肾结石引起疼痛主要通过三种机制，一是结石移动刺激肾盂、输尿管平滑肌致其痉挛性收缩引发疼痛，不同人群表现有差异；二是梗阻使肾盂或输尿管内压力升高，牵扯肾脏实质、扩张肾盂输尿管刺激神经末梢引发疼痛，不同性别患者有一定差异且对特定基础疾病患者有额外影响；三是炎症反应参与，结石移动或梗阻引发局部炎症，炎症细胞及介质激活伤害感受器使疼痛加剧，不同群体炎症反应表现不同且对特定基础疾病患者疼痛控制有影响。
当肾结石在肾盂或输尿管内移动时，会刺激尿路的平滑肌。尿路平滑肌受到刺激后会发生痉挛性收缩，这种收缩会导致局部的缺血、缺氧等情况，从而引发疼痛。例如，研究表明，结石对输尿管黏膜的机械性刺激可激活局部的伤害感受器，使其产生神经冲动，传导至中枢神经系统，引发疼痛感觉。不同大小和位置的结石，其移动时对平滑肌的刺激程度不同，一般来说，较小的结石在尿路内移动时更容易频繁刺激平滑肌，导致疼痛发作较为频繁。对于儿童患者，由于其尿路相对狭窄，结石移动时对平滑肌的刺激可能更为强烈，疼痛往往更为剧烈且难以忍受。而对于老年患者，可能因机体反应性下降等因素，疼痛的感知和表现可能与年轻患者有所不同，但本质上都是由于结石移动刺激平滑肌所致。
梗阻导致肾盂或输尿管内压力升高
肾结石如果造成尿路梗阻，会使尿液排出受阻，进而引起肾盂或输尿管内压力升高。随着压力的逐渐升高，肾脏实质会受到牵扯，肾盂、输尿管被扩张，这也会刺激神经末梢引发疼痛。比如，当结石完全堵塞输尿管时，尿液无法顺利通过，肾盂内尿液不断积聚，压力持续上升，会引起腰部或腹部的胀痛等疼痛症状。在女性患者中，由于解剖结构等因素，与男性相比，结石梗阻导致的压力升高可能在疼痛表现上有一定差异，但核心机制都是压力升高刺激神经引起疼痛。对于有基础疾病如高血压的患者，梗阻导致的压力升高可能会对心血管系统产生额外影响，加重病情相关风险，因此这类患者需要更加密切地关注结石相关的疼痛情况，及时处理梗阻问题以降低风险。
炎症反应参与疼痛的发生发展
结石在尿路内移动或梗阻时，会引发局部的炎症反应。炎症细胞浸润、炎性介质释放等会进一步激活伤害感受器，使疼痛加剧。例如，结石刺激尿路黏膜导致局部出现炎症，前列腺素等炎性介质释放增多，会增强疼痛感受器的敏感性，让患者感觉疼痛更加明显。在儿童群体中，由于免疫系统发育尚未完全成熟，炎症反应的表现可能与成人有所不同，但同样会参与疼痛的产生过程。而对于患有糖尿病的患者，其机体的免疫和炎症调节功能可能受到影响，结石相关的炎症反应可能会更加复杂，疼痛的控制也可能相对困难，需要综合考虑糖尿病的病情来进行相应的处理。
