一、發病原因
肝膽管結石的病因，至今沒有闡明。因為它涉及多學科的問題，如醫學地理學、生物化學、微生物學、病理生理學等。近20年來，隨著醫學科學的進步和基礎研究的深入，對肝膽管結石的成因，提出了很多理論。
1、低蛋白與肝膽管結石
低蛋白高碳水化合物飲食，β-葡萄糖醛酸酶抑製物葡萄糖二酸1-4內酯的含量減少，有利於β-葡萄糖醛酸酶使結合膽紅素水解為遊離膽紅素，不溶於水，容易發生沉澱，是形成結石的基礎。飲食結構與肝膽管結石的形成有關，這在發展中國家肝膽管結石發病率較高，可能是其中的原因之一。
2.膽道感染與肝膽管結石
普遍認為膽道感染，特別是大腸埃希杆菌感染，產生細菌源β-葡萄糖醛酸酶，使結合膽紅素水解為遊離膽紅素。在膽道感染時膽管炎性黏液物質增加，凝聚作用增強，加以有鈣離子等金屬離子的參與，形成以膽紅素鈣為主的膽管結石。我國農村膽道蛔蟲發病率較高，相對膽道感染及肝膽管結石的發病率比較都市為高。同樣，肝膽管結石中的細菌含量也較膽固醇結石為多。並且肝膽管結石伴發急性化膿性膽管炎的機會多，都從不同側麵說明膽道細菌感染與肝膽管結石發生發展的密切關係。
3.糖蛋白黏液物質是肝膽管結石形成的基質
1959年King和Boyce報告膽石中含有有機基質，1963年Womack等提出膽石中的有機質是黏多糖。1974年Maki實驗研究認為硫酸糖蛋白是成石過程中的凝聚賦形因素。1977年Soloway報告對膽石的研究證實基質是以酸性非硫酸化糖蛋白。通過對膽石間質(Matrix)的研究，也證實膽石間質是以糖蛋白為主的黏液物質，是黏合膽石各種成分形成膽石的框架和基礎。
膽石間質的研究發現，膽色素結石的間質含量多，膽固醇結石間質占10%，膽色素結石間質占36%。光鏡下肝膽管結石間質呈層狀排列或呈堆積狀，電鏡下觀察間質為黏液團，膽固醇結石呈黏液絲。膽石間質含量，形態與分布的差異，除因膽固醇結晶，膽紅素顆粒相互結合的方式不同以外，主要反映了膽色素結石與膽固醇結石不同的病理形成過程。膽色素類結石是在膽管炎症基礎上，黏液物質的增多，增加了膽紅素及鈣離子的凝結機製和成石核心，是促進膽色素結石形成的基礎。
4.膽汁淤滯，
膽汁動力學的改變 由於膽管狹窄，膽道梗阻或膽管囊狀擴張，繼之發生膽汁動力學改變，渦流、淤滯和細菌感染。遊離膽紅素沉澱，黏液膿性物的參與，形成褐黃色膽泥，進一步加重膽道梗阻，淤滯、感染，促使膽石的形成。臨床上常見的如先天性膽管囊狀擴張症，十二指腸乳頭旁憩室引起乳頭狹窄等，都是因為膽汁流動不暢，發生膽管結石。
5.膽道梗阻時膽汁中自由基活性增強，
產生膽紅素鈣沉澱增多 近年研究表明，氧自由基與膽色素結石的形成有關。劉湘陶等發現氧自由基(O2-)，羥自由基(OH-)，能使試管內膽紅素鈣生成反應加快，條件溶度減小，沉澱顆粒增大。Hale報告0H-可刺激膽囊上皮分泌糖蛋白增加，促使膽紅素結石生成。沈韜等用電子順磁共振(EPR)研究證實，膽色素結石中存在自由基。膽道感染使氧自由基增加，自由基又誘發膽管炎症，並在膽紅素乙烯型聚合物的形成中起重要作用。
6.原發性肝膽管膽固醇結石的研究
Ohta認為與膽紅素鈣類結石不同，不與膽管炎症和膽管旁黏液腺過度炎性分泌有關，而是在膽固醇成核的抑製因子Apo AⅠ活性降低，可能是一種與Apo AⅠ缺陷有關的疾病。
7.背景疾病與肝膽管結石
肝膽管結石往往在一些疾病基礎上發生，或與某些疾病有密切關係，這些疾病稱為肝膽管結石的背景疾病。例如肝硬化時膽汁中未結合膽紅素水平增高，膽汁酸組分異常，具有成石傾向。所以肝硬化時易發生膽管膽色素結石。Nicholas報告從屍檢資料證實，2377例肝硬化病人伴發膽石者占30.8%，是正常人的4～5倍。先天性膽管囊腫有50%以上伴發結石。溶血性貧血患者，由於膽紅素代謝異常，也易發生膽色素結石等。
總之，肝膽管結石的病因十分複雜，是多因素形成的病理狀態，是一個全身性疾病導致膽道內環境紊亂的結果。
二、發病機製
肝膽管結石的基本病理改變是由於結石引起膽管係統的梗阻、感染，導致膽管狹窄、擴張，肝髒纖維組織增生、肝硬化、萎縮，甚至癌變等病理改變。肝內膽管結石約2/3以上的患者伴有肝門或肝外膽管結石。據全國調查資料78.3%合並肝外膽管結石，昆明醫學院第二醫院559例肝內膽管結石的資料中有3/4(75.7%)同時存在肝外膽管結石。因此有2/3～3/4的病例可以發生肝門或肝外膽管不同程度的急性或慢性梗阻，導致梗阻以上的膽管擴張，肝髒淤膽，肝大、肝功損害，並逐漸加重肝內彙管區纖維組織增生。膽管梗阻後，膽管壓力上升，當膽管內壓力高達2.94kPa(300mm H2O)時肝細胞停止向毛細膽管內分泌膽汁。若較長時間不能解除梗阻，最後難免出現膽汁性肝硬化、門靜脈高壓、消化道出血、肝功障礙等。若結石阻塞發生在肝內某一葉、段膽管，則梗阻引發的改變主要局限於相應的葉、段膽管和肝組織，最後將導致相應的葉、段肝組織由肥大、纖維化至萎縮，喪失功能。相鄰的葉、段肝髒可發生增生代償性增大，如左肝萎縮則右肝代償性增大。由於右肝占全肝的2/3，右肝嚴重萎縮則左肝及尾葉常發生極為明顯的代償增大，這種不對稱性的增生、萎縮，常發生以下腔靜脈為中軸的肝髒轉位，增加外科手術的困難。
感染是肝膽管結石難以避免的伴隨病變和臨床主要表現之一。炎症改變累及肝實質。膽管結石與膽係感染多同時並存，急性、慢性的膽管炎症往往交替出現、反複發生。若結石嚴重阻塞膽管並發感染，即成梗阻性化膿性膽管炎，並可累及毛細膽管，甚至並發肝膿腫。較長時間的嚴重梗阻、炎症，感染的膽汁、膽沙、微小結石，可經小膽管通過壞死肝細胞進入肝中央靜脈，造成膽沙血症、敗血症、肝膿腫和全身性膿毒症、多器官衰竭等嚴重後果。反複急慢性膽管炎的結果，多為局部或節段性膽管壁纖維組織增生，管壁增厚。逐漸發生纖維瘢痕組織收縮，管腔縮小，膽管狹窄。這種改變多發生在結石部位的附近或肝的葉、段膽管彙合處，如肝門膽管、左右肝管或肝段膽管口等部位。我國4197例肝內膽管結石手術病例的資料，合並膽管狹窄平均占24.28%，高者達41.96%。昆明醫學院第二醫院1448例中合並膽管狹窄者占43.8%，Koga A等報道(1984)日本59例肝內膽管結石合並膽管狹窄占62.7%。可見肝膽管結石合並膽管狹窄的發生率很高。狹窄部位的上端膽管多有不同程度的擴張，膽汁停滯，進一步促進結石的形成、增大、增多。往往在狹窄、梗阻膽管的上端大量結石堆積，加重膽管感染的程度和頻率。肝膽管結石的病情發展過程中結石、感染、狹窄互為因果，逐漸地不斷地加重膽管和肝髒的病理改變，肝功損毀，最終導致肝葉或肝段纖維化或萎縮。
長期慢性膽管炎或急性炎症反複發生，有些病例的整個肝膽管係統，直至末梢膽管壁及其周圍組織炎性細胞浸潤，膽管內膜增生，管壁增厚纖維化，管腔極度縮小甚至閉塞，形成炎性硬化性膽管炎的病理改變。
肝內膽管結石合並膽管癌，是近年來才被廣泛重視的一種嚴重並發症。其發生率各家報告的差別較大，0.3%～10%不等。這可能與診斷和治療方法不同、病程長短等因素有關。
