草酸钙结石含钙尿石中大多数尿石属草酸钙结石，约占80%，还有15%是磷酸钙。钙结石生成的病理生理机制非常复杂，包括低尿量，高钙尿症，高尿酸尿，高草酸尿，低柠檬酸尿症以及尿pH值异常。目前认为草酸钙结石是一种多基因遗传性疾病。可通过调控钙、草酸和枸橼酸盐来影响结石的形成。
磷酸钙结石磷酸钙是结石中的常见成分，如果用红外光谱之类的灵敏仪器分析，大多数草酸钙结石的核心都含有磷酸钙。在患者自排的结石砂粒中，有人注意到，这些砂石往往是帽状，提示其从肾乳头脱落而来，扫描电镜也发现其中有肾小管的残痕，电子探针可测到砂石的凹面含有大量的磷。因而推测，磷酸钙成分的代谢异常在含钙结石中起着重要作用，而且可能是最先沉淀的成石物质。
尿酸结石尿酸结石约占结石总数的5%。尿酸结石的形成取决于三大主要决定因素：⑴高尿酸尿症；⑵低尿pH值；⑶尿量少。与含钙结石不同，至今尚未发现尿酸结晶抑制因子。
磷酸铵镁结石磷酸铵镁结石主要是由六水磷酸铵镁和碳酸磷灰石所组成的，在各种文献中，磷酸铵镁结石有许多同物异名，其矿物学名称是鸟粪石，因为最初它是在海鸟粪便中发现的。由于这种结石是尿路感染所致，亦称为感染性结石。磷酸铵镁结石是由尿路中能产生脲酶的细菌所致的疾病。这种细菌大多为变形杆菌。尿素分解过程提供一种碱性环境和足够浓度的碳酸和氨导致感染石的形成。同时结石也与尿路梗阻或尿滞留有关或者受它们影响而加重。
由于这种结石生长迅速，易被肾内集合系统塑形，往往可以长成较大的鹿角状结石。磷酸铵镁结石的病因容易查明，均继发于尿路反复感染和尿路解剖异常者。发病年龄高峰在60岁以上，女性多见。易感因素是尿路梗阻、神经源性膀胱以及长期留置导尿管等。
胱氨酸结石胱氨酸结石继发于一种先天性的代谢障碍。胱氨酸尿症是一种常染色体隐性遗传病。目前确定基因SLC3A1和SLC7A9与之发生有关。其病理基础是肾近曲小管基底膜和肠黏膜上皮细胞对二元氨基酸（胱氨酸、鸟氨酸、赖氨酸、精氨酸等）转移缺陷，导致尿过度排泄胱氨酸。胱氨酸的溶解度有很强的尿pH依赖性，当尿pH值提高至7.5时，其溶解度几乎可增加一倍。胱氨酸结石没有抑制剂，它的形成完全依赖于胱氨酸的排泄增多。
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