第九章　肾脏疾病的生物化学诊断

卫生部“十一五” 规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材第九章　肾脏疾病的生物化学诊断广州医学院刘忠民退出

教学内容 一、肾脏的结构和功能二、肾脏疾病的生化实验室检查三、常见肾脏疾病的生物化学测定方法和评价四、常见肾脏疾病的生物化学诊断

第一节肾脏的结构和功能 一、肾脏的基本结构二、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返回章

一、肾脏的基本结构 • nephron是肾脏结构和功能的基本单位，与集合管共同完成泌尿功能。 • 每侧肾脏约100万个肾单位。 • 肾单位组成： • 肾小体：由肾小球和肾小囊组成。 • 肾小管：分近端小管、髓袢细段、远端小管。 • 肾单位汇集于集合管，再汇入乳头管，开口于肾盂。返回节

肾单位结构图示意图 返回节

肾小球滤过膜 • 滤过膜的三层结构 • 内层为毛细血管的内皮细胞层。 • 中间为非细胞性的基膜层。 • 外层是肾小囊上皮细胞。 • 两个滤过屏障 • 孔径屏障 • 孔径大小: 内皮C(100nm)＞基底膜＞上皮C层(7nm)。 • 物质分子量: ＜1.5万自由通过，＞7万不能滤过。 • 电荷屏障 • 膜表面有带负电的唾液酸，带负电荷物质不易通过 • 滤过屏障中起主要作用的是孔径屏障。 • 滤过面积和通透性由其结构决定，受肾小球系膜的调节。返回节

肾血管系统特点 • 肾动脉由腹主动脉分出，血供丰富。 • 肾血流量=20% -25%心输出量。 • 为肾功能的发挥提供足量的血液。 • 双毛细血管网结构。 • 肾小球毛细血管袢—滤过功能。 • 肾小管周围的毛细血管网—营养、重吸收分泌功能。返回节

二、肾脏的基本生理功能 • 既是人体最重要的排泄器官，也是重要的内分泌器官。 • 作为机体一部分，维持机体内环境稳定。 • 途径： • 与环境进行物质交换（排泄） • 生成尿液。 • 参与物质代谢及调节 • 分泌和降解活性物质。 • 氨基酸和糖代谢。返回节

肾脏对物质的处理方式 • 排泄 • 代谢终产物—尿素、尿酸、肌酐等含氮代谢物。 • 异体物质—药物、毒物等。 • 超过机体需要的过多物质—葡萄糖等 • 保留 • 营养物质—蛋白质、G、AA、脂肪等。 • 有形成分—血细胞。 • 调节 • 水、电解质—H20、K+、Na+、Ca2+等 • 酸碱—HCO3-、H+、NH4+等 • 渗透压返回节

肾小球滤过（功能） • 肾小球滤过 • 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，通过滤过膜滤入肾小囊形成原尿的过程。 • 方式 • 纯物理性超滤，被动且不耗化学能；但消耗动能。 • 血浆的超滤液就是原尿 • 原尿除了不含血细胞和大中分子血浆蛋白质外，其余成分和血浆中成分相同。 • 功能：排泄和保留返回节

肾小球滤过膜示意图

肾小球滤液的生成机理及因素 • 肾小球滤液生成与细胞外液生成相似。 • 决定肾小球滤过作用的主要因素 • 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。返回节

肾小球滤过膜滤过面积和通透性 • 滤过面积 • 人体肾单位总数达200万个，总滤过面积约1.5m2。 • 通透性 • 结构与屏障：滤过膜的三层结构形成两个滤过屏障。 • 评估指标 • 评估滤过能力的指标 • 评估屏障能力的指标返回节

评估滤过能力的指标 • 肾小球滤过率(GFR) 单位时间内两肾生成的滤液量。 GFR=肾血浆流量/5=125ml/min=有效滤过压×滤膜因子 • 滤过分数(FF) 指肾小球滤过量占流经肾小球的血流量的比值。 FF=滤过率/肾血浆流量=0.18-0.22 返回节

评估屏障能力的指标 • 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。 θALb=U ALb - P ALb • 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。 SPI= θlgG /θTf θ≤ 0.1 返回节

有效滤过压 • 有效滤过压(EFP) 由三种力组成肾小球有效滤过压＝肾小球毛细血管血压－(血浆胶体渗透压＋囊内压) • 滤过压平衡入球端EFP为2.0 Pa，籍此可使血浆某些成分透过肾小球滤膜，进入肾小囊，形成原尿；出球端EFP为0，滤过停止，此过程称为滤过压平衡。返回节

肾血流量 • 肾血流量(RBF) 肾脏的血液供应十分丰富，相当于心输出量的20%～25% 肾血流量=心输出量(5000ml/min)/(4-5) = 1200ml/min 通常主要指的是肾皮质血流量，占总量的94%。 • 肾血浆流量(RPF) 肾血流量中的血浆部分。肾血浆流量=肾血流量/2=660ml/min • 肾血流量影响肾灌注压和肾血流阻力返回节

肾小管和集合管的转运功能 • 转运方式重吸收和排泌。 • 重吸收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。 • 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。返回节

肾小管的重吸收 • 重吸收方式选择性主动重吸收和被动重吸收。 • 重吸收部位与功能 • 近曲小管：物质重吸收最重要的部位。 • 髓袢：尿液的浓缩稀释等功能。 • 远曲小管和集合管：主要参与体液及酸碱等调节。 • 重吸收效率与阈值 • 水的效率=1.5L终尿/180L原尿。 • 其他物质各有不同……。 • 最大重吸收量，用Tm表示。 • 作用（物质的处理方式）：保留和调节。返回节

肾小管、集合管的排泌 • 排泌方式选择性主动排泌和被动排泌。 • 排泌部位与功能 • 近端小管、远端小管和集合管都有泌H+功能，在调节机体酸碱平衡方面起作用。 • 远曲小管和集合管泌钾功能：K+-Na+交换。 • 近端小管的排泌功能：青霉素、酚红、肌酐和对氨基马尿酸等均由肾小管排泌。 • 排泌限量排泌作用的最大限度，通常以Tm表示。 • 作用（物质的处理方式）：排泄和调节返回节

肾单位对各种物质的代谢方式 • 主动与被动，单向与双向；排泄、保留与调节。 • 重吸收 • 全部重吸收—营养物质(蛋白质、G、AA等)。 • 大部分重吸收—水、无机离子（Na、K等）。 • 部分—代谢物（尿素、尿酸等）。 • 不重吸收—代谢物（肌酐）。 • 分泌 • 代谢物质—H+、K+、NH4+；酸碱物质。 • 异物—对氨基马尿酸PAH、酚红PSP、药物。返回节

肾小球滤过与吸收的调节 返回节

第二节肾脏疾病的生化实验室检查 一、肾功能的生化检查二、尿蛋白和尿酶检查返回章

一、肾脏功能的生化检测 • 肾清除试验 • 肾小球功能检查　（肾血流量检查） • 肾小管和集合管功能检查 • 肾功能试验方法的选择返回节

肾清除试验 • 肾清除或肾廓清 • 当血液流经肾脏时，血浆中的某些物质通过肾小球滤过或肾小管处理而排出体外的过程。 • 肾清除值/率（C） • 衡量肾脏在单位时间（min）内能清除血液（ml）中某种物质能力的指标。 • 单位：某物质的清除值C = ml/min • 肾清除试验 • 测定肾单位功能（清除）最基本的方法之一。返回节

肾清除值计算依据与标准化 • 计算依据血液中被清除物质的含量[Cs×P]（mg/min） =尿液中物质的排泄量[U（mg/ml）×V（ml/min）] 即 Cs=U×V/P • 标准化 Cs（ml/min.m2）=(UV/P) ×(1.73/A) 1.73/A称校正系数；体表面积A可用公式计算或查计算图表获取。 A（m2）=0.0061身高cm+(0.0128体重kg-0.1529) 返回节

肾清除试验应用 • 肾清除率即肾脏在单位时间内清除血中某物质的能力，这种能力的大小主要由肾小球、肾小管功能和肾血流量决定。 • 利用不同物质的清除率可测定下列功能 • 肾血流量检查 Cs=UV/P • 肾小球滤过率 Cs=UV/P • 肾小管重吸收功能 Tm=CsP-UV • 肾小管排泌功能 Tm=UV-CsP • 肾小管调节功能 ±（UV-CsP）返回节

尿液生成示意图 肾小球血液1 血液2 肾小管滤过排泌重吸收尿液返回节

肾清除试验常见物质

肾小球功能检查 • 肾小球过滤功能检查（排泄能力） • 肾小球滤过率测定 • 血液中相关物质浓度的测定 • 肾小球屏障功能检查（保留能力） • （参见尿蛋白和尿酶检查） • 血浆蛋白质清除率试验（Cx） • 尿微量白蛋白检测 • 沉渣检测 • 肾血流量检查（主要因素之一）返回节

肾小球过滤功能检查 • 肾小球滤过率测定 • 内生肌酐清除率试验（CCr） • 蛋白质负荷试验 • 血液中相关物质浓度的测定 • 含氮类化合物检测 • 血胱抑素（cystatin C） • 氨甲酰血红蛋白测定 • 中分子物质测定返回节

肾小球滤过率测定 • 测定途径：GFR尚不能直接测定，必须通过某物质清除率的方法间接反映。 • 测定物质：主要有菊粉(inulin)、肌酐、甘露醇、硫代硫酸钠和51Cr-EDTA等。 • 标准方法：菊粉清除试验为目前测定GFR的“金标准”，可准确反映肾小球滤过率。但菊粉是外源性物质，测定方法繁杂。 • 常规方法：临床上多测定内生肌酐清除率，它具有简便易行的优点。返回节

内生肌酐清除率试验临床意义 • 计算肌酐清除率CCr=肾小球滤过率GFR=UV/P • 参考值 • 3h法：男 108.6±2.1ml/min 女 101.0±2.78ml/min • 24h法：男 88.1±13.5ml/min 女 83.0±8.3ml/min • 标化值：80～120ml/min/1.73M2 • 意义判断肾小球滤过功能的灵敏指标，较NPN等敏感。返回节

CCr评估肾小球滤过功能 ＜80 ml/min提示肾功能有损伤。 50～80 ml/min为肾功能不全代偿期。 25～50 ml/min为肾功能不全失代偿期。＜25 ml/min为肾功能衰竭期（尿毒症期）。 10 ml/min为尿毒症终末期。返回节

GFR与血肌酐、尿素浓度关系 正常GFR百分比 100 80 60 40 20 0 　血肌酐血尿素（μmol/L）（mmol/L） 120 100 80 60 40 20 0 GFR（ml/min ） 112 98 84 70 56 42 28 14 2832 2478 2124 1770 1416 1062 708 354 返回节

肌酐、尿素、尿酸的检查 • 评价 • CCr、Urea和UA浓度检测方法简便，仍是临床常用的肾功能监测指标。 • 指甲肌酐测定可了解3个月前血肌酐水平和肾功能状态。 • 参考范围 • 血浆肌酐44μmol/L～133μmol/L。 • 血清尿素1.8 mmol/L～6.8mmol/L。 • 血尿酸(男性)148.7μmol/L～416.4μmol/L， (女性)89.2μmol/L～356.9μmol/L。返回节

临床意义 • 肾功能不全的代偿期 • 尿素轻度增高(＞7.0mmol/L)。 • 肌酐可不增高或轻度增高。 • 肾功能衰竭失代偿期 • 尿素中度增高 (17.9 mmol/L～21.4mmol/L)。 • 肌酐也中度增高 (442.0μmol/L)。 • 尿毒症尿素＞21.4mmol/L，肌酐可达1.8 mmol/L，为尿毒症诊断指标之一。返回节

血胱抑素C测定 • 胱抑素（cystatin C） • 属非糖基化的碱性蛋白质，分子量约13kD，属半胱氨酸蛋白酶抑制物cystatin 超家族成员。 • 机体内几乎所有的有核细胞均能产生，且其产生率多处在相对衡定状态。 • 完全经由肾小球滤过并几乎全部被近曲小管重吸收和分解。 • 方法：乳胶颗粒增强浊度法。 • 参考范围：血浆1.0mg/L(0.6mg/L～2.5mg/L)。 • 临床意义：血cystatin C是反映肾小球滤过功能的较为理想的内源性物质。返回节

氨甲酰血红蛋白测定 • 代谢 • 血液中的尿素较易进人红细胞内而被分解成铵(NH4+)和氰酸盐，Hb在氰酸盐的作用下可形成氨甲酰血红蛋白。 • 反应为不可逆反应。 • 意义 • 血液CarHb浓度是患者近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。返回节

中分子物质测定 • 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、羟基酚酸、芳香烃、吲哚类物质、胺和多胺类等。 • 测定方法：目前临床上大多用高效液相层析测定血清中中分子物质总量。 • 意义：测定尿毒症患者血清中中分子物质，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。返回节

对氨基马尿酸清除试验临床意义 • 计算 • CPAH=（UV/P）*效正系数 • 肾血浆流量RPF(ml/min)=UV/P • 肾全血流量RBF(ml/min)=RPF/（1-HCT） • 参考范围 RPF 600～800ml/min RBF 1200～1400ml/min • 意义 • RPF降低：慢性肾炎、晚期肾盂肾炎、高血压肾功能不全、急性心肌梗塞、心功能不全、休克等。 • PPF升高：甲亢、妊娠等。返回节

肾小管和集合管功能检测 • 肾（近曲）小管重吸收功能检查 • 肾（近曲）小管排泌功能检查 • 肾（远曲）小管和集合管水、电解质调节功能检查 • 肾（远曲）小管和集合管酸碱调节功能检查返回节

近曲小管重吸收功能检查 • 尿中物质排出量测定 • 尿β2-微球蛋白、尿酶、葡萄糖、氨基酸、钠等。 • 重吸收率（TRS）测定 • TRS指某物质的重吸收量占肾小球滤过总量的比率， • 通常测定磷的重吸收率。 • 排泄分数(Fe)测定 • Fe指尿排出部分（未被重吸收部分）占肾小球滤过总量的比率，通常测定钠的排泄分数。 • 排泄分数＝1－重吸收率。 • 最大重吸收量测定 • 葡萄糖最大重吸收量试验（TmG）。返回节

尿钠与滤过钠排泄分数测定 • FeNa计算 • FeNa（%）=尿钠排出量/滤过钠总量 =[（尿钠/血钠）/（尿肌酐/血肌酐）]×100 • 滤过钠总量=GFR ×血钠 • 参考范围尿钠浓度＜20mmol/L；FeNa＝1 • 临床意义 • 可作为估计肾小管坏死程度的指标。肾小管功能受损，尿钠浓度＞40mmol/L，FeNa＞1。 • 鉴别急性肾功能衰竭和肾前性氮质血症时有意义肾前性氮质血症，尿钠浓度＜20mmol/L，FeNa＜l。返回节

葡萄糖最大重吸收量试验（TmG） • 标本采集：通过口服、输液使血液糖浓度处于较高状态（应超过160～180mg/dl 的肾糖阈），收集2h尿量，并采血。 • 检测：测定血、尿中G和菊粉的含量。 • 计算：TmG=肾小球滤液G量-尿液G量 = PCin—UV • 参考范围：成人300～440mg/min • 意义：反映有功能的肾小管的数量和质量。　　　　反映储备功能。返回节

酚红排泄试验（PSP） • 标本采集 • PSP分为静脉注射法和肌肉注射法两种。试验前2h应禁烟、茶，饮水300～400ml,30min后排尿弃之。试验时注射6g/L的酚红1ml，测定2h内尿酚红量。 • 检测 • 测定尿中酚红含量。 • 计算 • 排泄分数——排出率（%）返回节

参考范围及临床意义

对氨基马尿酸最大排泄量试验（TmPAH） • 标本采集 • 静脉滴注PAH，当达到约600mg/L时，收集2h尿量，并采血。 • 检测 • 测定血、尿中PAH和菊粉的含量。 • 计算 • TmPAH=尿PAH总量-肾小球滤液PAH量=UV-PCin • 参考范围：成人60～90mg/min • 意义：反映有功能的肾小管的数量和质量。返回节

尿量、尿比重、尿渗透量 • 尿量测定 • 1000～2000ml/d • 昼:夜=3～4:1（肾小管浓缩功能） • 尿比重测定 • Dmax＞1.025表示肾小管浓缩功能正常 • Dmin＜1.003表示肾小管稀释功能正常 • 尿渗透量测定 • 血 280～310 mOsm/KgH2O • 尿 40～1400mOsm/KgH2O(24h) • 尿:血=2～4:1（肾小管浓缩指数）返回节

自由水清除值 • CH2O • 单位时间内，使尿液达到等渗时需从尿液中减少或加入的纯水量。 • 尿液=等渗尿+纯水 • 浓缩尿量等于等渗透尿量减去被吸收的纯水量。 • 稀释尿量等于等渗透尿量加上血浆中清除的纯水量。 • 检测：血、尿渗透量和尿量 • 计算：CH2O=V-Cosm=V（1-U/P）返回节

第九章 肾脏疾病的 生物化学诊断