肾功能不全 (Renal Insufficiency) 北京大学医学部病理生理学教研室 王瑾瑜 1
肾脏的功能 (function of kidney) 排泄 : 代谢产物 药物 毒物 调节 : 水 电 酸碱 内分泌 : 分泌肾素 PG EPO 1,25-(OH) 2 VD 3 灭活甲状旁腺激素 胃泌素 2
肾功能不全的概念 (concept of renal insufficiency) 各种病因引起肾脏泌尿功能严重障碍时, 会出现多种代谢产物 药物及毒物在体内蓄积, 水 电解质和酸碱平衡紊乱, 以及肾脏内分泌功能障碍的临床表现, 这一病理过程称为肾功能不全 (renal insufficiency) 3
肾功能不全的原因 肾脏疾病 ( 原发性 ) 急 慢性肾小球肾炎, 肾盂肾炎, 肾结核 肾毒物引起的急性肾小管变性 坏死, 肾脏肿瘤, 多囊肾等 肾外疾病 ( 继发性 ) 全身性循环障碍 ( 休克 心衰 ), 全身代谢障碍 ( 糖尿病 痛风 ), 免疫性疾病 ( 红斑狼疮 过敏性紫癜 ), 理化因素 ( 药物 毒物 重金属中毒等 ), 尿路疾患 ( 尿路结石 肿瘤压迫 ) 及其他 ( 溶血尿毒症综合征 妊娠肾病 ) 等 4
第一节肾功能不全的基本发病环节 一 肾小球滤过功能障碍 二 肾小管功能障碍 三 肾内分泌功能障碍 5
肾小球滤过率 (glomerular filtration rate, GFR) 单位时间内两肾生成的超滤液量 ( 正常为 125ml/min) 肾血流量 肾小球有效滤过压 肾小球滤过膜面积 6
1. 肾血流量减少 Bp 在 80-180 mmhg 肾血流自身调节 300g 25% 肾血流量和 GFR 不变 休克 心衰 动脉压降低或肾血管收缩 肾血流量显著 GFR 7
2. 肾小球有效滤过压降低 肾小球有效滤过压 = 肾小球毛细血管血压 - 血浆胶体渗透压 - 囊内压 入球端 15 mmhg 出球端 0 mmhg 8
大量失血 失液 全身动脉压 尿路梗阻 肾小管阻塞肾间质水肿 肾小球毛细血管血压 肾小球囊内压 肾小球有效滤过压 GFR 9
3. 肾小球滤过面积减少 慢性肾小球肾炎 / 肾盂肾炎肾小球滤过面积极度 GFR 明显 肾功能不全 10
4. 肾小球滤过膜通透性改变 内层 : 有 70~90nm 窗孔, 小分子溶质及小分子量血浆蛋白通过, 但血液中有形成分则不能通过 基膜层 : 有直径为 3~8nm 的网孔, 它决定可滤过分子的大小, 是滤过膜阻碍血浆蛋白的主要滤过屏障 外层 : 肾小囊脏层足细胞足突相互交错形成, 滤过裂隙膜上有直径 4~14nm 的小孔, 滤过膜的最后一道屏障 11
肾炎 肾病综合征等 炎症 免疫复合物 破坏滤过膜完整性或降低其负电荷 通透性 蛋白尿 血尿 12
二 肾小管功能障碍 1. 近曲小管功能障碍 2. 髓袢功能障碍 3. 远曲小管和集合管功能障碍 H 2 O H 2 O H 2 O 13
1. 近曲小管功能障碍 肾性糖尿 氨基酸尿 钠水潴留 肾小管性酸中毒 对氨马尿酸 酚红 青霉素 造影剂等潴留 近曲小管等比等渗重吸收 NaCl 和水 (65%-70%), 与机体是否需要 Na + 无关 伴随葡萄糖 氨基酸 HCO 3 - 重吸收及 H + 等的分泌 14
2. 髓袢功能障碍 原尿浓缩障碍 多尿 低渗尿或等渗尿 15
3. 远曲小管和集合管功能障碍 钠 钾代谢障碍和酸碱平衡紊乱, 多尿 调节性重吸收部位 NaCl: 重吸收滤过量的 10~12%, 受醛固酮调节 水 : 重吸收滤过量的 15~20%, 受抗利尿激素调节 16
三 肾脏内分泌功能障碍 分泌肾素 PG EPO 1,25-(OH) 2 VD 3 灭活甲状旁腺激素 胃泌素 肾脏内分泌功能障碍 肾性高血压钠水潴留 肾性贫血肾性骨营养不良消化性溃疡 17
第二节 急性肾衰竭 (Acute Renal Failure,ARF) 概念 : 急性肾衰竭是指各种原因引起肾脏泌尿功能在短期内急剧降低, 以致机体内环境出 现严重紊乱的病理过程 水中毒 氮质血症 高钾血症 代谢性酸中毒 18
一 急性肾衰竭的病因和分类 充足的血液灌注 ( 20%~30% ) 肾本身功能良好 尿液排出顺利 19
( 一 ) 肾前性急性肾衰竭 有效循环血量 肾血管强烈收缩 肾血液灌流量 GFR 尿量 氮质血症 ARF ( 功能性 ARF) 20
( 二 ) 肾性急性肾衰竭 持续肾 IRI 肾毒物 急性肾小管坏死 肾小球 / 间质 / 血管病变 弥漫性肾实质损害 80% ARF ( 器质性 ARF) 21
( 三 ) 肾后性急性肾衰竭 尿路结石 盆腔肿瘤 前列腺肥大 肾以下尿路梗阻 肾小球有效滤过压 GFR AFR 22
二 急性肾衰竭的发病机制 不同病因引起的 ARF, 其始动环节和 发展机制不同, 但中心环节都是 GFR 肾小球因素 肾小管因素 肾细胞损伤及其机制 23
( 一 ) 肾小球因素 1. 肾血流减少 ( 肾缺血 ) (1) 肾灌注压下降 (2) 肾血管收缩 交感 - 肾上腺髓质系统兴奋 RAS 激活 (3) 肾血管内皮细胞肿胀 (4) 肾血管内凝血 2. 肾小球病变 24
肾灌注压下降休克 心衰 有效循环血量 动脉血压 <80mmHg 肾血流量 GFR 25
交感- 肾上腺髓质系统兴奋休克 创伤 肾中毒 交感 - 肾上腺髓质系统兴奋 血儿茶酚胺 (CA) 皮质肾单位入球小动脉对 CA 敏感性高 肾皮质外层血流 26
肾素- 血管紧张素系统激活有效循环血量 肾灌注压 入球小动脉管壁张力 球旁细胞分泌肾素 RAS 激活 肾缺血 / 肾中毒 近曲小管及髓袢升支粗段受损 Na +,Cl - 重吸收 远曲小管尿液中 Na + 刺激致密斑 AngII 肾血管收缩 27
(3) 肾血管内皮细胞肿胀 肾缺血 - 再灌注 肾血管内皮细胞 钠泵失灵, 细胞损伤 细胞肿胀, 血管腔狭窄 28
(4) 肾血管内凝血 纤维蛋白增多, 血液黏度增高 红细胞集聚, 变形能力降低 血小板集聚 白细胞黏附 嵌顿 肾内 DIC 加重肾缺血 29
2. 肾小球病变 急性肾小球肾炎 狼疮性肾炎 肾小球囊脏层上皮细胞融合 正常滤过缝隙消失 GFR 降低 30
( 二 ) 肾小管因素 1. 肾小管阻塞 肾缺血 肾毒物肾小管坏死脱落细胞及碎片 异型输血挤压综合征 血红蛋白肌红蛋白 管型 肾小管阻塞 囊内压升高 少尿 GFR 31
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2. 原尿回漏 肾缺血 肾中毒 肾小管上皮细胞广泛坏死, 基底膜断裂 原尿返流至肾间质 肾间质水肿 少尿 压迫肾小管加重肾小管阻塞 压迫管周 Cap. 肾小管供血 33
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( 三 ) 肾细胞损伤及其机制 缺血 中毒 能量代谢障碍 膜转运系统异常 肾小管细胞 内皮细胞 系膜细胞代谢 功能 结构紊乱 GFR 持续降低 35
三 急性肾衰竭的临床表现 少尿型急性肾功能衰竭可分为 : 少尿期 多尿期 恢复期 36
( 一 ) 少尿期 (Oliguric Phase) 病情最危重阶段, 内环境严重紊乱, 可持续数天至数周, 持续越久, 预后越差 1. 尿的变化 少尿或无尿 低比重尿 尿钠高 血尿 蛋白尿 管型尿 37
2. 水中毒 (water intoxication) 少尿或无尿 机体分解代谢加强, 内生水增多 3. 氮质血症 (azotemia) 肾功能衰竭时, 因肾脏排泄功能障碍或体内蛋白质分解增加, 使血中尿素 尿酸 肌酐等非蛋白氮含量显著升高, 称为氮质血症 38
4. 高钾血症 (ARF 最危险的并发症 ) 尿量减少使钾随尿排出减少 ; 组织损伤和机体分解代谢增强, 细胞内钾释放增多 ; 酸中毒使钾从细胞内转移到细胞外 ; 摄入过多含钾药物 食物 输库存血 使用保钾利尿剂等 39
5. 代谢性酸中毒 GFR 降低, 酸性产物排出减少 ; 肾小管泌 H + 泌 NH 3 能力, NaHCO 3 重吸收 ; 机体分解代谢增强, 固定酸生成增加 40
( 二 ) 多尿期 (diuretic stage) 多尿机制 : 肾血流量和肾小球滤过功能逐渐恢复正常 ; 新生肾小管上皮细胞功能尚不成熟, 钠水重吸收功能仍低下 ; 肾间质水肿消退, 肾小管内管型被冲走, 肾小管阻塞解除 ; 少尿期滞留的尿素等经肾小球大量滤出, 引起渗透性利尿 41
( 三 ) 恢复期 (recovery stage) 尿量开始减少并逐渐恢复正常, 血中 NPN 含量 下降, 水 电解质和酸碱平衡紊乱得到纠正, 但 肾小管功能完全恢复需要数月或更长时间 42
四 急性肾衰竭的防治原则 ( 一 ) 治疗原发病, 消除导致或加重 ARF 的因素 ( 二 ) 对症治疗 1. 严格控制水钠的摄入 2. 处理高钾血症 3. 纠正代谢性酸中毒 4. 控制氮质血症 5. 防治感染 43
第三节 慢性肾衰竭 (Chronic Renal Failure) 概念 : 各种慢性肾脏疾病, 随病情恶化, 肾单位进行性破坏, 以致残存肾单位不足以充分排出代谢废物和维持内环境稳定, 导致代谢废物和毒物潴留, 水 电解质和酸碱平衡紊乱, 并伴有一系列临床症状的病理过程, 称为慢性肾衰竭 44
一 病因 凡能引起肾实质进行性破坏的疾患均可引起 CRF 慢性肾小球肾炎 (50%-60%) 糖尿病肾病 慢性肾盂肾炎 高血压性肾硬化 45
二 诱因 血容量不足 感染 使用肾毒性药物 血压波动 骤然进食高蛋白饮食 46
三 发展过程 1. 代偿期 2. 肾功能不全期 3. 肾功能衰竭期 4. 尿毒症期 47
1. 代偿期 ( 肾储备能力降低期 ) 受损肾单位不超过 50% 内生肌酐清除率 >30% 无临床症状 48
内生肌酐清除率 (creatinine clearance rate, CCr) 肾在单位时间内所清除的血浆内生肌酐含量 CCr 能灵敏地反映 GFR 的变化, 也能代表仍具有功能的肾单位数目, 与肾功能密切相关, 是较有临床意义的一个指标 49
2. 肾功能不全期 受损肾单位约为 75% 内生肌酐清除率降至正常的 25%~30% 多尿 夜尿 轻至中度的氮质血症和酸中毒, 乏力 轻度贫血 食欲减退 50
3. 肾功能衰竭期 受损肾单位约为 90% 内生肌酐清除率降至正常的 20%~25% 明显的氮质血症 酸中毒 高磷血症 低钙血症 严重贫血 多尿 夜尿 部分尿毒症中毒症状 51
4. 尿毒症期 内生肌酐清除率降至 20% 以下 ; 明显水 电解质与酸碱平衡紊乱及多系统功能障碍, 出现全身性严重的尿毒症中毒症状 52
四 发病机制 1. 健存肾单位学说 2. 矫枉失衡学说 3. 肾小球过度滤过学说 4. 肾小管 - 间质损伤学说 53
1. 健存肾单位学说 (Intact nephron hypothesis) GFR Number of Intact nephrons 54
2. 矫枉失衡学说 (Trade-off hypothesis) 随着健存肾单位数量的减少和 GFR 进行性降低, 体内某些代谢产物会发生潴留, 因此机体做出代偿反应以促进其排泄, 但这一代偿反应同时又对机体的其他生理功能造成不良影响, 加重病情的发展 55
GFR 血磷正常 排磷 重吸收磷 血钙 PTH 分泌 排磷 血磷 溶骨 软组织坏死 神经传导障碍 肾性骨营养不良 56
五 临床表现 ( 一 ) 泌尿功能障碍 1. 尿量的变化 夜尿 多尿 少尿 无尿 57
夜尿 (nocturia) 正常人尿量约为 1500 ml/ 天, 夜间尿量约占 1/3, 一般不超过 500 ml CRF 患者早期即可出现夜间排尿增多的表现, 夜间尿量等于甚至超过白天尿量, 称为夜尿 机制 :CRF 时, 健存肾单位夜以继日工作来 排出体内的代谢产物和水分 ; 肾小管功能受 损, 对水的重吸收减少 58
多尿 (polyuria) 多尿 : 成人每日尿量超过 2000ml 健存肾单位的血流量代偿性增加, 原尿生成增多, 流速加快, 肾小管来不及充分重吸收 ; 原尿中溶质含量代偿性增高引起渗透性利尿 ; 肾小管髓袢受损, 尿浓缩功能降低 59
少尿 (oliguria) CRF 晚期, 健存肾单位日益减少, 尽 管每个肾单位的原尿量仍然较多, 但每日 终尿量减少, 最终发展到少尿或无尿 60
( 二 ) 氮质血症 (Azotemia) ( 三 ) 水 电解质及酸碱平衡紊乱 1. 水代谢障碍 2. 钠代谢障碍 3. 钾代谢紊乱 4. 钙磷代谢障碍 5. 代谢性酸中毒 61
1. 水代谢障碍 健存肾单位数目 肾浓缩和稀释功能 肾不能浓缩尿液以保留水分 摄水过少或失水时, 容易引起脱水 肾对水负荷变化的适应代偿能力 肾无法排出多余水分 摄水过多易致水潴留 水肿, 严重时发生心力衰竭 水中毒 62
2. 钠代谢障碍 失盐性肾, 尿钠含量很高 健存肾单位原尿流速加快, 钠重吸收 渗透性利尿使水重吸收, 大量钠随尿排出 甲基胍蓄积, 抑制钠重吸收 63
厌食导致摄食不足 呕吐 腹泻丢失过多 长期使用排钾利尿剂 3. 钾代谢紊乱 (1) 早期由于多尿血钾浓度可正常 (2) 低钾血症见于 : (3) 晚期可发生高钾血症 尿量减少 酸中毒 感染 64
(1) 血磷升高 4. 钙磷代谢障碍 早期血磷升高并不明显 : GFR 肾排磷 血磷暂时 游离钙 PTH 肾小管对磷的重吸收 血磷恢复正常 晚期血磷显著升高 GFR PTH 增多已不能使磷充分排出 血磷 PTH 增强溶骨作用 骨磷释放增多 血磷 65
(2) 血钙降低 血磷增高 VitD 代谢障碍, 肠道钙吸收减少 毒物损伤肠黏膜, 使钙吸收减少 66
(3) 肾性骨营养不良 (renal osteodystrophy) CRF 时, 由钙磷代谢障碍 继发性甲状旁腺功能亢进 VitD 3 活化障碍 酸中毒等引起的骨病, 称为肾性骨营养不良 67
机制 : 1,25-(OH) 2 D 3 肠道吸收钙 骨质钙化障碍 CRF GFR 排磷 血磷 血钙 PTH 分泌 骨质疏松 代谢性酸中毒 骨盐溶解 68
5. 代谢性酸中毒 固定酸排出减少 继发性 PTH 分泌增多, 抑制近端小管碳酸酐 酶活性, 使肾小管泌 H + 及重吸收 HCO 3 - 减少 肾小管上皮细胞产 NH 3 减少, 使 H + 排出障碍 69
( 四 ) 肾性高血压 (renal hypertension) 因肾实质病变引起的血压升高 机制 :1. GFR 降低, 钠水潴留 2. 肾素 - 血管紧张素系统激活 3. 肾脏分泌的抗高血压物质减少 70
( 五 ) 肾性贫血 (renal anemia) 机制 : 1. 促红细胞生成素生成减少 2. 血中毒性物质蓄积, 抑制骨髓造血 3. 毒物使红细胞破坏增多 4. 毒物抑制血小板功能, 引起出血 71
( 六 ) 出血 (hemorrhage) 表现 : 皮下瘀斑 黏膜出血 机制 : 体内蓄积的毒性物质 ( 尿素, 胍类, 酚类等 ) 抑制血小板的功能所致 72
第四节 尿毒症 (uremia) 概念 : 急性肾衰危重期或慢性肾衰晚期, 除水 电解质和酸碱平衡紊乱及某些内分泌功能失调外, 还因代谢终产物和内源性毒性物质在体内蓄积, 引起一系列自体中毒症状的临床综合征, 称为尿毒症, 也称终末期肾病 73
一 临床表现 ( 一 ) 消化系统 消化系统症状是尿毒症患者最早出现和最突出的症状 表现 : 厌食 恶心 呕吐 腹泻 口腔炎 / 溃疡消化道出血等 机制 消化道排出尿素 尿素酶 氨 胃黏膜 炎症 溃疡 肾实质破坏 胃泌素灭活 PTH 胃泌素释放 胃泌素 胃酸 溃疡 74
( 二 ) 心血管系统 高血压 充血性心力衰竭 心包炎 钠水潴留 容量依赖性高血压 机制 : 充血性心力衰竭 肺水肿 水钠潴留 高血压 贫血 冠状动脉粥样硬化 尿毒症性心肌病变 尿毒症毒性物质 尿毒症性心包炎 75
临床表现 : ( 三 ) 呼吸系统 呼吸 : 呼吸加深加快, 严重时呼吸中枢兴奋性 潮式呼吸 kussmaul 呼吸 氨味 氨唾液酶尿素 机制 : 酸中毒 尿毒症肺 : 肺充血 / 水肿 ( 肺门区呈中心性水肿, 周围肺区正常, 呈蝴蝶状分布 ) 钠水潴留 左心衰竭 毒素使肺门区 cap 通透性增高 76
( 四 ) 神经系统 : 尿毒症性脑病 表现 : 早期 晚期 淡漠 疲乏 记忆力 嗜睡 精神错乱 谵妄 昏迷 发生机制 毒性物质蓄积 神经细胞变性 肾性高血压 脑血管痉挛 缺氧和 cap 通透性 脑神经细胞变性和脑水肿 77
( 五 ) 免疫系统 主要表现为 : 细胞免疫反应明显受到抑制, 而体液免疫反应正常或稍减弱 严重感染 毒性物质 抑制淋巴细胞分化 成熟或对其有毒性作用 78
( 六 ) 皮肤变化 面色较深并萎黄 贫血或黑色素 所致 皮肤瘙痒 继发性甲状旁腺功能亢进使钙盐沉积所致 形成尿素霜 体液内高浓度尿素所致 尿素形成细小的白色结晶 79
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二 发病机制 尿毒症毒素 正常代谢产物蓄积 : 胍类 尿素 胺类 外源性毒物未经机体解毒 排泄 : 铝 毒性物质代谢产生新的毒性物质 : 尿素 - 氰酸盐 正常生理活性物质浓度持续升高 :PTH 81
三 防治的病理生理基础 ( 一 ) 治疗原发病 ( 二 ) 防止加重肾脏负荷 ( 三 ) 积极治疗并发症 ( 四 ) 透析和肾移植 82
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