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膽固醇結石形成的基礎為膽汁中膽固醇、膽汁酸以及卵磷脂等成分的比例失調,導致膽汁中的膽固醇呈過飽和狀態而發生成晶、析出、結聚、成石。大部分膽汁中的膽固醇來源於肝細胞的生物合成,而不是飲食中膽固醇的分泌。膽固醇結石的形成,主要是由於肝細胞合成的膽汁中膽固醇處於過飽和狀態,以及膽汁中的蛋白質促膽固醇晶體成核作用,另外的因素則應歸因於膽囊運動功能損害,它們共同作用,致使膽汁淤滯,促發膽石形成。此外,目前還有一些研究顯示,膽囊前列腺素合成的變化和膽汁中鈣離子濃度的過高也可能促發膽石形成。在部分患者中,膽石形成的前提條件是膽泥生成。所謂膽泥,是由含膽固醇晶體的粘滯的糖蛋白組成。這種膽泥在超聲下可以查見,並且可能是膽絞痛、胰腺炎或膽管炎患者進行輔助檢查所能發現的唯一異常處。
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