代謝綜合征與腎結(jié)石的關(guān)系

楊 婷(綜述)，陸澤元(審校)

(廣東醫(yī)學(xué)院附屬深圳福田區(qū)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，深圳 518033)

1988年,Reaven[1]首次提出了代謝綜合征(metabolic syndrome，MS)的概念,主要表現(xiàn)為向心性肥胖、糖耐量異?；蛱悄虿?、高胰島素血癥和血脂異常。Jia等[2]對(duì)上海兩個(gè)社區(qū)調(diào)查顯示，MS的患病率為10.95%。在美國(guó)，男性MS的患病率為24%，女性為23.4%[3]。

近年來(lái)腎結(jié)石的發(fā)生率呈上升趨勢(shì)。彭績(jī)等[4]對(duì)深圳市6224名居民進(jìn)行調(diào)查，男性腎結(jié)石患病率為8.00%；女性為5.12%。Ferraro等[5]研究顯示，腎結(jié)石的患病率為8.12%。Ando等[6]對(duì)日本13 418例男性研究發(fā)現(xiàn)，12.2%有腎結(jié)石。在美國(guó)，尿酸結(jié)石占所有腎結(jié)石的7%～10%，其他國(guó)家的腎結(jié)石發(fā)病率也在不斷地變化，瑞典為4%～15%，日本、德國(guó)為20%～25%，以色列高達(dá)40%[7]。

Rendina等[8]研究526例腎結(jié)石患者，發(fā)現(xiàn)無(wú)MS的患病率為4.8%，而有MS的為7.7%。Jeong等[3]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，MS的患病率為13.7%，腎結(jié)石的患病率為2.4%，MS 0,1,2,3,4,5個(gè)組分的增加腎結(jié)石的患病率分別為1.8%、2.4%、2.8%、3.9%、3.1%、4.4%。Kim[9]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，腎結(jié)石的患病率為6.1%，且腎結(jié)石組MS的患病率為15.9%，對(duì)照組MS的患病率為11.2%。以上研究表明，MS和腎結(jié)石之間存在著一定的聯(lián)系。

1 MS與尿pH

近年來(lái)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng),伴隨著飲食習(xí)慣及生活方式的改變，肥胖、高血脂、高血糖、高血壓等代謝方面的疾病逐漸受到關(guān)注,由此導(dǎo)致與肥胖相關(guān)的MS的流行，尤其是因代謝問(wèn)題而引起的腎損傷導(dǎo)致人體體液酸堿平衡失調(diào),尿pH的改變。陳穎等[10]對(duì)2519名當(dāng)?shù)爻Ｗ【用耋w檢調(diào)查，發(fā)現(xiàn)無(wú)論男性還是女性，隨著MS組分的增加，尿液pH呈下降趨勢(shì)。Otsuki等[11]在健康男性中發(fā)現(xiàn)，尿液的酸性程度與腹型肥胖和MS的患病率呈負(fù)相關(guān)。

低尿pH水平與MS之間關(guān)系的機(jī)制尚未完全明確，研究顯示可能與胰島素抵抗有關(guān)。有研究報(bào)道，尿液pH低的人群腎小管酸化功能障礙，氨(NH3)排出減少，糖尿病和糖調(diào)節(jié)受損的患病率增高[7]。一方面，胰島素可通過(guò)刺激腎小管合成NH3和Na+-H+交換，調(diào)節(jié)NH3的排泄影響尿液pH水平。另一方面，胰島素抵抗可影響體內(nèi)酸堿平衡和腎小管濃縮稀釋功能，引起尿液pH的改變[12]。而胰島素抵抗是代謝綜合征的核心機(jī)制。

Maalouf等[13]通過(guò)橫斷面研究發(fā)現(xiàn)尿pH與MS之間呈負(fù)相關(guān)。胰島素抵抗是肥胖、2型糖尿病和MS的一個(gè)共同特點(diǎn)，故Maalouf認(rèn)為在這些條件下導(dǎo)致患者低的尿pH。研究表明24 h尿pH與胰島素抵抗指數(shù)之間存在顯著的關(guān)系。低尿pH可能會(huì)導(dǎo)致酸排泄增加，尿緩沖障礙，或兩者均有。

2 尿酸與尿pH

尿酸是嘌呤代謝的終端產(chǎn)物，嘌呤代謝是指次黃嘌呤到黃嘌呤的轉(zhuǎn)換和黃嘌呤到尿酸的轉(zhuǎn)化。催化這兩種反應(yīng)的酶是黃嘌呤氧化還原酶，能夠被別嘌呤所抑制。尿酸合成的增加或尿酸排泄的減少，或兩個(gè)機(jī)制的共同作用，都可以導(dǎo)致高尿酸血癥。

高尿酸血癥可能是由于各種原因引起嘌呤代謝異常，進(jìn)而導(dǎo)致血尿酸水平升高的一種疾病。國(guó)際上通用的高尿酸血癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)為：男性尿酸水平超過(guò)416 μmoL/L，女性尿酸水平超過(guò)357 μmol/L。高尿酸血癥產(chǎn)生的主要原因，可能是尿酸排泄的減少或尿酸合成的增加，或兩者兼之。在肝臟合成脂肪酸時(shí)，常常伴隨著嘌呤從頭合成，從而產(chǎn)生更多的尿酸。攝入過(guò)多含豐富果糖的食品和過(guò)量的乙醇(特別是啤酒)可能會(huì)引起高尿酸血癥。

肥胖是MS的一個(gè)特征，也與尿的pH低有關(guān)[14]，因此尿的pH低也可能伴有MS，表明血清尿酸水平高和低尿pH與MS或胰島素抵抗有關(guān)。胰島素抵抗導(dǎo)致血尿酸升高，高血尿酸又反過(guò)來(lái)可加重胰島素抵抗，從而引起代謝性疾病。酸性尿也可加重胰島素抵抗，而加劇的胰島素抵抗又進(jìn)一步降低尿的pH[15]。高尿酸血癥和酸性尿在MS的發(fā)展中起協(xié)同作用，控制高尿酸血癥和酸性尿以防止MS的發(fā)生，可能會(huì)成為長(zhǎng)期干預(yù)MS的一個(gè)新戰(zhàn)略。

3 低尿pH與腎結(jié)石

目前較普遍地認(rèn)為，腎結(jié)石是由多種因素造成的,它與營(yíng)養(yǎng)狀況、自然環(huán)境、社會(huì)生活條件、種族遺傳因素和傳輸?shù)漠惓＜懊谀蛳到y(tǒng)本身的疾病有關(guān)。

尿液pH降低是腎結(jié)石特別是尿酸腎結(jié)石形成的重要因素。尿酸溶解性差，在37 ℃時(shí)酸度系數(shù)(即pKa，酸解離常數(shù)，是酸解離平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù))為5.51。尿液pH升高超過(guò)酸度系數(shù)時(shí)，尿酸易沉淀結(jié)晶形成結(jié)石[16]。尿酸結(jié)石的前提是尿液中尿酸溶解度下降和過(guò)飽和化,導(dǎo)致尿酸結(jié)石形成的因素有三個(gè)：①低尿pH。持續(xù)性酸性尿是尿酸結(jié)石形成最重要因素，在pH為6.0時(shí)，尿中尿酸溶解度約為500 mg/L；而pH為5.0時(shí)，其溶解度降為100 mg/L。②高尿酸尿癥。③尿量減少[17]。

研究表明酸性尿是MS和尿酸結(jié)石相關(guān)的一個(gè)橋梁。酸性尿的機(jī)制可能包括：①凈酸排泄(net acid excretion，NAE)增加；②腎臟排銨減少；③腎脂毒性[17]。

3.1NAE增加 腎酸排泄由Na+-H+交換(近曲小管和髓襻升支粗段的循環(huán))或由H+-ATP酶泵(集合管的閏細(xì)胞)實(shí)現(xiàn)。腎小管H+排泄需重吸收及過(guò)濾。在管狀腔體，碳酸酐酶加速碳酸的解離，產(chǎn)生的物質(zhì)分泌H+和過(guò)濾HCO3-，從而形成H2O和CO2，然后由腎小管上皮細(xì)胞重吸收。細(xì)胞內(nèi)H2O分解為H+和OH-，后者催化細(xì)胞內(nèi)的碳酸酐酶與二氧化碳結(jié)合，形成HCO3-。再通過(guò)腎小管上皮細(xì)胞的基膜，HCO3-返回到全身血液循環(huán)中[18]。凈效應(yīng)幾乎是完整的重吸收過(guò)濾HCO3-，從而保持酸堿平衡。

3.2腎臟排銨減少 銨是一個(gè)重要的泌尿緩沖區(qū)，且腎銨產(chǎn)生和排泄受酸堿環(huán)境的影響。在標(biāo)準(zhǔn)代謝飲食下，特發(fā)性尿酸結(jié)石患者銨排泄減少，急性酸負(fù)荷后缺陷會(huì)明顯增大。尿銨排泄NAE(NH4+/NAE)的比例是用來(lái)描述尿氨生成酸的攝入量，而這個(gè)比例在特發(fā)性尿酸結(jié)石患者中與對(duì)照組相比較低[19]。這些研究結(jié)果表明，腎氨生成緩沖作用減弱，而且進(jìn)一步導(dǎo)致由NAE增加引起的酸性尿增多[20]。腎氨生成障礙和低尿pH可能是MS的一個(gè)特征，而非孤立于特發(fā)性尿酸結(jié)石的患者，在非結(jié)石的人群，MS患者有低尿pH和NH4+/NAE的特征[13]。

3.3腎脂毒性 正常情況下，當(dāng)攝入的熱量與熱量利用率相匹配時(shí)，大多數(shù)的三酰甘油沉積成脂肪細(xì)胞。在體內(nèi)平衡機(jī)制的調(diào)控下，三酰甘油重新分配到肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、心肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、胰腺β細(xì)胞內(nèi)。脂肪蓄積在脂肪細(xì)胞以外的其他組織，稱為脂毒性[14]。目前，沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)表明，MS患者腎脂毒性影響胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的改變，引起內(nèi)源性酸的產(chǎn)生，并降低腎氨生成，從而導(dǎo)致酸性尿異常。

在低尿pH的情況下，即使尿酸排泄率是完全正常的，也可以產(chǎn)生大量尿酸結(jié)晶，隨后形成結(jié)石。腎結(jié)石尤其是尿酸結(jié)石與MS和2型糖尿病相關(guān)聯(lián)，尿pH低是尿酸結(jié)石形成的必要條件，所以通過(guò)調(diào)節(jié)尿pH預(yù)防腎結(jié)石的形成可能會(huì)成為未來(lái)研究的方向。

4 小 結(jié)

MS是一組以高血糖、肥胖、血脂異常及高血壓等為主要表現(xiàn)的綜合征。MS患者腎結(jié)石的患病率明顯增加，且尿液pH隨著MS組分的增加，呈下降趨勢(shì)。而酸性尿是腎結(jié)石形成的重要因素。所以，MS患者除了關(guān)注糖尿病、心血管疾病的發(fā)生，也需警惕尿液pH的變化，及早預(yù)防腎結(jié)石的發(fā)生。

[1] Reaven GM.Role of insulin resistance in human disease[J].Diabetes，1988，37(12)：1595-1607.

[2] Jia WP，Xiang KS，Chen L，etal.Acomparison of the application of two working deinitions of metabolic syndrome in Chinese population[J].Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2004，84(7)：534-538.

[3] Jeong IG,Kang T,Bang JK,etal.Association between metabolic syndrome and the presence of kidney stones in a screened population[J].Am J Kidney Dis，2011,58(3):383-388.

[4] 彭績(jī),周海濱,程錦泉,等.深圳特區(qū)腎結(jié)石流行現(xiàn)況及危險(xiǎn)因素分析[J].中華流行病學(xué)雜志,2003,24(12):1112-1114.

[5] Ferraro PM,Taylor EN,Eisner BH,etal.History of kidney stones and the risk of coronary heart disease[J].JAMA,2013,310(4):408-415.

[6] Ando R,Nagaya T,Suzuki S,etal.Kidney stone formation is positively associated with conventional risk factors for coronary heart disease in Japanese men[J].Urol,2013,189(4):1340-1346.

[7] Mehta TH,Goldfarb DS.Uric acid stones and hyperuricosuria[J].Adv Chronic Kidney Dis,2012,19(6):413-418.

[8] Rendina D,De Filippo G,Zampa G,etal.Characteristic clinical and biochemical profile of recurrent calcium-oxalate nephrolithiasis in patients with metabolic syndrome[J].Nephrol Dial Transplant,2011,26(7):2256-2263.

[9] Kim YJ,Kim CH,Sung EJ,etal.Association of nephrolithiasis with metabolic syndrome and its components[J].Metabolism,2013,62(6):808-813.

[10] 陳穎,楊枝,黃飛,等.尿液pH值與代謝綜合征的相關(guān)性研究[J].內(nèi)科理論與實(shí)踐,2012,7(6):448-451.

[11] Otsuki M,Kitamura T,Goya K,etal.Association of urine acidification with visceral obesity and the metabolic syndrome[J].Endocr J,2011,58(5):363-367.

[12] Gluba A,Mikhailidis DP,Lip GY,etal.Metabolic syndrome and renal disease[J].Int J Cardiol,2013,164(2):141-150.

[13] Maalouf NM,Cameron MA,Moe OW,etal.Metabolic basis for low urine pH in type 2 diabetes[J].Clin J Am Soc Nephrol,2010,5(7):1277-1281.

[14] Maalouf NM,Cameron MA,Moe OW,etal.Low urine pH:A novel feature of the metabolic syndrome[J].Clin J Am Soc Nephrol,2007,2(5):883-888.

[15] Hara S,Tsuji H,Ohmoto Y,etal.High serum uric acid level and low urine pH as predictors of metabolic syndrome:a retrospective cohort study in a Japanese urban population[J].Metablism,2012,61(2):281-288.

[16] Sakhaee K,Maalouf NM.Metabolic syndrome and uric acid nephrolithiasis[J].Seminars Nephrol,2008,28(2):174-180.

[17] Maalouf NM.Metabolic syndrome and the genesis of uric acid stones[J].J Ren Nutr,2011,21(1):128-131.

[18] Hess B.Acid-base metabolism:implications for kidney stone formation[J].Urol Res,2006,34(2):134-138.

[19] Sakhaee K,Adans-Huet B,Moe OW,etal.Pathophysiologic basis for normouricosuric uric acid nephrolithiasis[J].Kidney Int,2002,62(3):971-979.

[20] Wagner CA,Mohebbi N.Urinary pH and stone formation[J].J Nephrol,2010,23(16):165-169.