实验诊断学——肾脏功能 RENAL FUNCTION 上海交通大学临床医学院检验系 刘湘帆

教学内容 肾脏基本功能和作用 肾小球滤过功能 近端肾小管功能 远端肾小管功能 尿常规和管型尿 肾脏功能检测的选择

外层：皮质 内层：髓质（肾锥体）

一、肾脏功能概述renal function （一）肾的基本结构 1、肾单位（nephron） 肾小体 肾小球 肾小囊 肾小管 近端小管 髓袢 远端小管

2、肾小球的滤过功能 （1）组成 毛细血管丛 肾小球囊 滤过膜 （2）阻止滤过的物质 血细胞 血浆蛋白 2、肾小球的滤过功能 （1）组成 毛细血管丛 肾小球囊 滤过膜 （2）阻止滤过的物质 血细胞 血浆蛋白

肾小球滤过（glomerular filtration）: 当血液流经肾小球的毛细血管网时，血浆中的水和小分子溶质，包括分子量较小的血浆蛋白质，通过滤过膜滤过入肾小囊形成原尿的过程。

（3）决定滤过的因素： ◆结构基础： 滤过膜通透性 滤膜屏障 ▲机械性屏障 ▲电荷屏障 Alb 负电荷 足 细 胞 间 隙 内皮细胞层（对蛋白不阻止） 基 膜 层（阻止蛋白） 足 细 胞 间 隙 裂孔 滤膜屏障 ▲机械性屏障 4~8nm 非细胞层 主要根据孔径大小和分子形状等 ▲电荷屏障 Alb 负电荷

滤过屏障起主要作用，电荷屏障主要对白蛋白等带有负电荷的物质发挥作用。 < 2nm的物质一般可以自由通过 >4nm的物质几乎不能通过

肾小球滤过率（GFR） (glomerular filtration rate) :单位时间内两肾生成的滤液量。 125ml/min 180L

1.肾小球滤过率（glomerular filtration rate ,GFR) 单位时间内（每分钟）经两侧肾小球滤出的 血浆液体量 二、肾功能试验：肾小球滤过功能测定 Glomerular Filtration Function Tests 1.肾小球滤过率（glomerular filtration rate ,GFR) 单位时间内（每分钟）经两侧肾小球滤出的 血浆液体量 125ml/min

UV 1.73 C= ———— x ———— P A A—个体的体表面积 2.清除率（clearance rate） （1）定义： 肾脏在单位时间内（每分钟）肾脏能将多少毫升血浆中的某物质清除出去。（ml/min）。 （2）表示方法 U V C：清除率(ml/min) C= ———— V：每分钟尿量(ml/min) P U: 尿中测定物质的浓度（mmol/L ) P: 血中测定物质的浓度（mmol/L） UV 1.73 C= ———— x ———— P A A—个体的体表面积

3、菊粉（inulin）清除率 （1）菊粉的特点： 不被机体分解、结合、破坏 自由通过肾小球 不被肾小管分泌和重吸收 因此可以较好反映肾小球的滤过率 是目前GFR检测的“金标准”

（2）计算公式： 尿菊粉含量 菊粉清除率（Cin）= x尿量 血浆菊粉含量x稀释倍数 实际尿量+冲洗液量 稀释倍数= 实际尿量 （3）参考值： 2.0-2.3ml/s

4.内生肌酐清除率测定 （1）原理： ①肌酸的代谢产物 ②肌肉1mg/min将肌酐排入血液 ③血浆肌酐的生成量和尿的排出量较恒定，其变化受内 源性肌酐的影响 ④从肾小球滤过，不被肾小管重吸收、分泌 单位时间内，肾把若干毫升血浆中的内生肌酐全部清除出去，称为内生肌酐清除率(endogenous creatinine clearance rate,Ccr)

（2）表示方法 尿肌酐浓度(mol/L)每分钟尿量(ml/min) Ccr =———————————————— 血浆肌酐浓度(mol/L) Ucr V = —————— Pcr 校正： Ucr V 1.73 Ccr= ———————— Pcr A [正常值] 80-120ml/min/1.73m2

肾小球滤过率检测比尿素和肌酐检测更加敏感 (3)临床意义 ①判断肾小球损害的敏感指标 急性肾小球肾炎 Ccr 减低至正常的80%以下，血清尿素、肌酐仍为正常。 ②估价肾功能的损害程度 肾功能损害： < 80 ml/min 肾功能不全代偿期： 50-80ml/min 肾功能不全失代偿期： 25-50ml/min 肾功能衰竭期： < 25ml/min 尿毒症终末期： < 10ml/min 肾小球滤过率检测比尿素和肌酐检测更加敏感

血清尿素测定可观察肾小球的滤过功能 [正常参考值] 1.78-7.14mmol/L 5、血清尿素（Urea）测定 [原理] 氨基酸代谢终产物 血液循环 胃肠道 皮肤 肾脏 肾小球 [正常参考值] 1.78-7.14mmol/L 尿液

[原理] 体内氨基酸分解代谢的终产物 体内尿素经肾小球滤过而随尿排出 剩余部分由胃肠道及皮肤排出 肾实质受损害 肾小球滤过率降低 血中尿素浓度增加

6、血清肌酐（creatinine,Cr)测定 正常参考范围： 44-133μmol/L

尿素与肌酐的临床意义 肾功能不全代偿期： Urea轻度增高 >7mmol/L Cr正常或轻度增高 肾功能衰竭失代偿期： Urea中度增高17.9-21.4mmol/L Cr中度增高442μmol/L 尿毒症： Urea > 21.4mmol/L Cr 可达1.8mmol/L

7、血尿酸（uric acid,UA) 来源：嘌呤代谢产物 外源：食物（20%） 内源：核酸分解（80%） 途径： 外源：食物（20%） 内源：核酸分解（80%） 途径： 肾小球滤过，近端小管重吸收 血尿酸增高的原因： 尿酸生成的酶缺陷、肾小管转运障碍 摄取过多的富含嘌呤的食物 增高 1、原发性高尿酸血症：原发性痛风 2、继发性高尿酸血症： 慢性肾病及肾衰竭、白血病和肿瘤 长期禁食和糖尿病、子痫

8、血半胱氨酸蛋白酶抑制剂C （cystatin C，cys C） 特点： 有核细胞表达、分泌的一种碱性非糖基 蛋白，每日分泌量恒定。 分子量13kD，自由通过肾小球滤膜 途径： cystainC被近曲小管上皮细胞摄取、分解，不回到血液中，尿中仅微量排出。

血液 非糖基化碱性蛋白质 有核细胞 肾小管重吸收 分解 极少尿排（0.03-0.3mg/L) cys C 肾小球滤膜

推荐作为肾小球滤过的首选指标 特点： 1.在血浆中稳定，很少受到其他物质的干扰，临床上使用较多 2.与肾小球滤过率相关性好，指标优于肌酐、Ccr，与菊粉清除率相当 推荐作为肾小球滤过的首选指标

肾小球性蛋白尿 由于肾小球的滤过屏障损伤而产生的蛋白尿。 肾小球性尿微量蛋白以中高分子量蛋白质（60KD  500KD）为主 肾小球尿蛋白包括白蛋白和球蛋白， 白蛋 白（Alb）、转铁蛋白（Tf）、IgG、I gM、IgA、2-巨球蛋白（ 2 –MG）等。

尿微量清蛋白（Alb）及转铁蛋白（Tf）是诊断肾小球早期损伤的标志蛋白质。在肾损伤早期，尿常规阴性时，它们的含量可发生变化。尿微量清蛋白（Alb）的检出说明有早期肾小球损伤，常用于糖尿病肾病、高血压肾病的早期诊断，药物治疗肾毒性监测。

尿白蛋白、免疫球蛋白测定 尿液 Alb增高 轻度病变 IgG、IgA增高 慢性 中度病变 IgM增高 肾衰 严重病变

选择性指数（selective proteinuria index，SPI） 选择性蛋白尿： 指肾小球滤膜对血浆蛋白质能否通过具有一定的选择性，相对分子量较大的不易滤过，反之则易滤过。 尿中仅有少量大分子蛋白质排出，这些蛋白尿称为选择性蛋白尿。

非选择性蛋白尿： 指不论蛋白质相对分子量大小，以同样的速率滤过。尿中有大量的大分子蛋白质滤出，称为非选择性蛋白尿。

（IgG，分子量150kD）与转铁蛋白（Tf，分子量77kD） 选择性指数 测定Ig清除率与转铁蛋白清除率的比值。 尿IgG/血IgG SPI= 尿TRF/血TRF （IgG，分子量150kD）与转铁蛋白（Tf，分子量77kD） SPI<0.1选择性蛋白尿 SPI>0.2非选择性蛋白尿

由于IgG和转铁蛋白（Tf）均为内源性蛋白，肾小球滤过增加时肾小管的重吸收和分解也明显增加，而且两者所带的电荷量也不同，其可靠性受到一定影响。

意义： 1）SPI反映滤过膜的通透性，与其病理组织学有关 2）SPI高则预后差。 3）SPI高不能区分是由于肾小球滤过膜孔径增大原 因还是由于负电荷屏障受损引起的蛋白尿。

三、肾小管功能检测 Tubular Function Tests 肾小管标志性物质检查作为肾脏间质性肾病的监测手段。 常用的检测项目：肾小管性蛋白尿 尿酶 肾小管组织抗原

肾小管 （1）近端小管： 重吸收 水 电解质：Na+、K+、Cl-、HCO3- 葡萄糖、氨基酸、少量蛋白质 尿素：小部分重吸收 肌酐：完全不重吸收 原尿中99%将被重吸收最终形成终尿

1-微球蛋白、 β2微球蛋白、溶菌酶、视黄醇结合蛋白、尿蛋白 肾小管性蛋白尿 当近曲小管上皮细胞受损，对正常滤过的蛋白质重新吸收障碍，使尿中低分子量排泄增加，称肾小管性蛋白尿。是近曲小管受损的标志 1-微球蛋白、 β2微球蛋白、溶菌酶、视黄醇结合蛋白、尿蛋白

Concentration sieving concentration Protein free plasma glomerular filtered load urinary Concentration sieving concentration Coefficient IgG 10g/L 0.0001 1mg/L 0.1mg/L Alb 40g/L 0.0002 8mg/L 5mg/L RBP 25g/L ~0.7 17.5mg/L 0.1mg/L 1-MG 25g/L ~0.3 7.5mg/L 5mg/L Cystation C 1mg/L ~0.7 0.7mg/L 0.1mg/L β2-MG 1.5mg/L 0.7 1.1mg/L 0.1mg/L

β2微球蛋白(β2 -microglobulin, β2 –MG） 特点： 淋巴细胞、血小板、多形核白细胞产生 分子量11.8kD,1.6nm 自由通过肾小球 被近端小管几乎全部重吸收

尿液β2-微球蛋白升高是肾近曲小管重吸收功能受损的非常灵敏和特异的指标。 肾小管-间质性疾病、药物或毒物所致早期肾小管损伤，以及肾移植后急性排斥反应早期，尿中β2-微球蛋白含量增加。

血清（浆）β2-微球蛋白可较好地评估肾小球滤过功能。肾小球滤过功能受损时，血清（浆）β2-微球蛋白升高比血肌酐更灵敏更显著。

应注意的是，肾小管重吸收β2-m的阈值为5mg/L，故应同时测血β2-m，只有血β2-m＜5mg/L时，尿β2-m升高才反映肾小管损伤。 特异性较差，多种全身性疾病如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、恶性肿瘤、AIDS等β2-m生成明显增加。

1-微球蛋白 肝细胞和淋巴细胞产生 糖蛋白，分子量26-33KD 产生恒定，绝大部分被肾小管重新吸收 测定可以不受尿PH值影响 正常人<20mg/g肌酐

临床价值： 血中1-M、 β2-M与肌酐呈正相关 尿1-M增高主要见于肾小球通透性改变和肾小管重吸收功能障碍有关，而且对于肾小管的重吸收障碍1-M要优于β2-M，能够反应肾脏的早期改变。

指标评价 ①尿液α1-m升高是反映早期肾近端小管损伤的非常特异和灵敏的指标。α1-m产生较恒定，测定不受尿pH等因素的影响，故尿α1-m比尿β2-m更敏感地反映肾小管早期损害。 ②血清α1-m升高提示肾小球滤过率降低，比血Ccr和β2-m更灵敏。

2、尿酶 （1）丙氨酸氨基肽酶（AAP） （2）N-乙酰--D-氨基葡萄糖苷酶 （3）碱性磷酸酶 （4）-谷氨酸转换酶 作用：1）肾脏早期损伤的敏感指标 2）疾病定位，鉴别上下尿路感染

尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶 （N-acetyl-β glucosaminidase，NAG） NAG是一种溶酶体水解酶，广泛分布于多种组织细胞中，分子量约为130~140KD，正常肾小球不能滤过。尿路中NAG主要存在于肾近曲小管上皮细胞中，通常认为尿NAG活性升高可作为肾小管损伤的标志物。

临床意义 ①尿NAG为诊断多种早期肾损伤的理想指标之一。常用于上尿路感染的定位诊断，与膀胱炎鉴别。

γ-谷氨酰转肽酶（γ-glutamyl transpeptidase，γ-GT） γ-GT又称γ-谷氨酰转移酶，是一种含巯基的线粒体酶，组织分布以肾脏含量最多。尿γ-GT主要来源于肾近曲小管刷状缘。多种肾脏疾病如急性肾炎、肾病、肾功能衰竭、肾缺血、肾移植排异、药物肾毒作用，均可致尿γ-GT增高。γ-GT还可用于鉴别上下尿路感染，上尿路感染时增高，下尿路感染时正常。慢性肾盂肾炎，尿γ-GT排出减少。

组织蛋白酶B（cathepsin B） 组织蛋白酶B（cathepsin B）是位于肾近曲小管内的一种溶酶体水解酶，其排出量增加与肾近曲小管细胞吞饮作用受损直接相关。尿组织蛋白酶B（cathepsin B）活性升高是反映早期糖尿病肾病最敏感的指标之一，升高大多早于尿微量清蛋白。

尿T-H蛋白 肾小管髓袢升支及远曲小管细胞合成和分泌的一种糖蛋白，它是一种隐蔽的抗原，当小管病变时，TH蛋白会漏入间质引起抗体产生。 监测肾小管损伤（尤其肾毒性和肾移植）

四、肾小管浓缩稀释功能试验 （一）远端肾单位功能试验 功能:浓缩和稀释尿液 当肾脏病变时，远端小管和集合管受损，对水、钠、氯的重吸收发生变化，髓质部的渗透压梯度遭到破坏，影响尿的浓缩和稀释功能。

（2）髓袢细段：降支细段、升支细段 形成渗透压梯度：尿液浓缩稀释 （2）髓袢细段：降支细段、升支细段 形成渗透压梯度：尿液浓缩稀释 水>溶质 水 溶质

（3）远端小管：髓袢升支粗段、远曲小管 集合管

1、浓缩稀释试验 （1）3h尿比重试验 （2）昼夜尿比重试验（莫氏试验）

（1）3h尿比重试验 [方法] 病人按正常饮食和活动 上午8时排尿弃去 每隔3h留尿1次，直至次晨8时 分装8个容器 测定尿量及比重

[参考值] 白天排尿量应占全日尿量的2/3--3/4 其中必有一次尿比重大于1.025 一次小于1.003。 [参考值] 白天排尿量应占全日尿量的2/3--3/4 其中必有一次尿比重大于1.025 一次小于1.003。  

（2）昼夜尿比重试验（莫氏试验） [方法] 正常进食，每餐含水量不宜超过600ml 上午8时排尿弃去上午10时、12时、下午2、4、6、8时及 次晨8时各留尿1次 分别测定尿量及比重

[参考值] 24h尿量为1000-2000ml 昼尿量与夜尿量之比3～4：1 12h夜尿量不应超过750ml 尿液最高比重应在1

少尿+高比重： 肾前性少尿 多尿，低比重尿，液尿增多，或比重固定在1.010: 肾小管浓缩功能差

2、尿渗量测定（urine osmol，Uosm） （1）定义： 尿渗量：指尿内全部溶质的微粒总数而言， 与微粒的种类及性质无关。 它可反映溶质和水相对排泄速度。 1渗量：溶质颗粒使1kg水的冰点下降1.86度 （2）方法 晚饭后禁饮8h 清晨一次送尿检查 静脉取血后分离血清 测定渗量

(3)临床意义 Uosm >Posm 尿已浓缩 高渗尿 Uosm <Posm 尿已稀释 低渗尿 Uosm =Posm 等渗尿 Uosm下降示肾小管浓缩功能减退 尿渗量比尿比重受影响的因素少，更能准确反映肾小管的浓缩稀释能力

3、渗透清除率(Cosm)测定（渗量清除率） （1） 定义： 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。   Uosm × V Cosm=———————— Posm

4、自由水清除率（CH2O）测定 （1）定义： 指单位时间内使尿液达到等渗，而应从尿中减去或加入的纯水量。即单位时间内所排出尿量与等渗尿量的差。 尿液：等渗尿+纯水 V=Cosm+CH2O 浓缩尿=等渗尿量 — 被吸收的纯水 稀释尿=等渗尿量 + 血浆中清除的纯水 （2）方法 CH2O=V—Cosm=（1-Uosm/Posm）V （3）参考值：-25～-100ml/h （4）意义 正值示肾脏排水量多，肾稀释能力； 负值代表肾脏潴留水分，肾浓缩能力。 CH2O为0，表示尿液为等渗 如持续为0，示肾脏浓缩稀释功能严重减退。

五、肾小管性酸中毒诊断试验 定义： 肾小管分泌氢离子或重吸收碳酸氢离子的功能减退，使尿酸化功能失常，而产生的一种慢性酸中毒。 分类： I型： 远端肾小管酸中毒，远端肾小管泌H+障碍 II型： 近端肾小管酸中毒，近端肾小管HC03-重吸收 或/和泌H障碍。 III型: 近、远端肾小管功能障碍 IV型： 代谢性酸中毒合高血钾

肾小管、集合管 的排泌作用（近曲小管） 分泌H+ 重吸收HCO3- 调节酸碱平衡

分泌K+（尿中的钾主要是分泌来的） Na+-K+交换 H+-Na+交换 K+ H+ 远曲小管和集合管

谷氨酰胺 谷氨酸 远端小管、集合管 分泌NH3 促进H的排出和重吸收HCO3-

1、氯化铵负荷试验 正常： 口服NH4Cl，产生酸血症 远端肾小管排泌H+，与NH3结合，形成NH4+ 与Cl-形成NH4Cl 尿液明显酸化，血液pH正常 异常 血液pH下降，尿液pH不下降 对鉴别I型RTA

2、碳酸氢离子重吸收排泄试验 正常： 口服NaHCO3 ，90% HCO3-被近端肾小管重吸收，10%被远端肾小管重吸收 II型肾小管性酸中毒 近端肾小管对HCO3-的重吸收功能减退 HCO3-自尿液排出，尿液呈碱性 血液呈酸性

肾小球滤过功能 内生肌酐清除率试验 血清尿素、肌酐、尿酸测定 肾功能试验的选择和应用（1） 尿液一般检查 蛋白尿 红、白细胞 肾小管上皮细胞和管型 肾小球滤过功能 内生肌酐清除率试验 血清尿素、肌酐、尿酸测定 血β2-MG SPI cysC CarHb FDP 尿Alb Ig 远端肾小管功能 浓缩稀释试验 尿渗量、血浆渗量 渗透清除率 自由水清除率 THP 近端肾小管功能 排泌功能： 酚红排泄试验 重吸收功能： 尿氨基酸、葡萄糖重吸收 TmG β2-MG α1-MG

肾功能试验的选择和应用（2） 肾血流量试验 PAH清除试验 尿酶检查 丙氨酸氨基肽酶（AAP） N-乙酰--D-氨基葡萄糖苷酶 碱性磷酸酶 -谷氨酸转换酶 肾血流量试验 PAH清除试验

复习思考题 名词解释： 内生肌酐清除率 渗透清除率 自由水清除率 肾小球性蛋白尿 GFR 问题： 1、内生肌酐清除率测定的临床意义？ 名词解释： 内生肌酐清除率 渗透清除率 自由水清除率 肾小球性蛋白尿 GFR 问题： 1、内生肌酐清除率测定的临床意义？ 2、肾小球功能测定的常用方法有哪些？ 3、测定肾小管功能常用试验有哪些？