第二节 慢性肾功能衰竭
各种慢性肾脏疾病引起肾单位进行性、不可逆破坏,使残存的有功能的肾单位越来越少,以致不能充分排出代谢废物及维持内环境稳定,导致代谢废物和毒物在体内潴留,水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱以及内分泌功能障碍的综合征,称为慢性肾功能衰竭(chronic renal failure,CRF)。其发展缓慢,病程常迁延数月、数年或更长时间,最后发展为尿毒症而死亡。
一、病因
慢性肾功能衰竭的病因分为原发性和继发性两种,原发性肾脏疾病是引起慢性肾功能衰竭的主要病因,其中以慢性肾小球肾炎最为常见,占慢性肾功能衰竭的50%~60%。引起继发性肾脏疾病常见的原因是糖尿病肾病和高血压肾病。
蛋白尿、高脂血症、高血压、吸烟、感染和凝血异常等因素也可促进慢性肾功能衰竭的进展。
二、发病过程
由于肾脏具有强大的储备代偿功能,故慢性肾功能衰竭的发展过程缓慢而渐进,分为四个时期(表15-3)。
表15-3 慢性肾功能衰竭病程特点
三、发病机制
目前对慢性肾功能衰竭的发病机制尚不十分清楚,Bricker提出三种学说解释慢性肾功能衰竭的发病机制。
1.健存肾单位学说
此学说认为,虽然引起慢性肾损害的原始病因各不相同,但是最终都会造成病变肾单位的功能丧失,肾功能只能由未受损的残存肾单位来承担。丧失肾功能的肾单位越多,残存的完整肾单位就越少,当残存的肾单位少到不能维持正常的泌尿功能时,内环境发生紊乱,导致慢性肾功能衰竭的发生发展。
2.矫枉失衡学说
此学说是对健存肾单位学说的一个补充。当正常肾单位和GFR进行性减少时,导致体内某些物质排出减少而蓄积,机体为了排出这些物质,通过分泌某些体液因子来抑制肾小管对该物质的重吸收,增加该物质的排出,以此来维持内环境的相对稳定,这就是矫枉过程。但随着正常肾单位和GFR的进一步减少,肾脏对该物质的滤过进一步减少,其结果是该物质的浓度进一步升高,使机体分泌某些体液因子的量也随之进一步增多,而此时不能促进这些物质的排泄来维持内环境的相对稳定,反而可以作用于其他器官而引起不良影响,从而使内环境紊乱进一步加剧。典型的表现是机体钙与磷代谢紊乱、继发性甲状旁腺功能亢进症、皮肤瘙痒、肾性骨病、贫血和出血等一系列临床症状。
3.肾小球过度滤过学说
慢性肾功能不全时,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单位肥厚、纤维化和硬化,使肾单位渐进性破坏,最终导致内环境紊乱。
四、机体的功能代谢变化
(一)泌尿功能变化
1.尿量改变
(1)夜尿。正常成人尿量约为1 500mL/d,白天尿量约占总尿量的2/3,夜间尿量只占总尿量的1/3。慢性肾功能衰竭早期患者往往夜间出现排尿增多的症状,夜间尿量和白天尿量相近,甚至超过白天尿量,这种情况称为夜尿。
(2)多尿。多尿是慢性肾功能衰竭早期较常见的变化,但患者每天的尿量很少超过3 000mL。尿量增多的可能原因为:①大量肾单位破坏后,残存肾单位血流量增多,其肾小球滤过率增大,原尿形成增多,由于原尿流速较快和溶质含量较多,因而产生了渗透性利尿效应;②慢性肾盂肾炎导致慢性肾功能衰竭,常有肾小管上皮细胞对ADH的反应减弱;③慢性肾盂肾炎、慢性肾小球肾炎等患者髓袢主动重吸收Cl-的功能减弱时,髓质间质不能形成高渗环境,因而尿的浓缩功能降低。但是,当肾单位大量破坏、肾血流量极度减少时,则可发生少尿。
慢性肾功能衰竭出现多尿虽然有利于一部分代谢产物(如K+)的排出,具有一定的代偿作用,但由于肾脏对尿的浓缩不足或未浓缩,健存的肾单位数量较少,致使肾小球滤过面积减少。因此,滤出的原尿总量少于正常,不能充分排出体内的代谢产物,造成代谢产物在体内的堆积。
慢性肾功能衰竭晚期,由于健存的肾单位数量进一步减少,致使肾小球滤过率降低显著,导致尿量减少甚至出现少尿。
2.尿渗透压的变化
正常人尿液的渗透压为360~1 450mOsm/L,尿比重为1.003~1.035。慢性肾功能衰竭早期,由于肾脏的稀释功能仍趋于正常,但肾的浓缩功能已经降低,不能形成较高比重的尿,排出的尿液比重最高达到1.20,称为低渗尿或低比重尿。随着病情的发展,肾脏的稀释功能也出现了障碍,此时,尿的渗透压接近血浆渗透压,尿比重固定在1.008~1.012,称为等渗尿。
(二)水、电解质代谢及酸碱平衡紊乱
1.水代谢障碍
慢性肾功能衰竭时,由于大量肾单位的破坏,肾脏对水和渗透压平衡的调节功能减退,常有夜尿、多尿和等渗尿。多尿的患者,特别是伴有呕吐、腹泻时,如不及时给予其补充足够的水分,因其肾脏浓缩功能减退,尿量不能相应地减少,故容易发生严重脱水从而使酸中毒、高钾血症、高磷血症、氮质血症加重,病情恶化。反之,当静脉输血过多时,又易发生水潴留,甚至引起肺水肿和脑水肿。当慢性肾功能衰竭引起GFR过度减少时,则出现少尿和水肿。
2.钠代谢障碍
(1)低钠血症。慢性肾功能衰竭时,由于大量肾单位破坏,再加上肾小管上皮细胞对醛固酮的反应降低,体内甲基胍等毒性物质直接抑制肾小管对钠的重吸收,肾小管液中尿素、肌酐等溶质颗粒增多引起渗透性利尿。若过多限制患者对钠盐的摄入及尿钠排出增多,可导致细胞外液丢失钠增多,出现低钠血症和低血压。
(2)高钠血症。慢性肾功能衰竭晚期,由于残存的肾单位滤过率极低,补充钠盐过多后,易造成水、钠潴留,使细胞外液及血浆容量扩大,从而进一步使血压升高,加重心脏负荷,并可能导致高血压和心力衰竭。
3.钾代谢障碍
慢性肾功能衰竭患者一般不易出现高钾血症。下列原因可导致低钾血症,如厌食导致钾摄入不足,患者出现呕吐、腹泻或使用利尿剂使钾丢失增多。但慢性肾功能衰竭晚期的患者,出现钾排泄障碍而发生高钾血症。引起高钾血症的原因有:①低钠血症可以导致钾排出减少;②长期使用保钾性利尿剂;③代谢性酸中毒;④溶血及感染等。高钾血症和低钾血症均可影响心肌的生理特性,严重时可引起心律失常甚至心跳骤停。
4.代谢性酸中毒
正常肾脏每天排泄60~70mmol的H+。慢性肾功能衰竭的患者肾小球滤过率<10mL/min时,就会造成酸性代谢产物在体内潴留,导致血浆中HCO-3浓度下降,肾小管泌H+、泌NH+4与重吸收HCO-3功能降低以及机体分解代谢增强、固定酸生成过多等因素均可导致酸中毒。酸中毒对中枢神经系统产生抑制作用;对心血管系统的影响是引起心肌收缩力降低,血压下降;还可以引起骨骼脱钙,加重肾性骨营养不良的发生;酸中毒会引起高钾血症,严重的高钾血症会导致心律失常甚至心跳骤停。
5.钙、磷代谢障碍
(1)高磷血症。正常情况下由肾脏排出的磷为60%~80%,慢性肾功能衰竭早期,虽然肾小球滤过率有所降低,但血磷浓度的升高并不明显,这是因为在肾小球滤过率降低时,出现血磷一过性增高,血钙浓度降低,刺激甲状旁腺分泌甲状旁腺激素增多,抑制健存肾单位的肾小管对磷的重吸收,使尿磷增多,在较长的时间内保持血磷浓度维持在正常水平。但肾小球滤过率明显下降时,磷排出障碍,并继发性甲状旁腺素(PTH)分泌增多,造成甲状旁腺素溶骨作用增强,促使骨磷大量释放入血,造成血磷浓度不断升高。而继发性甲状旁腺功能亢进和酸中毒可引起的骨病,包括幼儿的肾性佝偻病以及成人骨软化、纤维性骨炎、骨质疏松、骨硬化和转移性钙化等。
(2)低钙血症。慢性肾功能衰竭患者出现低钙血症的主要原因如下。①由于肾组织损伤,造成维生素D3活化障碍,生成的1,25-(OH)2VitD3减少,使小肠对钙的吸收减少;②慢性肾功能衰竭患者肠道毒素增多,造成对钙的吸收障碍;③血磷增高致使血钙降低;④慢性肾功能衰竭患者由于胃肠道消化功能减弱,出现厌食、呕吐、进食减少,使钙的吸收减少。
6.镁代谢障碍
慢性肾功能衰竭患者血镁的浓度可轻度升高,但只要摄入的镁不增多,患者常无明显的临床症状。当血清镁浓度高于1.64mmol/L时,可出现嗜睡、语言障碍和食欲减退等表现。
(三)氮质血症
血液中非蛋白氮(NPN)浓度超过正常水平引起中毒症状,称为氮质血症。慢性肾功能衰竭时因肾小球滤过率降低,可造成尿素、尿酸、肌酐、氨基酸和胍类等含氮的代谢产物在体内堆积,使血中非蛋白氮的含量显著增加而发生氮质血症。慢性肾功能衰竭早期,NPN升高可不明显,晚期可出现严重的氮质血症,其中以血尿素氮(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,肌酐清除率代表具有功能的肾单位数目。
(四)肾性高血压
肾性高血压是指由各种肾实质发生病变所引起的高血压,是慢性肾功能衰竭最常见的并发症之一,约80%肾性高血压患者是由于肾脏尿生成障碍,导致机体出现水、钠潴留,造成血容量显著增多引起。高血压又可使健存的肾单位进一步减少,使肾功能障碍加重,从而形成恶性循环。引起肾性高血压与下列因素有关。
1.水、钠潴留
慢性肾衰竭由于肾血流量减少,肾实质损伤严重,使肾小球滤过率减少、尿量减少,出现少尿或无尿,致使机体出现水、钠潴留,最终出现血容量增加、心输出量增多、动脉系统灌注压增高、外周阻力增加、动脉血压升高。
2.肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性增强
慢性肾小球肾炎、肾小动脉硬化等疾病引起的慢性肾功能衰竭,由于肾血流量减少,而激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统,使血液中血管紧张素Ⅱ形成增多。血管紧张素Ⅱ可直接引起小动脉收缩,又能促进醛固酮分泌,导致水、钠潴留,并可兴奋交感-肾上腺髓质系统,引起儿茶酚胺释放和分泌增多,故可导致血压上升,这种高血压称为肾素依赖性高血压(renal dependent hypertension)。对此类患者限制钠盐摄入和应用利尿剂,不能收到良好的降压效果,只有采用肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性抑制剂,消除血管紧张素Ⅱ对血管的作用,才有明显的降压作用。
3.肾分泌的降压物质减少
正常肾脏的髓质能够合成和分泌激肽、前列腺素等舒血管物质,维持肾皮质血管的扩张及血流量,抑制肾素分泌,增加钠的排出,并与肾素-血管紧张素-醛固酮系统保持动态平衡。慢性肾衰竭患者由于肾实质损伤,使肾脏合成和分泌的扩血管物质减少,致使血管收缩、外周阻力增加,导致动脉血压升高。
(五)肾性贫血
慢性肾脏疾病经常伴有贫血。贫血的发病机制可能与下列因素有关:①肾脏组织严重受损后,肾脏生成促红细胞生成素减少;②血液中潴留的毒性物质对骨髓造血功能具有抑制作用,如甲基胍对红细胞的生成具有抑制作用;③慢性肾功能障碍可引起肠道对铁的吸收减少,并可因胃肠道出血而导致铁丧失增多;④毒性物质的蓄积可引起溶血及出血,从而造成红细胞的破坏与丢失。
(六)出血倾向
慢性肾功能衰竭的患者常有出血倾向,其主要临床表现为皮下淤斑和黏膜出血,如鼻出血和胃肠道出血等。一般认为血小板的功能障碍是导致出血的主要病因,血小板功能障碍表现为:①PF3的释放抑制,因而凝血酶原激活物生成减少;②血小板的黏着和聚集能力减弱,因而出血时间延长。上述血小板的功能改变可能是毒性物质在体内蓄积所引起。
(七)肾性骨营养不良
慢性肾功能衰竭患者多出现血磷增高、血钙降低密切相关的骨骼系统异常,称为肾性骨营养不良或肾性骨病。慢性肾功能衰竭时易发生骨骼异常,包括儿童的肾性佝偻病和成人的骨质软化、骨质疏松、纤维性骨炎和转移性钙化等。其发病机制是:①继发性甲状旁腺功能亢进,慢性肾功能衰竭患者肾脏排磷减少,致使长时间的血磷升高、血钙降低,促使甲状旁腺腺体增生,继而发生甲状旁腺功能亢进;②维生素D3活化障碍,由于25-(OH)Vit D3活化成1,25-(OH)2Vit D3的能力降低,使活性维生素D生成减少,引起肠钙吸收减少,进而出现胶原蛋白合成减少、低钙血症和骨质钙化障碍,导致肾性佝偻病和成人骨质软化的发生;③酸中毒可使骨动员加强、促进骨盐溶解、引起骨质脱钙,同时,可干扰1,25-(OH)2Vit D3的活化,并抑制肠对钙、磷的吸收。
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