肾脏疾病的生物化学诊断 肾功能实验室检验上海第二医科大学检验系课件

肾脏疾病的生物化学诊断 第一节 肾脏的结构和功能 一、Structure of Kidney 外层：皮质外层：皮质cortexcortex 内层：髓质内层：髓质medullamedulla （肾锥体）肾锥体） 肾脏结构和功能的基本单位： 肾单位（nephron） 肾小体 肾小球glomerulus 肾小囊renal capsule 肾小管 近端小管proximal convoluted tubule 髓袢loop of Henle 远端小管distal convoluted tubule 近端近端小管小管 远端小管远端小管 renal tubule 肾小球glomerulus 组成 毛细血管丛cluster of capillaries 肾小球囊 滤过膜 作用：阻止血细胞及血浆蛋白滤过。 决定滤过的因素：决定滤过的因素： 结构基础：结构基础： 滤过膜通透性滤过膜通透性 内皮细胞层（对内皮细胞层（对 蛋白不阻止）蛋白不阻止） 基基 膜膜 层（阻止蛋白层（阻止蛋白 ） 足足 细细 胞胞 间间 隙隙 滤膜屏障滤膜屏障 机械性屏障机械性屏障 电荷屏障电荷屏障 Alb Alb 负电荷负电荷 非细胞层 48nm 裂孔 主要根据孔径大小和分 子形状等 l滤过屏障起主要作用，电荷屏障主要对 白蛋白等带有负电荷的物质发挥作用。 l4nm的物质几乎不能通过 肾小管renal tubule （1）近端小管曲部： reabsorption Na+ K+ Cl- HCO3- glucose amino acid secretion urea creatinine （2）髓袢loop of Henle ： 形成渗透压梯度osmotic gradient 。 （3）远端小管曲部： 在醛固酮作用下分泌H+、K+。 （4）集合管collecting duct： 决定终尿渗透压。 二、Renal Function 1.Excretion 尿素urea 体内代谢产物 肌酐creatinine 尿酸uric acid 药物drug 外来物质 毒物toxin 2. Regulation Regulation of Water Balance 渗透压 Acid-base Balance Regulation 3.Secretion （1）肾素renin 肾小球旁细胞产生的一种酶，催化血 管紧张素原产生血管紧张素I，使醛固酮合 成增加。 （2）促红细胞生成素 erythropoietin 促进血红蛋白合成。 （3）1,25-（OH）2- VitD3 1，25-（OH）2-VitD3，对Ca2+、P3- 代谢有调节作用。 （4）前列腺素 排钠、降压作用。 （5）激肽释放素 促进水、钠排出 增加肾血流量 降血压 4.Formation of urine 滤过滤过 重重吸收吸收 分泌分泌 （1）Glomerular Filtration Function 肾小球过滤膜: 微孔。 血液经肾小球的滤过作用生成的滤 液为原尿。 原尿的pH、渗透压、化学成分和血 浆大致相同，而蛋白质含量极少。 （2）Tubular Reabsorption Function 原尿 180-200L/天 终末尿 0.5-1.5L/天 终末尿的化学成分和原尿不同 （3） Tubular Secretion Function a.血浆中含有正常代谢产物 如肌酐、K+、 H+和磷。 b.某些异物和药物 如酚红、对氨基马尿酸、青霉素。 c.肾小管上皮细胞合成的物质 如氨、马尿酸等。 第二节 肾脏疾病的生物化学实验室检查 一、肾脏功能的生物化学检测 （一）Renal Clearance Test 1.肾清除率renal clearance （1）定义： 肾脏在单位时间内（每分钟）将多少毫 升血浆中的某物质清除出去。（ml/min）。 （2）表示方法 U V C= P C：清除率(ml/min) V：每分钟尿量(ml/min) U: 尿中测定物质的浓度（mmol/L) P: 血中测定物质的浓度（mmol/L） UV 1.73 C= x P A A个体的体表面积 2.肾清除率试验应用 物质经肾排出的方式： 全部由肾小球滤出，肾小管不吸收、不分泌， 如菊粉； 全部由肾小球滤过，不被肾小管重吸收，很少 被肾小管排泌，如肌酐； 全部由肾小球滤过后又被肾小管全部吸收，如 葡萄糖； 除肾小球滤出外，大部分通过肾小管周围毛细 血管向肾小管分泌后排出，如对氨马尿酸。 （二）Glomerular Filtration Function 1.肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR） l l 某种物质由肾小球过滤，在肾小管中既某种物质由肾小球过滤，在肾小管中既 不分泌，也不吸收。利用它求出的清除不分泌，也不吸收。利用它求出的清除 率可以代表肾小球滤过率。率可以代表肾小球滤过率。 Ccr Test （1）原理： 肌酸的代谢产物 成人体内含肌酐约100g(98%存在于肌肉) 内、外源性两种 血浆肌酐的生成量和尿的排出量较恒定 ， 其变化受内源性肌酐的影响 从肾小球滤过，不被肾小管吸收 肾单位时间内，把若干毫升血浆中的内 生肌酐全部清除出去，称为内生肌酐清除率 (endogenous creatinine clearance rate,Ccr) （2）表示方法 尿肌酐浓度(mol/L)每分钟尿量(ml/min) Ccr = 血浆肌酐浓度(mol/L) Ucr V = Pcr 校正： Ucr V 1.73 Ccr= Pcr A 正常值 80-120ml/min (3)Clinical Significance 判断肾小球损害的敏感指标 急性肾小球肾炎 Ccr 减低至正常的80%以下，血清尿 素、肌酐仍为正常。 初步估价肾功能的损害程度 轻度损害：70-51ml/min 中度损害：50-31ml/min 重度损害：7 7mmol/L mmol/L Cr Cr正常或轻度增高正常或轻度增高 肾功能衰竭失代偿期：肾功能衰竭失代偿期： UreaUrea中度增高中度增高17.9-21.417.9-21.4mmol/L mmol/L Cr Cr中度增高中度增高442442mol/Lmol/L 尿毒症：尿毒症： Urea 21.4mmol/L Urea 21.4mmol/L Cr Cr 可达可达1.81.8mmolmmol/L/L （2）血清尿酸（ serum uric acid,SUA) l l 来源：嘌呤代谢产物来源：嘌呤代谢产物 外源：食物（外源：食物（20%20%） 内源：核酸分解（内源：核酸分解（80%80%） l l 途径：途径： 肾小球滤过，近端小管重吸收肾小球滤过，近端小管重吸收 l l 血尿酸增高的原因：血尿酸增高的原因： 尿酸生成的酶缺陷、肾小管转运障碍尿酸生成的酶缺陷、肾小管转运障碍 摄取过多的富含嘌呤的食物摄取过多的富含嘌呤的食物 l l 增高增高 1 1、原发性高尿酸血症：原发性痛风、原发性高尿酸血症：原发性痛风 2 2、继发性高尿酸血症：、继发性高尿酸血症： 慢性肾病及肾衰竭、白血病和肿瘤慢性肾病及肾衰竭、白血病和肿瘤 长期禁食和糖尿病、子痫长期禁食和糖尿病、子痫 (3)血胱抑素C （cystatin C，cys C） 特点：特点： 有核细胞表达、分泌的一种碱性非糖基有核细胞表达、分泌的一种碱性非糖基 蛋白，每日分泌量恒定。蛋白，每日分泌量恒定。 分子量分子量1313kDkD，自由通过肾小球滤膜自由通过肾小球滤膜 途径：途径： cystainCcystainC被近曲小管上皮细胞摄取、分解，被近曲小管上皮细胞摄取、分解， 不回到血液中，尿中仅微量排出。不回到血液中，尿中仅微量排出。 肾小球滤膜肾小球滤膜 有核细胞有核细胞 肾肾小管重吸收小管重吸收 分解分解 血液血液 极少极少尿排（尿排（0.030.03 -0.3-0.3mg/L)mg/L) cyscys C C 非糖基化碱性 蛋白质 特点： 1.在血浆中稳定，很少受到其他 物质的干扰，临床上使用较多 2.与肾小球滤过率相关性好，指 标优于肌酐 （4 4）氨甲酰血红蛋白）氨甲酰血红蛋白 （carbamylated hemoglobulincarbamylated hemoglobulin，CarHbCarHb） 尿素尿素 血液血液红细胞红细胞 铵铵 + + 氰酸盐氰酸盐HbHb 氨甲酰血红蛋白氨甲酰血红蛋白 反映近反映近4 4星期左右期间尿素的平均水平星期左右期间尿素的平均水平 不可逆 (三)renal plasma flows test 在一定单位时间内流经双侧肾的血流量 ，称肾血流量（renal plasma flow,RPF)。 酚红、马尿酸盐在岁血流经肾循环时， 几乎完全被肾清除，其肾的最大清除率 即相当于肾有效血浆流量（effective renal plasma flows,ERPF)。 目前临床多采用放射性核素或其标记物 的肾清除能力反映ERPF。 对氨基马尿酸盐清除试验 原理 对氨基马尿酸（PAH）静脉注入体内 20%由肾小球滤过 80%由近端肾小管排泌但不重吸收 PAH的清除率代表肾血流量。 UPAH CPAH= V PPAH (四）Tubular and collecting duct Function Tests Proximal Convoluted Tubular Function Tests 1.reabsorption function tublar maximal glucose reabsorption capacity,TmG） 原理 滤液中的葡萄糖在近端肾小管内全部被重吸收 如血浆葡萄糖浓度不断提高 重吸收值液随之增加， 血糖浓度升高到肾糖阈 部分葡萄糖从尿液排出 血糖浓度再高，重吸收值也不再增加 2、 excretion function phenol sulfonphthalein excretion test 原理 酚红（PSP）经静脉注射 大部分与血浆白蛋白结合 20%由肝清除 其余的94%由近端肾小管上皮细胞排泌 尿液中排出的量 作为判断近端小管排泌功能的指标 影响因素较多 Distal Convoluted Tubular Function Tests 功能:浓缩和稀释尿液 当肾脏病变时，远端小管和集合管受损， 对水、钠、氯的重吸收发生变化，髓质部的渗 透压梯度遭到破坏，影响尿的浓缩和稀释功能 。 1、Concentration Dilution Test （1）3h尿比重试验 方法 病人按正常饮食和活动 上午8时排尿弃去 每隔3h留尿1次，直至次晨8时 分装8个容器 测定尿量及比重 （2）昼夜尿比重试验 方法 正常进食，每餐含水量不宜超过600ml 上午8时排尿弃去 自上午10时、12时、下午2、4、6、8时及次 晨8时各留尿1次 分别测定尿量及比重 2、尿渗量测定（urine osmol，Uosm） （1）定义： 指尿内全部溶质的微粒总数而言，它可 反映溶质和水相对排泄速度。 （2）方法 晚饭后禁饮8h 清晨一次送尿检查 静脉取血后分离血清 测定渗量 （3）意义 Uosm Posm 尿已浓缩 高渗尿 Uosm0.2SPI0.2非选择性蛋白尿非选择性蛋白尿 （IgG，分子量150kD） 与转铁蛋白（Tf，分子 量77kD） 意义：意义： 1 1）SPISPI反映滤过膜的通透性，与其病理组织学有关反映滤过膜的通透性，与其病理组织学有关 2 2）SPISPI高则预后差。高则预后差。 3 3）SPISPI高不能区分是由于肾小球滤过膜孔径增大原高不能区分是由于肾小球滤过膜孔径增大原 因还是由于负电荷屏障受损引起的蛋白尿。因还是由于负电荷屏障受损引起的蛋白尿。 SPI对分子大小和电荷的选择性测定 1）分子大小选择性测定： 选择不带电荷，分子量不同的右旋糖苷 较准确反映肾小球滤过膜的结构损害程度 2）电荷选择性测定： 选择分子大小相同，带不同电荷，测定 尿唾液淀粉酶和尿胰酶排泌比值 电荷选择性 可采用分子大小相同（约2.9nm），所带电荷不同 的唾液淀粉酶与胰淀粉酶排泌分数的比值来判断 肾小球滤过膜的电荷选择性。 酶排泌分数=（尿酶血肌酐）/（血酶尿肌酐） 唾液/胰淀粉酶清除比=尿唾液淀粉酶排泌分数/尿 胰淀粉酶排泌分数 正常人清除比值1，如清除比值1，提示肾小球 滤过膜电荷屏障受损，阻挡血浆中带阴电荷蛋白 滤过能力有所下降。 低分子量蛋白质测定： 1、2-微球蛋白测定 （2-microglobulin, 2-MG） 淋巴细胞、肿瘤细胞产生 分子小（11800）、生成量恒定 自由通过肾小球 近端小管重吸收并分解 l1)尿液2-微球蛋白升高是肾近曲小管重吸收 功能受损的非常灵敏和特异的指标。肾小管- 间质性疾病、药物或毒物所致早期肾小管损伤 ，以及肾移植后急性排斥反应早期，尿中2- 微球蛋白含量增加。 l2)2-m清除率（C2-m）是鉴别轻度肾小 管损伤的良好指标。无肾小管损伤时， C2-m多正常。肾小管损伤时，因其重吸 收率只要减少10%，尿中2-m排泄量就要 增加30倍左右 l3)血清（浆）2-微球蛋白可较好地评估 肾小球滤过功能。肾小球滤过功能受损时 ，血清（浆）2-微球蛋白升高比血肌酐 更灵敏更显著。 l4)肾移植成功后，血2-m很快下降，当 发生排斥反应时，由于排异引起的淋巴 细胞增多及肾功能下降而使2-m合成增 加，血2-m常升高，往往比血肌酐升高 更明显。 意义意义 尿中增高：尿中增高： （1 1）敏感地反映近端重吸收功能受损）敏感地反映近端重吸收功能受损 （2 2）血）血55mg/Lmg/L，尿中尿中升高反映肾小管损伤升高反映肾小管损伤 血清中增高：血清中增高： （1 1）肾小球滤过功能受损）肾小球滤过功能受损 （2 2）恶性肿瘤、炎症恶性肿瘤、炎症 2、1-微球蛋白 l肝细胞和淋巴细胞产生 l糖蛋白，分子量26-33KD l产生恒定，绝大部分被肾小管重新吸收 l测定可以不受尿PH值影响 l正常人20mg/g肌酐 l临床价值： l血中1-M、 2-M与肌酐呈正相关 l尿1-M增高主要见于肾小球通透性改变和肾小 管重吸收功能障碍有关，而且对于肾小管的重 吸收障碍1-M要优于2-M，能够反映肾脏的早 期改变。 尿液1-m升高是反映早期肾近端小管损伤的非常特异和 灵敏的指标。1-m产生较恒定，测定不受尿pH等因素的影 响，故尿1-m比尿2-m更敏感地反映肾小管早期损害。 血清1-m升高提示肾小球滤过率降低。在Ccr 100ml/min时，血清1-m即出现升高。所以血清1-m可用 以评估肾小球滤过功能，且比血Ccr和2-m更灵敏。血清和 尿1-m均升高，表明肾小球滤过功能和肾小管重吸收功能 均受损。 由于1-m由肝细胞产生，一些严重肝实质性病变，可导 致血清1-m降低 3、视黄醇结合蛋白（RBP） l血液中低分子量