第一节 急性肾功能衰竭
急性肾功能衰竭(acute renal failure,ARF)是由各种原因引起的肾脏泌尿功能急剧降低,并导致机体内环境严重紊乱的综合征。临床症状主要表现为氮质血症、高钾血症和代谢性酸中毒等,且多数患者伴有少尿(尿量<400mL/d)或无尿(尿量<100 mL/d),但亦可不出现少尿。
一、原因与分类
根据发病原因可将急性肾功能衰竭分为肾前性、肾性和肾后性急性肾功能衰竭三种类型(见图15-1)。
(一)肾前性急性肾功能衰竭
肾前性急性肾功能衰竭是由于肾脏血液灌流量急剧下降所致,常见于各型休克早期。此时,有效循环血量减少和血压降低除直接导致肾血流量减少外,还可通过增强交感-肾上腺髓质系统和肾素-血管紧张素系统的活性,使肾脏小动脉强烈收缩,进一步使肾脏血液灌流量减少和有效滤过压降低,使肾小球滤过率(GFR)显著减少,引起继发性醛固酮和ADH分泌增多,增加远曲小管和集合管对水、钠的重吸收。肾前性急性肾功能衰竭初期多属肾脏功能性病变,这是因为肾小管的重吸收功能并没有明显受损,尿钠浓度降低(<20mmol/L),尿肌酐/血肌酐比率大于40,患者尿沉渣检查也无明显异常,肾实质无器质性损害,如果及时恢复有效循环血量,纠正肾脏的低灌注状态,肾脏的泌尿功能随即恢复正常。但若肾缺血持续过久,就会引起肾脏的器质性损害,肾前性急性功能衰竭转为肾性急性肾功能衰竭。
图15-1 急性肾功能衰竭的分类
(二)肾性急性肾功能衰竭
肾性急性肾功能衰竭是由肾实质的器质性病变所引起的急性肾功能衰竭,是临床常见的危重病症。肾性急性肾功能衰竭主要是由各种原因引起的肾缺血及急性肾小管坏死所致。原因主要如下。
1.急性肾小管坏死
急性肾小管坏死是肾性急性肾功能衰竭最常见的原因,约占肾性急性肾功能衰竭的80%。狭义的急性肾功能衰竭即指急性肾小管坏死。①各种原因引起的休克若未得到及时有效的抢救,发生肾持续性缺血或休克好转后的再灌注损伤,使功能性肾功能衰竭转变成器质性肾功能衰竭;②因重金属(如汞、砷、锑、铅等)、抗生素(如二甲氧苯青霉素、新霉素、多粘菌素、庆大霉素、先锋霉素、磺胺类等)、有机化合物(如四氯化碳、氯仿、甲醇、酚、甲苯等)以及某些血管和肾脏造影剂等经肾脏排泄时均可直接引起肾小管的损伤,导致肾小管上皮细胞的变性、坏死,引起器质性肾功能衰竭。
2.肾小球、肾间质与肾血管疾病
急性肾小球肾炎、狼疮性肾炎、血管炎及血栓性微血管病变等引起的肾小球病变,急性肾盂肾炎、严重感染、败血症、药物过敏及恶性肿瘤浸润等引起的肾小管间质损害,血栓形成、动脉粥样硬化斑块脱落导致的两侧肾动脉栓塞等,均可引起急性肾功能衰竭。
(三)肾后性急性肾功能衰竭
肾后性急性肾功能衰竭是指由于各种原因引起从肾盏到尿道口的尿路梗阻所致的急性肾功能衰竭。常见于双侧尿路结石、炎症、盆腔肿瘤、前列腺肥大和前列腺癌等引起的尿路梗阻,梗阻后肾小球有效滤过压下降,早期并无肾实质的器质性损害,如及时解除梗阻,可使肾脏泌尿功能迅速恢复(表15-1)。
表15-1 急性肾功能衰竭的分类和特点
二、发病机制
急性肾功能衰竭的发病机制比较复杂,不同病因引起的急性肾功能衰竭,其发病机制不尽相同,但无论何种原因引起的急性肾功能衰竭,均有肾小球滤过率降低所致的少尿或无尿。下面着重阐述肾缺血和肾中毒所致的急性肾功能衰竭的发生机制。
(一)肾小管损伤
肾脏出现严重的肾缺血和肾中毒时可引起肾小管上皮细胞损伤。肾小管损伤初期细胞的形态大致正常,但可发生不同程度的重吸收和分泌功能障碍,随着肾缺血和中毒的损伤加重,肾小管上皮细胞出现不可逆性损伤,会导致如下结果。①原尿回漏入间质:持续性肾缺血或肾毒物引起肾小管上皮细胞坏死,导致急性肾功能衰竭,肾小管管腔内原尿向肾间质回漏,一方面可直接引起尿量减少;另一方面又可通过形成肾间质水肿而压迫肾小管并阻碍原尿通过,其结果是肾小球囊内压增高,GFR进一步减少。②肾小管阻塞:肾缺血、肾毒物引起肾小管上皮细胞坏死时脱落的上皮细胞及碎片,异型输血、挤压综合征时引起的大量血红蛋白或肌红蛋白等形成管型阻塞肾小管(见图15-2),使受阻肾小管上段的管腔内压升高,从而使肾小球囊内压增高,GFR减少,引起少尿或无尿。
图15-2 急性肾功能衰竭肾小管损伤示意图
(二)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1 200mL血液流过两侧肾脏,其中94%左右的血液分布在肾皮质层,而肾髓质层血流很少。急性肾功能衰竭时,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。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(RAS)活性增高
各种原因导致肾脏缺血使近曲小管对钠的重吸收减少,原尿中钠浓度升高,刺激致密斑分泌肾素增多,引起血管紧张素的分泌增加,导致肾血管平滑肌收缩,加重肾脏缺血,进一步导致肾小球滤过率降低。
2.儿茶酚胺浓度增加
肾脏缺血导致交感神经兴奋,儿茶酚胺释放增多,肾皮质外2/3的入球小动脉对儿茶酚胺敏感,使肾小球动脉强烈收缩,导致皮质外层血流量减少,GFR降低。
3.扩血管物质生成减少
急性肾功能衰竭整个发病过程中的血流动力的改变与内源性的扩血管物质减少有关。
(1)前列腺素(PG)分泌减少。肾脏是产生前列腺素的主要器官。肾缺血或中毒时,肾髓质合成前列腺素减少,特别是扩血管的PGE2合成减少,导致肾血管收缩,肾血流量减少,GFR降低。
(2)心房钠尿肽(ANP)分泌减少。在正常人血液中有低浓度的心房钠尿肽,它是对抗肾素-血管紧张素系统的内源性拮抗剂。当机体的有效循环量明显减少时,心房牵张感受器的兴奋性降低,致使心房钠尿肽的分泌减少,其舒张血管的作用降低,肾脏血管收缩,肾脏缺血导致GFR降低。另外,心房钠尿肽分泌减少还可以导致水、钠潴留,引起少尿或无尿。
(3)NO分泌减少。生理水平的NO在血流动力学调节和水、钠排泄方面具有重要作用。NO也使血管扩张,肾缺血时NO的释放减少,将引起血管收缩,加重肾脏缺血。
急性肾功能衰竭的发病机制是多种因素同时或先后作用的结果。一般而言,在急性肾功能衰竭的初期,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急性肾功能衰竭的发展起重要作用。
三、机体的功能代谢变化
急性肾功能衰竭根据始发阶段尿量的变化可分为少尿型和非少尿型急性肾功能衰竭,下面分别论述两种类型急性肾功能衰竭机体的功能及代谢变化。
(一)少尿型急性肾功能衰竭
少尿型急性肾功能衰竭按病程演变可分为少尿期、多尿期和恢复期三个阶段(见表15-2)。
表15-2 少尿型急性肾功能衰竭病程演变特点
1.少尿期
出现在肾缺血或肾中毒后1~2d内,肾血流量急剧减少,GFR明显降低,患者开始出现少尿(尿量<400mL/d)或无尿(尿量<100mL/d)。少尿期可持续几天到几周,平均为7~12d。少尿期由于肾小管受损,原尿在通过肾小管时出现重吸收水、钠的功能障碍,致使尿比重降低,尿钠含量高于40mmol/L,常达80~100mmol/L。若肾实质有损伤,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。在此期间患者的功能代谢改变最为显著,出现体内代谢产物的蓄积,水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱,其中对生命威胁最严重的是高钾血症。少尿期是病程中最危险的阶段,因此,少尿期持续愈久,则预后愈差。
(1)高钾血症。它是急性肾功能衰竭患者最严重的并发症。引起高钾血症的原因是:①尿量显著减少,肾排钾减少;②组织损伤、细胞分解代谢增强、缺氧、酸中毒等因素均可促使K+从细胞内向细胞外转移;③摄入富含钾的食物或大量输入库存血等。高钾血症可引起恶心、呕吐和胸闷等症状,特别是对心脏的毒性作用,导致心脏生理特性改变,可诱发心律失常、心脏骤停。高钾血症成为急性肾功能衰竭患者死亡的重要原因之一。
(2)水中毒。由于肾脏排尿量严重减少,体内分解代谢增强以致内生水增多,加上输入葡萄糖溶液过多等原因,可引起体内水潴留。当水潴留超过钠潴留时,可引起稀释性低钠血症,水分可向细胞内转移而引起细胞水肿。严重患者可并发肺水肿、脑水肿和心功能不全。因此,对急性肾功能衰竭患者,应严密观察和记录出入液体量,严格控制补液速度和补液量。
(3)代谢性酸中毒。引起代谢性酸中毒的原因如下。①肾小球滤过率降低,固定酸排出减少;②感染和分解代谢增强,固定酸生成增多;③肾小管泌H+和泌NH3功能障碍,回收HCO-3减少。代谢性酸中毒可引起心肌收缩力减弱、室性心律失常以及心血管系统对儿茶酚胺的反应性降低。代谢性酸中毒还可引起中枢神经系统的障碍,影响体内多种酶的活性,并促进高钾血症的发生,患者出现意识障碍、昏迷等临床表现。
(4)氮质血症。正常人的血清中尿素氮为10~15mg/dL。尿素氮增高的主要原因是由于体内蛋白质代谢产物不能由肾脏充分排出以及体内蛋白质分解增强。故血中尿素、肌酐等非蛋白含氮物质的含量可大幅度地增高,称为氮质血症(azotemia)。一般在少尿期开始后几天,血中非蛋白氮的含量就明显增多,严重时可出现尿毒症。
患者如能安全度过少尿期,而且体内已有肾小管上皮细胞再生时,即可进入多尿期。
2.多尿期
当急性肾功能衰竭患者尿量逐渐增多至每日1 200mL以上时,即进入多尿期,说明病情趋向好转。此期尿量可达每日3 000mL以上。产生多尿的机制为:①肾小球滤过功能逐渐恢复正常;②间质水肿消退,肾小管内的管型被冲走,阻塞解除;③肾小管上皮虽已开始再生修复,但其功能尚不完善,故重吸收水、钠的功能仍然低下,原尿不能被充分浓缩;④少尿期中潴留在血中的尿素等代谢产物开始经肾小球大量滤出,从而增高原尿的渗透压,引起渗透性利尿。
多尿期中患者尿量虽已增多,但在早期由于GFR仍比正常低,溶质排出仍然不足,肾小管上皮细胞的功能也不完善。因此,氮质血症、高钾血症和酸中毒等并不能很快改善,只有经过一段时间后,血钾和非蛋白氮才逐渐下降至正常水平,肾脏排酸保碱的功能才恢复正常。多尿期间,患者每天可排出大量水和电解质,若不及时补充,则可发生脱水、低钾血症和低钠血症,应给予充分的注意。多尿期历时1~2周后,病程进入恢复期。
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,肾功能才能完全恢复。需要指出,此期患者尿量虽然恢复正常,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而修复不全,可能转为慢性肾功能衰竭。
(二)非少尿型急性肾功能不全
非少尿型急性肾功能衰竭患者,虽然也有GFR降低和肾小管的损害,但肾内病变相对较轻,主要表现为肾小管浓缩功能的障碍,因此虽有血浆非蛋白氮的增高,但尿量并不减少,尿比重<1.020,尿钠含量也较低,预后较好。由于非少尿型的尿量排出较多,故一般很少出现高钾血症。本病一般病情轻,预后好,但易发生漏诊,若治疗不及时,可向少尿型急性肾功能衰竭转化。
四、防治的病理生理基础
(1)慎用对肾脏有损害的药物。根据急性肾功能衰竭的主要病理变化特点,因此在选择用药时慎用对肾脏有损害的药物,以避免药物对肾小管的再次损伤。
(2)预防休克的发生。对已发生休克并伴有功能性急性肾功能衰竭的患者,应及时采取抗休克措施,迅速恢复有效循环血量,使肾血流量和GFR恢复正常。
(3)及时纠正水、电解质代谢紊乱。急性肾功能衰竭时,高钾血症是引起患者死亡的主要原因,所以,防止高钾血症发生,是防止患者死亡的关键。高钾血症时,应进行紧急处理。
(4)控制氮质血症。可采取如下措施。①积极抗感染,减轻蛋白质的分解代谢,选用合适的药物和剂量,以免加重肾中毒;②静脉内缓慢滴注必需氨基酸,以促进蛋白质的合成,降低尿素氮上升的速度,并加速肾小管上皮的再生;③静脉补充热量,限制蛋白质摄入;④采用透析疗法增加非蛋白氮的排出;⑤选用睾酮等雄激素,以降低蛋白质的分解代谢。
(5)预防酸中毒。在少尿期开始阶段,应注意补充足够的能量,减少体内分解代谢,预防发生代谢性酸中毒。
(6)合理选用利尿剂。通过合理使用利尿剂,增加肾小管血流量,冲洗阻塞的肾小管。
(7)透析疗法。透析包括血液透析(人工肾)和腹膜透析。透析可降低血浆中K+、H+和非蛋白氮等物质的浓度。人工肾的透析效果最好。透析疗法已广泛应用于急性、慢性肾功能衰竭,取得了较好的疗效。
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