对于胆结石组成和形成机理的进展

梁剑

(平果市人民医院,广西 平果,531499)

胆结石也叫做胆石症，是临床常见的多发性疾病，主要有胆囊结石与胆管结石两种情况。根据胆结石的化学成分，又可分为胆色素类结石、胆固醇类结石、混合性结石。不同类型的胆结石，病因与病机也有所不同，但主要的发病机制主要有胆汁成分改变、胆道感染、胆道运动功能异常等[1]，而形成因素涉及方方面面，比如环境因素、饮食因素、年龄因素、性别因素、自身因素、遗传因素等[2]。从过去临床报道[3-6]中发现，关于胆结石病因、病机、诊治方面的报道较多，而关于其组成、形成机理方面的报道则十分少见。大部分胆固醇类结石中胆固醇含量较多，可达到80%以上[7]，而其他非胆固醇类结石患者组分主要为蛋白，少许含有钙盐等。虽然对胆结石研究较多，但关于胆色素类结石的组成及其形成机理还无统一定论，国外有学者认为质子化的胆红素具有水不溶性的原因，而国内有学者通过合成不同胆红素衍生物并研究不同条件与环境下的光氧化性质。总的来说，关于胆结石组成及形成机理是十分复杂的课题，并非三言两语就可概括。本文就胆结石组成及形成机理进展进行了简单的论述，现将其综述如下。

1 胆结石组成分析

1.1 胆色素型结石的溶石与组成

胆色素型结石是比较常见的胆结石类型，但关于其研究报道较少。有研究利用溶剂浸泡与提取，结合络合溶石法，可在吻合条件下解决胆色素型结石的溶石难题，从而进一步利用ICP、凝胶电泳、元素分析、NMR、原子吸收谱等谱学方法，完成了胆色素型结石的组成和结构表征实验[8]，最终发现胆色素型结石中含有蛋白质、糖蛋白、胆红素钙聚合物、多糖等物质，并且还有磷酸盐、胆固醇、脂肪酸盐，以及少许胆汁酸与胆汁酸金属络合物等，甚至在部分对象中还检测出金属离子（比如Ca、Na、Si、Mg、Cu 等），占比达到3%左右，且各个组分之间有着十分复杂的交互作用。

1.2 生物分子、金属离子交互作用及其水化作用

上世纪70年代末至80年代初，为了弄清生物分子与金属离子的交互作用，一些学者利用生物分子与金属离子交互作用及水化作用开展了大量的基础研究，且开展了诸多创新性与探索性工作，比如FT-IR 分辨率增强技术、二阶导数光谱技术、曲线拟合技术等，进一步对生物分子开展了表征分析[9]。利用这些技术分析后，发现牛胆结石（牛黄）与诸多胆结石中均可检测出蛋白。

同时，蛋白和结石其他组分之间交互作用，导致构象变化[10]。1986/1987年有学者根据结石在黏蛋白层析出而提出“水溶性生物大分子和金属离子络合配位，可促进难溶胆红素盐与胆酸盐的凝聚、分相及外延生长”。

1.3 非化学计量

对胆色素型结石而言，胆红素钙的结构是比较重要的研究组成，因其单晶制备与结构测定至今无定论，而谱学方法是相对可行的手段，受到了一些学者的认可。利用碳酸钙单晶面外延生长胆红素钙的碳酸钙红色单晶，结合FTIR-PAS 等技术，发现胆红素钙在胆色素型结石中广泛存在，说明这类结石患者中，可能有胆红素钙与碳酸钙的交互作用，导致了胆色素型结石的发生与发展[11]。通过红外光谱、EXAFS 及X 射线粉末衍射谱等技术，发现胆红素钙并非单纯的羧酸钙，其钙桥与氢键可连接胆红素络合物，且在多个配位结构中均可存在胆红素钙，说明其具有非化学计量特征，胆红素钙的结构与性质特殊性，可促进学者进一步理解胆色素型结石在胆汁中的沉积与生成机理。

2 胆结石形成机理分析

2.1 胆红素铜络合物与胆色素型结石形成机理

研究证实了胆色素型结石含有较多胆红素铜，为了进一步探究胆红素铜在这类结石中的作用机理，可先对胆红素铜进行结构、性质等分析，发现Cu 会和吡咯环、内酰胺环N 配位，且处于优先级[12]，这类化合物ESR 信号极强，对光、氧敏感，呈深黑色，与黑色结石外表类似。结合实验发现，Cu2+催化作用下，自由基导致胆红素氧化作用，使Cu2+作为桥，交联形成高分子，这种作用后，胆红素骨架出现改变，最终出现共轭体系规模增大，这可能和色素类结石结构本质有关。

2.2 胆盐表面活性与金属离子和胆盐交互作用

胆盐是生物体最为重要的一种表面活性剂，但其不以真溶液存在，而是单胶团或复合胶团为主，说明胆结石形成可能与胆盐表面活性物质有关[13]。胆汁含有多种金属离子，而金属离子和胆盐有交互作用，从研究中发现牛黄胆酸钠加入金属离子后导致胶团增大，使其与胆固醇与磷脂等复合后形成更大的胶团。当人体内的脱氧胆酸钠和金属离子处于正常范围时，M2+不会和脱氧胆酸钠单分子反应，而是DC-胶团作用，将M2+作为桥梁，使不同DC-胶团交互作用，形成复杂络合物（有凝胶性质、大分子网状），改变了胆盐介质特征，使得胆汁生理平衡被打破。这种平衡的打破，导致了磷脂与胆固醇在胆汁中的分解减弱，促使结石形成，因为凝胶介质对结石形成有促进作用[14]。可见，胆盐表面活性物质和金属离子的交互作用，形成较大形态的凝胶网状络合物，可能是导致结石形成的机理之一。

2.3 体外模拟实验探究结石形成机理

1989年关于体内结石生成与图形生长的体外模拟研究逐渐开展起来，最终获取了多种周期沉淀与分形结构，因结石形成与生长并非热力学平衡过程，且结石解剖面的周期性环状沉淀与分形图案出现并非线性科学，为此进入了近代非线性科学概念，以便进一步加深认识结石的形成机理[15]。

比如一维试管实验、二维圆盘实验、三维扩散体系实验、电场图形生长实验等，可得到周期沉淀和分形结构图形，配合FT-IR、NMR、元素分析等，可研究沉淀图形的微观结构，证实结构和真实胆结石层状结构有可比性，之后这类实验不断增多，均获取了规律性的结果。

3 结语

胆结石作为常见多发性疾病，其组分繁多，结构复杂，而且组成是连续变化的。虽然关于胆结石组成及其形成机理的临床研究较少，但关于其体外模拟实验在国外较多，国内还处于起步阶段。利用体外模拟实验，可对结石形成与图形生长情况进行深化理解。1990年以来，这方面的模拟实验报道越来越多，受到国际同行认可。但人体的生命过程十分复杂，结石的成瘾与预防也是全球性难题，依旧有诸多问题需要探索，才能更好地服务于结石的诊断与治疗。