第十八章 肾功能不全
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概述
肾脏的功能生理功能
肾功能不全的概念
急性肾功能不全
病因与分类
发病机制
临床经过与功能、代变化
防治原则
慢性肾功能不全
病因
发病过程及其机制
尿毒症
第十八章 肾功能不全•
概述:肾脏的功能,维持机体内环境稳定
排泄废物毒物:
调节水电平衡:
调节酸碱平衡:
调节血压
内分泌功能: 肾素(renin)、促红素(EPO)、PGs、活性VitD等
当各种病因引起肾功能严重障碍时,人体内环境就会发生紊乱,其主要表现为代谢产物在体内蓄积,水、电解质和酸碱平衡紊乱,并伴有尿量和尿质的改变以及肾脏内分泌功能障碍引起一系列病理生理变化,称肾功能不全。
根据发病的急缓和病程长短分为:急性肾功能不全(ARI)慢性肾功能不全(CRI)
第一节 急性肾功能不全(Acute Renal Insufficiency)
急性肾功能不全(acute renal insufficiency,ARI)是指各种原因引起肾脏泌尿功能在短期内急剧降低,以致不能维持内环境稳定,从而引起水、电解质和酸碱平衡紊乱以及代谢产物蓄积的综合征。
一、病因与分类(Etiology and classification)
通常将急性肾功能不全的病因分为三类:肾前性、肾性和肾后性。
(一)肾前性急性肾功能不全(Prerenal acute renalinsufficiency)
任何原因引起的肾血液灌流量急剧减少而导致的泌尿功能障碍,此时肾无器质性病变,如肾灌流量及时恢复,则肾功能也随即恢复正常,又称为功能性急性肾功能不全(functional acuterenal insufficiency)。
肾前性急性肾功能不全的病因:有效循环血量减少如1、细胞外液大量丢失(出血:创伤、外科手术、消化道出血、产后大出血等,胃肠道丢失:剧烈的呕吐、腹泻、胃肠引流等,肾丢失:糖尿病、利尿剂使用不当、肾上腺皮质功能不全等,皮肤丢失:大量出汗、大面积烧伤等)心输出量减少,(严重心力衰竭、心肌梗塞、严重心律失常、心包填塞 ) 血管床容积扩张 (败血症、过敏性休克、麻醉、应用降压药物)肾血流动力学改变:前列腺素合成抑制剂:阿司匹林 (二)肾性急性肾功能不全(Intrarenalacute renal insufficiency)由于各种原因引起肾实质病变而产生的急性肾功能不全,又称器质性急性肾功能不全(parenchymal acute renal insufficiency)。肾性急性肾功能不全的病因,
急性肾小管坏死,持续肾缺血: 肾中毒:
外源性性肾毒物 抗生素:磺胺类、氨基苷类、四环素、重金属:汞、砷、铅等 ,有机毒物:四氯化碳、 甲醇等 ,生物毒素:蛇毒、 生鱼胆等 ,内源性肾毒物,血红蛋白、肌红蛋白、尿酸盐结晶等,肾小球或肾血管疾病
急性肾小球肾炎、急进性肾炎、 急性间质性病变
过敏性:磺胺类、头孢菌素等
感染性:急性肾盂肾炎
(三)www.med126.com/pharm/肾后性急性肾功能不全(Postrenal acute renalinsufficiency)
由于肾以下尿路(从肾盏到尿道口任何部位)梗阻引起的急性肾功能不全,称为肾后性急性肾功能不全(Postrenal acute renal insufficiency)。
肾后性急性肾功能不全的病因,尿路阻塞:结石、肿瘤等,常为双侧阻塞。膀胱出口阻塞:前列腺肥大、输尿管狭窄等
二、发病机制(Pathogenesis)
各种原因引起的急性肾功能不全的发病机制有所不同,且其机制尚未彻底阐明。下面主要阐述肾缺血和肾毒物引起少尿型急性肾功能不全的发病机制。
(一)肾血流动力学异常
目前一般认为,持续性肾缺血和肾血流量远离皮质分布是ARI初期的主要发病机制。造成肾缺血主要与肾灌注压降低、肾血管收缩和肾血液流变学变化有关。1、肾血流量急剧减少 (1)肾灌注压下降(Decreasein renal perfusion pressure)肾血流量有自身调节,当动脉血压在80~180mmHg范围内变动时,肾血管通过自身调节,使肾血流量和肾小球滤过率(glomerularfiltration rate, GFR)保持稳定。肾前性ARI时,动脉血压常低于80mmHg,肾血管失去自身调节,肾血流量减少,肾小球毛细血管血压下降,使肾小球有效滤过压减小,导致少尿或无尿。(2)肾血管收缩(Contraction of renal blood vessels) 机制:1)肾素-血管紧张素系统活性增高,肾缺血或肾中毒时,近曲小管上皮细胞受损,对Na重吸收减少,到达远曲小管尿液中的Na+浓度升高,刺激致近球细胞分泌肾素;缺血时肾灌注压降低,入球小动脉管壁张力下降,刺激近球细胞分泌肾素;有效循环血量降低,交感神经兴奋的直接刺激等均可引起肾素分泌增加,继而血管紧张素Ⅱ增加,使肾血管收缩,从而导致GFR降低 2)体内儿茶酚胺增加 如,休克或创伤引起的急性肾功能不全时,机体交感-肾上腺髓质系统兴奋,血中儿茶酚胺急剧增加。皮质肾单位的入球小动脉对儿茶酚胺敏感性高,故急性肾功能不全时以肾皮质外层血流量减少最为明显,称为肾内血流分布异常。肾缺血、肾中毒时,肾髓质间质细胞合成前列腺素减少,PGE2合成减少,TXA2相对增加,结果导致肾血管痉挛、收缩,阻力增加并且微血管内血栓形成和阻塞。(3)肾血管阻塞,ARI时,血中纤维蛋白原增多、红细胞聚集及其变形能力下降、红细胞破裂及血红蛋白释出、血小板聚集等均可引起血液粘滞度升高,影响肾小球毛细血管床的微循环状态,造成肾小球滤过率下降。ARI时,由于白细胞变形能力降低,粘附血管壁能力增高,造成微血管阻塞,血流阻力增加,微循环灌流量减少。肾微血管口径缩小、自动调节功能丧失、血红蛋白附壁,这些变化使肾微血管痉挛、增厚,加重肾缺血。
2肾内血流重分布
(1)肾皮质缺血,皮质肾单位的入球小动脉对儿茶酚胺敏感性高,故急性肾功能不全时以肾皮质外层血流量减少最为明显,称为肾内血流分布异常。
(2)肾髓质充血
(二)肾小管损伤
1、形态学变化
肾内各种细胞(包括肾小管细胞、内皮细胞、系膜细胞等)受损而出现的代谢、功能及形态结构的紊乱是ARI时GFR持续降低、内环境紊乱的基本机制。
受损细胞(injured cell)
(1)肾小管细胞 肾小管细胞损伤在ARI的发生发展中起重要作用。
ARI有两种肾小管损伤的病理特征,即小管破裂性损伤(tubulorrhexic lesion)和肾毒性损伤(nephrotoxic lesion)。小管破裂性损伤表现为肾小管上皮细胞坏死、脱落,基底膜被破坏,肾小管各段都可受累,但并非每个肾单位都出现损伤,肾中毒及肾持续缺血的病例均可见到这种损伤。肾毒性损医学考研网伤表现为肾小管上皮细胞大片坏死,但基底膜完整,损伤部位主要为近球小管,可累及所有肾单位,见于肾中毒的病例。
(2)内皮细胞 肾血管内皮细胞肿胀、功能受损均促进ARI的发生与发展。
内皮细胞肿胀,血管管腔变窄,血流阻力增加,肾血流减少;内皮细胞受损激发血小板聚集与微血栓形成以及毛细血管内凝血;肾小球内皮细胞窗变小甚至减少可直接影响超滤系数;内皮细胞释放舒血管因子减少,缩血管因子增多均可加强肾血管的持续收缩。以上因素均可导致GFR持续降低。
细胞损伤的机制(mechanism of cell injury)
ARI时,肾小管细胞可因缺血、毒物或二者的共同作用引起损伤。细胞内ATP储备不足是缺血性损伤的主要因素。细胞ATP不足引起依赖ATP的膜转运系统功能变化,导致细胞内游离钙增高、活性氧的损伤及磷脂酶的异常激活等。与细胞损伤机制相关的因素有:ATP产生减少及Na+、K+-ATP酶活性降低。缺血时因缺氧、代谢底物缺乏、线粒体氧化磷酸化速度减慢,导致ATP生成障碍。ATP减少不仅减弱肾小管的主动重吸收功能,而且由于Na+、K+-ATP酶活性减弱,细胞内Na+、水潴留,导致细胞水肿;由于Ca2+-ATP酶活性减弱及Na+-Ca2+交换的增强,造成细胞内Ca2+超载。细胞内游离钙增加又加重线粒体的损伤,使ATP生成更加减少,从而形成恶性循环导致细胞死亡。自由基产生增多与清除减少。肾缺血及缺血后再灌注均可使自由基产生增加;由于缺血引起内源性自由基清除系统如过氧化物酶缺乏而使自由基清除减少。自由基过多导致脂质过氧化、细胞蛋白的氧化及DNA的损伤,造成质膜完整性的破坏、蛋白功能丧失及细胞损伤修复的障碍。磷脂酶活性增高。缺血性损伤过程中,细胞内Ca2+浓度升高,还原型谷胱甘肽(GSH)减少,导致磷脂酶A2活性增高,细胞膜被降解,细胞骨架结构解体。
2.功能受损
(1)肾小管阻塞(Obstruction of renal tubules)
肾缺血、肾毒物引起急性肾小管坏死后脱落的细胞及碎片可阻塞肾小管,溶血性疾患或挤压综合征使大量血红蛋白、肌红蛋白在肾小管内形成管型,其它如多发性骨髓瘤本周蛋白、磺胺等药物结晶,均可沉积在肾小管管腔内,造成广泛的肾小管阻塞,使原尿不易通过,形成少尿;同时,由于管腔内压升高,使有效滤过压降低,导致肾小球滤过率降低。管型阻塞是ARI持续期导致GFR减少的重要因素。
(2)肾小管原尿反流(Reflux of urine)
ATN时,肾小管上皮细胞广泛坏死,基底膜断裂,原尿经断裂的基底膜扩散到肾间质,直接造成尿量减少,而且回漏的原尿能引起肾间质水肿,压迫肾小管和肾小管周围的毛细血管。肾小管受压,阻塞加重,阻碍原尿在肾小管内通过并造成囊内压升高,使肾小球有效滤过压进一步降低;毛细血管受压,使肾小管供血进一步减少,导致肾损伤加重,形成恶性循环。
三、临床经过与功能、代谢变化
急性肾功能不全在临床上表现为两种类型,即少尿型和多尿型。
(一)少尿型急性肾功能不全(Oliguric ARI)
少尿型急性肾功能衰竭的发生发展可分为三个阶段,即少尿期、多尿期和恢复期。
1.少尿期(oliguric phase)
(1)尿的变化
尿量:多数ARI患者尿量迅速减少,通常表现为少尿(24h尿量少于400ml)或无尿(24h尿量少于100ml)。 临床上,虽然功能性ARI和器质性ARI都表现出少尿,但两者在少尿发生机制及尿液成分上均有区别。鉴别ARI是功能性还是器质性,对于指导临床治疗和估计预后都有重要意义。
(2)水中毒 ARI患者发生水中毒的原因
水中毒使细胞外液呈低渗状态,水分向细胞内转移引起细胞内水肿,严重时患者可出现心功能不全、脑水肿和肺水肿。
(3)高钾血症
高钾血症是ARI患者在少尿期最危险的并发症,是少尿期一周内病人死亡的主要原因。高钾血症可引起传导阻滞和诱发心律失常,严重时出现心室颤动或心脏骤停。引起高钾血症的原因。
(4)代谢性酸中毒
ARI患者由于①肾小球滤过率降低,使酸性产物排出减少而在体内蓄积;②肾小管泌H+及NH3的能力降低,NaHCO3重吸收减少;③机体分解代谢增强,体内固定酸产生增加。
(5)氮质血症
肾功能不全时,由于肾小球滤过率下降,含氮的代谢终产物如尿素、肌酐、尿酸等在体内堆积,使血中非蛋白质氮(nonprotein nitrogen,NPN)的含量显著升高(>28.6mmol/L,相当于>40mg/dl) ,称为氮质血症(azotemia)。
正常人血中有九种非蛋白含氮化合物,其中尿素、尿酸和肌酐必须通过肾排出体外。当肾功能不全时,这三种化合物特别是尿素和肌酐在血中浓度升高,故临床上常用血尿素氮和血肌酐浓度作为氮质血症的指标。ARI少尿期一开始,血中NPN即明显增高,如合并感染、中毒、烧伤、创伤或摄入过多高蛋白饮食时,可加重氮质血症。
2.多尿期(diuretic phase)
ARI患者每天尿量超过400ml即进入多尿期,说明病情趋向好转,此期可持续2周。产生多尿的机制是:
肾血流量和肾小球滤过功能逐渐恢复;
肾小管上皮细胞虽已开始再生修复,但其重吸收功能尚不完善,原尿不能充分浓缩;
肾间质水肿消退,肾小管阻塞解除;
少尿期滞留的尿素经肾小球滤过增多,引起渗透性利尿;
少尿期大量水分在体内潴留,当肾功能逐渐恢复时,肾代偿性排出体内多余水分。此期由于水、电解质大量排出,如不即时补充,则可发生脱水、低钾血症和低钠血症,因此,在多尿期仍需控制和调整摄入的水和电解质的量。
3.恢复期(recovery phase)
一般在发病后一个月进入恢复期,肾功能恢复正常约需要3个月到1年时间。此期患者的尿量基本恢复正常,代谢产物的潴留和水、电解质、酸碱平衡紊乱得到纠正,但肾小管浓缩功能完全恢复正常需要较长时间。少数患者由于肾小管上皮细胞破坏严重和修复不全,可能转变为慢性肾功能不全。
(二)非少尿型急性肾功能不全(Non-oliguric ARI)
非少尿型ARI患者临床表现一般较轻,病程较短,并发症少,病死率低,预后较好。其主要特点是:无明显少尿;尿比重低,尿钠含量低;有氮质血症;多无高钾血症。
机制:非少尿型ARI的病理损害较轻,肾小球滤过率下降不如少尿型严重;肾小管损伤也较轻,主要表现为尿浓缩功能障碍,所以尿量相对较多。
四、急性肾功能不全的防治原则(Treatment principles)
(一)预防(Prophylaxis)
1.合理用药 慎用有肾毒性的药物。
2.预防发生休克,积极抢救休克 正确处理可能引起休克的各种原发病,如已发生休克并伴有功能性急性肾功能不全时,应及时采取有效的抗休克措施,迅速恢复有效循环血量。
(二)治疗(Treatment)
1.病因学治疗 尽可能明确引起急性肾功能不全的病因,及时采取措施消除或逆转。如解除尿路梗阻、清除肾毒物、治疗肾炎等。
2.纠正水和电解质紊乱 对功能性肾功能不全应充分扩容,而对器质性肾功能不全,在少尿期应严格控制输液量,量出而入,宁少勿多,防止水中毒的发生。多尿期注意补液及钾、钠等电解质,以防脱水、低钾和低钠。3.处理高钾血症 4.控制氮质血症,可静脉滴注葡萄糖及必需氨基酸以减轻体内蛋白质分解和促进蛋白质的很成。采用透析疗法以排出NPN。5.纠正代谢性酸中毒 6.透析治疗,包括腹膜透析和血液透析,能有效纠正水、电解质和酸碱平衡紊乱,排出有毒物质,提高治愈率,降低死亡率,目前主张早做、多做。
第二节 慢性肾功能不全(Chronic Renal Insufficiency)
任何疾病(包括肾脏及某些全身性疾病),如能使肾单位发生进行性破坏,则在数月、数年或更长的时间后,残存的肾单位不能充分排出代谢废物和维持内环境稳定,因而体内出现代谢废物的潴留和水、电解质与酸碱平衡紊乱以及肾内分泌功能障碍,这种情况称之为慢性肾功能不全(chronic renal insufficiency,CRI)。
一、病因(Etiology)
凡能引起慢性肾实质破坏的疾病都可导致CRI,其中以慢性肾小球肾炎最为多见肾实质病变(慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎、系统性红斑狼疮、多囊肾、肾结核、肾肿瘤等)肾血管疾患(良性/恶性肾小动脉硬化、糖尿病肾小动脉硬化症、结节性动脉周围炎等)慢性尿路梗阻(尿路结石、肿瘤、前列腺肥大等)
二、发病过程及机制
(一)发病过程
CRI的病程进展是进行性加重的,可分为代偿期和失代偿期。
1、代偿期(Compensation stage)
由于肾脏具有强大的代偿能力,在慢性肾脏疾病的开始阶段,肾实质破坏较轻,未受损的肾单位发挥代偿功能,因此,肾泌尿功能基本正常,尚能维持内环境的稳定,无临床症状。内生肌酐清除率在正常值的30%以上,血液生化指标无异常。但肾脏储备能力降低,在突然增加肾脏调节负荷(如感染和水、钠、钾负荷突然增加时),则发生内环境紊乱。
2、失代偿期(Discompensation stage)
包括肾功能不全期、肾功能衰竭期、尿毒症期。
(二)发病机制(Pathogenesis)
1、健存肾单位学说(Intact nephron hypothesis)
在慢性肾疾病时,很多肾单位不断遭受破坏而丧失其功能,残存的部分肾单位轻度受损或仍属正常,称之为健存肾单位(intact nephron)。在代偿期,健存肾单位发生代偿性肥大,通过增强其功能来进行代偿,维持内环境稳定。随着疾病的进展,健存肾单位日益减少以致无法代偿时,临床上出现肾功能不全的症状。
2、矫枉失衡学说(Trade-off hypothesis)
慢性肾脏疾病晚期,随着健存肾单位和肾小球滤过率的进行性减少,体内某些溶质(如磷)增多。作为机体的代偿性反应,可通过分泌某些体液因子(如甲状旁腺素,PTH)来提高这种溶质在单个肾单位的排泄率。这种体液因子的适应性分泌增多虽然通过加强上述某种溶质的排泄而使其在体内的滞留得到了"矫正",但这种体液因子分泌增多会对机体其它一些生理功能产生不良影响(如PTH的溶骨作用),使内环境产生另外一些"失衡"。
3、肾小管-间质损伤(Renal tubule-interstitium injury)
慢性肾脏疾病患者肾形态学研究表明,肾功能损害程度与慢性肾小管-间质的病理变化关系密切。残存肾单位的肾小管,尤其是近端肾小管,在慢性肾衰竭时发生代谢亢进,细胞内钙含量增多,自由基产生增多,导致肾小管和间质细胞的损伤。
肾小管-间质的纤维化均伴有肾小管的萎缩,因此,肾小管-间质的纤维化是慢性肾功能衰竭的主要原因。因为:①间质的纤维化和肾小管萎缩可导致球后毛细血管的阻塞,毛细血管流量减少,肾小球滤过率降低;②肾小管萎缩导致无小管肾小球形成,血流不经滤过直接经静脉回流,使肾小球滤过率进一步下降。
三、机能及代谢变化(Alteration of function and metabolism)
(一)泌尿功能障碍(Uresis dysfunction)
1.尿量的变化(Alteration of urine volume)
(1)夜尿(nocturia)
正常成人每日尿量约为1500ml,白天尿量约占总尿量的2/3。CRI患者早期即有夜间排尿增多的症状,甚至超过白天尿量,称为夜尿。机制:平卧后肾血流量增加导致原尿生成增多及肾小管对水的重吸收减少。
(2)多尿(polyuria) 24小时尿量超过2000ml称为多尿。慢性肾功能衰竭早期,24h尿量一般在2000~3000ml。
(3)少尿(oliguria)
当健存肾单位极度减少,尽管残存的单个肾单位生成尿液仍多,但每日终尿量可少于400ml。
2.尿渗透压的变化(Alteration of urine osmotic pressure)
(1)低渗尿 在早期CRI患者,肾浓缩能力减退而稀释功能正常,因而出现低渗尿。(2)随着病情发展,肾浓缩和稀释功能均丧失,终尿的渗透压接近血浆晶体渗透压,尿比重固定在1.008~1.012,尿渗透压为266~300mmol/L,称为等渗尿。
3.尿液成分的变化(Alteration of urine component)
(1)蛋白尿(proteinuria):很多肾疾患可使肾小球滤过膜通透性增强,致使肾小球滤出蛋白增多;或肾小球滤过功能正常,但因肾小管上皮细胞受损,使滤过的蛋白重吸收减少;或两者兼而有之。
(2)血尿和脓尿:一些慢性肾疾病如肾小球肾炎,基底膜出现局灶性溶解破坏,通透性增高而导致血液中的红、白细胞从肾小球滤过,出现血尿和脓尿。
(二)氮质血症(Azotemia)
1.血浆尿素氮(Blood urea nitrogen,BUN)
在CRI早期,当肾小球滤过率减少到正常值的40%以前,BUN仍在正常范围内。当肾小球滤过率减少到正常值的20%以下时,血中BUN可高达71.4mmol/L(>200mg/dl)。由此可见,BUN浓度的变化并不是反映肾功能改变的敏感指标,而且BUN值还与外源性(与蛋白质摄入量)及内源性(感染、肾上腺皮质激素、胃肠道出血等)尿素负荷的大小有关,因此根据BUN值判断肾功能变化时,应考虑这些尿素负荷的影响。
2.血浆肌酐(Creatinine)
肌酐浓度主要取决于肌肉磷酸肌酸分解而产生的肌酐量和肾脏排出肌酐的功能,与外源性的蛋白摄入无关。与BUN相似,肌酐浓度的变化,只是在CRI晚期才明显升高。因此临床上必须同时测定血浆肌酐浓度和尿肌酐排泄率,根据计算的肌酐的清除率(creatinine clearance rate)(尿中肌酐浓度×每分钟尿量/血浆肌酐浓度)反映肾小球滤过率。
3.血浆尿酸氮(Blood uric acid nitrogen)
CRI时,血浆尿素氮虽有一定程度的升高,但较尿素、肌酐为轻,这主要与肾远曲小管分泌尿酸(uric acid)增多和肠道尿酸分解增强有关。
(三)水、电解质及酸碱平衡紊乱(Disturbance ofwater,electrolyte and acid-base)
1.水代谢障碍(Disturbance of water)
CRI时水代谢障碍的特点是肾脏对水负荷变化的调节适应能力减退。多尿如不及时补充水,会导致脱水;水补充过多,会造成水潴留,甚至发生水中毒;肾单位极度减少时,肾小球滤过率明显下降,因少尿而导致水肿的发生。因此CRI时必须严格观察和调整水的出入量。
2.钠代谢障碍(Disturbance of natrium)
CRI时的钠代谢障碍,一方面可以继发于水代谢障碍而表现为血钠过高或过低;另一方面肾脏对钠平衡的调节适应能力降低。CRI患者的肾为"失盐性肾",尿钠含量很高,可能是因为①渗透性利尿。慢性肾功能衰竭伴有氮质血症,流经健存肾单位的原尿中溶质(主要为尿素)浓度较高,钠、水重吸收减少,大量的钠随尿排出。②CRI时体内甲基胍蓄积,可抑制肾小管对钠的重吸收减少。如过分限制钠的摄入,可导致低钠血症;如钠摄入过多,超过健存肾单位对钠的代谢能力,可导致钠水潴留。
3.钾代谢障碍(Disturbance of kalium)
CRI早期,由于尿量不减少,血钾可长期维持正常水平。但长期使用排钾性利尿剂、厌食、呕吐、腹泻等还可导致低钾血症。CRI晚期,由于少尿、摄入富含钾的食物、输入库存血、酸中毒、感染等则可引起高钾血症。
4.钙磷代谢障碍(Disturbance of calcium and phosphorus)
(1)血磷增高
在CRI早期,由于肾小球滤过率下降,血磷暂时上升,但由于钙磷乘积为一常数,血中游离钙减少,刺激甲状旁腺分泌甲状旁腺激素(PTH)。根据矫枉失衡学说,PTH就是针对血磷滤过减少而在血液中增多的体液因子,通过抑制肾小管对磷的重吸收,使磷排出增多。到CRI晚期,由于肾小球滤过率极度下降,继发性PTH分泌增多已不能使磷充分排出,故血磷水平显著升高。PTH的增多又加强溶骨活动,使骨磷释放增多,从而形成恶性循环,使血磷水平不断上升。
(2)血钙降低
在CRI时出现低血钙,其原因是:①血磷升高:由于钙磷乘积为一常数,血磷升高必然导致血钙降低,同时血磷过高时,肠道分泌磷酸根增多,可在肠内与食物中的钙结合形成不易溶解的磷酸钙,妨碍钙的吸收;②维生素D代谢障碍:由于肾实质破坏,25-(OH)-D3羟化为1,25-(OH)2-D3功能发生障碍,肠道对钙的吸收因而减少;③体内某些毒性物质的滞留可使肠粘膜受损,钙的吸收因而减少;④血磷升高刺激甲状旁腺细胞分泌降钙素,抑制肠道对钙的吸收。
(3)肾性骨营养不良
肾性骨营养不良(renal osteodystrophy)是指在慢性肾功能不全时,由于钙磷代谢障碍、继发性甲状腺功能亢进、维生素D代谢障碍、酸中毒等所引起的骨病,包括纤维性骨炎、骨质疏松、骨硬化和骨软化。
5.代谢性酸中毒(Metabolic acidosis)
CRI早期,酸中毒的产生主要是由于肾小管上皮细胞NH3生成障碍使H+分泌减少所致。由于泌H+减少,Na+-H+交换也减少,故NaHCO3重吸收也减少。当肾小球滤过率降至正常人的20%以下时,血浆中固定酸不能由尿中排出,特别是硫酸、磷酸等在体内积蓄。
(四)肾性高血压(Renal hypertension)
因肾实质病变引起的血压升高称为高血压。其发生机制可能与下列因素有关:
1.肾素-血管紧张素系统的活动增强
部分肾疾病患者,由于肾相对缺血,激活肾素-血管紧张素系统,使血管紧张素Ⅱ增多,它可收缩小动脉,引起高血压,称为肾素依赖性高血压(renin-dependent hypertension)。
2.钠水潴留
CRI时,肾泌尿功能降低导致钠、水在体内潴留,血容量和心输出量增加,产生高血压,此种高血压称为钠依赖性高血压(sodium-dependent hypertension)。
3.肾分泌的抗高血压物质减少
正常肾髓质能合成多种血管舒张物质,如前列腺素E2和A2、缓激肽等,当肾实质破坏时,这些物质分泌减少,导致血压升高。
(五)肾性贫血(Renal anemia)
慢性肾脏疾病经常伴有贫血,其发生机制是:
1.促红细胞生成素减少
由于肾实质破坏,促红细胞生成素产生减少,使骨髓干细胞形成红细胞受到抑制,红细胞生成减少。
2.血液中毒性物质
如甲基胍可抑制骨髓造血功能。
3.红细胞破坏增多
大量毒性物质潴留,红细胞膜上钠泵活性受到抑制,导致钠不能排出,红细胞处于高渗状态,细胞膜脆性增加,易于溶血。
4.铁的缺乏
肠道对铁吸收减少以及胃肠道出血造成铁的丢失。
5.出血
CRI患者常有出血倾向,经常出血可加重贫血。
(六)出血倾向(Hemorrhagic tendency)
约20%的慢性肾功能衰竭患者,在疾病过程中存在出血现象,其中以鼻衄和胃肠道出血最为常见。目前认为,出血是由于血小板质的变化而非数量减少所引起。其原因可能与某些毒性物质抑制血小板第3因子释放有关。
第三节 尿毒症(Uremia)
急性和慢性肾功能不全发展到最严重的阶段,代谢终产物和内源性毒性物质在体内潴留,水、电解质和酸减平衡发生紊乱以及某些内分泌功能失调,从而引起一系列自体中毒症状,称为尿毒症(uremia)。
一、尿毒症的主要临床表现(Clinical manifestations)
(一)神经系统(Nerve system)
1.尿毒症性脑病
中枢神经系统早期常有疲劳、乏力、头痛、头晕、表情淡漠、理解能力和记忆力减退等。严重时可出现烦躁不安、肌肉颤动、肌张力增加、抽搐,最后发生嗜睡、昏迷。其发生机制可能与下列因素有关:①某些毒性物质蓄积,②肾性高血压所致脑血管痉挛,缺氧和毛细血管通透性增高,可引起脑神经细胞变性和脑水肿。
2.周围神经病变
表现为下肢乏力、麻木、刺痛及灼痛,运动无力,腱反射减弱,最终引起运动障碍。其原因是尿毒症患者体内胍基琥珀酸增多,抑制了神经中的转酮醇酶,故髓鞘发生变性而表现为外周神经症状。
(二)消化系统(Digestive system)
消化系统的症状是尿毒症患者最早出现和最突出的症状。早期表现为厌食,以后出现恶心、呕吐、腹泻、口腔粘膜溃疡以及消化道出血等症状。
(三)心血管系统(Cardiovascular system)
约有50%慢性肾功能不全和尿毒症患者死于充血性心力衰竭和心律紊乱。晚期可出现尿毒症性心包炎,多为纤维蛋白性心包炎,可能是尿毒症毒性物质直接刺激心包所致。
(四)呼吸系统(Respiratory system)
尿毒症时的酸中毒使呼吸加深加快,严重时由于呼吸中枢兴奋性降低,可出现潮式呼吸或深而慢的Kussmaul呼吸。患者呼出气体有氨味,严重患者由于心力衰竭、低蛋白血症、钠水严重潴留等可以导致肺水肿。
(五)代谢紊乱(Metabolic disorder)
1.糖耐量降低CRI患者常有糖耐量降低, 2.蛋白质代谢障碍 尿毒症患者食欲低下和饮食限制,同时毒性物质使肝脏蛋白合成减少而分解增加,造成低白蛋白血症。3.脂肪代谢障碍,患者常有高脂血症,主要是血清甘油三酯增高。
(六)免疫功能降低(Decrease in immune function)
其机制可能是尿毒症时毒性物质潴留,抑制了淋巴细胞分化和成熟,减弱了中性粒细胞的吞噬和杀菌能力。
(七)内分泌紊乱(Endocrinic disorder)
除肾脏内分泌功能发生障碍外,性激素常发生紊乱,性功能障碍。女性患者可出现月经不调,受孕后自然流产;男性患者则常有阳痿、精子生成减少或活力下降等表现。其它内分泌功能也常发生障碍。
(八)皮肤与粘膜变化(Alteration of skin and mucosa)
尿毒症患者肤色较黑,有弥漫性黑色素沉着,皮肤上可有尿素结晶,称为尿素霜。此外,患者常感皮肤瘙痒,可能与氮质代谢产物刺激皮肤或甲状旁腺激素分泌增加有关。
二、发病机制(Pathogenesis)
(一)甲状旁腺激素(Parathyroidhormone,PTH)
①PTH可引起肾性骨营养不良;②PTH增多可引起皮肤瘙痒;③PTH增多可刺激胃酸分泌,促使溃疡发生;④血浆PTH持久异常增高,可引起周围神经和中枢神经系统的损害;⑤PTH可增加蛋白质的分解,使含氮物质在血内大量蓄积;⑥PTH可引起高脂血症与贫血。
(二)胍类化合物(Guanidine compound)
甲基胍是毒性最强的小分子物质,给动物注射大剂量甲基胍,可出现呕吐、腹泻、肌肉痉挛、嗜睡等尿毒症症状。胍基琥珀酸的毒性比甲基胍弱,它能抑制脑组织的转酮醇酶的活性,引起脑病变。
(三)尿素(Urea)尿素在尿毒症发生中的作用一直存在争议。
近年来研究发现,尿素的毒性作用与其代谢产物-氰酸盐有关。氰酸盐与蛋白质作用后产生氨基甲酰衍生物。突触膜蛋白发生氨基甲酰化后,高级神经中枢的整合功能可受损,产生疲乏、头痛、嗜睡等症状。
(四)胺类(Amines)胺类包括脂肪族胺、芳香族胺和多胺。
这些胺可抑制某些酶(如Na+,K+-ATP酶)的活性,可引起恶心、呕吐、蛋白尿和溶血,抑制促红素的生成,增加微血管通透性,故胺类在尿毒症发病中的作用已引起广泛重视。
(五)中分子物质(Mid-molecule matter)中分子物质是指分子量在500~5000的一类物质。这些物质可引起中枢及周围神经病变和降低细胞免疫功能等。综上所述,尿毒症的临床症状和体征繁多,难以用单一毒性物质去解释,因此,尿毒症是各种毒性物质和代谢障碍等综合作用的结果。
三、防治尿毒症的病理生理基础(Treatment principle)
(一) 明确病因,积极防治原发病
(二)寻找和去除促进CRI进展的因素 如合理安排病人休息,加强护理,预防和控制感染等。
(三)积极治疗合并症如降压、治疗贫血、预防出血、控制氮质血症、纠正水、电解质和酸碱平衡紊乱。
(四)合理膳食
(五)透析和肾移植
Summary
Kidney is a very importantorgan for human.It has many important physiological functions, such as⑴excretory function to excrete waste products, drug andtoxic substances;⑵regulatory function to maintain homeostasisof body fluids,electrolytes, and acid-base balance;⑶endocrine and metabolic function to secrete rennin,erythropoietin, active vitamin D, prostaglandin, kinin-kallikrein,etc., anddeactivate parathyroid hormone (PTH) and gastrin etc..
Renal failure is apathological process in which the functions of kidney are severely damagedbilaterally, and thus lead to the cumulation of metabolic products , drugs andpoisons, and disorders of water ,electrolyte metabolism, acid-base imbalance,and renal endocrine function.
The causes of renal failuremay be divided into two types: ⑴ renal diseases (essential) ,for example,glomerulonephritis, pyelonephritis, renal tuberculosisi, acute tubular necrosisinduced by renal poisons, renal tumours and polycystic kindney; ⑵ non-renal disease (secondary ), for instance,systemic blood circulation disorder (shock, heat failure, hypertension,arteriosclerosis,etc.), systemic metabolic disorder (diabetes, gout, etc. ),immune diseases (lupus erythematosus, allergic purpura, etc.), physical andchemical factors (some drugs, chemical and biological poisons, and heavy metals), urethral illness (urethral calculi, tumors etc.).
The common clinic presentations of urinary systemicdisease are edema (most common), hypertension, oliguria, polyuria,flank pain,hematuria, proteinuria, etc..The symptoms and signs mentioned above indicatethat the patients may suffer from urinary systemic disease. Patients with renaldisease typically have abnormalities of urine volume or composition in theearly stage of disease. They manifest the systemic symptoms and signs are dueto lose of renal function.
复习题:
名词解释
1急性肾功能衰竭
2肾前性急性肾功能衰竭
3原尿回漏
问答题
1 试述急性肾功能衰竭和慢性肾功能衰竭产生多尿的机制有何不同
2 慢性肾功能衰竭患者,为什么纠酸可引起手足抽搐
3 慢性肾功能衰竭肾单位功能丧失的机制。
参考资料
1Xu Changqing& Zhang Li.Renal Failure.In; Pathophysiology.
主编 王建枝 金惠铭 人民卫生出版社,2005.3,205~227
2 胡维诚 肾功能障碍 主编 陈主初 病理生理学 人民卫生出版社2006,345-365
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4 徐长庆 肾功能不全 主编 金惠铭 王建枝 病理生理学 人民卫生出版社, 2004, 264~281.
5汤特 肾功能衰竭 主编 苏静怡 病理生理学 北京医科大学 中国协和医科大学联合出版社1991,173-186
病例讨论:
患者,男,68岁,因浮肿、无尿入院。
入院前因上呼吸道感染多次使用庆大霉素和复方新诺明而出现浮肿,尿量进行性减少。
查体:眼睑浮肿,双下肢可凹性水肿。化验:尿蛋白(++),尿比重1.015,尿钠64mmol/L,血肌酐809 ummol/L,尿素氮16.2mmol/L。
分析 1患者治疗后出现少尿、无尿和水肿等的原因?
2患者少尿、无尿的机制是什么?对机体有什么影响?