science杂志9月刊中,一篇名为《Rollercoasterscanhelpyoupassakidneystone》的新闻记录了一个美国科研小组前往位于美国福罗里达州奥兰多的迪士尼乐园,乘坐了一种名为“BigThunderMountainRailroad”的过山车后,发现乘坐过山车与肾结石排除之间可能存在一定的联系。研究成果发表在《美国骨科协会杂志》。
“很多患有泌尿系结石病人去往福罗里达州奥兰多的迪士尼度假回来后,报告声称体内的结石被排出来,我猜测我们有了一个十分独特的机会去帮助病人。而当我听说我的一位患者做了三次过山车,每坐一次就排出了一枚肾结石,我和我的学生们就决定要认真研究这个现象了”。瓦廷格医生说道。
瓦廷格于是和他的团队做了一个小实验,他和研究的合著者MarcMitchell用3D打印技术创建了一个用硅树脂制作的肾输尿管人造模型,他们用病人的尿充满了模型,并把三个不同大小的真实肾结石(4.5mm3、13.5mm3和64.6mm3)分别放置在模拟肾的上、中、下通道。在做好模型之后,他们前往到迪士尼乐园,把肾脏的模型放在一个背包里。然后他们跳上大雷鸣山矿车过山车,将模型放置到人体真实肾的大致位置,最大程度模拟整个过程。他们重复了20次,后面又前往太空山和华特迪士尼世界矿车过山车,共计乘坐60次,以便收集最完整的数据。
硅树脂制作的肾输尿管人造模型[图片来源:GIZMODO]
数据显示:坐在大雷鸣山矿车的尾部,肾结石的排出率近百分之64,而前排座椅则是百分之17的排出率。研究人员说,强大的和随机的力量使石头失去方向,故而引导它通过通道。
Topic1:什么是肾结石?
肾结石[图片来源:GIZMODO]
肾结石属于泌尿系结石,泌尿结石是泌尿系的常见病。结石可见于肾、膀胱、输尿管和尿道的任何部位。但以肾与输尿管结石为常见。当尿液里的一些成分,比如钙质、草酸、胱氨酸和尿酸浓度过高时,就有可能凝结在一起形成结石。临床表现因结石所在部位不同而有异。肾结石的典型表现为肾绞痛与血尿,在结石引起绞痛发作以前,病人没有任何感觉,由于某种诱因,如剧烈运动、劳动、长途乘车等,突然出现一侧腰部剧烈的绞痛,并向下腹及会阴部放射,伴有腹胀、恶心、呕吐、程度不同的血尿;泌尿结石的诊断最常用的方法是B超检查,可以发现0、3mm以上的结石。
绝大部分泌尿系结石产生于肾盏中,随着时间延长,体积可能会越长越大。小号的结石可能随尿液被自发排出,体积比较大的结石由于无法通过管径比自己细的肾盏出口,可能终身被困在肾脏里。尤其是位于最下方肾盏内的结石,由于重力作用,不太容易排出。有一些结石在排出过程中如果嵌顿在肾盂输尿管里,造成尿路梗阻,才会产生剧烈的腰腹部绞痛症状。
Topic2:如何预防泌尿系结石?
如果你有观察到自己的身体出现了这样的状况,请到医疗结构就诊接受评估。直径不到5mm的结石通常有机会会自己排出,没有症状的患者可以继续观察。出现明显症状或已发生尿路梗阻的患者,需要及时治疗。目前针对泌尿系结石,除了体外震波碎石,还有经皮肾镜取石、输尿管镜取石等成熟、安全的外科干预措施,疗效确切,立竿见影。针对如何预防泌尿系结石形成,我们提出以下三点建议:
一多饮水
习惯喝水少是泌尿系结石发病的重要危险因素,一般泌尿系结石发病者以办公室白领多于体力劳动者。
当尿路通常时,体内游离的结晶可随时排出,不易形成较大结石。多喝水能使尿草酸排泄量增加,又能降低草酸的过饱和,在正常情况下,每24小时的尿量不低于ml,每天会通过呼吸,皮肤无形蒸发等排出ml以上,所以每日饮水应达到2升以上,出汗多时还应增加[1]。
二高钙饮食
值得注意的现象是高钙饮食的人群可使泌尿系结石发病率下降,而补充钙制剂的人群则使结石的发病率上升20%[1],所以正确的方法应推荐高钙饮食,而非服用钙制剂来预防结石。高钙饮食也要结合多喝水、补充钾盐、镁盐和磷酸盐才能更好发挥预防泌尿系结石的作用,否则只会增加产生泌尿系结石发生的危险性。
年Matlaga等[2]研究发现,喜吃牛奶、奶酪和酸奶等含钙高饮食的妇女,则肾结石的发病率降低27%。
三多吃食物纤维素
年Straub等[3]报道食物纤维素的摄入与泌尿系结石的发病率呈负相关,其机制可能是由于:①肠管内草酸吸收减少;②肠管转运时间缩短;③肠管内环境的改变;④激素应答变化;⑤高纤维素食物产生的热量少。这些因素的综合作用使尿酸生成减少,抑制了结石形成。所以食用食物纤维素是有益的,但要注意避免食用含草酸高的食物纤维。
四少吃含草酸高的食物
虽然尿草酸只有10%~15%[1]是来源于食物,但减少食物中的草酸量对于减少草酸钙形成的作用是巨大的,尤其对肠源性的草酸钙尿极为有效。在正常饮食(草酸摄入2mmol/d)时食物中草酸含量和尿中草酸含量关系不大,但当草酸摄入量较多时,关系就明显了。Heller等[4]研究观察,低草酸和高钙的饮食5年,泌尿系结石的年发病率可从3.1%降到1.1%。因而应避免食用草酸丰富的食物,如巧克力、菠菜、蕃茄、马铃薯、甜菜、咖啡、可乐、各种坚果。
五改变饮食习惯
Webber等[5]统计,例泌尿系结石患者中,21~50岁年龄组占%,其中31~40岁年龄组占27.6%。此情况考虑与现阶段青年生活条件改善,高蛋白、高糖饮食及习惯性饮水少,喜吃卤味,口味偏咸,喜吃腌制品等饮食习惯及体育活动减少有密切的关系。以上因素可以促进泌尿系结石的形成,是泌尿系结石发病的危险因素[6]。
注意:研究者只在大雷鸣山矿车过山车观察到了这种现象,同在奥兰多迪士尼乐园的其他几处过山车游戏都没有出现这种情况。大雷鸣山矿车过山车只是中等刺激程度的过山车游戏,其加速排石的机制,还有待科学家们去进一步研究。
[本文仅代表作者观点]
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