一、發病原因
膽石的形成並非是某一種病理因素所致，多年來的研究已證實，膽石是在多種因素影響下所發生的一係列病理生理過程的最終結果。
1.膽固醇、膽鹽及磷脂代謝異常
膽汁中的主要成分為膽鹽，膽固醇及磷脂膽紅素等。膽汁中的膽固醇，膽汁酸與磷脂的含量比例對於維持膽固醇的溶解狀態十分重要，當膽固醇分泌量增加，膽鹽的分泌量減少，這3種異常單獨或在一起存在時都可導致生石膽汁分泌量增加，都可使膽固醇成為過飽和狀態。1954年Isaksson等人提出膽鹽及卵磷脂所形成的膠粒維持膽固醇在膽汁中的溶解作用。但近晚期發現尚有一種膽固醇載體及磷脂大泡，大泡主要由磷脂與膽固醇組成，存在於所有膽汁中。通常在大泡內膽固醇與磷脂的克分子比為1∶1可達到5∶2，而在微膠粒中膽固醇與磷脂比為1∶2～1∶5，大泡較微膠粒能更多地攜帶膽固醇。在膽固醇與磷脂比例升高時，如在大泡中比例為3∶2，微膠粒中比例為1∶3時，就超過攜帶能力達到亞穩態界限濃度，膽固醇就有沉澱傾向。
2.促成核與抗成核因子失調
結石形成的第一步為成核，就是膽固醇分子聚合成一個相當大小的固體實塊，一旦這個實塊和核心形成後，就可以出現膽固醇晶體生長，然後更多的分子沉積於晶體裂隙中，形成結石。目前這個假說已得到大多數學者的承認與讚同。此外尚有學者認為，正常人和膽石患者的膽汁中都存在著成核因子與成核抑製因子，能否成核，取決於二者之間的比例關係。若比例關係失調，成核因子占主導地位時即可促進核的發生，反之則不能成核。正常膽汁成核時間長而膽石病患者的膽汁成核時間很短，提示在膽汁中存在膽固醇沉澱的因子。另一方麵在實驗模型係統中膽固醇沉澱較含有同樣類脂成分的膽汁中的膽固醇沉澱快得多，表明膽汁中含有抗成核因子。
3.膽囊的功能異常
膽囊有濃縮，儲存和排泄膽汁的作用。如這些功能出現異常則又促成膽石形成的作用，尤其是膽囊內膽固醇結石的形成與膽囊功能障礙密切相關。正常膽囊黏膜有分泌H 水和電解質作用，此作用可以酸化膽汁，降低膽汁pH值，減少膽囊內鈣離子發生沉澱及稀釋膽汁，加速排出膽囊內的膽泥。當膽汁在膽囊中濃縮而使黏稠度升高，饑餓狀態膽汁排空減少而有膽汁儲留，機械及炎症刺激使膽汁淤積，而使上述作用減弱時，可導致膽石的生成。此外當膽囊的收縮功能減低時，膽囊的排空功能障礙時有利於膽石在膽囊內形成。迄今為止認為影響膽囊收縮功能障礙的因素有：①持續全胃腸道外營養6周以上者，腹部大手術後需長時間禁食者，內源性CCK(膽囊收縮素)減少，導致膽囊收縮功能減弱。②胃大部切除後，高位迷走神經切斷術後。③肽類激素如腸血管多肽，生長抑素及胰多肽等都可抑製CCK。④性激素，雌孕激素水平高時，及口服避孕藥時均可使膽囊鬆弛而排空不全，增加結石形成危險因素。⑤前列腺素，可使膽囊收縮減弱。阿司匹林已經動物實驗證明，因可抑製合成前列腺素所需某些化合物而有預防結石形成的作用。⑥其他因素如糖尿病，肝硬化以及過度肥胖均可使膽囊收縮作用減弱。
4.膽汁中的非結合膽紅素含量增加
哺乳動物的膽汁內及膽道感染產生的葡萄糖醛酸酶可將結合膽紅素水解為非結合膽紅素，非結合膽紅素與鈣離子結合可形成膽紅素而發生沉澱，沉澱聚集在一起形成膽色素鈣結石。膽紅素鈣的形成與膽道感染、細菌或寄生蟲感染、蟲卵、殘留縫線關係密切。炎症脫落的上皮、細菌、蛔蟲蟲體及蟲卵常構成膽石的核心。尤其是膽道蛔蟲，是我國膽石病的主要病因。此外慢性溶血性貧血及肝硬化時因紅細胞破壞過多而引起膽汁中非結合膽紅素含量增多，易形成黑色素性結石。
5.其他
膽石的形成還與性別、環境、土壤、飲食習慣、家族、種族、遺傳因素有關。
我國既往是以膽色素結石和混合性結石最多見，但隨著生活水平的提高，飲食習慣的改變，近年來膽固醇結石的發病率明顯增加。
二、發病機製
在正常生理狀態下，膽石中的主要成分膽固醇和膽紅素均是膽汁中的溶質並隨膽汁運輸。研究表明，大部分不溶於水的膽固醇可通過微膠粒(micelle)形式和囊泡(vesicle)形式“溶解”於膽汁溶液中。膽固醇、膽鹽和磷脂按一定比例組合即可形成直徑為50～60A的微膠粒。因親水基團排列在表麵，故可將膽固醇“溶解”於膽汁中。膽固醇、膽鹽和磷脂三者的比例失調即可使膽固醇析出結晶。囊泡是由磷脂和膽固醇構成，較微膠粒大10～20倍的單層、空心、球形結構。溶於微膠粒和囊泡的膽固醇能夠互相轉變並處於動態平衡中。總之，膽固醇結石的形成是以膽固醇自身的過飽和、結晶析出、沉澱成核作為基礎，而膽汁淤滯、膽囊排空障礙則以動力學角度為沉澱物提供了聚集、增長成石的條件。膽汁中膽紅素約99%是與葡萄糖醛酸結合，隻有1%為非結合膽紅素且不溶於水，當有鈣離子存在時很容易生成膽紅素鈣沉澱。正常生理狀態下，膽鹽使非結合膽紅素離子化，避免與鈣接觸，另外膽鹽還可與鈣結合降低遊離鈣濃度。在病理狀態下，非結合膽紅素比例增加或膽鹽不足，均可產生膽紅素沉澱，成為膽色素結石的基礎。
