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尿酸的理化性质 在昆虫、爬行动物和鸟类在动物中，尿酸是氮的排泄渠道。相反，哺乳动物是以尿素作为氮排泄的主要渠道，（见尿素氮的代谢）。然而，哺乳动物的尿酸是作为嘌嘌呤代谢的产物。大多数哺乳动物，尿酸被代谢为可溶性的尿囊素，然后，排出体外。因为人类和猿肝内缺乏尿酸酶。它们不能转化尿酸为尿囊素，因此，血尿酸要比其它哺乳动物要高100倍。进而，人尖和猿排泄很高的数量尿酸，并且，尿酸溶解性很低，在尿酸排泄过程中增加了尿酸沉淀的可能性。尿PH是主要决定尿酸结晶的因素。尿酸是一个弱的有机酸，，电离常数（pka）为5.5；然而，在尿中，温度为37度时，尿酸的电离常数为5.35.，尿酸要比其碱性物尿酸盐的溶解度要低，在尿中，PH 为5.35 时为90mg/L,尿酸保留在溶液中。在此点的PH值，尿成为过饱和， 尿酸不能溶解，并持续的沉淀，从而形成尿酸结石。（图1）。 随着尿PH值的增加，更多的尿酸转化为尿酸盐，尿酸的晶体化趋势降低。然而，尿酸盐的可溶性受尿中阳离子的影响，如尿酸钠中的一钠，尿酸钠的可溶性要比尿酸钾低。随着尿中尿酸钠的过饱和的增加，可以通过异相成核，或与草酸结晶形成的抑制因子相结合，促进草酸钙的形成。另外，尿酸钠和尿酸可以通过结晶生长的聚附，来有利于草酸钙结石的异相成核。因为尿酸盐具有不同的溶解度，在治疗尿酸结石时，使用碱性钾盐，而不是碱性钠盐。 图1所示尿酸的物理化学特性。尿酸pka为5.5时。因此在尿PH小于5.5时，平衡的转移向左，尿酸的浓度较大，而尿酸盐浓度较低。因为尿酸相对的不溶解，这个转移的结果是更多折尿酸的沉淀。H+，代表氢离子。 尿酸的肾的排泄 机体中大约三分之一的尿酸是通过肠道来排泄的，其它的由肾脏排泄。尿酸在肾中的转运过程是复杂的，其涉及到近曲小管中的几个转运过程。在肾中转运的模型包括肾小球的滤过此后的重吸引和分泌，以及分泌后的重吸收。（图示2）。大约90%的滤出的尿酸经肾近曲小管重吸引，10%的少量尿酸排出。尽管尿酸的转运机制还不是完全清楚，但最近的一些研究显示出了一些光明。 尿酸从肾小球自由的滤出后，它可以重吸收，其重吸收是通过最近新发现的一种运载体-URAT1来重吸收的，URAT1（编码为SLC22A12）。在肾近曲小管细胞上的顶膜上发现了尿酸盐阴离子的交换，并认为这是调节血清尿酸的主要的调节点。（图示2B）。有机盐如乳酸，烟酸、异烟酰胺、小剂量的水杨酸盐通过来自肾近曲小管反刺激来促进URAT1介导的尿酸盐的重吸收。相反，尿酸排泄促进药丙磺舒, 苯溴马隆、抗炎的非类固醇类药，以及血管紧张素受体氯沙坦可以通过运载体顶面的原位抑制来抑制尿酸盐的转远。 一些患者，由于作为尿酸分泌的角色的URAT1的突变，而引起了尿酸肾小球滤过率过度的增加。肾近曲小管分泌尿酸最可能是通过在基底外侧的摄取，顶侧的分泌。有机阴离子（OAT）特别是OAT1和OAT3已经在基底外侧膜上被鉴别，它们作用可能是用来调节摄取的尿酸进入近曲小管细胞，这个运载体被用来说明尿酸盐的转运，除了一些有机阴离子外，这也被建议作为尿酸盐外流的机制。然而，其在人类身上的关联性还需要被确定。
（A）4种尿酸结石处理的模型。尿酸在肾小球可以自由滤过。99%的尿酸在近曲小管重吸收，此后50%的又被分泌， 被分泌后又有40%的重吸收，最后有10%尿酸被排泄。 （B）尿酸盐在肾近曲小管细胞转运的分子机制。在细胞内阴离子刺激下，尿酸通过尿酸运载体（URAT1）被重吸收进入细胞。尿酸也可通过有机阴离子运载体（OAT），OAT1、OAT3、尿酸通道（UAT）重吸收进入细胞内。UAT位于膜的顶端具有细胞间转运的作用。多向性抗药相关蛋白（MRP4）位于膜的顶端，利用三磷酸腺苷，可以在顶端膜分泌尿酸。 其它的尿酸分泌的潜在途径可能为有机阴离子运载体多向性抗药相关蛋白4（MRP4）所调节。这个蛋白在肾脏和肝脏中表达。可能负责肝脏和肾脏中的尿酸盐的转运。其它蛋白如，尿酸盐通道蛋白（UAT）被认为与尿酸的转运有关。UAT在所有肾脏细胞膜的基底和顶端上表达，可能在尿酸盐的外流和跨膜转运中起一定的作用。然而，在肾脏中尿酸的净处理过程中， UAT的作用和相关性仍不清楚。 尿酸性肾结石的病理生理 三项重要因素决定了尿酸结石的形成：低尿容量，高尿酸尿，酸性尿（PH）（见box1）。尿酸结石形成的评估包括了这三方面因素，并且用来指导以后的治疗。特发性的尿酸结石的最普遍的特点是低尿PH。然而，在考虑病因时，这三方因素都要考虑。 低尿容量 低尿容量，增加成石物的相对饱和度，是所有肾脏结石形成的病理生理基础。肾结石患者，尿容量少于2L/d，被认为可以促进成结石的形成。任何血容量的不足，如大汗，慢性腹泻都有利于尿酸结石的形成。低尿容量还不足以形成尿酸结石，，但是在尿为低PH时，低容量就加速结石形成的风险。 高尿酸尿 典型的高尿酸尿被定义为尿中的尿酸排泄超过700mg/d。各种遗传因素和环境因素可以增加尿酸的分泌尿酸盐的过度的产生，因此，高尿酸尿被认为是原发性痛风形成结石的机制。然而，最近的研究显示，痛风患者的尿酸排泄并不增加。如此结果建议，在痛风患者有其它原因参与结石的形成，而不是高尿酸尿。 高尿酸尿也发生在较少见的遗传性的酶障碍性疾病，包括： （1）次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶缺乏（HPRT）（ Lesch综合症）；部分次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶缺乏（kellin综合症） （2）磷酸核糖焦磷酸合成酶缺乏PRPS超活性；（3）糖原贮疾病I，（6-磷酸葡萄糖酶缺乏）；III（糖原贮积病Ⅲ型）；V（肌肉磷酸化酶缺乏）；VII（肌肉磷酸果糖激酶缺乏）。 前两者是X臂连接障碍性病，糖原贮疾病是常染色体隐性遗传病。这些情况下伴随着高血尿酸（>10mg/dl）并且有显著的高尿酸尿(>100mg/d)，从而诱发了痛风，肾衰以及结石的形成。有影响的症状可能在儿童期出现，然而特别是在Lesch综合症，血尿酸可以在青春期前一直保持正常。尿酸尿在儿童期就增高，从而在青春期前就可发现此病。URAT1的突变见于罕见的肾性的低血尿酸，低血尿酸与血清尿酸低以及尿酸盐清除增加有关。尽管通常无临床症状，但它们可以增加形成结石的可能以及诱发急性肾衰。肾的损坏归因于有大量的尿酸盐产物和活性氧的作用，这些可以对肾上皮细胞产生毒性作用。但并不清楚是否URAT1多形性与尿酸结石形成有关。过度性的尿酸的产生也可以引起高尿酸尿。如此情况可能与高嘌呤饮食摄入有关，或者与肿瘤及化疗增加嘌呤代谢有关。促尿酸排除剂如丙磺舒、高剂量水杨酸盐、放射治疗、氯沙坦等可以促进尿酸的排泄。它们可能会诱导尿酸结石的形成，特别是用药的开始或与之有关的高血尿酸。因此建议避免使用这些药物，以免尿酸过多的产生。 低尿PH 尿酸结石形成的重要因素是是尿中尿过度酸化的PH。高尿酸尿本身是尿酸结石形成的罕见的原因。酸性环境促进可溶的更多的尿酸盐转化为相对不溶的尿酸，诱导尿酸的沉淀。在大多数尿酸结石患者，其酸性尿的病因并不能明确。然而，在特发性的病因确定前，一些次要的因素也要考虑。 酸性尿的形成涉及到碱的丢失，酸的产生增加，要么与办源性有关，要么与酸性饮食的摄入有关（表1）。腹泻可以增加碳酸氢盐的丢失，并导致尿更酸。因为尿量的减少，尿饱和度的增加，这些都增加结石形成的风险。同样紧张性的体力活动，可以引起乳酸酸中毒，导致了低PH，由于出汗，使血容量降低，进一步增加了结石形成的复杂性。食物中富含动物性蛋白质可以增加酸的负荷，并引起嘌呤负荷，从而出现高尿酸尿。 不管是否有肾结石，酸性尿与原发性痛风有关，在回顾性分析325例痛风患者，包括有肾结石或没有肾结石病史的患者，YU发现92%的患者的尿PH低于5.6。最近研究了140例患者，结果显示了相似的发现，发现结石患者的平均PH为5.4，非结石患者为5.6。在缺乏共识的病因情况下，酸性尿PH可以作为特定的确定因素。 表1尿酸结石的不同诊断
BOX1：尿酸结石的风险因素
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