P254-278 肾脏疾病的生物化学诊断 蚌埠医学院 生化与分子生物学教研室
教 学 目 标 授课对象: 检验本科 授课时数: 6学时 教学目的及要求: 授课对象: 检验本科 授课时数: 6学时 教学目的及要求: 掌握:肾阈值、肾清除率及自由水清除值的概念,肾清除试验及其应用,肾小球滤过功能评价的指标及应用,尿蛋白检测的临床意义,肾小球及肾小管损伤的标志物,尿蛋白选择性与SPI的概念及意义。 熟悉:肾脏的结构与功能,肾小管重吸收部位与功能。
第一节 肾脏结构和功能 第二节 肾脏疾病的生物化学实验室检查 第三节 常见肾脏疾病的生物化学测定方 法和评价(实验教学) 第四节 常见肾脏疾病的生物化学诊断
肾脏是一个24小时工作的“清洗工厂”。外形象蚕豆,左右两个分布在腰部脊柱两侧。在成年人,每一个肾脏的大小都和自己的拳头差不多大。
正常人每天平均尿量1500~2000毫升 “工厂” ,“工人”,丧失仅存20%时,仍然可以维持人体正常生活,而不为察觉。 肾 脏 输 尿 管 尿 道 膀 胱 静 脉 尿 液 从 这 里 排 出 尿 液 在 这 里 生 成 动 脉 身体里的血液不停地从这里流进肾脏 “工厂” ,“工人”,丧失仅存20%时,仍然可以维持人体正常生活,而不为察觉。
肾脏是机体内最重要的排泄器官(泌尿功能)、内分泌器官。 P254 肾脏是机体内最重要的排泄器官(泌尿功能)、内分泌器官。 代谢终产物排出量:35g/d,尿量15mlH2O/g固体物质, 500ml/d。 血、尿生物化学检验,是指导肾脏疾病诊断和治疗的重要指标。
P254 第一节 肾脏的结构与功能 肾脏的基本结构 肾脏的基本功能 肾小球滤过功能 肾小管和集合管的转运功能
是肾的结构和功能的基本单位,它与集合管共同完成泌尿功能。 一、肾脏的基本结构 P254 (一)肾单位 是肾的结构和功能的基本单位,它与集合管共同完成泌尿功能。 Glomerulus 肾小球 renal corpuscle 肾小体 Bowman’s capsule nephron proximal tubule descending /thin-walled renal tubule 肾小管 Henle’s loop ascending/ thick-walled distal tubule collecting duct 集合管 ureter:输尿管;bladder:膀胱
肾单位结构示意图 P254 皮质 髓质 出球小动脉 入球小动脉 远曲小管 肾小球 (远端小管) 肾球囊 近曲小管 与尿液的生成有关 集合管 髓袢 尿液的浓缩稀释 肾单位结构示意图
(二)肾的血管与血供 血供十分丰富,安静时:1200ml血液/min(约占心排出血量的20%~25%)。 肾皮质: 94% 肾血流量 血流量 P256 (二)肾的血管与血供 血供十分丰富,安静时:1200ml血液/min(约占心排出血量的20%~25%)。 肾血流量 肾皮质: 94% 血流量 外髓: 5%~6% 内髓: <1% 生理意义:参与全身的血流量的重新分配的调节,以适应整体生理活动的需要(应激时肾的缺血坏死)。
二、肾脏的基本功能 泌尿功能 内分泌功能 参与氨基酸和糖代谢 维持血压 P255 清除废物和多余的水分 维持身体内环境的稳定,保持水、电解质和酸碱平衡 维持骨骼的强壮 促进红细胞的生成
肾的内分泌作用 肾素—血管紧张素—醛固酮系统(RAA) 促红细胞生成素(erythropoietin,ETP) 前列腺素(prostaglandins,PG) 1,25-(OH )2-VitD3 激肽释放酶:使激肽原变为缓激肽(促进水、钠排出,增加肾血流量,降低血压等)。
三、肾小球的滤过功能 原尿与血液的区别:原尿不含血细胞和部分血浆蛋白质,其余成分与血浆相同。 决定肾小球滤过作用的因素: P255 三、肾小球的滤过功能 原尿与血液的区别:原尿不含血细胞和部分血浆蛋白质,其余成分与血浆相同。 决定肾小球滤过作用的因素: 结构基础——滤过膜滤过面积和通透性 动力基础——有效滤过压 物质基础——肾血流量
(一)滤过膜滤过面积和通透性 滤过膜结构:具有一定的孔径和电荷选择性(通透与截留)。 P255 (一)滤过膜滤过面积和通透性 滤过膜结构:具有一定的孔径和电荷选择性(通透与截留)。 肾小球系膜的调节:通过系膜 细胞收缩和改变基质的物理性状调节滤过屏障。 1学时
肾小囊上皮细胞 基膜层 毛细血管内皮细胞 肾小球滤过膜
起主要作用,自由通过(2nm/1.5万),几乎不能通过(4nm/7.0万)。 P256 内层:毛细血管内皮细胞 中层:基膜层—主要的屏障 外层:肾小囊上皮细胞 滤过膜 起主要作用,自由通过(2nm/1.5万),几乎不能通过(4nm/7.0万)。 孔径屏障 size barrier 滤过屏障 电荷屏障 charge barrier 唾液酸的负电荷,带正电荷的物质易通过。
肾小球毛细血管压-(血浆胶体渗透压+囊内压) P256 (二)有效滤过压 (effective filtration,EFP) 肾小球有效滤过压= 肾小球毛细血管压-(血浆胶体渗透压+囊内压) 举例 肾小球毛细血管压:6.0kPa 血浆胶体渗透压:2.7kPa 囊内压:1.3kPa 肾小球有效滤过压:2.0kPa 更正:书 Pa→ kPa
入球小动脉 出球小动脉 血液 毛细血管压 血浆胶体渗透压 囊内压 有效滤过压示意图
(三)肾小球滤过功能的评价指标 1. 肾小球滤过率与滤过分数---重要指标 2. 过筛系数与选择指数 3. 血液中物质浓度测定(详见后) P256 (三)肾小球滤过功能的评价指标 1. 肾小球滤过率与滤过分数---重要指标 2. 过筛系数与选择指数 3. 血液中物质浓度测定(详见后) 血肌酐、尿素、尿酸、血胱抑素C测定。
1. 肾小球滤过率与滤过分数------ 重要指标 P256 1. 肾小球滤过率与滤过分数------ 重要指标 GFR(glomerular filtration rate): 单位时间内两肾生成的滤液量(肾小球 滤过量的大小)。取决于肾血流量、EFP和FF。 FF (filtration fraction): 指肾小球滤过量占流经肾小球的血浆流量的比值。 GRF:125ml/min(体表面积为1.73m2) FF=0.18~0.22,
------表明肾小球毛细血管壁通透选择性 P256 2. 过筛系数与选择指数 ------表明肾小球毛细血管壁通透选择性 过筛系数(θ) 对一特定的体内大分子物质, 其在肾小囊腔与血浆浓度的比值。 尿蛋白选择指数 (SPI) 两个分子量或所带电荷不同的蛋白 过筛系数或清除率之比值称selective urine protein index。
四、肾小管和集合管的转运功能 包括重吸收和排泌(分泌) 。 (一)肾小管的重吸收 主动重吸收:逆浓度差或电位差, 1.重吸 收方式 P257 四、肾小管和集合管的转运功能 包括重吸收和排泌(分泌) 。 (一)肾小管的重吸收 主动重吸收:逆浓度差或电位差, 一般机体所需要的物质,如葡萄糖、 氨基酸Cl-、Na+、K+、Ca2+等。 1.重吸 收方式 被动重吸收:顺浓度差或电位差, 如尿素和水。
近曲小管:最重要的部位:几乎全部重吸收(葡萄糖、氨基酸、维生素、微量蛋白质),大部分重吸收(Na+、K+、 Cl-、HCO3-)。 P257 2. 肾小管重吸收部位与功能 近曲小管:最重要的部位:几乎全部重吸收(葡萄糖、氨基酸、维生素、微量蛋白质),大部分重吸收(Na+、K+、 Cl-、HCO3-)。 髓袢:主要重吸收一部分水和NaCl,“逆流倍增”,尿液的浓缩稀释等功能。 远曲小管、集合管:重吸收部分水和Na+管,受血管加压素和醛固酮调节,决定终尿量与尿,参与机体对体液及酸碱等的调节,内环境稳定。
(counter-current multiplication) 逆流倍增 (counter-current multiplication) 在降支内水的重吸收大于溶质的重吸收,使管内液的渗透压升高,形成渗透梯度,最高可达1200mOsm/kg以上,升支不透水,而溶质却不断被重吸收,形成逆向的渗透梯度,即从高渗又逐渐下降到等渗,甚至低渗;此段中渗透压变化的过程称为逆流倍增。
重吸收量达99%:原尿量(180L),终尿量(1.5L) P257 3. 重吸收效率与阈值 重吸收量达99%:原尿量(180L),终尿量(1.5L) 重吸收是有选择性的、有一定限度。 肾阈/最大重吸收量:当血浆中某物质浓度过高,超过肾小管重吸收能力时,就出现在尿中,此时其血浆浓度界限称为肾阈。 如肾糖阈:8.9~10.0mmol/L。
(二)肾小管、集合管的排分/泌作用 排泌 方式 P258 主动分泌:酚红( PSP)、青霉素、碘锐特、 对氨基马尿酸( PAH)、有些强碱性物质 如组织胺等。 排泌 方式 被动排泌:弱碱(氨、奎宁等)和弱酸(水杨酸等),以及Na+重吸收耦联的H+、K+排泌和非离子型扩散等。
排泌部位与功能 1学时 P258 分泌 的主要物质为H+、K+、NH3等。 近端小管、远端小管和集合管都有泌H+功能:①通过H+-Na+交换,达到重吸收NaHCO3 ;②分泌NH3,在酸中毒时尤为重要 远曲小管和集合管泌钾功能:K+-Na+交换 , 尿中排出的K+主要来源于钾的排泌。 近端小管的排泌功能:肌酐和对氨基马尿酸、 青霉素、酚红。 1学时
五、肾功能的调节 肾的自身调节:肾的灌注压(肾小球的滤过功能主要取决于肾血流量及肾小球有效滤过压) 神经和体液因素:肾小管和集合管功能 的调节,其中最重要的ADH和醛固酮的调节作用。 球管反馈:指到达远端肾小管起始段NaCl发生改变,可引起肾单位血管阻力发生变化,从而引起GFR的改变。
肾小球旁器 定义:指位于肾小球入球小动脉与出球小动脉间的一群细胞,包括肾小球旁细胞(血压改变)、间质细胞和远曲小管致密斑(肾小管内钠的浓度)。 功能:参与球管反馈,对肾功能进行调节。 肾的神经支配 肾交感神经主要从胸12至腰2脊髓发出,其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小管和释放肾素。
第二节 肾脏疾病的生物化学实验室检查 尿液检查:一般性状检查、生物化学检查、尿沉渣显微镜检、尿液细菌学检查 检查项目 P258 第二节 肾脏疾病的生物化学实验室检查 尿液检查:一般性状检查、生物化学检查、尿沉渣显微镜检、尿液细菌学检查 检查项目 肾功能检查:肾脏泌尿功能检查和肾脏内分泌功能检查 尿蛋白和尿酶检查 肾脏免疫学检查等
一、肾脏功能的生物化学检测 (一)肾清除试验 -- 最能反映肾损害程度的试验 肾清除或廓清:过程 肾清除率:衡量肾脏清除能力的指标,主要 P258 一、肾脏功能的生物化学检测 (一)肾清除试验 -- 最能反映肾损害程度的试验 肾清除或廓清:过程 肾清除率:衡量肾脏清除能力的指标,主要 由肾小球、肾小管功能和肾血流量决定。 肾清除/廓清试验(renal clearance test, C): 测定方法,是测定肾单位功能最基本的 方法之一。
Cx=(Ux×V)/ Px 1. 肾清除率 定义:表示肾脏在单位时间内(min)将多少量(ml)血浆中的某物质全部清除而由尿排出。 Cx:某物质清除率 (ml/min) V: 每分钟尿量(ml/min) Ux:尿中测定物质的浓度 (mmol/L) Px:血浆(清)中该物质的浓度 (mmoI/L)
0.425log [体重kg]+0.725log [身高cm]-2.144 P259 标准化的清除值 Cx’=[(Ux×V)/ Px]×(1.73/A) 肾脏的大小大致与人体体表面积相平行;体表面积大,实测C大,故要被除,以使其变小而好进行相互比较。 标准体表面积1.73m2(国人为1.61m2)/60kg体重 A值计算:logA(m2)= 0.425log [体重kg]+0.725log [身高cm]-2.144
利用不同物质的清除率可分别测定GFR、肾血浆流量、肾小管对各物质的重吸收和排泌作用等。 P259 2. 肾清除试验的应用 其是反映肾功能最直接、最敏感的试验。 利用不同物质的清除率可分别测定GFR、肾血浆流量、肾小管对各物质的重吸收和排泌作用等。
肾清除试验及其临床意义 P259 反映肾小管排泌功能、代表肾血流量 >90%/次循环 × √或 部分 对氨基马尿酸、酚红、碘锐特 清除值为0,接近阈值时反映肾小管重吸收功能 全部 √ 葡萄糖、氨基酸 计算过筛系数或选择指数,反映肾小球屏障功能 ×或部分 选择 滤过 蛋白质 反映肾小球滤过功能 ×或极少 肌酐、菊粉、甘露醇 排泌 重吸收 清除值临床意义 清除方式 物 质
P259 (二)肾小球功能检测 GFR测定 肾小球滤过 功能检测 蛋白质负荷试验 肾小球屏障 功能检查 见尿蛋白和尿酶检查部分
菊粉最适合,为目前测定GFR的“金标准”。 P259 1.肾小球滤过率测定 菊粉最适合,为目前测定GFR的“金标准”。 (1)内生肌酐清除率(CCr)测定:内源性物质 肌酐为磷酸肌酸的代谢产物,人体肌肉以lmg/ min速度将肌酐排入血中,肌酐主要从肾小球滤过,仅少量由近端小管排泌,不被肾小管重吸收。 CCr=(UCr×V)/ PCr 参考值:80~120 ml/min /l.73m2
CCr测定临床意义(GFR) 评估肾小球滤过功能。 P260 CCr<80 ml/min :提示肾功能有损伤。
原因:肾脏有强大的贮备能力,只有当GFR下降 到正常的50%以下时,血浆中尿素及肌酐浓度才 出现增高。 P260 测定GFR比测定血浆尿素和肌酐含量 更为灵敏可靠。 原因:肾脏有强大的贮备能力,只有当GFR下降 到正常的50%以下时,血浆中尿素及肌酐浓度才 出现增高。
P260 肾小球滤过率与血肌酐、尿素氮浓度的关系
(2)蛋白质负荷试验: 确定肾功能储备能力的试验,有助于 早期诊断肾功能的减退。 正常人在清晨顿服大量(0.8 g/kg体重) P260 (2)蛋白质负荷试验: 确定肾功能储备能力的试验,有助于 早期诊断肾功能的减退。 正常人在清晨顿服大量(0.8 g/kg体重) 鸡蛋清蛋白后可使GFR升高20%~30%。 1学时
2.血肌酐和尿素浓度测定(取决于肾排泄能力) P261 2.血肌酐和尿素浓度测定(取决于肾排泄能力) SCr(serum creatinine):来源于肌肉,较稳定。 SUrea(serum urea):蛋白质的降解产物。 影响SUrea的因素 机体蛋白质分解代谢:胃肠出血、口服类固醇激素 食物中蛋白量 肾脏的排泄能力 血容量不足:①肾血流速度下降,②促进ADH分泌,增加原尿中尿素重吸收,显著升高血尿素。
故SCr较SUrea更能准确地反映肾小球功能, 但反应较迟钝;而血尿素升高幅度较血肌酐 显著,提示为肾前性肾衰。 P261 故SCr较SUrea更能准确地反映肾小球功能, 但反应较迟钝;而血尿素升高幅度较血肌酐 显著,提示为肾前性肾衰。 C =O NH2 尿素氮:1摩尔尿素相当于2摩尔尿素氮。 参考值: 血浆肌酐:44.0~133.0μmol/L 血清尿素:1.8~6.8mmol/L 血清尿素氮:3.6~13.6mmol/L
指甲肌酐测定:可了解3个月前血肌酐水平和肾 P261 临床意义 肾功能不全代偿期:尿素轻度增高(>7.0mmol/L), 肌酐可正常或轻度增高; 2. 肾功能衰竭失代偿期:尿素中度增高 (17.9 ~21.4mmol/L),肌酐中度增高 (442.0μmol/L); 3. 尿毒症:尿素>21.4mmol/L,肌酐达1.8 mmol/L, 为尿毒症诊断指标之一。 指甲肌酐测定:可了解3个月前血肌酐水平和肾 功能状态,对鉴别急、慢性肾衰有帮助。
SUA(serum uric acid):是嘌呤类的终末代谢产物 P261 3.血清尿酸测定 SUA(serum uric acid):是嘌呤类的终末代谢产物 尿酸可由肾小球滤过和肾小管排泌,但大部分被肾小管重吸收,最后仅排出滤过量的8%。 参考值: 男性148.7~416.4μmol/L, 女性89.2~356.9μmol/L
cystatin C:非糖基化的碱性蛋白质,13kD,属半胱氨酸蛋白酶抑制物cystatin 超家族,有核细胞均能产生且浓度相对衡定。 P261 4.血胱抑素C测定:较为理想的指标 cystatin C:非糖基化的碱性蛋白质,13kD,属半胱氨酸蛋白酶抑制物cystatin 超家族,有核细胞均能产生且浓度相对衡定。 肾的清除方式:肾小球滤过,几乎全部被近曲 小管重吸收和分解。 参考值:血浆1.0mg/L(0.6 ~2.5mg/L) 临床意义:血cysC浓度与肾小球滤过率呈良好的线性关系,特别是在肾功能仅轻度减退时,血cysC的敏感性高于血肌酐。
CarHb (carbamylated hemoglobulin) P261 5.氨甲酰血红蛋白测定 CarHb (carbamylated hemoglobulin) 尿素 铵(NH4+) 氰酸盐 RBC Hb 氨甲酰 血红蛋白 不可逆反应 血液CarHb浓度 反映患者近4星期 左右期间尿素的平均水平。 在鉴别急、慢性肾衰和评估血透析 疗效上,较单次血尿素、肌酐测定更有价值。
中分子物质:指血清中分子量在200~3000的物质,是引起尿毒症患者诸多并发症的主要毒素,包括甲基胍、胍基乙酸、酚、芳香烃、胺类等。 P262 6.中分子物质的测定 中分子物质:指血清中分子量在200~3000的物质,是引起尿毒症患者诸多并发症的主要毒素,包括甲基胍、胍基乙酸、酚、芳香烃、胺类等。 测定方法:用HLPC测其总量 意义:对于估计疾病的严重程度及血液透析治疗的效果有一定价值。
(三)肾血流量测定 (renal blood flow, RBF) P262 (三)肾血流量测定 (renal blood flow, RBF) 若血浆中某物质在流经肾循环一周后,可被完全清除(通过滤过和分泌) ,则该物质每分钟尿中排出量应等于每分钟通过肾脏的血浆中所含的量。 U*V=X*P X=U*V/P=C 对氨基马尿酸(PAH) 、酚红、碘锐特(近端小管排泌) 有效肾血浆流量(ERPF):有功能活性的肾实质的肾血浆流量。 放射性核素肾图,较敏感,为肾功能的常规检查。 参考值:RPF 600~800 ml/min;RBF 1200~1400ml/min 1学时
(四)肾小管和集合管功能检测 1.肾小管重吸收功能检查 尿中某物质排出量测定:尿β2-m、尿酶等。 P262 (四)肾小管和集合管功能检测 1.肾小管重吸收功能检查 尿中某物质排出量测定:尿β2-m、尿酶等。 重吸收率测定:指某物质的重吸收量占肾小球滤过总量的比率。(磷) 排泄分数测定:指尿排出部分(未被重吸收部 分)占肾小球滤过总量的比率。(钠) 最大重吸收量测定 排泄分数=1-重吸收率
(1)尿钠与滤过钠排泄分数(FeNa)测定 P262 (1)尿钠与滤过钠排泄分数(FeNa)测定 FeNa(%)=尿钠排出量/滤过钠总量= [(尿钠/血钠)/(尿肌酐/血肌酐)]×100% 参考值:尿钠浓度<20mmol/L;FeNa=1% 临床意义: 均可作为估计肾小管坏死程度的指标,可用 于在鉴别急性肾功能衰竭和肾前性氮质血症。
尿钠与滤过钠排泄分数的临床应用 尿钠 (mmol/L) FeNa(%) 疾病 机制 正常 <20 1 急性肾衰 >40 >1 肾前性氮 P262 尿钠与滤过钠排泄分数的临床应用 尿钠 (mmol/L) FeNa(%) 疾病 机制 肾小管功能正常 正常 <20 1 急性肾衰 >40 >1 肾小管功能受损,不 能很好地重吸收钠。 肾前性氮 质血症 肾小管正常,但血容量 不足,钠滤过量减少, 重吸收钠增多,以维持血容量。 <20 <l FeNa比尿钠浓度更能正确反映肾小管功能,因其不受ADS和ADH的影响,而尿钠浓度受饮食影响较大,波动范围大(应激等情况下) 。 由肾前性氮 质血症向急 性肾衰发展 20~40
酚红排泄试验(PSP) 2.肾小管排泌 功能检查 PAH最大排泄率试验 3.肾小管和集合管水、电解质调节功能检查 反映肾浓缩和稀释能力 (1)尿比重与尿渗量测定 参考值: 尿渗量为600~1000mOsm/kg H2O; 尿渗量与血浆渗量之比值为3:1~4:1。 尿液的渗透浓度主要取决于电解质和尿素,与饮食中的蛋白质和电解质含量有关。 蛋白质因MW大几乎不影响osmolality,Glu的渗透效应约为同浓度NaCl的1/6, 当其在尿中的浓度过高时才会有影响 血浆渗量 280~300 mOsm/Kg H2O) 临床意义: 尿渗量下降,反映肾小管浓缩功能减退。 主要取决于电解质和尿素, 40~1400mOsm/kg H2O
(2)尿浓缩试验和稀释试验:详见《临床检验学》 P263 (2)尿浓缩试验和稀释试验:详见《临床检验学》 (3)渗量(透)清除率与自由水清除率 渗量(透)清除率(Cosm):表示单位时间内肾脏 能够将多少血浆中的渗透性溶质清除出去。 自由水(纯水)清除值(CH2O) 指单位时间内使尿液达到等渗时需从尿液 中减去或加入的纯水量,即单位时间内所排出 尿量(实际尿量)与等渗尿量的差。
CH2O =[1-(Uosm/ Posm)]×V Cosm=(Uosm/ Posm)×V CH2O =[1-(Uosm/ Posm)]×V 参考值: Cosm>5ml/min;CH2O 为 -25~-100ml/h 临床意义: 1) Cosm反映了肾脏维持内环境水及溶质之间平衡, 即血浆渗透压在狭窄范围内波动(280~300 mOsm/ KgH2O)的能力。正常情况下,尿液中溶质量(Uosm∙V) 相当稳定,故Cosm∙P也相当稳定。 稀释浓缩功能受损时,Cosm<5ml/min。 即对渗透性溶质清除下降。
正常时为负值,肾脏浓缩试验时为负值(尿液为高渗排出更多的溶质),肾稀释试验时为正值(尿液为低渗); P264 2) CH2O的临床意义 CH2O是判断肾脏浓缩与稀释功能的指标。 正常时为负值,肾脏浓缩试验时为负值(尿液为高渗排出更多的溶质),肾稀释试验时为正值(尿液为低渗); CH2O持续等于或接近于0则表示肾不能浓缩和稀释尿液,排等渗尿,是肾功能严重损害的表现(急性肾功能不全时)。常作为急性肾衰的早期诊断和病情观察及恢复程度的灵敏指标。 肾功能不全时, CH2O往往小于5ml/min ,而CH2O的变化范围大大缩小,只有+2~-0.6ml/min。
40~80mmol/24h,若以游离H+形式则pH为2,实际为5~8 4. 肾小管和集合管酸碱调节功能检查 (1)尿H+总排泄量(UH)的测定 40~80mmol/24h,若以游离H+形式则pH为2,实际为5~8 游离H+:很少,μmol/L,pmol/L, 可用PH计测得 酸根形式:H+与磷酸根、硫酸根 等结合,电离度小, 以NH4+形式排出: 可滴定酸(UTA) 存在形式
UH=UTA+UNH4+ (若尿中无HCO3-) UH=UTA+UNH4+-HCO3- (若尿中有HCO3-) P264 计算: UH=UTA+UNH4+ (若尿中无HCO3-) UH=UTA+UNH4+-HCO3- (若尿中有HCO3-) 要求:需定时收集新鲜尿液及时进行分析, HCO3-不稳定 参考值: H+:126umol/L ~ 316umol/L PH:5.0~7.0 UTA: 14~35umol/min (20~50mmol/24h) [NH4+ ]:21~35umol/min (30~50mmol/24h)
1)体内产酸(碱)过多时,肾排酸(碱)增加; 2)肾是唯一能排泄过量非挥发性酸的器官:肾功能不全 酸排泄能力降低 代谢性酸中毒 P264 临床意义: 1)体内产酸(碱)过多时,肾排酸(碱)增加; 2)肾是唯一能排泄过量非挥发性酸的器官:肾功能不全 酸排泄能力降低 代谢性酸中毒
如肾小管泌氢产生氨和重吸收HCO3-发生障碍,酸性物质不能排出,尿液酸化受损。 P264 (2)氯化铵负荷试验(酸负荷试验) 增加肾小管排泌氢离子量。 如肾小管泌氢产生氨和重吸收HCO3-发生障碍,酸性物质不能排出,尿液酸化受损。 临床意义 尿pH>5.5者为I型(即远端)肾小管酸中毒。
(3)HCO3-负荷试验(碱负荷试验) 增加肾小管重吸收HCO3-的负担,若近端 小管受损时,其重吸收HCO3-功能减退。 P264 (3)HCO3-负荷试验(碱负荷试验) 增加肾小管重吸收HCO3-的负担,若近端 小管受损时,其重吸收HCO3-功能减退。 尿HCO3-/血HCO3- HCO3- 的排泄分数= ×100% 尿肌酐/血肌酐 参考值 正常人≤1%,几乎接近“0”。 临床意义 I型肾小管酸中毒<5%; II型肾小管酸中毒>15%。 1学时
(五)肾功能试验方法的选择 ①必须明确检查的目的,是为了早期诊断、 估计预后,还是为了观察病情。 ②按照所需检查的肾脏病变部位,选择与之 P264 (五)肾功能试验方法的选择 ①必须明确检查的目的,是为了早期诊断、 估计预后,还是为了观察病情。 ②按照所需检查的肾脏病变部位,选择与之 相应的功能试验,方法应用由简到精、由易 到难。 ③欲分别了解左、右肾的功能时,需插入导 尿管分别收集左、右肾尿液。 ④在评价检查结果时,必须结合病人的病情 和其他临床资料,进行全面分析,最后作出 判断。
二、尿蛋白和尿酶检查 (一)尿蛋白检查-----肾脏疾病粗筛试验 蛋白尿(proteinuria):尿蛋白定性试验 呈阳性反应称为蛋白尿。 >100mg/L或>150mg/24h尿 试条法(+) 生理性蛋白尿:剧烈运动、急行军、高蛋白 饮食。 2.分类 轻度蛋白尿(<1g/d)、 中度蛋白尿(1~3.5 g/d) 和重度蛋白尿(>3.5 g/d) 含量不同
肾前性蛋白尿:血液中蛋白增加,滤过>重吸收,肾本身无损害,心功能不全、腹水等。 肾后性蛋白尿:肾盂、输尿管、尿道感染损伤等。 P265 肾小球性蛋白尿:>1.5g/24h尿,MW>7万。肾小管性蛋白尿:<1.5g/24h 尿,MW<7万,β2-MG为特征性表现。重金属中毒、药物毒性反应等。 混合性蛋白尿 病理生理 机理机制 肾前性蛋白尿:血液中蛋白增加,滤过>重吸收,肾本身无损害,心功能不全、腹水等。 肾后性蛋白尿:肾盂、输尿管、尿道感染损伤等。
如:Alb、Tf、IgG、A、M、C3、α2-MG等。 P266 3.肾小球性蛋白尿检查 肾小球性蛋白尿:为中高分子量蛋白为主, 如:Alb、Tf、IgG、A、M、C3、α2-MG等。 (1)尿蛋白选择性检测: 尿蛋白选择性:是指肾小球滤膜对血浆蛋白能否通过具有一定的选择性。 选择性蛋白尿:仅含少量大分子蛋白质的尿液。
SPI=(尿IgG / 血IgG)/(尿Tf / 血Tf) IgG:150 kD; Tf:77 kD 参考值:SPI≤0.1,高度选择性蛋白尿。 SPI还可用IgG与Alb, γ球蛋白与Alb的 清除率比值计算,但参考值不同。
应、估计预后,选择性高者预后好,反之预后差。 P266 临床意义: 反映肾小球滤过膜的通透性、预测治疗反 应、估计预后,选择性高者预后好,反之预后差。 高选择性蛋白尿:SPI<0.1,以低分子量蛋白质为主,滤膜基本无损伤,病情不严重,治疗反应和预后大多较好;如:肾小管性蛋白尿。 中选择性蛋白尿:SPI在0.1~0.2之间 低(非)选择性蛋白尿:SPI>0.2,以大分子量蛋白质为主,病变严重,预后大多不良如:肾小球性蛋白尿。
2)分子大小和电荷选择性测定 外源性,不带电荷,不被肾小管吸收 分子大小选择性测定 的非蛋白聚合物作SPI的测定,不同 分子量(直径2.4~6.0nm) 的右旋糖酐的滤过系数之斜率 分子大小选择性测定 电荷选择性测定 分子大小相同 (约2.9nm), 而所带电荷不同的尿唾液淀粉酶与 尿胰淀粉酶排泌分数的比值
尿微量清蛋白:是指常规定性或定量难以检出 的一些尿清蛋白。 P266 (2)尿微量清蛋白及免疫球蛋白测定 尿微量清蛋白:是指常规定性或定量难以检出 的一些尿清蛋白。 免疫透射比浊法:ng/ml水平 参考值 晨尿Alb 1.4 ~11.6mg/L、随机尿2.2~7.4mg/g Cr 尿IgG 0.1~0.5mg/L, 尿IgA 0.4 ~1.0 mg/L, 尿 IgM 0.02 ~0.04 mg/L。 70 kd 150 kd 170 kd 900 kd
临床意义 ①尿Alb有助于肾小球病变的早期诊断: 尿常规(-),尿Alb↑。 ②尿Alb可推测肾小球病变的严重性。 P266 临床意义 ①尿Alb有助于肾小球病变的早期诊断: 尿常规(-),尿Alb↑。 ②尿Alb可推测肾小球病变的严重性。 肾小球轻度病变:尿Alb↑; 进一步受损时:伴尿IgG及IgA增高; 肾小球严重病变时尿中IgM增高。
特征:低分子量蛋白质为主(受损的标志)。 P266 4.肾小管性尿蛋白检查 特征:低分子量蛋白质为主(受损的标志)。 尿低分子量蛋白: MW<70kD; 在肾近曲小管全部吸收的蛋白; 作为监测病程、指导治疗和判断预后的灵敏指标。
肾小管性尿蛋白检查 P267 名称 产生部位 分子量(kD) (敏感性由高到低) 近曲小管早期和轻微 尿蛋白1 呼吸道的 损害的最敏感指标。 (CCl6) 呼吸道的 Clara细胞 16 近曲小管早期和轻微 损害的最敏感指标。 α1-m 肝细胞 淋巴细胞 26~33 α1-m重吸收障碍 先于β2-m β2-m 淋巴细胞 肿瘤细胞 11.8 β2-m清除率鉴别轻度肾小管损伤,血清β2-m了解GFR。 RBP 肝细胞 21 与小管间质损害程 度有明显相关,
β2-m检测的临床意义 P267 ①尿β2-m升高:近端小管受损的非常灵敏和特异指标。 ②β2-m清除率是鉴别轻度肾小管损伤的良好指标。 肾小管损伤时,Cβ2-m /CALB明显上升; 肾小球损伤时,Cβ2-m /CALB明显减低。 ③血清β2-m能较好地了解肾小球滤过功能。 血β2-m升高比血肌酐浓度增高更早、更显著; 主要用于肾移植成功与否的评价。 β2-m检测,鉴别上下尿路感染:上~,明显增加;下~,正常 ④恶性肿瘤及各种炎症时:血和尿β2-m升高 (β2-m生成明显增多)。
Tamm-Horsfall glycoprotein 5.TH糖蛋白(THP) Tamm-Horsfall glycoprotein 肾小管髓袢厚壁升支及远曲小管细胞合成; 其为隐蔽抗原,只存在于上述细胞膜上; THP漏入间质引起免疫反应产生抗THP抗体 临床应用 肾实质病变、肾单位大量减少时,尿中排出减少 判断尿路感染部位:上尿路感染,血THP抗体正常;单纯下尿路感染,血THP抗体正常。 尿中THP检测用于诊断、监测肾小管髓袢损伤 (如肾毒物、肾移植排异反应)。
尿中THP检测用于诊断、监测肾小管损伤(如毒物、肾移植排异反应等)。 肾实质病变、肾单位大量减少时,尿中排出减少 判断尿路感染部位:上尿路感染,血THP抗体正常;单纯下尿路感染,血THP抗体正常。 补体的测定:各型肾小球疾病机制中,几乎都有补体的参与,而血清补体水平的变化往往与肾疾病的临床表现相吻合,在肾小球肾炎的活动期血清中总补体活力往往降低。
尿FDP的出现意味着肾内有凝血和纤溶现象, 也提示存在炎症; 可用来鉴别肾炎(+)和肾病(-)(但不是绝对); 6.纤维蛋白原降解产物 (fibrin degradation products,FDP) (1)FDP测定 正常人血尿液中无FDP; 尿FDP的出现意味着肾内有凝血和纤溶现象, 也提示存在炎症; 可用来鉴别肾炎(+)和肾病(-)(但不是绝对); 动态地观察尿FDP的变化:监测肾移植后排斥反应(尿中FDP持续升高提示将出现排斥反应)。
(2)CD-d/CIgG测定--反映沉积在肾组织内的交 联蛋白降解的理想指标。 P268 (2)CD-d/CIgG测定--反映沉积在肾组织内的交 联蛋白降解的理想指标。 D-二聚体(D-d):交联纤维蛋白的降解产物, D-二聚体和IgG的分子量完全相同(170kD)。 临床应用 ① 比值<1:D-二聚体完全系肾小球滤过, 提示其来源于肾外纤维蛋白的降解; ② 比值>1:肾脏产生了一定量的D-二聚体, 表明肾内有纤维蛋白的沉积。
主要来源于肾小管(尤其是近曲小管)细胞。 P268 (二)尿酶的检测 1.概述 正常人尿液中含酶量极少 血液 肾实质 泌尿生殖道 主要来源于肾小管(尤其是近曲小管)细胞。 来源 意义 40多种,有诊断价值的10余种 肾小管细胞受损时,肾组织中的某些酶排出量增加或在尿中出现,从而使尿酶活性发生改变。 缺点:尿液中存在某些酶的抑制剂如酸、碱,尿酶浓度低,尿液量变异较大,各种体内外因素如标本贮存方式、尿PH、尿中成分、患者用药等均会影响测定结果。
因素如标本贮存方式、尿PH、尿中成分、患 者用药等均会影响测定结果。 应用时需注意(缺点) 尿液中存在某些酶的抑制剂如酸、碱, 尿酶浓度低,尿液量变异较大,各种体内外 因素如标本贮存方式、尿PH、尿中成分、患 者用药等均会影响测定结果。 N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、 β -葡萄糖苷酸酶( β –Glu/GRS)、 丙氨酸氨基肽酶(AAP) 、溶菌酶(LYS) γ -谷氨酰转肽酶(γ-GT)、碱性磷酸酶(ALP)、 亮氨酸氨基肽酶(LAP)、乳酸脱氢酶(LD) 、 组织蛋白酶 B 溶酶体酶:NAG、LYS、 GRS 近端肾小管刷状缘酶:AAP、 γ-GT 反映代谢的酶:LD、ALP、LAP 反映近端肾小管的损伤: NAG、LYS、 β –Glu 监测药物等引起的肾毒性反应: NAG、 AAP、ALP、LAP
2. 分类 (1)N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG) P268 2. 分类 (1)N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG) 广泛分布于各组织,在肾小管细胞中含量很高, 130kD~140kD,不被滤过;是肾损伤的一个灵敏指标,较其它尿酶更敏感地反应肾脏病变。 意义:主要反映急性损伤。 尿中NAG活性升高可作为肾损伤的标志; 发现早期的肾毒性损害,甚至早于肾功能的改变; 肾脏病变活动的灵敏监测指标; 肾移植排斥反应中,尿NAG增高出现最早,最灵敏。
(2)溶菌酶(LYS) P268 分布于体液、红细胞及血浆中, MW 15kD,自由滤过,肾小管重吸收。 肾盂肾炎、肾小管-间质性疾病,至肾小管重吸收功能障碍,尿LYS明显增加而血清lys正常。 肾移植排异反应时,尿LYS升高。 主要反映重吸收功能的缺陷或损伤。
(3) β -葡萄糖苷酸酶( β –Glu/GRS) P268 (3) β -葡萄糖苷酸酶( β –Glu/GRS) 来自肾小管和膀胱上皮细胞的溶酶体,230kD 一切肾实质炎症、坏死、恶性肿瘤时,以及肾移植排斥反应时其均增高。 也可作为肾脏病变活动的灵敏指标。 (4)丙氨酸氨基肽酶(AAP) 肾小管刷状缘酶, 240kD,主要来源于近端小管上皮细胞, 任何原因致近端小管损伤,均可致尿AAP增高,缺乏特异性。 多用于监测药物等引起的肾毒性反应
P268 (5) γ -谷氨酰转肽酶(γ-GT) 广泛分布于各组织中,以肾脏中含量最高,主要在近曲小管刷状缘,正常人尿中γ-GT较血清γ-GT高2~6倍。 多数肾小球肾炎、肾移植排斥反应:尿中γ-GT增加 肾实质性肿瘤:尿中γ-GT降低 慢性肾盂肾炎:尿中γ-GT正常
(7)乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LD) (6)碱性磷酸酶(ALP) 肾肿瘤时尿ALP明显升高 ALP可作为药物性肾损害的早期诊断指标 所有伴随着肾实质坏死、分解、GFR改变肾缺血、肾小管上皮细胞坏死或过度脱落时,均可导致尿ALP增加。 (7)乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LD) MW 120kD,广泛分布。 尿中LD75%来自血浆,22%来自肾。 70%肾疾病患者,尿LD升高,故缺乏特异性。 主要用于随访肾实质病变的进展。
(9)组织蛋白酶B(cathepsin B): (8)亮氨酸氨基肽酶(LAP) 广泛分布人体各组织中,肾近端小管富含LAP; 肿瘤治疗后LAP升高,提示肿瘤复发; 80%孕妇有尿LAP升高,分娩后下降至正常,否则提示肾盂肾炎的存在; 所有伴随着肾实质坏死、分解、GFR改变肾缺血,均可导致尿ALP增加。 (9)组织蛋白酶B(cathepsin B): 为近曲小管内的溶酶体水解酶; 早期糖尿病肾病患者,尿cathepsin B增高大多早于尿微量清蛋白。
3.肾脏疾病尿酶诊断指标的选择 P269 尿NAG是肾损害和抗生素肾毒性反应的良好指标; 尿路感染时,NAG、GRS最有诊断价值 ; 肾移植排斥反应时,LYS、GRS、NAG、γ-GT 等均不同程度增高; LDH、ALP、GRS 可诊断、鉴别诊断肾脏良性和恶性肿瘤。
(三)尿蛋白和尿酶检查的选择 肾小球-肾小管损伤的标志物 可检出的标志物 损伤部位 Alb、Tf、IgG、α2-MG 肾小球选择通透性 P269 (三)尿蛋白和尿酶检查的选择 肾小球-肾小管损伤的标志物 可检出的标志物 损伤部位 Alb、Tf、IgG、α2-MG 肾小球选择通透性 α1-m、β2-m、RBP、LYS 肾小管重吸收 γ-GT、ALP、AAP 近端小管刷状缘 NAG、GRS 近端小管溶酶体 LDH 肾小管胞质 THP 肾小管髓袢厚壁升支
总 结 肾小球滤过功能的早期损伤和评价:(1) 肌酐清除率作为常规评价指标,(2) 选择性尿ALB的测定。 总 结 肾小球滤过功能的早期损伤和评价:(1) 肌酐清除率作为常规评价指标,(2) 选择性尿ALB的测定。 肾脏疾病晚期:血肌酐、尿素测定意义较大 肾小管重吸收功能:α1-m 、β2-m、RBP 肾小球滤过功能的标志物:尿ALB 肾小管功能标志物: β2-m、 α1-m 、NAG、ALP 髓袢损伤标志物:THP
小 结 掌握:肾阈值、肾清除率及自由水清除值的概念,肾清除试验及其应用,肾小球滤过功能评价的指标及应用,尿蛋白选择性与SPI的概念及意义,尿蛋白检测的临床意义,肾小球及肾小管损伤的标志物。 熟悉:肾脏的结构与功能,肾小管重吸收部位与功能。
P272 第三节 常见肾脏疾病的病理生化 急性肾小球肾炎 肾病综合征 急性肾功能衰竭 慢性肾功能衰竭
一、急性肾小球肾炎 又称急性肾炎,acute glomerulor nephritis 1、临床表现: 急性起病,以血尿、蛋白尿、高血压、水肿、GFR下降为特点的肾小球疾病。 常发生在链球菌感染后,因变态反应而引起双侧肾弥漫性的肾小球损害。
2、病理生化: 滤过膜破坏 蛋白尿(非选择性~,1~3g/d) RBC溢出 血尿 (肾小管功能正常) 弥漫性肾小球损害 高血压 左心衰 GFR Na、H2O潴留 血蛋白 (ALB γ-球蛋白 ) 水肿 血管内凝血 血、尿FDP 血总补体、C3 ,尿钠 ,血钾
3、治疗 休息 对症处理 透析 二、肾病综合征 nephrotic syndrome 1、临床表现 凡能引起肾小球毛细血管、滤过膜损伤的各种疾病,都可发展为~。 可分为:原发性~ 继发性~(SLE,DM,过敏性紫癜等)
大量蛋白尿(>3.5g/d) 低蛋白血症 高脂血症 水肿 诊断此征的必备条件 典型表现 血中凝血因子浓度增加,抗凝血酶III从尿中大量丢失,易发生自发性血栓形成 2、病理生化 肾小球滤过膜损伤 通透性增加,电荷屏障丧失 非选择性蛋白尿 低蛋白血症
酶活性受体 脂类代谢延迟 高脂血症(脂的数量、质量均发生改变 肝合成蛋白 脂蛋白、APO合成 低蛋白血症 浮肿(水、小分子物质转入组织间隙) 血浆胶渗压 交感神经(+),CA释放 血容量 ADH分泌 (两端低,中间高) RAA(+) ADS Na、水吸收 心钠素 排钠 渗透压 浮肿
3、治疗 一般治疗:高质量、高蛋白饮食,低盐、低脂饮食 利尿 肾上腺皮质激素、细胞毒药物应用:抑制免疫过程、炎症反应,削除蛋白尿,抑制ADS分泌。 积极控制感染 三、急性肾功能衰竭(acute renal failure,ARF) 1、临床表现 任何原因引起的急性肾功能损害,使肾单位丧失调节功能,不能维持体内电解质平衡和排泄代谢产物,导致高血钾及急性尿毒症,称为ARF。
急性肾小管坏死(acute tubular necrosis,ATN)在临床上常与ARF这一术语交替使用。 与日俱增的进行性血尿素氮和血肌酐的升高,是诊断急性肾功能衰竭的可靠依据,其肾衰为可逆性。 病程:少尿期,多尿期,恢复期。 2、病理生化表现为: 尿液量、质改变 血液:氮质血症,代酸 水中毒,钠潴留 高钾血症、高磷、低钙血症
3、治疗: 对症处理,人工透析。 四、慢性肾功能衰竭(CRF) 1、临床表现 是在发生各种慢性肾脏疾病基础上,由于肾单位逐渐受损,缓慢出现的肾功能减退,以至不可逆的肾衰。较常见,是器质性病变,预后不好。 2、肾功能减退可分为四个阶段: 肾贮备能力丧失期,氮质血症期(肾功能不全期), 肾功能衰竭期,尿毒症期。
(二)血中含氮化合物的测定:(常用的肾功能指标) Creatinine and urea 取决于机体氮的分解代谢与肾脏的排泄能力,在摄入与分解比较稳定的情况下,其血浓度取决于肾排泄能力。 1、urea的测定: 直接法:二乙酰一肟法 间接法:尿素酶法 [形成氨(盐)] 测定方法 血尿素参考范围: 2.86~8.20 mmol/L 1mmol/L尿素 = 2mmol/L尿素氮
2、Creatinine 的测定: 测定方法 碱性苦味酸法(Jaffe’s反应):生成黄红色物质---常用方法,特异性不高(假肌酐的影响),而动力学测定法提高了准确性。 酶联法:特异性高,特别适用于自动分析,但工具酶过多、价格昂贵。 血肌酐参考范围: 男性:44~133umol/L 女性:70~106umol/L
3、血清尿酸 ( uric acid, UA) 尿酸 嘌呤的代谢终产物,主要从肾脏排出,肾功能受损,血尿酸增加。 (1)生成 600mg/d~700mg/d (2)排出 肾 占2/3~3/4 尿液 肠管 200mg 经细菌降解 MW 168 , 全滤过,近曲小管98%重吸收,远曲小管主动分泌,占肾排出尿酸的2/3。 许多化学物质及药物(乙胺丁醇、酮体、乳酸、水扬酸、氯噻嗪等)可干扰肾小管分泌尿酸。
(3)、血尿酸浓度: 男性:149~416umol/L 女性:89~357umol/L (4)、高尿酸血症 hyperuricemia 病因: 肾排出UA增加:占3/4 主要为分泌机能障碍, UA生成过多:来源过多, 嘌呤代谢紊乱 慢性酒精中毒也可致hyperuricemia
4、测定方法: 磷钨酸还原法 尿酸酶法:紫外分光法,酶联比色法,酶联紫外分光法 HPLC法、质谱法 三、肾血流量测定(renal blood flow, RBF) 若血浆中某物质在流经肾循环一周后,可被完全清除,则该物质每分钟尿中排出量应等于每分钟通过肾脏的血浆中所含的量。 即:U*V=X*P X=U*V/P=C 即该物质的肾清除率为每分钟通过肾脏的血浆量。
合乎要求的物质:碘锐特、PAH等 滤过很少,主要通过分泌排出,当其血浆浓度<3mg%时,经肾循环一周后几乎被完全清除。Cx: 660ml/min 660ml/min只为供应肾脏泌尿部分的肾血浆流量,故称其为肾有效血浆流量(effective renal plasma, ERPF) RBF=660/55*100=1200ml/min 碘锐特、PAH等外源性物质操作复杂,临床上多不采用。目前临床上用放射性同位素肾图测肾血流量,并作为肾功能的常规检查项目。