第九章 肾脏疾病的生物化学检验

卫生部“十二五”规划教材全国高等医药教材建设研究会规划教材广州医学院刘忠民一、概述二、肾脏疾病的临床生物化学检测指标三、肾脏疾病主要生化指标的临床应用2019/8/163主要内容肾脏的结构特点肾脏的基本功能肾脏疾病的主要生物化学变化第一节概述2019/8/164肾脏的结构特点肾脏（kidney）–为成对略呈蚕豆形的实质性器官，位于腹膜后脊柱两侧。肾单位(nephron)–是肾脏的基本结构和功能单位。每个肾单位由肾小体和肾小管组成。肾血管–肾动脉由腹主动脉分出，肾脏丰富的血液供应，以及肾血管的双毛细血管网结构，对于肾脏泌尿功能的发挥有着重要意义。2019/8/165肾单位结构图示意图2019/8/166一、肾脏的基本功能（一）泌尿功能–1.肾脏对物质的选择性排泄作用–（1）肾小球的滤过作用–（2）肾小管和集合管的转运作用–2.肾脏对体液平衡的调节作用–（1）肾脏对水、电解质及渗透压的调节–（2）肾脏对酸碱物质的调节（二）肾脏的内分泌功能2019/8/167（一）肾脏的泌尿功能泌尿功能（urinaryfunction）–是指肾脏根据各种物质在机体中的作用，对肾血流中的物质采用肾小球滤过、肾小管重吸收和排泌方式进行处理，并生成尿液排出体外的功能。–1.肾脏对物质的选择性排泄作用–2.肾脏对体液平衡的调节作用2019/8/1681.肾脏对物质的选择性排泄作用①排泄机体代谢的终产物–如蛋白质代谢产生的尿素、核酸代谢产生的尿酸、肌肉肌酸代谢产生的肌酐和血红素的降解产物等；②排泄进入体内的外源性异物–如绝大部分药物、影像学检查的造影剂、食品添加剂和毒物等；③排泄摄入量超过机体需要的物质–如葡萄糖等；④保留体内所需的物质–如蛋白质、氨基酸、葡萄糖、血细胞等。2019/8/169（1）肾小球的滤过作用肾小球滤过（glomerularfiltration）–是指当血液流过肾小球毛细血管网时，血浆中的水和小分子溶质，包括小分子量血浆蛋白，通过肾小球滤过膜滤入肾小囊形成原尿的过程。肾小球滤液的生成过程与细胞外液的生成相似，但决定肾小球滤过作用的主要因素是滤过膜的总滤过面积和通透性、有效滤过压和肾血流量。肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate，GFR)–单位时间内两肾生成的滤液量称为GFR。2019/8/1610肾小球滤过膜–是肾小球滤过功能的结构基础，由毛细血管内皮细胞层、非细胞性基膜层和肾小囊上皮细胞组成。–滤过膜独特的结构使之具有一定的孔径屏障（sizebarrier）和电荷屏障(chargebarrier)作用，既对分子量＜40kD的小分子物质有极高的通透性，又对分子量＞70kD的中大分子物质有高度的截留作用。故原尿除了不含血细胞和中大分子血浆蛋白质外，其余成分和血浆相同。2019/8/1611肾小球滤过膜示意图2019/8/1612（2）肾小管和集合管的转运作用在泌尿过程中，肾小球滤过生成的原尿需经肾小管和集合管进行物质转运，最后形成终尿。物质转运过程包括重吸收和排泌。2019/8/16131）肾小管的重吸收：重吸收–是肾小管上皮细胞将原尿中的水和某些溶质，部分或全部转运回血液的过程。肾小管部位不同其重吸收功能不同：–①近曲小管是物质重吸收最重要的部位。原尿中的葡萄糖、氨基酸、维生素及微量蛋白质等几乎全部在近曲小管重吸收；水、Na+、K+、Cl-、HCO3-、磷酸盐等也绝大部分在此段重吸收；–②髓袢主要继续重吸收一部分水和氯化钠等，在尿液的浓缩稀释等功能中起重要作用；–③远曲小管和集合管在抗利尿激素和醛固酮的调节下，继续重吸收部分水和Na+、HCO3-等，参与机体对水、电解质及酸碱平衡等的调节，在维持机体内环境稳定中起主要作用。2019/8/16142）肾小管、集合管的排泌：分泌或排泌–肾小管和集合管的上皮细胞将其产生的或血液中的某些物质转运到肾小管腔中的过程。肾小管部位不同其排泌功能不同：–①近端小管具有排泄酚红、青霉素、对氨基马尿酸、某些用于泌尿系造影碘剂等进入机体的异物，以及弱碱(氨、奎宁等)和弱酸(水杨酸等)的功能。–②远曲小管在醛固酮的作用下，在分泌H+、K+和NH3同时，与原尿中的Na+、HCO3-进行交换，在排酸保碱、调节电解质和酸碱平衡方面起重要作用。2019/8/16152.肾脏对体液平衡的调节作用（1）肾脏对水、电解质及渗透压的调节–肾脏具有强大的、根据机体需要调节水、电解质排泄的能力，以维持体液渗透浓度的稳定。–成人每天生成的原尿量约有180L，但终尿量每天只有1.5L左右，表明肾小管对水的重吸收量达99%；同样，原尿中大量的Na+、K+、Cl-、HCO3-、磷酸盐等电解质也绝大部分在肾小管重吸收。–肾脏对水、电解质的调节主要受神经和体液因素（抗利尿激素和醛固酮）的影响。2019/8/1616（2）肾脏对酸碱物质的调节人体在正常膳食情况下，机体每天产生约40～60mmolH+的固定酸，均需通过肾脏排出。肾脏对酸碱平衡的调节作用主要是排酸保碱，其基本方式包括：–①泌H+，将酸排出体外；②泌NH4+，再生新HCO3-；③重吸收肾小球滤出的HCO3-。近端小管、远端小管和集合管均参与尿液酸化过程。–但由于泌H+方式不同，其尿液酸化的能力有很大差异。肾近端小管内尿液H+浓度仅浓缩3～4倍，而在肾远端小管，特别是集合管，尿液H+可浓缩至900倍，故肾远端小管可根据机体需要改变H+分泌量，调节NaHCO3重吸收。2019/8/1617（二）肾脏的内分泌功能肾脏分泌的激素包括：–①血管活性物质：主要包括肾素-血管紧张素-醛固酮系统、前列腺素-激肽缓激肽系统等，它们参与全身血压和水、电解质代谢的调节；–②非血管活性物质：主要包括1，25-二羟基维生素D3、促红细胞生成素等，它们参与钙、磷代谢的调节和红细胞生成过程等。此外，–肾脏是许多的肽类激素和内源性活性物质的降解场所，如胰岛素、胰高血糖素、甲状旁腺素、泌乳素、生长激素、胃泌素等；它们虽非主要由肾脏产生，但肾脏参与了这些激素作用的发挥和调节，影响生命活动。此外，肾脏也是糖原异生的重要场所。2019/8/1618二、肾脏疾病的主要临床生物化学变化各种原因引起肾功能损害时，将造成肾脏泌尿功能减退或丧失，出现代谢废物（尤其是蛋白分解后的含氮代谢产物）潴留，水、电解质和酸碱平衡失调，以及肾脏内分泌功能失调等临床表现。2019/8/1619（一）蛋白质及其代谢物异常1.氮质血症2.蛋白尿3.低蛋白血症2019/8/16201.氮质血症氮质血症（azotemia）–指血液中尿素、肌酐、尿酸等非蛋白含氮物质（nonproteinnitrogen，NPN）含量的显著升高。–氮质血症是肾功能衰竭的重要临床表现之一。氮质血症发生的主要机制是：–（1）肾脏排泄功能障碍：各种原因引起的肾脏泌尿功能障碍，均可造成体内蛋白质代谢产物堆积，出现氮质血症。常见发病病因：①肾前性(或功能性)；②肾性(或器质性)；③肾后性(或梗阻性)。–（2）体内蛋白质分解增加：如肾功能衰竭时，感染、中毒、组织创伤、不能进食等情况，体内蛋白质分解代谢加强。2019/8/16212.蛋白尿蛋白尿(proteinuria)–指尿蛋白量＞150mg／24h的尿；若＞3.5g／24h，则为大量蛋白尿。蛋白尿形成的主要类型和机制是：–（1）肾小球性蛋白尿：病理情况下最常见的一种类型。该类型蛋白尿尿中蛋白排泄量可达2g/24h以上，尿蛋白分子质量多为70～100kD，以白蛋白为主，约占70%～80%。–（2）肾小管性蛋白尿：该类型蛋白尿尿中蛋白定量多不超过1～1.5g/24h，尿蛋白分子量多为10～40kD，主要成分为溶菌酶、β2微球蛋白等；如蛋白定量＞2.0g/24h，分子量＞70kD，应考虑同时合并肾小球性蛋白尿。–此外，临床还可见组织性蛋白尿、溢出性蛋白尿、假性蛋白尿、功能性蛋白尿、体位性蛋白尿等。2019/8/16223.低蛋白血症低蛋白血症（hypoproteinemia）–血浆总蛋白质低于60g/L，或白蛋白浓度低于30g/L者。–肾脏疾病引起低蛋白血症的主要病因是长期大量蛋白质丢失。此外，肾脏疾患（如尿毒症等）引起的蛋白摄入不足或吸收不良、蛋白质合成障碍和蛋白质分解加速也是重要病因。2019/8/1623（二）凝血因子异常1.高凝状态–高凝状态是肾病综合征临床表现之一。–其主要机制：①由于血浆中的一些凝血因子在血浆中浓度常明显增高。②抗凝血酶Ⅲ可从患者尿中大量丢失而严重减少；③血小板集聚力亦增高；④集聚的血小板释放β-血栓球蛋白，抑制血管内皮前列腺素分解而加重高凝状态。2019/8/1624（二）凝血因子异常2.出血倾向–急性和慢性肾功能衰竭患者均有明显的出血倾向，临床表现为鼻衄、皮下瘀斑、牙龈及消化道出血、月经过多等。–其发生的主要原因是：①体内蓄积的毒性物质抑制了血小板功能；②毒性物质使骨髓造血功能下降，血小板生成减少；③酸中毒时毛细血管脆性增加；④凝血酶原的生成受到抑制。2019/8/1625（三）血脂异常高脂血症(hyperlipomia，HP)–是人体脂质代谢异常，血浆中脂质浓度超过参考范围的病症。引起高脂血症的肾脏疾病主要有肾病综合征、糖尿病肾病和尿毒症等。肾病综合征的主要临床表现之一，特点：–（1）各种脂质成分均发生变化。–（2）脂质异常通常与蛋白尿和低蛋白血症的程度有关。2019/8/1626（四）水平衡失调1.尿量异常（1）少尿与无尿（2）多尿（3）夜尿增多2.水肿2019/8/1627（1）少尿与无尿少尿(oliguria)–尿量24h少于400ml，或每小时少于17ml时；无尿(anuria)或尿闭–24h尿量少于100ml时。引起少尿或无尿的机制–是各种原因引起的肾脏泌尿功能障碍，–常见病因参见本章节氮质血症中相关内容。2019/8/1628（2）多尿多尿(polyuria)–是指在不用任何药物的情况下，24h尿量超过2500ml。引起多尿常见病因有：–①精神、神经性因素等；②内分泌疾病；③肾小管功能障碍。2019/8/1629（3）夜尿增多夜尿(nocturia)–指傍晚6点至次晨6点的尿量，健康的年轻人白天尿量与夜间尿量之比为3～4：1，随年龄增长，比值减少，至60岁时比值为1：1，如夜尿量超过全天总尿量的一半(或多于750ml)，即为夜尿增多。–夜尿增多常视为肾小管功能不全的早期症状。2019/8/16302.水肿水肿(edema)–是指过多的液体积聚在人体组织间隙使组织肿胀。肾源性水肿依据水肿产生的机制分为–（1）肾炎性水肿：以肾小球滤过率明显下降为主。肾炎时，肾小球滤过下降，而肾小管对水钠重吸收尚好，从而导致水钠潴留，此时常伴全身毛细血管通透性增加，因此组织间隙中水份潴留。–（2）肾病性水肿：以蛋白尿导致低蛋白血症为主。水肿的出现及其严重程度一般来说与低蛋白血症的程度呈正相关。但决定因素还是肾脏对水和盐的排泄率。2019/8/1631（五）电解质平衡失调1．低钠血症2．高钾血症3．低钾血症4．高磷血症5．低钙血症2019/8/16321．低钠血症肾功能衰竭时主要为低钠血症，且多为稀释性低钠血症，很少出现高钠血症。2019/8/16332．高钾血症、低钾血症①高钾血症–是肾功能衰竭最严重的并发症，也是主要死因之一。②低钾血症–急性肾功能衰竭多尿期，尿量超过1000ml/24h时,由于肾小管功能尚未健全，使大量K+随尿排出，如补充不足，可发生低钾血症。–慢肾衰时低钾血症较罕见，主要发生于肾小管间质疾病者。2019/8/16343．高磷血症、低钙血症①高磷血症–主要因肾功能衰竭时磷酸盐的排泄障碍所致。②低钙血症–由于磷从肾脏排泄障碍而使肠道排泄增加，并与钙结合成不易被吸收的磷酸盐，钙吸收降低而形成低钙血症。2019/8/1635（六）酸碱平衡失调不论肾小球疾病，还是肾小管疾病均能引起肾脏排酸保碱功能障碍，导致肾性代谢性酸中毒。肾性代谢性