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临床检验主管技师考试辅导临床化学讲义11
第十一章 肾功能及早期肾损伤的检查
本章内容
1.肾脏的功能
2.常见肾脏疾病的生化代谢变化
3.肾小球功能检查及其临床意义
4.肾小管功能检查及其临床意义
5.早期肾损伤检查及其临床意义
肾脏不仅是机体内最重要的排泄器官，还是重要的内分泌器官，它通过排出代谢废物，调节水、电解质和酸碱平衡来维持机体内环境的相对稳定。
通过肾脏功能检验可以评价肾脏的生理功能和疾病时肾脏的受损状态。
一、肾功能简述
（一）肾脏的基本结构和功能
肾脏的功能
1.排泄：
生成尿液排泄体内多余的水分、代谢终产物、药物毒物等。
2.调节：
回收保留有用的物质，调节水盐代谢和酸碱平衡，这对维持生命系统的稳态至关重要。
3.内分泌：
生成分泌生物活性物质，如肾素，前列腺素，促红细胞生成素（EPO）等，参与血压调节和造血功能。
肾脏的基本结构
肾为实质性器官，外层为皮质，主要由肾小球和肾小管组成；内层为髓质，由肾锥体构成，主要包含髓袢、集合管和乳头管。
肾脏的基本功能单位是肾单位，两侧肾脏大约有200万个肾单位，
肾脏最基本的功能是泌尿功能，尿液的生成主要通过肾小球滤过、肾小管选择性重吸收、肾小管与集合管分泌三个步骤进行的。
肾小球为血液滤过器，每天流经血量约1600L，肾血浆流量通过肾小球成为原尿的百分数是20%左右，原尿通过近曲、髓袢和远曲小管被重吸收，形成约1～2L/24h终尿排至体外。
（二）肾小球的基本结构和滤过功能
肾小球滤过膜分为3层，即内皮细胞、基底膜、上皮细胞。
滤过膜具有分子大小的选择性屏障和电荷选择性屏障作用。
滤过是指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膜形成滤液（原尿）的过程。
在正常生理条件下，绝大部分中分子以上的蛋白质不能通过滤过膜，少量选择性被滤过的微量蛋白又被肾小管重吸收或分解。
正常人尿蛋白含量极微25mg/24h，而微量蛋白中的各组分仅为微克或毫克水平。
（三）肾小管的重吸收功能
重吸收是肾小管上皮细胞将原尿中的水分和某些溶质转运回血液的过程。
肾小管分为三段，近曲小管、髓袢和远曲小管。
1.近曲小管
是重吸收最重要的部位。
不同物质的重吸收率不同，原尿中的葡萄糖、氨基酸、维生素及微量蛋白质等几乎全部重吸收，Na+，K+，Cl-，HC03-等也绝大部分被重吸收，肌酐则完全不被重吸收。
近曲小管对物质的吸收是有限度的，这个限度称为阈值，如前边所述肾糖阈。
2.髓袢
主要吸收一部分水和氯化钠（溶质），具有“逆流倍增”的功能，在尿液的浓缩稀释功能中起重要作用。
3.远曲小管和集合管
可继续重吸收部分水和钠，其主要功能为参与机体对体液及酸碱等的调节，在维持机体内环境稳定中起主要作用。
（四）肾小管和集合管的排泌功能
肾小管通过分泌H+、重吸收HCO3-在调节机体酸碱平衡方面起着重要作用。
1.近曲小管、远曲小管和集合管的上皮细胞都能够主动分泌H+，发生H+-Na+交换，达到排H+和重吸收NaHC03的目的。
2.尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。
一般当有Na+的主动吸收时，才会有K+的分泌，两者的转运方向相反，称为K+-Na+交换。
H+-Na+交换和K+-Na+交换有相互抑制现象。
3.远曲小管和集合管还能够分泌NH3，NH3与H+结合成NH4+排出，不仅促进了排H+，也能够促进NaHC03的重吸收。
若肾小管上皮细胞分泌NH3功能障碍，可导致酸中毒。
（五）肾脏的内分泌功能
肾脏还能生成一些独特的生物活性物质，如肾素、前列腺素、促红细胞生成素（EPO）等，参与血压调节和造血功能。
（六）肾脏功能的调节
1.肾小球功能的调节
肾小球的滤过功能除了滤过膜的通透性外主要取决于肾血流量及肾小球有效滤过压。
肾血流量的调节既能适应肾脏泌尿功能的需要，又能与全身的血循环相配合。
（1）自身调节
是指当肾脏的灌注压在一定范围内变化时（10.7～24kPa），肾血流量及肾小球滤过率基本保持不变。
（2）肾神经调节
刺激肾神经可引起入球、出球小动脉收缩，但对入球小动脉作用更为明显，导致肾小球滤过率的下降。
（3）球管反馈（TGF）
是指到达远端肾小管起始段NaCl发生改变，可使肾单位血管阻力发生变化，从而引起肾小球滤过率的改变。
（4）血管活性物质如血管紧张素等对肾小球滤过率（GFR）的调节。
2.肾小管和集合管功能的调节
主要是神经-体液因素对肾小管上皮细胞的重吸收水分和无机离子的调节功能，这在保证体内水和电解质的动态平衡，血浆渗透压及细胞外容量等的相对恒定均有重要意义。
最重要的是抗利尿激素和醛固酮的调节作用。
小结肾单位功能
肾小球：
滤过功能。
水、溶质和小分子蛋白质可自由滤出，大分子蛋白和血细胞被阻止滤过。
近曲小管：
重吸收的主要部位，重吸收葡萄糖、氨基酸及大部分离子（Na+、K+、Cl-、HCO3-等）。
远曲小管：
对水的重吸收，受抗利尿激素和醛固酮调节排H+K+保Na+。
髓袢：
形成渗透梯度，在尿液浓缩稀释功能中起重要作用。
集合管：
决定终尿的尿量和渗透量。
具有逆流倍增功能的是
A.肾小球
B.肾近曲小管
C.肾远曲小管
D.髓袢
E.集合管
『正确答案』D
『答案解析』髓袢：
主要吸收一部分水和氯化钠（溶质），具有“逆流倍增”的功能，在尿液的浓缩稀释功能中起重要作用。
肾脏远曲小管及集合管对水重吸收受何种激素支配
A.抗利尿激素
B.ACTH
C.类固醇激素
D.肾素
E.前列腺素
『正确答案』A
『答案解析』远曲小管：
对水的重吸收，受抗利尿激素和醛固酮调节排H+K+保Na+。
葡萄糖的重吸收，主要发生在下述哪一部位
A.集合管
B.远曲小管
C.髓袢升支粗段
D.近曲小管
E.髓袢降支
『正确答案』D
『答案解析』近曲小管：
重吸收的主要部位，重吸收葡萄糖、蛋白质氨基酸及大部分离子（Na+、K+、Cl+、HCO3-等）。
二、常见肾脏疾病的生化代谢变化
各种原因引起肾功能损害时将造成
1.肾脏泌尿功能减退或丧失
2.代谢废物潴留
3.水、电解质和酸碱平衡失调
4.肾脏内分泌功能失调
（一）急性肾小球肾炎简述
急性肾小球肾炎大多数为急性链球菌感染1～3周后，因变态反应而引起双侧肾弥漫性的肾小球损害，临床表现为急性起病，以血尿、蛋白尿（以相对分子质量较大和中等的蛋白质为主）、高血压、水肿、肾小球滤过率降低为特点的肾小球疾病。
肾小管功能相对良好，浓缩功能仍多保持，
急性期GFR下降，肌酐清除率降低，肾血流量多数正常。
（二）肾病综合征（NS）简述
肾病综合征的主要生物化学表现：
（1）大量蛋白尿：
由于肾小球滤过屏障发生异常所致。
（2）低蛋白血症：
主要是白蛋白浓度降低（＜30g/L）。
（3）血浆中，相对分子量较小的IgG含量下降，而分子量较大的IgM相对增高。
血浆中其他大分子物质如纤维蛋白原，α2巨球蛋白等，血浆浓度增高。
（4）高脂血症：
几乎各种脂蛋白成分均增加。
（5）高凝状态：
血浆中一些凝血因子相对分子量较大，不能从肾小球滤过，体内合成又相对增加。
而抗凝血酶Ⅲ大量丢失。
（6）出现水肿，其严重程度一般来说与低蛋白血症的程度呈正相关。
（三）急性肾功能衰竭简述
任何原因引起的急性肾功能损害，使肾单位丧失功能，不能维持体内电解质平衡和排泄代谢产物，导致高血钾、代谢性酸中毒及急性尿毒症（血尿素氮、肌酐及其他代谢产物迅速增高）的患者，统称为急性肾功能衰竭。
诊断依据：
与日俱增的进行性血尿素氮和血肌酐的升高。
其肾衰为可逆性。
临床过程常分为少尿期、多尿期、恢复期。
（1）少尿期：
主要表现为尿量骤减或逐渐减少，进行性氮质血症，代谢性酸中毒，水中毒和钠潴留、高钾血症、高磷血症和低钙血症以及尿毒症症状；
（2）多尿期：
多尿期肾功能已有恢复，但并不完全，不能充分地排出血中的氮质代谢废物，如钾和磷，血中上述物质仍可继续上升；
（3）恢复期：
多尿期过后，肾功能已显著改善，尿量逐渐恢复正常。
血肌酐、尿素氮此时基本恢复正常水平，但肾小管尚有轻度障碍。
（四）慢性肾功能衰竭
慢性肾功能衰竭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致不可逆转的肾衰。
临床表现：
肾功能减退，代谢废物潴留，水电解质和酸碱平衡失调，不能维持机体内环境的稳定。
肾功能减退可分为以下四个阶段：
（1）肾贮备能力丧失期
（2）氮质血症期
（3）肾功能衰竭期
（4）尿毒症期
小结：
在肾脏发生疾病的时候，常出现生化代谢的变化：
急性肾小球肾炎
以血尿、蛋白尿、高血压、水肿、肾小球滤过率降低为特点；
肾病综合征
出现大量蛋白尿和低蛋白血症、高脂血症等。
急性肾功能衰竭
血尿素氮和血肌酐进行性升高。
临床过程常分为少尿期、多尿期、恢复期。
慢性肾功能衰竭
肾功能减退，代谢废物潴留，水电解质和酸碱平衡失调等，最后可导致尿毒症。
三、肾小球功能的检查及其临床意义
（一）蛋白尿概念
尿液中出现超过正常量的蛋白质，即尿蛋白定量大于0.15g/24h。
肾小球性蛋白尿：
肾小球滤过膜损伤通透性增加，血液中蛋白质被肾小球滤过，产生蛋白尿。
肾小管性蛋白尿：
当近曲小管上皮细胞受损，重吸收能力降低或丧失产生的蛋白尿。
血浆性（或溢出性）蛋白尿血浆中低分子量蛋白质过多，这些蛋白质大量进入原尿，超过了肾小管重吸收能力时，产生的蛋白尿。
（二）肾小球滤过功能试验
决定肾小球滤过作用的因素：
①滤过膜的通透性；②有效滤过压；③肾血浆流量。
肾小球的滤过量大小可以用肾小球滤过率表示，肾小球滤过功能在肾的排泄功能中占重要地位。
肾脏有很大后备潜力，一般状态下肾单位并非全部处于工作状态，因此部分肾单位损伤不足以反映在目前常用的肾功能试验的结果中。
肾小球滤过功能试验滤过功能是通过一系列的试验和指标评价。
1.肾小球滤过率（GFR）
2.内生肌酐清除率试验（简称肌酐清除率）
3.血肌酐测定
4.尿素测定
5.尿酸（UA）测定
6.血清β2微球蛋白测定
7.肾血流量测定简述
8.胱抑素C（cystatin，CysC）
1.肾小球滤过率（GFR）
单位时间内两肾生成的滤液量称肾小球滤过率。
即单位时间内肾小球滤过的血浆量（单位是ml/min）。
肾小球滤过率可作为衡量肾功能的重要标志。
肾小球滤过率临床通常以某些物质的肾清除率来表示。
肾清除率表示肾脏在单位时间内将某物质从一定量血浆中全部清除并从尿排出时被处理的血浆量。
它是衡量肾脏清除血浆中物质，生成尿液能力的指标。
反映肾功能损害程度的试验是清除试验。
肾对某物质的排出量同时受该物质血中浓度的制约。
清除率计算的基本公式是：
P×GFR＝U×V
GFR＝V/P×U
P-某物质血浆（清）浓度
U-该物质尿中浓度
V-单位时间（min）内尿量
尿中任何一种物质都可用此公式计算清除率。
清除实验是最能反映肾功能损害程度的试验。
在清除率中所用物质应基本具备如下条件：
（1）能自由通过肾小球的滤过屏障。
（2）不通过肾小管分泌或被重吸收（血浆清除率等于肾小球滤过率）。
（3）该物质在血及尿中的浓度测定方法较简便易行，适于常规操作，有较好重复性。
（4）试验过程中该物质血中浓度能保持相对恒定。
血浆清除率小于肾小球滤过率，说明肾小管对该物质有重吸收作用，血浆清除率大于肾小球滤过率，说明肾小管对该物质有分泌作用。
目前能满足上述
（1）、
（2）两项要求的试验主要有：
①菊粉清除率（Cin）
②内生肌酐清除率（Ccr）
菊粉清除率测定是最能准确反映GFR的标准方法。
但菊粉是一种外源性物质，仅用于研究领域。
（参考方法）
2.内生肌酐清除率试验（简称肌酐清除率）
内生性肌酐在体内产生速度较恒定（每20g肌肉每日约生成1mg），因而血中浓度和24小时尿中排出量也基本稳定。
肌酐主要从肾小球排出外，还有小部分从肾小管分泌，肾小管分泌肌酐不仅个体差异较大，而且在GFR下降时由肾小管分泌所占比例也将代偿性加大。
【测定】
（1）标本采集
1）为排除外源性肌酐的干扰，试验前应给受试者无肌酐饮食3天，并限蛋白摄入量，避免剧烈运动，使血中内生肌酐浓度达到稳定。
2）准确计量24小时尿量V（ml）记录身高、体重。
3）在收集尿液的同时，收集血样。
4）测尿肌酐（U）和血肌酐（P）。
（2）计算
按照下列公式计算内生肌酐清除率。
V：
每分钟尿量（ml/min）＝全部尿量（ml）÷（24×60）min
U：
尿肌酐，μmol/L
P：
血肌酐，μmol/L
为消除个体差异可进行体表面积矫正。
A：
受试者实测体表面积（m2）
【参考值】
Ccr：
成人男性85～125ml/（min：
1.73m2）；
女性75～115ml/（min：
1.73m2）。
新生儿25～70ml/min，2岁以内小儿偏低。
健康人在中年以后每10年平均下降4ml/min。
性别差异在中年期以后渐明显，女性下降的幅度大于男性。
【临床意义】
（1）早期肾功能（肾小球）损伤指标
如急性肾小球肾炎，在血清肌酐和尿素两项指征还在正常范围时，Ccr可低于正常范围的80%以下。
（最先出现异常）
在肾功能受损，GFR下降到临界水平时，血中肌酐浓度明显上升，随损害程度加重，上升速度也加快。
（2）反映肾小球损害程度：
Ccr50～80ml/min为肾功能不全代偿期
25～50ml/min为肾功能不全失代偿期
＜25ml/min肾衰竭期（尿毒症期）
≤10ml/min为尿毒症终末期
（3）指导临床治疗和用药：
Ccr在30～40ml/min时通常限制蛋白质摄入；
＜30ml/min时噻嗪类利尿剂常无效，要改用速尿、利尿酸钠等袢利尿剂；
≤1Oml/min应采取透析治疗，此时对袢利尿剂也往往无反应。
一般认为：
Ccr80～50ml/min时为肾功能不全代偿期；50～20ml/min为失代偿期，用药应十分谨慎。
特别是主要由肾排泄的药物，应根据Ccr的下降程度及时调节药物剂量及用药间隔时间。
（4）是肾移植术是否成功的一种参考指征。
如移植物存活，Ccr会逐步回升，否则提示失败。
一度上升后又下降，提示发生排异反应。
目前Ccr测定多采用Jaffé法。
3.血肌酐测定
肌酐是肌酸代谢的终产物。
肌酸部分来自食物摄入，部分在体内生成，在控制外源性来源、未进行剧烈运动的条件下，肌酐的血中浓度主要取决于GFR。
肌酐排泄主要通过肾小球的滤过作用，几乎不被肾小管重吸收。
【测定方法】
（1）碱性苦味酸法（Jaffé法）
此法特异性差，血中丙酮、丙酮酸、叶酸、抗坏血酸、葡萄糖、乙酰乙酸等都能在此反应中呈色，因而被称为“非肌酐色原（假肌酐）”用血清作样品测定时此类物质可占总发色强度的约20%（红细胞中约含50%）。
此外，一些头孢类药物如甲氧噻吩头孢菌素也可与苦味酸反应显色而引起正干扰。
动力学方法：
基于肌酐和上述非肌酐色原在反应速度上的差异（肌酐与苦味酸在20～80秒之间显色），后者与苦味酸发生反应比前者要慢，利用这一点来避开非特异反应的干扰。
此法干扰和影响因素较少，速度快，适用于自动分析，近年已被普遍采用。
（2）肌酐酶法
特异性较好，不必用碱性试剂，更适用于自动分析，但成本较高。
【参考值】
Jaffé反应动力学法，酶法：
成人30～106μmol/L（0.3～1.2mg/dl）
儿童18～53μmol/L（0.2～0.6mg/dl）
【临床意义】
（1）反映GFR减退的后期指标。
当肾小球GFR功能减退至50%时，Scr仍可正常，患者Ccr降至正常水平的约1/3时，Scr有明显上升，且上升曲线斜率会陡然变大，在此阶段Scr是氮质血症病情观察和疗效判断的有效指征。
应注意动态观察和结合其他实验室指标来分析，包括Ccr和尿素。
（2）Scr日内生理变动幅度通常在10%以内，但与个体肌肉量有关。
（3）妊娠期内GFR可上升，但肌酐生成速度不变。
（4）剧烈肌肉活动后Scr和Ucr都有一过性增加。
（5）进肉食对Scr和Ucr有一定影响。
根据对健康人观察，摄取烹饪肉食后2～4h内Scr可增加34～44μmol/L，可超出正常值上限，约12h后接近正常水平。
4.尿素测定
血中蛋白质以外的含氮化合物称为非蛋白氮（NPN）组分。
包括尿素、尿酸、肌酐、肌酸等。
NPN大部分由肾排出，血中NPN浓度是反映肾脏滤过功能的一个指标。
血尿素氮（BUN）占NPN组分的45%，因此BUN的变化更能反映GFR功能。
尿素是氨基酸代谢终产物之一。
肝内生成的尿素进入血液循环后主要通过肾排泄，GFR减低时尿素排出受阻，血中尿素浓度即升高。
【测定方法】
（1）二乙酰一肟显色法（Fearon反应）
尿素与二乙酰一肟热强酸溶液中生成红色复合物，不稳定试剂腐蚀性强现临床少用。
（2）酶偶联速率法（尿素酶法偶联谷氨酸脱氢酶）
适于自动化分析，注意氨污染。
【参考值】
尿素酶法：
Sur（血清尿素）1.8～6.8mmol/L（11～43mg/dl）
Uur（尿尿素）250～570mmol/24h（15～34g/24h）
【临床意义】
（1）Sur在一定程度上能反映GFR功能
肾小球功能受损，Sur升高，但只有在有效肾单位约50%以上受损时才开始上升。
该指标灵敏度不高，不能作为早期肾功能指标。
在肾功能不全代偿期Ccr开始下降，但Scr和Sur尚无明显变化，到氮质血症阶段这两项指标开始明显增高。
（2）Sur的升高可受多种肾外因素影响：
①肾前因素：
肾血流量明显减少，GFR减退，导致尿素排出减少，血中浓度上升。
常见于各种原因造成的脱水、急性失血、休克等有效循环容量急剧减少时。
②肾后因素：
见于尿路梗阻，如尿路结石、肿瘤、前列腺肿瘤或肥大等。
（3）蛋白分解亢进：
见于消化道出血、甲状腺功能亢进、烧伤、挤压综合征等。
（4）生理性增高：
见于高蛋白饮食后。
（5）生理性减低：
见于妊娠期。
肝病患者Sur可降低。
5.尿酸（UA）测定
在人体内，尿酸是嘌呤核苷酸分解代谢的产物，生成的UA随尿排出。
血中UA全部通过肾小球滤出，在近曲小管几乎被完全重吸收，故UA的清除率极低（＜10%）。
由肾排出的UA占一日总排出量的2/3～3/4，其余在胃肠道内被微生物的酶分解。
GFR减低时UA不能正常排泄，血中UA浓度升高。
一些药物也影响UA排泄，如噻嗪类利尿药和丙磺舒（羧苯磺胺）可促进UA排出。
【测定方法】
酶偶联测定法
【参考值】
男性180～440μmol/L（3.0～7.4mg/dl）
女性120～320μmol/L（2.0～5.5mg/dl）
【临床意义】
血清UA水平升高
（1）GFR减退：
但因其肾外影响因素较多，血中浓度变化不一定与肾损伤程度平行。
（2）痛风的诊断指标：
痛风是嘌呤代谢失调所致，血清UA可明显升高。
（可高达800～1500μmol/L）。
（3）核酸代谢亢进
UA生成过多，见于白血病，多发性骨髓瘤，真性红细胞增多症等。
（4）可见于高血压，子痫等。
肾血流量减少，因UA排泄减少而使血清UA升高，但此时Sur常无变化。
（5）其他：
慢性铅中毒，氯仿及四氯化碳中毒等。
血清UA减低见于Wilson病（肝豆状核变性），Fancoi综合征，严重贫血等。
6.血清β2微球蛋白测定
β2微球蛋白（β2m）分子量为11.8kD的小分子蛋白质，主要由淋巴细胞生成，存在于有核细胞膜上。
血中的β2m可自由通过肾小球，几乎全部（99.9%）在近曲小管（PCT）重吸收，经小管上皮细胞吞饮作用进入细胞内，被溶酶体消化分解为氨基酸供机体再利用，由尿排出者仅占0.1%。
血清β2-微球蛋白检测还可反映肾小球的功能，GFR减低时血清β2m升高，
【测定方法】
β2m测定过去以RIA法为主，20世纪80年代以后有EIA法、免疫浊度分析等方法。
【参考值】1.28～1.95mg/L。
【临床意义】
（1）是反映GFR水平的一项指标
GFR减低时血清β2m升高，血清β2m浓度低于2mg/L时通常Ccr＞80ml/min，血清β2m与Scr正相关，其变化较Scr更明显。
在肾移植中移植物存活后血清β2m下降比Scr更早；发生排异时使β2m回升。
（2）血清β2m升高还可见于恶性肿瘤及自身免疫病，如系统性红斑狼疮，类风湿性关节炎，干燥综合征等（在疾病活动期升高）。
（3）高龄者血β2m高于低年龄组，反映其肾功能有一定减退。
7.肾血流量测定简述
测定对氨基马尿酸（PAH）清除率或碘锐特清除率均可反映肾血流量。
PAH主要由近端小管分泌排出。
PAH清除率相当于流经肾脏的血浆量，称为有效肾血浆流量（ERPF）。
PAH为外源性物质、操作复杂、临床上多不采用。
放射性核素（核素）肾图能比较敏感地反映肾的血浆流量，目前临床上将其列为肾功能常规检查。
8.胱抑素C（Cystatin，CysC）
亦称半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白C，是一种分子量约为13kD的一种内源性的碱性非糖化蛋白。
CysC生成速度稳定能完全被肾小球滤过，在近曲小管全部重吸收并迅速代谢分解。
CysC不和其他蛋白质形成复合物，其血清浓度变化不受炎症、感染、肿瘤及肝功能等因素的影响，与性别、饮食、体表面积、肌肉量无关，是一种反映GFR变化的理想的内源性标志物。
【检测方法】
血CysC多采用胶乳颗粒增强免疫浊度法检测。
【参考区间】
成人血CysC为0.6～2.5mg/L。
【临床意义】
血CysC浓度与肾功能损害程度高度相关，能够准确反映人体GFR的变化。
在监测肾功能时是一个敏感的指标，能发现早期肾功能损害。
四、肾小管功能试验
肾小管具有分泌、重吸收、浓缩、稀释等多种功能，比肾小球功能更复杂。
其功能试验有浓缩-稀释试验、尿渗量测定、渗透溶质清除率测定、自由水清除率测定，都属于远端肾
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