第十一章 第四节 肾衰竭

怀化医专《病理学与病理生理学》教案编号

第四节肾衰竭

肾具有泌尿及内分泌等功能，它不仅排泄代谢废物，参与水、电解质及酸碱平衡的调节，而且还分泌多种生物活性物质如肾素、前列腺素、红细胞生成素及1,25-二羟维生素D3等。肾的功能对于维持机体内环境稳定、保证生命活动正常进行具有重要意义。

当各种原因使肾功能严重障碍，代谢废物不能排出，水、电解质和酸碱平衡发生紊乱，并伴有其内分泌功能障碍时，称为肾衰竭(renal failure)。根据其发病缓急和病程长短分为急性和慢性肾衰竭两类。在急性或慢性肾衰竭的严重阶段，机体会出现严重的全身中毒症状，即尿毒症(uremia)。

Acute

Renal failure Uremia

Chronic

一、急性肾衰竭

急性肾衰竭（acute renal failure,ARF）是指各种原因引起肾泌尿功能在短期内急剧降低，引起代谢废物不能排出，水、电解质和酸碱平衡失调，机体内环境发生严重紊乱的全身性病理过程。

根据发病后患者尿量的不同，分为少尿型急性肾衰竭和非少尿型急性肾衰竭两种。前者在临床上主要表现为少尿或无尿、氮质血症、高钾血症、代谢性酸中毒等；后者尿量减少不明显，但肾脏排泄代谢产物的功能障碍，仍然存在机体内环境的紊乱。

（一）病因

1.肾前因素主要系各种原因造成的有效循环血量减少。常见的有各类休克、创伤、严重烧伤，大出血、严重脱水，急性心力衰竭等，它们均可通过急剧地降低有效循环血量，引起肾小球滤过率（glomerular filtration rate,GFR）明显减少和钠，水潴留，使肾泌尿功能急骤降低。但缺血时间短，肾实质尚无损害，一旦恢复肾血流，肾功能可转为正常，故又称为功能性急性肾衰竭。

2.肾性因素

（1）急性肾小管坏死：为临床上最常见，最重要的一种肾性ARF，约占急性肾衰的75%~80%。常见原因有：

1）急性持续性肾缺血：由于肾缺血持续时间较长，损伤肾实质所致。

2）急性肾中毒：如汞、砷、铅、四氯化碳、磺胺、新霉素、多粘菌素、卡那霉素、蛇毒、蕈毒等毒物或药物随血流入肾后直接损害肾小管，使之坏死。

（2）广泛性肾小球、肾间质和肾血管损伤：如急性肾小球肾炎，全身性红斑狼疮、急进型高血压等广泛性损伤肾小球；急性肾盂肾炎直接造成肾间质损害；双肾动脉栓塞等肾血管疾病可损害肾功能.

（3）肾小管阻塞：如血红蛋白（各种原因所致的溶血）、肌红蛋白（挤压综合征）、尿酸盐结晶等均可因堵塞、损伤肾小管而致本病。

3.肾后因素：见于双侧尿路梗阻的各种因素，如泌尿道结石、肿瘤和前列腺疾患等。

（二）发病机制

ARF的发病机制十分复杂，不同病因、不同时期、不同类型的ARF，其发病机制不尽相同，但GFR均有降低。下面主要阐述肾缺血、肾中毒引起的少尿型ARF的发病机制。

1.肾血流动力学改变肾脏的血液供应很丰富，正常成人安静时每分钟约有1200ml血液流过两侧肾脏，其中94%左右的血液分布在肾皮质层，肾髓质层血流很少。

ARF时肾血流动力学的特点发生改变，表现为肾血流量下降和肾内血流分布异常，导致GFR降低。持续性肾缺血和肾血流量远离皮质分布，是ARF初期的主要机制，肾血流动力学改变与下列血管活性物质有关：

(1)肾素-血管紧张素系统活性增高：这是因为：

1）肾缺血或肾中毒时,近曲小管受损使其对Na+的重吸收功能降低,使流经远曲小管致密斑处的Na+浓度增高，肾素释放增加。

2）肾缺血时，肾入球小动脉壁牵张降低，肾素释放增加。

3）全身有效循环血量减少，使交感神经兴奋，导致肾素、血管紧张素释放增加。

(2)体内儿茶酚胺增加：休克或外伤引起的ARF，患者交感肾上腺髓质系统兴奋，儿茶酚胺浓度增加，儿茶酚胺具有收缩血管导致肾内血流分布异常的作用。给动物肾动脉灌注肾上腺素后再作肾动脉造影，发现肾皮质血管不显影，而肾髓质血管显影正常，这一结果说明肾皮质外2/3的入球小动脉对儿茶酚胺敏感，这一改变与ARF的改变相似。

(3)前列腺素产生减少肾是产生前列腺素的主要器官，肾缺血或中毒时，肾髓质间质细胞合成前列腺素减少，特别是扩血管的PGE2合成减少，而缩血管的血栓素A2（TXA2）相对增加，二者比例失调，导致肾血管收缩，肾血流量减少，GFR降低。

(4)其他ARF时，血浆内皮素、ADH、血小板活化因子及肿瘤坏死因子等均可增加，均能影响肾缺血或中毒引起的ARF的发病进程，其中内皮素能同时引起肾小球入球和出球小动脉收缩，尤其对出球小动脉收缩更明显。其它血管活性因子具体作用尚未阐明。

上述血管活性物质的改变导致肾缺血，但当缺血后血液再灌注时，细胞损伤反而加重，即出现肾缺血-再灌注损伤，引起肾缺血-再灌注损伤的机制是细胞内钙超载和氧自由基大量生成。钙超载可引起线粒体功能障碍，使ATP生成减少，并可促进氧自由基生成。氧自由基可损伤血管内皮细胞，引起血管阻塞和通透性增高，血液浓缩等，加重肾血流动力学障碍。

近年来，人们用血液流变学进一步补充肾缺血的理论，以解释ARF发生发展及维持的机制。ARF时，肾血液流变学改变主要表现在三个方面：

①血液粘度升高：ARF时，血中纤维蛋白增多、红细胞易于破裂使血红蛋白逸出、血小板易于聚集等均可使血液粘度升高，致肾小球前阻力增高，引起GFR下降。

②白细胞粘附：ARF时，白细胞变形能力降低，粘附血管壁的能力增高，

造成肾脏微血管阻塞和肾血流量减少，引起GFR下降。

③微血管改变：ARF时，肾微血管痉挛，自动调节功能丧失，加之血液粘度升高及白细胞附壁等，使缺血进一步加重，这是导致急性肾小管坏死的重要原因。

2.肾小管损伤肾缺血或中毒会引起肾小管上皮细胞损伤，其中近曲小管和髓袢升支粗段又是外髓中最易受损的部位。损伤初期，细胞内ATP减少，细胞膜泵功能降低，引起细胞内水肿和细胞内钙积蓄。后者可激活蛋白水解过程，导致细胞坏死，还可使肾血管收缩，加重肾缺血。肾小管上皮细胞坏死后，基膜断裂，原尿回漏到肾间质，造成肾间质水肿，并压迫肾小管，阻碍原尿通过。同时肾小管上皮细胞坏死脱落形成管型阻塞肾小管，引起管腔内压升高，导致GFR。

急性肾衰竭的发病机制

总之，ARF的发病机制是多种因素同时或先后作用的结果，一般而言，在ARF的初期，肾血流动力学改变起主导作用；当病变进一步发展，出现肾小管上皮细胞坏死时，肾小管损伤及肾血液流变学改变对ARF的持续与发展起重要作用。

（三）功能、代谢变化

1.少尿型ARF

(1)少尿期：约1~2周。此期特点在于尿液质与量的变化和体内一系列代谢紊乱，是病程中最危险的阶段，其中危害最大的是高钾血症和水中毒。

1）少尿，无尿及尿的质量改变：患者出现少尿（尿量<400ml/d），甚至无尿（尿量<100ml/d），尿相对密度低，尿N a+含量增多。若肾实质损伤，则尿中可出现蛋白质、红细胞、白细胞、坏死的上皮细胞及其管型等。

2）高钾血症：为少尿期病人的主要致死原因。产生的机制为：①肾排钾障碍；②组织分解增强，细胞内K+大量释出；③酸中毒使细胞内K+外逸；④低血钠时使远曲小管K+-Na+交换减少。高血钾对心肌有毒性作用，引起心律失常，甚至心脏停搏而死亡。

3）水中毒：主要因肾排水减少；ADH分泌增多；体内分解代谢增强，内生水增多所致，可出现稀释性低钠血症，急性肺水肿、脑水肿以及心力衰竭。

4）代谢性酸中毒：系肾脏排酸保碱功能减退及体内固定酸生成过多所致。酸中毒可引起心血管系统和中枢神经系统功能障碍及高钾血症，需及时纠正。

5）氮质血症：肾功能衰竭时，因肾不能充分排出代谢产物，以及体内蛋白质分解代谢增强，致使血中非蛋白氮（non-protein nitrogen,NPN）物质含量升高(>28.6mmol/L)，称为氮质血症（azotemia）。

正常血中NPN有多种，其中尿素、尿酸和肌酐含量最高且必须从肾排出，因此当肾功能衰竭时，NPN升高，临床上常用血尿素氮（BUN）作为氮质血症的指标。BUN的正常平均值为3.57~7.14mmol/L。

（2）多尿期：约1~2周。病人尿量增多（>400ml/d），逐渐可达3~5L/d。出现多尿是病情好转的标志，说明GFR已开始恢复。多尿的机制是：①再生的肾小管上皮细胞浓缩功能不完善；②经肾小球大量滤出的尿素等代谢产物，在肾小管内产生渗透性利尿作用。③肾间质水肿消退使肾小管阻塞解除。此期因丧失大量水，电解质，容易造成水、电解质代谢紊乱，并因抵抗力下降而易发生感染，值得注意。

（3）恢复期：一般发病后约1个月进入恢复期，约需3个月至半年，甚至1年以上，才能完全恢复肾功能。需要指出，此期病人尿量虽然恢复正常，内环境紊乱得到纠正，但肾小管浓缩功能完全恢复需要较长时间。少数患者由于肾小管上皮细胞损伤严重和修复不全，可能转为慢性肾功能衰竭。

2.非少尿型ARF 近年来，非少尿型ARF发病率逐渐增多，其发病机制为：

①肾单位受损程度不一，健存的少部分肾单位，其血流量和肾小球滤过功能尚正常；②肾小管浓缩功能障碍较肾小球滤过功能降低更严重，故造成发病后尿量无明显降低（约400~1000ml/d)。但由于GFR降低，内环境紊乱（如氮质血症、代谢性酸中毒等）仍然存在，值得注意。本病一般病情轻，预后好，但易发生漏诊，若治疗不及时，可向少尿型ARF转化。

（四）防治的病理生理基础

1.积极治疗原发病，消除引起或加重ARF的因素。

2.对症处理对少尿期病人应注意“量出为入”的原则，严格控制水钠摄入；积极处理高钾血症；纠正代谢性酸中毒；控制氮质血症；注意防治并发感染。凡有透析指征时，应尽早进行透析治疗。

二、慢性肾功能衰竭

慢性肾功能衰竭(chronic renal failure, CRF）是指因各种病因造成肾单位进行性破坏，以致健存肾单位不能充分排出代谢废物和维持内环境恒定，机体逐渐出现以代谢废物潴留，水、电解质与酸碱平衡紊乱，肾内分泌功能障碍等肾功能损害为特点的病理过程。其发展缓慢，病程可迁延数月或数年，最后常导致尿毒症死亡。

（一）病因

凡能引起肾实质进行性破坏的疾患，均可导致CRF。主要包括：

1.肾脏疾患慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎、肾结核、全身性红斑狼疮等。其中以慢性肾小球肾炎最为常见，约占CRF的50%~60%。

2.肾血管疾患：高血压性肾小动脉硬化，结节性动脉周围炎等。

3.尿路慢性梗阻：如尿路结石、肿瘤、前列腺肥大等。

（二）发病机制

目前尚不十分清楚，可能与以下机制有关：

1.健存肾单位日益减少健存肾单位是指在慢性肾实质进行性破坏过程中，残存的轻度受损或正常的肾单位。肾单位可通过代偿性肥大，以增加其功能来进行代偿。但随着病情的恶化，健存肾单位日益减少，最终无法完成代偿功能时，

起内环境新的紊乱（包括内分泌功能紊乱），进而加重机体损害的过程。典型的是钙磷代谢的矫枉失衡，即导致血磷增高和血钙降低。

3.肾小球过度滤过CRF时，肾单位进行性破坏，使健存肾单位负荷过重，长期代偿性过度滤过，可逐步造成这部分肾小球硬化,这也是CRF发展成尿毒症的一个重要原因。

4.肾小管-肾间质损害近年研究发现，CRF时，健存肾单位肾小管（特别是近曲小管）代谢亢进，细胞内Ca2+增多，氧自由基产生增多，可持续地损害肾小管，引起肾间质炎症，并最后使整个肾单位功能丧失。

(三)功能、代谢变化

1.泌尿功能障碍

(1)尿量的变化：CRF病人的尿量变化特点是从夜尿、多尿发展为少尿。夜尿接近甚至超过白天的尿量（正常人约1500ml/d，夜尿约300ml/d，占1/3），夜尿增多的机制可能与平卧后肾血流量增加致原尿生成增多及肾小管对水重吸收减少有关。多尿则指成人每天尿量>2000ml,其发生机制详见图2-11-10。夜尿与多尿均是CRF早、中期的主要症状。少尿出现CRF晚期，系大量肾单位破坏、GFR明显降低所致。

原尿生成肾小管重吸收

健存肾单位血流滤过多尿

原尿溶质（尿素等）

慢性肾疾患肾小管上皮细胞损害尿浓缩功能

多尿的发生机制

（2）尿质的变化：由于肾小球和肾小管损伤，可出现蛋白尿。当肾小球

损伤加重，尿中可见红细胞、白细胞，出现血尿和脓尿。上述成分在肾小管内可形成各种管型，出现管型尿。

（3）低渗尿或等渗尿：CRF 早期由于肾小管浓缩功能下降，可出现低渗尿及低相对密度尿（相对密度<1.020)。晚期因肾小管浓缩、稀释功能均降低，尿液则呈等渗尿（相对密度固定于1.010~1.012)。

2.氮质血症 CRF 时因GFR 降低，也可引起氮质血症。CRF 早期，NPN 升高可不明显，晚期可出现严重的氮质血症，其中以BUN 增多为主。

临床上常用BUN 作为氮质血症的指标，用肌酐清除率（尿中肌酐浓度×每分钟尿量/血浆肌酐浓度）作为检测GFR 的指标，因为肌酐能自由经肾小球滤过，不被肾小管重吸收，也不被肾组织代谢，肌酐清除率与GFR 的变化呈平衡关系，故可用于检测GFR 的情况，在某种意义上，肌酐清除率代表仍具有功能的肾单位数目。

25 50 75 100

内生肌酐清除率占正常值的%

临

床

表

现肾功能不全

肾功能衰竭

尿毒症

3.水、电解质和酸碱平衡紊乱

（1）水代谢紊乱：肾功能衰竭后对水的调节功能障碍，若进水过多过快，易发生水潴留，导致水肿或心力衰竭；若摄水过少，加之呕吐、腹泻等易导致脱

水，使GFR进一步下降，BUN上升，加重氮质血症。

（2）钠代谢紊乱：CRF病人对钠的调节功能降低，既可因长期限制钠盐，应用排钠利尿剂或水负荷过度发生水中毒，促发低钠血症。又可因摄入钠盐过多，超出健存肾单位排钠能力产生高钠血症，加重钠、水潴留与高血压。

（3）钾代谢紊乱：CRF早期因有健存肾单位代偿性地排钾增多，可保持血钾正常。若进食过少或兼有呕吐、腹泻，可出现低钾血症。CRF晚期，GFR显著减少，肾小管泌钾功能障碍，加之酸中毒及组织分解增强，均可引起高钾血症。

（4）钙和磷代谢紊乱：表现为高血磷和低血钙，高血磷的形成主要是因GFR 明显下降，磷排出障碍，加上继发性甲状旁腺素（PTH）分泌增多，促使骨磷大量释放，造成血磷浓度不断升高。而低血钙则与血磷增高、1,25-(OH)2D3合成减少使肠钙吸收不良、降钙素分泌增多抑制肠钙吸收等因素有关。

（5）代谢性酸中毒：其发生机制主要与GFR下降使酸性物质滤过减少、肾小管泌H+、泌NH3与重吸收HCO3-功能降低以及机体分解代谢增强、固定酸生成过多等有关。

4.肾性高血压指各种肾脏疾病引起的高血压，系CRF常见并发症之一，其产生的机制与钠水潴留、肾素-血管紧张素活性增强以及肾分泌的抗高血压物质减少有关。高血压可引起左心肥大，甚至心力衰竭，CRF病人常可因心力衰竭而致死。

5.肾性贫血肾性贫血也是CRF的常见并发症，其主要原因是肾促红细胞生成素减少，使骨髓红细胞生成锐减；体内蓄积的代谢毒物抑制骨髓造血功能、破坏红细胞增多、铁缺乏或再利用障碍以及出血等有关。

6.出血倾向约20%的CRF病人有出血表现，以鼻衄、胃肠道出血最常见。主要由体内积聚的代谢毒物抑制血小板功能所致。

7.肾性骨病又称肾性骨营养不良,以幼儿的肾性佝偻病、成人的骨软化、骨质疏松和骨硬化为主要表现。其发生机制与钙磷代谢障碍、继发性甲状旁腺功能亢进、维生素D代谢障碍和酸中毒等有直接的关系。

（四）防治的病理生理基础

1.治疗原发病，防止肾实质进一步损害。

2.饮食治疗限制蛋白质饮食与高热量饮食，对少尿、水肿及高血压患者应限制食盐。

3.对症治疗纠正水、电解质和酸碱平衡紊乱，控制感染，治疗高血压、贫血及心力衰竭等。

4.透析疗法包括血液透析和腹膜透析，可替代肾的排泄功能，使病人5年存活率显著提高。

5.肾移植是治疗严重CRF最根本的方法。目前我国移植肾的存活率已大大提高，但也存在供肾少、移植肾被排斥、移植受者感染等实际问题。随着我们在移植技术创新、新型免疫抑制剂研制、异种器官移植探索等方面的不断研究、创新和突破，定会给肾移植领域开创崭新的未来。

三、尿毒症（自学为主）

尿毒症（uremia)是指肾功能衰竭发展到严重阶段，体内代谢终末产物和内源性毒物潴留，水、电解质和酸碱平衡严重紊乱以及肾脏内分泌功能严重失调，由此产生的一系列临床综合征。

（一）发病机制

尿毒症的发病机制非常复杂，除与水、电解质、酸碱平衡紊乱及某些内分泌障碍有关外，还与体内许多蛋白质代谢产物蓄积有关，其中有些代谢产物是有毒的，可以引起尿毒症的某些症状，但尚无一种毒物可以引起尿毒症的全部症状。因此尿毒症的发病是多种因素综合作用的结果。

1.尿毒症毒素目前已从尿毒症患者血中分离到200余种代谢产物，其中部分代谢产物具有毒性作用，称为尿毒症毒素（uremia toxin）。

(1)尿素尿素（urea）是人体内蛋白质代谢的主要终末产物。高浓度尿素可引起厌食、头痛、恶心、呕吐、糖耐量降低和出血等症状。其毒性作用与其分解产物氰酸盐有关，氰酸盐与蛋白质作用后产生氨基甲酰衍生物，破坏细胞或酶的活性。如果突触膜蛋白发生氨基甲酰化后，中枢神经系统的功能受损，产生头痛、嗜睡等症状，说明尿素在尿毒症发病机制中起一定作用。

（2）胍类化合物是体内精氨酸的代谢产物,其含量仅次于尿素。在正常情况下,精氨酸主要在肝经鸟氨酸循环生成尿素、胍乙酸和肌肝。肾功能衰竭时,这些物质排泄障碍，精氨酸只能通过另一途径转变为甲基胍和胍基琥珀酸。

胍类化合物能抑制大部分酶的活性，并使氧化磷酸化脱偶联而抑制线粒体呼吸。其中甲基胍是毒性最强的小分子物质，其浓度增高可引起恶心、呕吐、腹泻、嗜睡、贫血及心律失常等。胍基琥珀酸能抑制脑组织转酮醇酶活性而影响脑功能；还可引起血小板减少，抑制血小板聚集，导致出血倾向。近年来认为胍类化合物是引起尿毒症的主要毒性物质之一。

（3）胺类和酚类胺类包括脂肪族胺、芳香族胺和多胺。脂肪族胺（如甲胺）可引起肌阵挛、扑翼样震颤和溶血，还可抑制某些酶的活性。芳香族胺（如苯丙胺、酪胺）可抑制脑组织的氧化作用、琥珀酸的氧化过程、谷氨酸脱羧酶以及多巴羧化酶的活性。多胺（精胺、腐胺及尸胺）可引起厌食、呕吐、溶血、共济失调、抽搐等，还可增加微血管壁通透性，促进肺水肿、脑水肿的发生。酚类（如甲酚）主要是抑制中枢神经系统，也可抑制血小板聚集引起出血。

（4）中分子毒性物质指分子质量在500~5000的一类物质，包括正常代谢产物以及细胞和细菌的碎裂物质等。这些高浓度的物质可引起神经系统病变以及降低机体免疫力等。由于中分子毒性物质能透过腹膜而不能透过血液透析时所用的赛璐珞膜，因此临床上除了重新重视腹膜透析外，还加强了新型血透膜的研究，能较好清除中分子毒性物质的血透膜已相继问世，提高了血液透析的效果。

2.甲状旁腺激素（parathyroid hormone,PTH）PTH分泌增多是尿毒症患者内分泌紊乱的主要表现，引起PTH分泌增多的原因有：

1)肾脏清除降解PTH减少。

2)低血钙刺激PTH分泌增多。PTH增高使细胞内钙含量增多，引起线粒体功能障碍，导致细胞死亡，出现“矫枉失衡”。

PTH分泌增多能引起尿毒症的大部分病理变化与临床表现，如肾性骨病、

软组织钙化与坏死、皮肤搔痒、消化道溃疡、神经系统病变、蛋白质分解加强使NPN升高、高脂血症与贫血等。因此，有人认为，PTH也是尿毒症的主要毒性物质之一。

3.铝尿毒症时血铝含量增高，可引起一系列中毒症状，包括脑组织损害、骨软化及贫血等。可能与铝影响Mg2+、Ca2+与蛋白质结合，使酶活性受抑制有关。

（二）功能、代谢变化

1.神经系统变化出现尿毒症性脑病（淡漠、头痛、注意力不集中、记忆力减退、严重时出现嗜睡、昏迷等）和周围神经病变（下肢远端麻木、刺痛和烧灼感、腱反射减弱、甚至运动障碍）。

2.心血管系统变化可出现多种心血管损害，如尿毒症性心包炎、心肌炎、心律失常、心力衰竭、动脉粥样硬化及高血压等。

3.呼吸系统变化酸中毒使呼吸加深加快，严重时出现潮式呼吸、Kussmaul 呼吸。患者呼出的气体有氨味，这是因尿素经唾液酶分解为氨所致。还可引起纤维蛋白性胸膜炎、肺纤维化、钙化等病变。心力衰竭、钠水潴留等可引起肺水肿。

4.消化系统变化出现厌食、恶心、呕吐、腹泻、口腔粘膜溃疡、消化道出血等症。

5.内分泌系统变化尿毒症可产生多种内分泌的紊乱，除PTH增多及肾产生的激素减少，还可出现性激素紊乱。女性可见月经不规则或闭经，男性则常有阳痿、精子生成减少等。

6.免疫系统变化尿毒症的毒性物质可抑制机体免疫力，因此，60%以上的患者常有严重感染，系主要死因之一。

7.皮肤变化尿毒症病人面色苍白或呈黄褐色，皮肤瘙痒，并可有尿素结晶，称为尿素霜。

（三）防治的病理生理基础

尿毒症的防治与CRF相同。