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第九章 肾脏疾病的生物化学诊断

第九章 肾脏疾病的生物化学诊断. 湘南学院医学检验系 　　　　　　临床生化检验教研室. 教 学 目 标. 授课对象： 检验本科 授课时数： 4 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。.

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第九章 肾脏疾病的生物化学诊断

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  1. 第九章肾脏疾病的生物化学诊断 湘南学院医学检验系 　　　　　　临床生化检验教研室

  2. 教 学 目 标 授课对象：检验本科 授课时数：4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。

  3. 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

  4. 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。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。

  5. 身体里的血液不停地从这里流进肾脏 肾 脏 尿 液 在 这 里 生 成 动 脉 静 脉 输 尿 管 膀 胱 尿 道 尿 液 从 这 里 排 出 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。

  6. 肾脏是机体内最重要的排泄器官（泌尿功能）、内分泌器官。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。

  7. 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

  8. （一）肾单位 一、肾脏的基本结构 Glomerulus 肾小球 renal corpuscle 肾小体 Bowman’s capsule 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。 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

  9. 出球小动脉 入球小动脉 远曲小管 （远端小管） 肾小球 肾球囊 皮质 近曲小管 与尿液的生成有关 集合管 髓袢 髓质 尿液的浓缩稀释 肾单位结构示意图

  10. （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）。

  11. 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 • 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

  12. 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）。

  13. 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

  14. （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

  15. 肾小囊上皮细胞 基膜层 毛细血管内皮细胞 肾小球滤过膜

  16. 滤过膜 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 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。

  17. （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

  18. 入球小动脉 出球小动脉 血液 血浆胶体渗透压 毛细血管压 囊内压 有效滤过压示意图

  19. （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。

  20. 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，

  21. 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。

  22. 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。

  23. 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。

  24. 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。

  25. 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。

  26. （二）肾小管、集合管的排分/泌作用 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。

  27. 排泌部位与功能 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

  28. 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

  29. 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。

  30. 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＝(Ux×V)/ Px 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)

  31. 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

  32. 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。

  33. 物 质 清除方式 清除值临床意义 滤过 重吸收 排泌 肌酐、菊粉、甘露醇 √ × ×或极少 反映肾小球滤过功能 蛋白质 选择 滤过 ×或部分 × 计算过筛系数或选择指数，反映肾小球屏障功能 葡萄糖、氨基酸 √ 全部 × 清除值为0，接近阈值时反映肾小管重吸收功能 ＞90%/次循环 对氨基马尿酸、酚红、碘锐特 √或 部分 反映肾小管排泌功能、代表肾血流量 × 肾清除试验及其临床意义

  34. （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

  35. 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

  36. CCr测定临床意义（GFR） 评估肾小球滤过功能。 CCr＜80 ml/min：提示肾功能有损伤。 CCr 50～80 ml/min： 肾功能不全代偿期， CCr 25～50 ml/min：肾功能不全失代偿期， CCr＜25 ml/min：肾功能衰竭期（尿毒症期） CCr 10 ml/min：尿毒症终末期

  37. 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。

  38. 肾小球滤过率与血肌酐、尿素氮浓度的关系

  39. （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

  40. 2．血肌酐和尿素浓度测定（取决于肾排泄能力）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。

  41. NH2 C =O NH2 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。 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

  42. 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。

  43. 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

  44. 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。

  45. 铵(NH4+) 尿素 RBC 尿素 Hb 氨甲酰 血红蛋白 氰酸盐 不可逆反应 5．氨甲酰血红蛋白测定 CarHb (carbamylated hemoglobulin) 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。

  46. 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。

  47. （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

  48. （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

  49. （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。

  50. 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 肾小管功能受损，不 能很好地重吸收钠。 急性肾衰 ＞40 ＞1 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 由肾前性氮 质血症向急 性肾衰发展 20～40

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