当生产方式改变、生活条件和营养状况改善、小儿的其他疾病发病率降低而体质增强、家长有条件及早将婴幼儿抱坐及让小儿取直立位小便之后，小儿能够获得直立位小便的机会必然增多、提前。据研究，正常的膀胱后壁与后尿道间夹角约90°~100°。膀胱内口仅在人直立位时处膀胱的最低位。只有在直立位小便时，才有利于膀胱内的微结石排出。小儿的哺乳和断乳期，正是从睡卧床上，经爬行，再逐步学会站走的时期。婴幼儿的长期睡卧有利于肾内微结石的形成，但其后学会的爬行动作有利于肾内微结石的排出，故肾结石并不多见。进入膀胱的微结石等若在直立位小便时被排出，可不产生任何症状。若小儿因病或发育迟缓不能站立，或家长无暇帮助小儿直立位小便，膀胱的微结石等不能及时排出，就会在膀胱内继续增大。某些地区膀胱结石高发的原因，可能与当地居民迫于生计或抚育婴幼儿的风俗习惯等，帮助小儿直立位小便的机会太少、太晚有密切关系。而膀胱结石低发区的婴幼儿多在3个月前后即被抱坐及直立位小便。我国近几十年膀胱结石发病率的急剧下降，可能即缘于此。
5改变非自由体位，积极防治肾结石
非自由体位借助于持续存在且有限升高的尿静水压导致肾组织损伤和肾结石的形成。尿液总是以液态从乳头管口流入肾盏。只要尿液流出道上无梗阻因素存在，足够的尿量、合适的体位引流和及时排尿（不憋尿）应足以保证尿液及其内容物及时排出体外。从这个意义上来说，除了因畸形、梗阻、感染、外伤、异物等因素所致者外，肾结石基本上可看作是一种非自由体位病。它应该可防可治。从本组资料看，除因病、创伤或骨折后处被迫体位者外，形成非自由体位的原因有：（1）与工种、工作环境、工作持续时间有关；（2）众所周知，无论城乡，一个地区住房的走向、结构、式样，门窗的大小、位置，历代延续，极少改变；甚至于连床的摆放位置、男女卧床的位置都几乎不变。这种状况对那些“面朝里才能睡得着”的人只会有利于单侧卧位的养成；（3）有的人过分相信“左侧卧位妨碍心脏跳动”，长期强迫自己并已习惯于右侧卧；（4）过胖、平卧时呼吸不畅，只能侧卧，又很少更换；（5）过高枕或老慢支等，使上半身处斜坡卧位；（6）其他。因此，对健康人群深入宣讲肾结石与非自由体位的密切关系，晓之以经常更换体位和自由卧位对防治肾结石的重要意义。对长期卧床患者和老年人更应注意及时更换体位、不憋尿和及时排尿。对婴幼儿要及时抱起把尿和培养直立位小便的习惯，避免长期卧床和非直立位小便。这种改变将有助于降低肾结石的发病率、治疗肾结石和防止复发。部队是个特殊群体。据研究，空军飞行员、潜艇人员、部队战士的肾结石发病率较高。若在该群体中推广自由卧位并进行有关肾结石发病原因的回顾性和前瞻性研究，其结果可能有利于防治肾结石；同时又可验证本文假说。
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（收稿日期：2013-01-24）（本文编辑：连胜利）
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.20.076
目前普遍认为肾结石患者的肾脏病理学变化主要是肾积水所致的肾压迫性萎缩，继发性慢性肾盂肾炎[1]。笔者研究非自由体位与尿引流和尿石分布的关系时发现，习惯于单侧或（和）仰卧位，结石位于同侧肾或输尿管内者占84.4%，在对侧出现者占15.6%；仰卧位者，结石所在侧别的差异不明显；自由卧位和俯卧位患者占7%。 字2检验显示其间存在显著性差异[2]。根据解剖、生理及相关文献做进一步研究后认为，除了已知的尿路畸形、梗阻、感染和外伤等因素外，肾结石的病因和发病机制可能是非自由体位借助于肾内郁积尿静水压对肾实质的长期性牵张和压迫导致的慢性缺血萎缩性损伤；结石只是肾组织损伤时产生的各种病理性产物在体内尿液中相互作用并凝结在一起的固体凝聚物。所谓非自由体位，本文特指能够导致：（1）肾内尿郁积短期或持续存在的体位；（2）短期或持续不能直立位排尿的体位；（3）能引起（1）和（2）同时存在的体位。从解剖位置看，最不利于尿引流的体位在肾是直立位、单侧卧位或/和仰卧位，其可导致肾内尿郁积；在膀胱则为非直立位[2]。笔者现就非自由体位借助于尿静水压导致肾组织损伤和肾结石的形成综述如下。
1肾结石的体内分布特点与肾盂的解剖类型和人体体位的关系
肾结石的体内分布特点与肾盂的解剖类型和人体体位的关系，其实质是与肾盏深的大小（相应的是肾内郁积尿静水压的大小）和肾内郁积尿静水压持续存在时间的关系。
笔者把肾门附近的肾盂称作肾盂门。当终尿从乳头管流出后，直到流出肾盂门之前，无论肾盂肾盏大小，都必须首先灌满低于肾盂门的肾盂肾盏部分，才能漫过肾盂门流出。当人体上半身直立位时，肾内尿液必须漫过肾盂门下缘的最高点才能流出。当人体侧卧位时，肾内尿液必须漫过同侧肾的肾盂输尿管连接部或近端输尿管的外侧壁的最内侧点才能流出。因此，笔者认为，把肾内尿液流出时实际要越过的最高点作为测量肾盏深的起/或止点较为合适[3]。本文所指的：（1）中肾盏深：肾中部大盏的小盏的杯口缘的最外侧点到过肾盂输尿管连接部或近端输尿管的外侧壁的最内侧点的纵轴线的垂直距离[3]。可用来表示仰卧位或/和侧卧位时同侧肾的中肾盏深。（2）下肾盏深：肾下极大盏的小盏的杯口缘的最低点到肾盂下缘的最高点的水平线的垂直距离[3]。可用来表示直立位时的下肾盏深。循此视角观察下述现象。
1.1体位性肾内尿郁积现象确实存在。正常人肾脏分泌尿液的速度是1 ml/min。王氏等[4]让受检者均取仰卧位冠状面纵切面或俯卧位腹部垫高纵切面的探查方法，测量肾集合系最大分离数值，并做尿常规检查，对355例肾窦分离患者进行超声图像分析。结果B组（共105例，均无泌尿系疾病）肾窦分离最大液性暗区宽度为0~6 mm 84例，7~10 mm 18例，11~14 mm 3例，检查完毕，嘱患者排尿。排尿10 min后复查，96例缩小到4~6 mm，9例缩小到7~9 mm，排尿后肾窦分离无超过10 mm者。该结果说明：（1）由于排尿前的检测数据中，包括有俯卧位检测时的测量结果，所以，即使受检者全部改取仰卧位检测，肾窦分离>10 mm者有可能多于而不可能少于3例；（2）B组105例B超受检者的肾窦分离数据（无论是排尿10 min后的检测数据，还是排尿前后的数据对比）说明，凡单侧卧位或/和仰卧位的持续时间超过10 min的正常人，其同侧肾内都存在着体位性肾内尿郁积现象。
1.2据研究，发生肾结石的188个肾脏中，136个（72%）为肾内型肾盂；伴同侧输尿管结石的232个肾脏中158个（68%）为肾内型肾盂。肾内型肾盂的肾和同侧输尿管结石发生率显著高于非肾内型肾盂（P<0.01，P<0.05），肾内型肾盂发生多发肾结石率显著高于非肾内型肾盂（P<0.01）[5]。解剖学与影像学研究表明，肾内型和非肾内型肾盂形态存在着明显差异，主要表现为肾内型肾盂较非肾内型肾盂位置深、体积小以及肾盂输尿管移行部内径小[6]。从直观上看，肾内型肾盂的中肾盏深大于非肾内型肾盂的中肾盏深。说明肾内型肾盂者肾结石发生率高可能与肾内型肾盂的中肾盏深大于非肾内型肾盂者的中肾盏深有关。
1.3据研究，无论是正常人还是肾结石患者、无论男女、无论左肾还是右肾，其中肾盏深组与下肾盏深组组间比较，差异有统计学意义（P<0.01）[3]。可以认为中肾盏深组的总体均数大于下肾盏深组的总体均数。上述显著的数据差异提示，这可能是导致取单侧卧位者（其同侧肾内郁积尿的深度相当于中肾盏深组均数）或/和仰卧位者（其双侧肾内郁积尿的深度相当于双侧中肾盏深组均数）同侧肾比对侧肾（其肾内郁积尿的深度与同侧肾者相反）肾结石发病率高、长期卧床患者（其同侧肾内郁积尿的深度相当于中肾盏深组均数）比非长期卧床患者（如尚能直立位自由活动者，其肾内郁积尿的深度相当于下肾盏深组均数）肾结石发病率高的解剖生理因素之一。即：这可能是导致非自由体位患者同侧肾肾结石发病率较自由体位患者肾结石发病率高的解剖生理因素之一。
1.4据研究，正常成人男女组间比较，中肾盏深组的差异和下肾盏深组的差异均有统计学意义（P<0.01）[3]。上述结果提示，在导致肾结石发生的因素中男性组的中肾盏深组均數和下肾盏深组均数分别大于女性组可能是导致男性组与女性组肾结石发病率不同的解剖生理因素之一。
1.5据研究，在肾内尿郁积持续时间的差别上，取自由体位的和取非自由体位的相比较，在结石组是n’=154，P<0.01；在非结石组是n’=114，P<0.01；在结石组和非结石组间是n’=270，P<0.01。配对 字2检验，非自由体位者发生尿石症的可能性也非常显著地大于对照组：自由度（n’）=1，
字2=38.63> 字2=0.01，P<0.01。这提示肾内郁积尿的持续时间可能是导致肾结石发生的重要因素[2]。
2肾小囊腔和集合系统内的尿静水压持续且有限升高可能导致肾小球、肾小管等功能减退、细胞组织缺血萎缩凋亡
肾小囊腔和集合系统内的尿静水压持续且有限升高可能导致肾小球、肾小管等功能减退、细胞组织缺血萎缩凋亡。肾小囊球周纤维化只是肾小球损伤时从缺血萎缩到凋亡消失的病变过程中短期存在的特殊结构。
2.1肾盂内尿静水压升高能导致肾实质损伤。王氏等[7]在研究高草酸尿和输尿管梗阻对鼠肾小管上皮细胞凋亡的影响（术后两周病检）时发现，完全性输尿管梗阻并高草酸尿组（D组）的凋亡水平是假手术组（A组）的251倍，是高草酸尿组（B组）的9倍，是单纯输尿管梗阻组（C组）的2倍。这些结果提示，输尿管梗阻是比高草酸尿更重要的致凋亡因素，完全性梗阻与高草酸尿产生协同促凋亡作用，导致肾实质损伤。说明输尿管梗阻时，随着肾盂内尿静水压升高，复合型乳突管口可能受压开放，输尿管、肾盂、乳突管、肾小管和肾小囊腔共同构成一个连通器。根据连通器原理，可知肾盂内液压升高可能是导致鼠肾单位等肾实质受压萎缩变薄的真正的更重要的原因。
2.2肾盂内液压的高低和持续时间是影响肾小球、肾小管等组织损伤程度和范围的关键因素。汤氏等[8]用猪做实验发现，肾盂内灌注压为6.67 kPa（约67 cm H2O），持续到20、30 min时在电镜下观察超微结构变化不大。肾盂内压为13.33 kPa，持续到20 min时，可见部分肾小管上皮细胞内空泡形成，部分微绒毛脱落。肾盂内灌注压为20.00 kPa，持续20 min时，肾小球、肾小囊结构变化不明显，肾小管上皮细胞内空泡大量形成，微绒毛脱落，细胞内吞噬溶酶体增多，可见部分细胞的细胞膜、核膜及细胞器膜性结构破裂。30 min时，肾小球、肾小囊管腔饱满，足突间的间隙变宽，肾间质组织肿胀，肾小管上皮细胞腔面微绒毛大片团状脱落，可见部分细胞溶解。肾盂内灌流压为26.66 kPa时，肾组织损伤程度更严重。说明：肾小球、肾小管的组织损伤程度既与肾盂内液压的大小有关，又与肾盂内液压升高后的持续时间有关（即组织损伤程度和范围“随时间积累而加剧”）。
2.3肾小囊腔内尿静水压持续性升高（约6周以上）就能导致肾小囊球周纤维化。叶氏等[9]进行了大鼠急、慢性梗阻性肾积水肾组织的形态学改变的实验研究。肾小球扫描电镜观察与正常肾小球相比较，急、慢性组在早期24 h~1周期间，肾小球并无明显形态学改变；梗阻1~4周期间，急性组肾小球随梗阻时间迁延肿胀程度加大；梗阻4~6周期间，肾小球开始出现变性、坏死；梗阻6周后，可见明显的条索状纤维组织开始包绕肾小球并发生纤维化和玻璃样病变，在菲薄萎缩的皮质中仅存少数肾小球结构。而慢性模型组肾小球在梗阻3~4周期间，才随梗阻时间迁延表现轻微肿胀且程度逐渐增强；梗阻4~6周期间，肾小球即发现有变性、坏死；梗阻第6周，可见肾小球旁有条索状纤维组织增生开始包绕肾小球并发生纤维化和玻璃样变，在菲薄萎缩的皮质组织中仅存少数肾小球结构。这说明：（1）根据连通器原理可知，因输尿管梗阻而逐渐升高的输尿管肾盂内尿静水压足以借集尿系统内部的液压传递导致肾小管扩张、肾小囊球周纤维化和肾小球玻璃样变。（2）“慢性梗阻组的（形态学）改变在程度和时间方面明显较急性梗阻组滞后”的原因可能是因为前者尿静水压升高的速度较后者缓慢[9]。（3）“肾小球旁有条索状纤维组织增生开始包绕肾小球并发生纤维化和玻璃样变”（可以看成是肾小囊球周纤维化）的病变形成过程是需要时间（梗阻6周以后）的缓慢进展过程。
2.4肾小囊腔和肾小管内尿静水压的有限升高可能是形成肾小囊球周纤维化的必要条件。据研究，“继发于反流性肾病者，经常有明显的肾小囊周围纤维化和包曼囊的增厚以及灶状间质瘢痕形成”[10]。瘢痕区的主要病理改变是肾小管萎缩甚至完全消失，间质纤维化及慢性炎症[11]。（瘢痕区）外髓及皮质间质可见从断裂的小管基底膜外渗的圆形淡染的物质，包括Tamm-Horsfall糖蛋白。瘢痕区的肾小球皱缩或完全透明变性。在非瘢痕区，肾小球形态正常或代偿性肥大，可见节段肾小球透明变性。包曼囊壁增厚，小球周围纤维化，肾小管肥大[11]。动物实验已表明，持续一定时间的膀胱内高压可引起肾瘢痕形成。Shahida和George发现在具有新瘢痕形成的31名儿童中24名（77.4%）有排尿功能障碍，他们均有异常的排尿习惯（通过扭曲身体、交叠双腿、压迫会阴或坐在足跟上憋尿），排尿功能障碍可引起膀胱内压升高，这是合并泌尿道感染的VUR形成肾新瘢痕的重要因素[12]。研究认为，瘢痕区的乳头管口多为复合型乳头，其乳头管口因受肾盂尿静水压作用而张开，肾小管亦因受压而断裂，尿液进入间质，导致局部瘢痕形成。问题的关键是：（1）非瘢痕区的园锥型乳头管口，尽管没有因受同样升高的肾盂内尿静水压作用而张开，但后者会同时影响所属肾小管内尿液经乳头管口流出和肾小球的滤过，肾小囊腔和肾小管内尿静水压都将因此而升高。可见，非瘢痕区的包曼囊壁增厚和肾小囊球周纤维化可能就是受此影响所致。仅仅只是因为非瘢痕区的园锥型乳头管口没有开放，所以此处尿静水压升高的水平有限或者说液压还没有升高到直接导致肾小管断裂的水平，尿液还没有从断裂的肾小管处进入非瘢痕区间质且局部炎症较轻而已。换言之，园锥型乳头管口没有因受压而张开、其所属肾小囊腔和肾小管内尿静水压仅仅只是有限度的升高是非瘢痕区的肾实质内形成肾小囊球周纤维化的两个必要条件。（2）憋尿等不良习惯借助于膀胱内压升高和液压传递同样能导致肾小囊球周纤维化。
2.5肾小囊球周纤维化确实与肾结石患者肾盂尿静水压有限升高有关、它是肾小球从缺血萎缩到凋亡消失的病变过程中短期存在的特殊结构。丁氏等[13]通过对34例肾盂结石伴肾积水，肾组织学及组织化学的研究，将肾小球纤维化的病变程度分为三类：（1）“肾小球囊外纤维组织增生呈同心圆样环绕肾小球囊（即肾小囊球周纤维化），肾小球囊壁结构完整，肾小球囊外伴有不同程度的淋巴细胞浸润”。“球囊内毛细血管襻部分无明显的形态学改变。部分病例见毛细血管丛体积缩小，毛细血管基底膜皱缩，管腔变小”。（2）“肾小球囊内纤维组织增生。此类肾小球囊结构完整，鲍曼氏囊腔内纤维组织增多，经PASM及MASSON三色显示增生的纤维组织主要为网状纤维及胶原纤维”。“肾小球毛细血管丛体积变小，基底膜网状纤维增粗，扭曲成花瓣状”。（3）“肾小球完全纤维化即玻璃样变”。“玻璃样变的肾小球结构消失，光镜下呈红染、匀质状的园球结构”。如果按照从（1）经（2）到（3）的顺序排列，似可更清楚地观察到肾小球囊和肾小球毛细血管丛组织结构从缺血萎缩到凋亡消失的变化全过程。这说明肾小囊球周纤维化只是肾小球从缺血萎缩到凋亡消失的病变过程中短期存在的特殊结构，同时它又是肾结石患者肾组织病变的显著特点之一。更为关键的是到底是什么原因导致肾小囊球周纤维化，笔者综述了肾小囊球周纤维化的八个病变特点：（1）传统认为肾结石肾小球病变是一種非免疫性损伤[14]。（2）根据病理研究，说明： 肾小囊球周纤维化不是感染性病变[13-14]；（3）根据“肾间质、肾盂黏膜、肾血管无一例见血管壁增厚、血管炎等病变”[13]，说明它不是由肾小球外血管因素引起；（4）根据“肾小球囊外纤维组织增生呈同心圆样环绕肾小球囊，肾小球囊壁结构完整；肾小球囊外伴有不同程度的淋巴细胞浸润”，而不是肾小球囊壁某一侧纤维组织增生或炎症，说明它不可能是由肾小囊腔内外的任何一侧的局部致病因素引起；（5）根据“从组织学上很难看到肾盂结石梗阻时所致肾小球囊内压力增高而引起的肾小球囊的扩张”[13]、“肾小球囊壁结构完整”[13]，说明肾小囊囊壁病变不是肾盂内液压快速升高（后者会导致肾小管断裂、局部瘢痕形成。如返流性肾病时的瘢痕区）引起；（6）因为尚存的肾小球在不断的产生尿液，要保持肾盂内液压不再持续升高或不再快速升高，只能是尿路没有梗阻或没有完全梗阻，肾盂内尿液仍然能从尿路流出，才能使肾盂内尿液的流入和排出维持相对的动态平衡；（7）根据本文2.4对反流性肾病时瘢痕区与非瘢痕区病变特点的分析来推测，要维持肾小管壁不因液压升高过度而断裂，能够发生肾结石处的肾小囊腔、肾小管内尿静水压只能是有限度的升高（其升高后的压力范围大约是：反流性肾病时能使肾小管断裂的肾小囊、肾小管内尿静水压>能够发生肾结石处的肾小球、肾小管内尿静水压>正常人肾小球、肾小管内尿静水压）；（8）研究表明，肾小囊球周纤维化的形成过程是需要时间（梗阻6周以后）的缓慢进展的病变过程[9]。上述八条表明，在所有已知的致伤因素中，几乎只有持续且有限升高的肾小囊内尿液液压具有这种致伤可能性。
就像胎盘绒毛被浸泡在胎盘血竇里一样，肾小球囊腔与肾小球毛细血管丛的解剖生理关系，可以看成是肾小球毛细血管和系膜区组织必然是同时“浸泡”在肾小囊腔内的原尿中。根据：肾脏的解剖生理特点；肾结石患者的肾脏病理特点[13]（其中包括肾小球囊壁、肾小球毛细血管和肾小球系膜区同时出现缺血萎缩性病变）；根据肾小囊球周纤维化的上述八个病变特点；根据帕斯卡定律（加在密闭液体任一部分的压强，必然按其原来的大小，由液体向各个方向传递），笔者认为，只有肾小囊腔内持续且有限升高了的尿液液体压强（它同时提供压应力和张应力）才有可能导致肾小球囊壁和肾小球内组织同时出现缺血萎缩性损伤。换句话说，肾结石患者的肾组织缺血萎缩性病变（包括肾小囊球周纤维化）可能与肾小球、肾小管内尿静水压长时间的有限升高有密切关系。
问题是多数体检时首次发现的肾结石患者并没有发生尿路梗阻。在没有尿路梗阻因素存在时，肾盂、集合管、肾小管、肾小囊腔内的尿静水压在什么情况下才会升高呢，此时升高的尿静水压会导致肾组织缺血损伤吗，是先有结石，后有尿静水压升高和肾组织缺血损伤，还是先有尿静水压升高，后有肾组织缺血损伤，再有肾结石。
3非自由体位借助于郁积尿静水压导致肾组织损伤、肾小囊球周纤维化和肾结石的形成
3.1复合型乳头的存在且乳头口受压张开是肾组织损伤和结石形成的解剖生理学基础。人类肾乳头的解剖学特点是：简单型肾乳头占2/3，通常分布于肾中部，乳头呈圆锥形，乳头管开口于乳头顶端，呈裂缝状，当肾盂内压力增高时闭合，从而阻止肾内返流。复合型乳头约占1/3，多位于肾上下极，乳头形状扁平或内凹，乳突管开口宽。当肾内压力增高时允许肾内返流[11]。人类凹面乳头状结构（即复合型乳头）多见于肾脏两极部位，在其中部也可发现[15]（注意：不是所有人的肾中部都有复合型乳头。此解剖特点可能与遗传有关）。Tammien 和Kaprio发现婴儿和儿童有三分之二肾乳头无凸面，且开口处有扩大的前庭，是允许肾内反流的乳头类型[16]。尸检报告显示，与反流进入单纯性乳头相比，反流进入复合型乳头在较低压力下就能发生（Funston and Cremin，1978）。在新生儿中，只要2 mm Hg压力，反流就能发生。到1岁时，需要的压力增加1个单位（Funston and Cremin，1978），这帮助解释了在年长儿童中肾内反流相对少见的原因[17]。一般认为引起肾实质反流的压力极限为40 cm H2o[18]。根据：肾上、下极有较多复合乳头。有一部分人的肾中极也有少数复合乳头；上述的尸检报告；一般认为引起肾实质反流的压力极限为40 cm H2o[18]；复合型乳头口张开后，肾盂和集合系统沟通连成一个连通器，尿静水压可直接作用于肾小囊壁、肾小球、肾小管和集合管管壁组织并使之受压且可能产生缺血性损害。笔者认为，这可能是肾结石有可能发生的解剖生理学基础。
3.2非自由体位者同侧肾的肾盂尿静水压升高有可能导致复合型肾乳头管口开放及所属肾单位肾组织损伤
3.2.1非自由体位者同侧肾的肾盂尿静水压升高有可能导致复合型肾乳头管口开放。王氏等[19]为研究双J管对肾盂压力的影响，通过尿动力测定仪记录肾盂压力基础值为（33.07±7.04）cm H2O[=（2.43±0.52）mmHg （笔者称之为A组）]；在储尿期达到膀胱最大容量时，膀胱压力为（41.61±10.34）cm H2O，肾盂压力为（39.44±7.33）cm H2O[=（2.90±0.54）mm Hg（笔者称之为B组）]；在排尿期达到膀胱最大压力时，膀胱压力为（74.95±12.79）cm H2O，肾盂压力为（65.68±17.03）cm H2O[=（4.83±1.25）mm Hg（笔者称之为C组）]。储尿期和排尿期肾盂压力随膀胱压力升高而升高，两者呈显著正相关（ｒ分别为0.682、0.921，P<0.05），并且肾盂压力超过反流的阈值（40 cm H2O）。据研究，男性的左中肾盏深为（3.93±1.01）cm；女性的左中肾盏深为（3.54±0.69）cm[3]。以正常尿比重约1.020计，若以男性左肾中肾盏深为例（以下同），它形成的尿静水压是1.020×（3.93±1.01）＝（4.01±1.03）cm H2O[=（0.29±0.08）mm Hg]。对于非自由体位者来说，同侧左肾中极肾乳头处承受的尿静水压应是肾盂压力基础值[（33.07±7.04）cm H2O]与中肾盏深内尿静水压[（4.01±1.03）cm H2O]的和。由此可见，非自由體位者中的一部分人，其同侧左肾中极复合型乳头的乳头口有可能因承受的尿静水压超过40 cm H2O而被迫张开。根据连通器原理，此刻该肾单位的肾集合系统内包括肾小囊内的实际压力应为：原肾小囊内压（10 mm Hg）+即时肾盂压+即时同侧中肾盏深内尿静水压的和。即：A组（肾盂压力为基础值时）=10+（2.43±0.52）+（0.29±0.08） （mmHg）；B组（在储尿期达到膀胱最大容量时）=10+（2.90±0.54）+（0.29±0.08） （mmHg）；C组（在排尿期达到膀胱最大压力时）=
10+（4.83±1.25）+（0.29±0.08） （mmHg）。若以cm H2O换算，10 mm Hg=13.6 cm H2O，则为：A组（肾盂压力为基础值时）=13.6+（33.07±7.04）+（4.01±1.03） （cmH2O）；B组（在储尿期达到膀胱最大容量时）=13.6+（39.44±7.33）+
（4.01±1.03） （cmH2O）；C组（在排尿期达到膀胱最大压力
时）=13.6+（65.68±17.03）+（4.01±1.03） （cmH2O）。但对侧肾内尿静水压的改变则与此相反。
3.2.2腹内压力升高借助于肾盂压力升高同样有可能导致肾复合型乳头管口开放。肾盂压力的基础值与腹内压呈正相关，肾盂压力随腹内压升高而升高[20]。李氏等[21]观察到ESWL中，当患者因疼痛呻吟或咳嗽时，肾盂内压明显而迅速地升高，而当症状解除时，压力很快回到原来水平（惜未记录下来）。国外资料也指出，腹腔压力的改变可影响肾盂内压，这种情况应加以注意。吕氏等[22]研究带双J导管患者膀胱输尿管返流及肾盂压力变化的情况后认为，排尿时腰腹痛与尿液返流水平高及肾盂压力明显增高有关。同理，憋尿、外伤、骨折、手术及各种疾病时的疼痛等都有可能导致肾盂压力升高而迫使肾内复合型乳头管口开放，肾小囊内压也随之升高。
3.2.3肾小囊尿静水压升高导致同侧肾肾小球滤过率降低，据研究[23]，肾小球的有效滤过压可用下列简式表示：肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+ 肾小囊内压），入球端有效滤过压=45-（20+10）=15 （mm Hg），
出球端有效滤过压=45-（35+10）=0 （mm Hg），但对于非自由体位者来说，以男性左侧卧为例，如果其复合型乳头口是开放的，其同侧肾的该肾单位肾小囊内压出现上述（ABC）组的情况改变时，在入球端，其实际肾小球有效滤过压依次减少到：A1（实际肾小球有效滤过压）=45-[20+10+（2.43±0.52）+（0.29±0.08）] （mmHg）；B1（实际肾小球有效滤过压）=45-[20+10+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C1（实际肾小球有效滤过压）=45-[20+10+（4.83±1.25）+（0.29±0.08）] （mmHg）。在出球端，其实际肾小球有效滤过压依次减少到：A2（实际肾小球有效滤过压）=45-[35+10+（2.43±0.52）+（0.29±0.08）] （mmHg）；B2（实际肾小球有效滤过压）=45-[35+10+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C2（实际肾小球有效滤过压）=45-[35+10+（4.83±1.25）+（0.29±0.08）] （mmHg）。
上式表明，在左肾，因入球端肾小球毛细血管处的肾小球有效滤过压随肾小囊内压的升高而低于正常，其肾小球有效滤过量较正常减少；距出球端相当一段距离的肾小球毛细血管，因实际有效滤过压为负，不可能生成超滤液。随着肾小囊内压的增加，不能生成超滤液的毛细血管的长度也在增加。因此，该肾同侧肾小球总滤过量低于正常。
3.2.4肾小囊、肾小管和集合管内尿静水压升高导致生成组织液的有效滤过压降低组织液是细胞赖以生存的内环境。据研究，血液和组织液之间通过滤过和重吸收方式进行的物质交换虽然只占总的物质交换的一小部分，但在组织液的生成中起重要作用[23]。组织液的生成和重吸收取决于毛细血管的有效滤过压。它也可用下列简式表示：有效滤过压=（毛细血管血压+组织液胶体渗透压）-（组织液静水压+血浆胶体渗透压）；动脉端有效滤过压=（32+8）-（2+25）=
13（mmHg）；静脉端有效滤过压=（14+8）-（2+25）=-5（mmHg）。但对于非自由体位者来说，以男性左侧卧为例，如果其复合型乳头口是开放的，其同侧肾的该肾单位肾小囊内压出现上述（ABC）组 的情况改变时，在动脉端，其实际生成组织液的有效滤过压依次减少为：A1（实际动脉端有效滤过
压）=（32+8）-[2+25+（2.43±0.52） + （0.29±0.08）] （mmHg）；
B1（实际动脉端有效滤过压）=（32+8）-[2+25+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C1（实际动脉端有效滤过压）=（32+8）-[2 + 25 +（4.83±1.25）+ （0.29±0.08）] （mmHg）；在静脉端，其实际生成组织液的有效滤过压依次减少为：A2（实际静脉端有效滤过压）=（14+8）-[2+25+（2.43±0.52）+（0.29±0.08）] （mmHg）；B2（实际静脉端有效滤过压）=（14+8）-[2+25+（2.90±0.54）+（0.29±0.08）] （mmHg）；C2（实际静脉端有效滤过压）=（14+8）-[2+25+（4.83±1.25）+（0.29±0.08）] （mmHg）。
上式表明，同侧肾毛细血管动脉端实际有效滤过压虽为正值，可以产生滤过，但由于压力低，故生成的组织液少；毛细血管静脉端的实际有效滤过压为负值，说明在静脉端侧有相当一段毛细血管只发生重吸收而无组织液产生。故组织液生成的总量远远小于他处。这将直接影响该处组织液的更新和流动。肾盏深越深，这种影响越显著。对侧肾内的情况与此恰好相反。这说明：（1）对于非自由体位者来说，其同侧肾的复合型乳头口开放后，已经升高且持续存在的肾小囊腔内尿静水压将极有可能借助于跨壁压导致组织液静水压升高，生成组织液的有效滤过压降低，组织液生成减少。其结果，所属肾小球、肾小管和集合管的组织细胞都将因组织液的生成减少而缺血缺氧、功能降低或结构改变，甚至细胞凋亡。这可能是导致同侧肾该肾单位肾实质萎缩的真正原因。（2）随着体位变换，体位对同侧肾肾单位组织液生成的影响也随之变换。如左侧卧时，左侧肾肾单位内皮细胞处的组织液生成减少；改换成右侧卧时，左侧肾肾单位内皮细胞处组织液的生成因之增加，该处内皮细胞的功能可能因之改善。（3）若同侧肾单位细胞组织缺血较重，待血流恢复时，又有可能出现缺血再灌流损伤。可见自由体位对维持和改善肾单位内皮细胞的生理功能具有不容忽视的意义。以这种观点有可能解释为什么骨折卧床患者有可能患尿石症而经常转换体位又有助于预防肾结石的发生。
3.3非自由体位患者同侧肾的实际肾小囊尿静水压持续升高可能导致肾小球、肾小管等缺血、凋亡、肾小囊球周纤维化的形成
3.3.1业已证明，人体细胞生长在机体提供的微动力学环境中，机械应力不仅能引起细胞形态、结构变化，还能调控细胞的功能状态，影响细胞的增殖、分化及凋亡，在某些生理和病理过程中起着重要作用[24]。据研究，是否发生褥疮取决于压力的大小和受压时间的长短[25]。细胞这种损害的程度与压力大小及受压时间成正比关系[25]。这些研究结果提示，肾组织细胞在肾盂内郁积尿提供的微动力（尿静水压）作用下，也有可能发生同样的病变。
3.3.2越来越多的体外实验证据表明，张应力通过降低细胞凋亡与促进成纤维细胞合成丰富的细胞外基质而加速HS（增生性瘢痕）的形成，但压应力则起到了相反的调控作用，从而抑制SH的生长[26]。这说明张应力与压应力对组织细胞具有相反的调控作用。
3.3.3据研究，加压治疗至今仍是全身大面积瘢痕治疗的主要方法。其机制是在持续压力作用下局部组织缺血缺氧限制瘢痕增生，缺氧状态使成纤维细胞增殖受抑与合成能力下降。与此同时，压力作用可增加胶原酶表达，使螺旋状胶原束转变为平行排列，瘢痕缩小[27]。说明：加压的持续时间是产生、维持加压效果的必要条件；压力能转变胶原束的排列方向（变成平行排列）。
3.3.4根据帕斯卡定律，加在密闭液體任一部分的压强，必然按其原来的大小，由液体向各个方向传递。这提示，肾小囊和肾小管内的液体压强同时提供了两种应力：张应力和压应力。
3.3.5一般认为引起肾实质反流的压力极限为40 cm H2O[18]。汤氏等[8]用猪做实验发现，肾盂内灌注压为6.67 kPa（约67 cm H2O），持续到20、30 min时在电镜下观察超微结构变化不大。肾盂内压为13.33 kPa（约134 cm H2O），持续到20 min时，可见部分肾小管上皮细胞内空泡形成，部分微绒毛脱落。（廖氏，等用）压力为60~120 cmH2O对兔肾盂进行灌注时，在短期内（术后第1天就能检测到）会出现尿三蛋白（免疫球蛋白、白蛋白、β2-微球蛋白）及组织学改变，提示短暂的肾功能损害，且压力越高，肾功能损害越严重，恢复时间越长，但只要引流通畅，避免感染，肾功能则会较快恢复[28]。据文献[24]研究，“压应力（大于15 mm Hg 即约20 cm H2O），（持续作用时间超过4 d的条件下），对人增生性瘢痕成纤维细胞具有直接抑制增殖、诱导凋亡的复合效应”。假设肾盂内压稍有升高（如4 kPa约40 cm H2O）而持续时间延长到1 h还没有发生组织缺血，再持续延长到3、5、7 h，肾小球、肾小管会产生轻度缺血吗，对于非自由体位者来说，每晚取单侧卧位或/和仰卧位睡眠持续7 h，如果有可能导致同侧肾肾中极的那些复合型乳头管口受压开放、其所属肾小球、肾小管的部分细胞轻度缺血，而起床后，该处细胞缺血状态获得改善，就等同于每昼夜发生一次相应程度的缺血再灌流。沙氏等[29]以大鼠肾缺血再灌流损伤为模型研究发现，缺血1 h组，肾小管上皮细胞及血管内皮细胞内钙颗粒沉淀明显增多，主要位于线粒体及胞浆。缺血后再灌流0.5~2 h，与缺血1 h类似，明显高于正常。再灌流4~24 h，细胞内钙颗粒沉积持续增高，部分区域可钙化。若果真如此，肾结石患者病检发现的肾小管等处的钙化颗粒、肾乳头管口等处的钙斑等都有可能是因非自由体位时引起的肾轻度缺血再灌流状态长期反复出现、损伤效果累加所致。钙化颗粒等脱落，可以形成微结石。
3.3.6同理，根据上述3.3.1~3.3.5，笔者认为，对于实际肾小囊内尿静水压因非自由体位而改变者（见本文3.2）来说，如果说A组[（肾盂压力为基础值时）=13.6+（33.07±7.04）+（4.01±1.03） （cm H2O）]中因实际肾小囊尿静水压>40 cm H2O的那部分人有可能因受压而出现肾单位、集合管等细胞组织缺血再灌流损伤的话，那么，B组[（在储尿期达到膀胱最大容量时）=13.6+（39.44±7.33）+（4.01±1.03） （cm H2O）]和C组[（在排尿期达到膀胱最大压力时）=13.6+（65.68±17.03）+（4.01±1.03） （cm H2O）]中因实际肾小囊尿静水压>60 cm H2O的那部分人就很有可能因长期反复受压而出现肾单位、集合管等细胞组织缺血再灌流损伤：（1）这可能是肾小囊球周纤维化形成的真正原因：即升高了的实际肾小囊尿静水压可能同时提供两种致伤应力：其张应力作用能够降低细胞凋亡与促进肾间质成纤维细胞合成丰富的细胞外基质，与此同时，其压应力作用可增加胶原酶表达，使螺旋状胶原束转变为平行排列且呈同心圆样环绕肾小球囊。（2）肾小球毛细血管丛等将因其“浸泡”在尿液中同时接受应力作用而缺血、凋亡，肾小球毛细血管的滤过屏障因缺血、缺氧而损毁，血浆蛋白等渗出增多，使尿三蛋白（免疫球蛋白、白蛋白、β2-微球蛋白）等成分的浓度增加。（3）对于非自由体位者来说，同侧肾的肾小管、集合管和乳头管等的上皮细胞可能因同时受到尿液液压的双重应力（张应力和压应力）而缺血、凋亡，对尿三蛋白等重吸收功能降低。据研究，肾小管的血液供应来自肾小球，所以与肾小球相比，肾小管更容易遭受缺血性损伤[30]。这可能是非自由体位导致同侧肾肾结石形成的解剖生理因素之一。晋江涛等[31]通过研究（32例）单侧上尿路梗阻所致肾积水患者肾盂尿中的成分与肾积水和病程之间的关系发现，患侧肾盂尿的内皮素、肌酐、微量白蛋白、β2-微球蛋白、钠离子、镁离子、钾离子、氯离子的浓度，pH值和电导率均高于膀胱尿。两者比较差异有统计学意义（P<0.05）。这说明升高的肾盂内尿静水压确实能导致同侧肾肾单位、集合管等处细胞损伤和功能改变。（4）据研究，肾小球毛细血管内皮细胞和肾小管上皮细胞都可因缺血再灌流而出现“Ca2+内流”，细胞内Ca2+增多。细胞破碎后，细胞内Ca2+等成为尿中Ca2+等无机成分的来源，它与细胞碎片、尿三蛋白等尿内有机成分共同成为肾结石形成的物质基础。因此，若检测因外伤或疾病而卧床时间超过一周的患者的尿三蛋白浓度并进行统计学分析，其结果有可能证实上述推测。
3.4肾结石的形成据研究，当复合型乳头发生反流并形成瘢痕后，相邻乳头发生变形，简单型乳头可转变为复合型乳头，进一步加重肾内反流和肾脏瘢痕形成[11]。一个肾脏常有数个肾乳头被累及，而其中的一个肾乳头可以有多处病变发生。Randall认为，此型（肾乳头钙斑Randall I型）在与代谢无关的肾结石形成的过程中起着主要的作用[32]。这说明对于非自由体位者来说，只要有一个复合型乳突管口因受持续升高的尿静水压作用而开放并导致该肾单位发生上述病变，它就可能波及邻近简单型乳突管口变形且受压开放、发生同样病变。如此重复蔓延，逐渐扩大。时间越久，肾单位发生缺血、萎缩、凋亡消失的数量越多，其原有位置即为郁积尿液占据。郁积尿液量也随之增多。这可能是肾积水从无到有、从少到多、逐步形成的真正原因。可见，肾积水的实质是肾内短期或长期持续存在的郁积尿液，其积水量与受损肾实质萎缩的多寡或/和尿路梗阻的缓急、程度有关。肾结石的实质只不过是肾组织损伤时不断产生的各种病理产物（即“有机的和无机的成石物质”）在郁积尿内长期相互作用并凝结在一起的固体凝聚物而已。有机成分和无机成分的多寡决定结石的种类，结石的形状大小取决于凝聚物在肾内或/和尿路内存留的部位和久暂，而感染可能加速结石的增大和增多。肾结石顺流而下，即是其中途停留部位的结石。结石引起尿路梗阻时即出现临床症状。
4儿童膀胱结石发病率高低可能与家长能否让婴幼儿直立位小便有关
据研究，儿童泌尿系结石以下尿路结石为多见，发病年龄高峰在4岁以下，而上尿路结石患者无明显的年龄差异。据报道，近几十年来，我国儿童上尿路结石的发病率有所上升，而下尿路结石的发病率急剧下降，但总的发病率呈现逐步下降的趋势[32]。究其原因：
4.1膀胱结石发病率可能与饮食营养关系不密切营养改善能使幼儿增强对疾病的抵抗力，体质改善，直立的更早，是不难理解的。但若结石的形成果真和饮食营养有关，则与下述现象相悖：（1）部位：研究表明，正常人不断的从尿中排出微结石。泌尿道各部位的结石都可能起自肾脏。营养缺乏理应使肾结石较膀胱结石更常见，但既往文献中已报道的事实却恰好相反。（2）年龄：同样是人，营养缺乏何故只使儿童的膀胱结石发病率增加而不使成人的增加。（3）地区分布：若结石高发区的膀胱结石是由营养缺乏引起，与安徽怀远一样贫困甚至更贫困的安徽淮北地区和陕西商南山区，其膀胱结石发病率也应较高，事实并非如此。
4.2儿童膀胱结石发病率高低可能与儿童能否直立位小便有关据研究，本病（指尿石症）各种动物均可发生，但多发于公畜。林海祥（1996）报道，新疆奎屯地区牛、羊群尿石症的发病率可达33.4%[33]。临床上，膀胱和尿道结石最常见，肾结石只占2%~8%， 输尿管结石少见[33]。牛、羊等动物都不能直立和不能直立位小便。幼儿的体位和小便方式与牛、羊等动物的相似之处恰在于此。二者尿结石好发部位的相似真像大自然为人类做的动物实验。
4.3为研究五六十年前国人各年龄组膀胱结石发病率不同和随后儿童膀胱结石发病率急剧下降的原因，笔者于1984-1988年曾对原单位45名同志逐个问询调查了其原籍（分布在国 内17个省市自治区的43个市县包括安徽怀远、广州、湖南、山东胶东地区、上海崇明及江苏苏北等地）群众对婴幼儿开始背、抱、坐的时间及其前后几十年间抚育婴幼儿习惯的演变。发现，从前许多地方的家长只习惯并满足于给小儿更换湿尿布，“灰口袋”，“土裤”等，而不注意或无暇将小儿抱起把尿。这样的小儿能够得到直立位小便的机会实在太少。当生产方式改变、生活条件和营养状况改善、小儿的其他疾病发病率降低而体质增强、家长有条件及早将婴幼儿抱坐及让小儿取直立位小便之后，小儿能够获得直立位小便的机会必然增多、提前。据研究，正常的膀胱后壁与后尿道间夹角约90°~100°。膀胱内口仅在人直立位时处膀胱的最低位。只有在直立位小便时，才有利于膀胱内的微结石排出。小儿的哺乳和断乳期，正是从睡卧床上，经爬行，再逐步学会站走的时期。婴幼儿的长期睡卧有利于肾内微结石的形成，但其后学会的爬行动作有利于肾内微结石的排出，故肾结石并不多见。进入膀胱的微结石等若在直立位小便时被排出，可不产生任何症状。若小儿因病或发育迟缓不能站立，或家长无暇帮助小儿直立位小便，膀胱的微结石等不能及时排出，就会在膀胱内继续增大。某些地区膀胱结石高发的原因，可能与当地居民迫于生计或抚育婴幼儿的风俗习惯等，帮助小儿直立位小便的机会太少、太晚有密切关系。而膀胱结石低发区的婴幼儿多在3个月前后即被抱坐及直立位小便。我国近几十年膀胱结石发病率的急剧下降，可能即缘于此。
5改变非自由体位，积极防治肾结石
非自由体位借助于持续存在且有限升高的尿静水压导致肾组织损伤和肾结石的形成。尿液总是以液态从乳头管口流入肾盏。只要尿液流出道上无梗阻因素存在，足够的尿量、合适的体位引流和及时排尿（不憋尿）应足以保证尿液及其内容物及时排出体外。从这个意义上来说，除了因畸形、梗阻、感染、外伤、异物等因素所致者外，肾结石基本上可看作是一种非自由体位病。它应该可防可治。从本组资料看，除因病、创伤或骨折后处被迫体位者外，形成非自由体位的原因有：（1）与工种、工作环境、工作持续时间有关；（2）众所周知，无论城乡，一个地区住房的走向、结构、式样，门窗的大小、位置，历代延续，极少改变；甚至于连床的摆放位置、男女卧床的位置都几乎不变。这种状况对那些“面朝里才能睡得着”的人只会有利于单侧卧位的养成；（3）有的人过分相信“左侧卧位妨碍心脏跳动”，长期强迫自己并已习惯于右侧卧；（4）过胖、平卧时呼吸不畅，只能侧卧，又很少更换；（5）过高枕或老慢支等，使上半身处斜坡卧位；（6）其他。因此，对健康人群深入宣讲肾结石与非自由体位的密切关系，晓之以经常更换体位和自由卧位对防治肾结石的重要意义。对长期卧床患者和老年人更应注意及时更换体位、不憋尿和及时排尿。对婴幼儿要及时抱起把尿和培养直立位小便的习惯，避免长期卧床和非直立位小便。这种改变将有助于降低肾结石的发病率、治疗肾结石和防止复发。部队是个特殊群体。据研究，空军飞行员、潜艇人员、部队战士的肾结石发病率较高。若在该群体中推广自由卧位并进行有关肾结石发病原因的回顾性和前瞻性研究，其结果可能有利于防治肾结石；同时又可验证本文假说。
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（收稿日期：2013-01-24）（本文编辑：连胜利）