肾功能衰竭及人工肾基本原理课件

肾功能衰竭及人工肾基本原理 xxxxx人民医院肾内科 肾功能衰竭及人工肾基本原理 正常肾脏 部位和结构 功能 病理肾脏 病因 症状及后果 肾功能衰竭 物理学原理 跨膜转运 人工肾 血液透析 腹膜透析 肾移植 正常情况下的人体肾脏?溶质转运原理? 人工肾的作用?病理情况下的人体肾脏? 正常肾脏人工肾物理学原理 肾脏的部位和结构 肾脏在体内的所在部位 左肾 右肾 右输尿管 大肠 肝脏 肺脏 上腔静脉 心脏 主动脉 脾脏 小肠 左输尿管 膀胱 病理肾脏 肾脏的部位和结构 肾脏的矢状切面 肾静脉 肾动脉 肾盂 输尿管 肾髓质 肾乳头 肾皮质 肾静脉分支 肾动脉分支 肾单位 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾脏的部位和结构 肾单位 肾脏的基本功能单位 近端小管 肾小球 入球小动脉 小静脉 远端小管 集合管 Henle氏袢 毛细血管网 终尿 血浆超滤液 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾脏的部位和结构 肾小球结构详图 - 滤过膜 毛细血管壁详图l 毛细血管壁 - 滤器- 近端小管 入球小动脉 出球小动脉 毛细血管袢 Bowman氏囊 毛细血管腔内 - 血液侧 - 毛细血管腔外 - 尿液侧 - 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 维持骨骼结构 活性维生素D钙平衡 造血功能 合成促红细胞生产素 维持心脏活性 钾代谢平衡 调节血液PH 合成和重吸收碳酸氢盐 维持血压 水平衡 排钠 清除代谢终产物 清除尿素, 肌酐等 肾脏的功能 肾脏的多种功能 功 能 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 人体肾脏的功能是什么？ 生成尿液，排除多余水分 排除代谢终末产物、毒物和药物 调节体内水、电解质、渗透压和酸碱平衡 分泌肾素、促红细胞生成素、前列腺素等 0.1升 大便中所含水分 0.9升 呼吸和汗液中所 含水分 1.5升 尿液 2.5升 总出量 肾脏的功能 水平衡 正常机体水 分的入量和 出量必须保 持平衡。 该功能主要 由肾脏和机 体渴感中枢 完成。 0.3升 代谢内生水 0.9升 固体食物所含水分 1.3升 液体食物所含水分 2.5升 总入量 + 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾脏的功能 滤过和重吸收 1500升： 每天经过肾动 脉的血流量 180升： 每天肾小球滤 过量 60升： 每天经过近端小管末 端的初尿量 20升： 每天经过远端小管始 端的尿液量 10升： 每天经过远端小管末 端的尿液量 1,5升： 每天经过集合管 末端的尿液量 终尿量: 1,5升/天 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾脏疾病的病因 包 括 大量失血 肾炎 神经原性疾病 糖尿病肾囊肿，先天畸形 事故 / 创伤 自身免疫性疾病 高血压 肾功能衰竭 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 吸烟 高血压 糖尿病 高胆固醇血症 动脉硬化 肾脏疾病的病因 肾功能衰竭的危险因素 肾功能衰竭 肥胖 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾脏病的症状和体征 肾脏病的早期症状 肾脏病的早期症状和体征并无特异性，也常见于其它多 种疾病。 体格检查和一些简单的实验室检查有助于肾脏病的早期 诊断，因而可防止或至少延缓其进展。 疲劳 乏力 血尿 蛋白尿 (大量泡沫尿) 浮肿 少尿或多尿 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 外周水肿 氧交换能力下降 肺水肿 机体水储留 高血压 心功能降低 肾脏病的症状和体征 肾功能衰竭水的清除 肾脏清除水 的能力下降 肾脏病患者体液储留常呈进行性进展，在未进行适当治疗的情况下常导致 严重的后果，甚至引起死亡。此时，人工肾常可挽救患者的生命。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 2 3 1 4 肾功能衰竭 慢性肾功能衰竭 - 分期 肾功能代偿期 临床症状轻微 肾小球滤过率（GFR）5080ml/min，血肌酐（Scr）正常 如不进行治疗，肾功能常进行性恶化 肾功能失代偿期 临床症状进一步加重 血液生化检查常呈现多种严重异常 GFR2550ml/min，Scr升高，但450umol/L， 在某些因素作用下(如感冒等)肾功能可进一步恶化 肾功能衰竭期 常伴严重的临床症状 GFR1025ml/mi，Scr450707umol/L 适当的治疗常可使肾功能有一定程度的恢复 (恢复至第二期) 尿毒症 严重的临床症状 GFR707umol/L 常需终生肾脏替代疗法， 未进行及时治疗的患者将很快死亡 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾功能衰竭 急性肾功能衰竭 节选自Zllner, Innere Medizin 透析治疗 肌苷 M/l 时间 / 天数 尿量 升/天 3.多尿期 尿量异常 (1 - 2周) 1.损伤期 肾实质的损伤 (数分钟至数天) 2. 少尿期 / 无尿期 肾功能完全丧失 (可长至6周) 4. 恢复期 肾功能缓慢恢复 (数月) 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 人工肾基本原理 人工肾的物理学原理 半透膜 细菌 中分子物质，如 b2-微球蛋白 水分子可自由 通透 红细胞 白蛋白， 常作为 大分子 蛋白质的代表 电解质 半透膜的功能类似于一个精细的筛子，只有分子半径小于筛孔的物质可通过它。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 人工肾的物理学原理 弥散 开始阶段: 不同的物质浓度 结束阶段: 相同的物质浓度 弥散是溶液中所有分子随机运动的结果(Brownian运动)。 时间 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 透析的物理学原理 超 滤 在溶质能够通过半透膜的前提下，在膜的一侧施 以压力可导致溶质和水分一起滤过该半透膜。 时间 压力 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 透析的物理学原理 渗 透 时间 渗透和弥散的不同之处在于，其溶质不能通过半透膜， 而水分仍旧可以通透，最终导致两侧浓度趋于平衡。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 透析的物理学原理 反渗透 时间 压力 和超滤相类似，反渗透时也在膜的一侧加以压力。 反渗透技术常用于血液透析时净水的制作，后者用于配制透析液。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 扩散弥散在溶液中的某一区域内某种溶质的浓度很高，这 种溶质会分散到浓度低的区域，均匀分布在一个 限定区域 对流一种溶质带动另一个溶质通过半透膜的过程 超滤压力梯度作用下，液体通过薄膜的物理过程 渗透水从分子浓度低的区域通过半透膜流入分子浓度 高的区域 吸附膜表面的正负电荷的作用具有选择性吸附某些蛋 白质、毒物及药物的作用 人工肾基本原理 人工肾的种类 肾脏不具有再生能力，但自然肾脏有很大的储备 能力，直至其丧失了90的排泄功能时，才需应用人 工肾支持治疗。 有四种公认的有效治疗方法: 血液透析 血液滤过 血液透析滤过 血液灌流 腹膜透析 血液透析(HD) 血液透析清除代谢废物的原理 主要是利用扩散作用 透析膜本身是具有选择性的半透膜，它允许小分子的 尿素、肌酐、钠、钾、氢等较小分子通过，但血中的红、 白细胞、白蛋白及细菌等大分子无法通过。尿毒症病人的 血中有高浓度的尿素，肌酐等代谢废物，而这些是透析液 中所没有的。借助浓度差的驱动，病人血中高浓度的尿素 、肌酐等代谢废物会通过透析膜扩散到透析液中去。 为了增加血液与透析液两侧的浓度差，提高透析效果 ，所以血液透析时，血液与透析液流向相反。 血液透析模式图 血泵 抗凝 输回病人血液 流出病人血液 透析器 清洁透析液 废透析液 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 血液透析 透析器 血液流入端 透析液流出端 中空纤维束 透析液流入端 血液流出端 透析液在中空纤维外流动，血液在中空纤维内逆向流动。 溶质通过中 空毛细 纤维 壁进行转运 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 血液透析适应证 1.急性肾功能衰竭 2.慢性肾功能衰竭 3.急性药物或毒物中毒 4.其他疾病 1、急性肾功能衰竭 目的： A.清除体内过多水分及毒素 B.维持酸碱平衡 C.为用药及营养治疗创造条件 D.避免多脏器功能障碍综合症等并发症 的出现 凡高分解代谢者立即进行透析 非高分解代谢者符合下列第一项并任何其他一项者， 即可透析 1.无尿48小时以上 2.血尿素氮超过或等于21.4mmol/L 3.血肌酐超过或等于442umol/L 4.血钾超过或等于6.5mmol/L 5.HCO3-小于15mmol/L，CO2结合力小于13.4mmol/L 6.有明显水肿、肺水肿、恶心、呕吐、嗜睡、躁动或 意识障碍 7.误输血或其他原因所致溶血、游离血红蛋白高于 12.4mmol/L 2、慢性肾功能衰竭 透析指征： A.内生肌酐清除率小于10ml/min B.血尿素氮高于28.6mol/L，或血肌酐高于707.2 umol/L C.血尿酸增高伴有痛风者 D.有高血钾症 E.有代谢性酸中毒 F.口中有尿毒症气味，伴食欲丧失和恶心、呕吐等 G.慢性充血性心力衰竭，肾性高血压或尿毒症性心包炎，用一般 治疗无效者 H.出现尿毒症神经系统症状，如个性改变、不安腿综合症等 3、急性药物或毒物中毒 凡能够通过透析膜清除的药物及毒物，即 相对分子质量小，不与组织蛋白结合，在 体内分布较均匀，而不固定于某一部位者 ，均可采取透析治疗。 血液滤过(HF) 血液滤过是血液净化疗法中另一种重要 的方法，其原理模仿了肾小球滤过功能和肾 小管重吸收功能。血液滤过无需透析液，溶 质和水的清除依靠对流作用，由于血浆中大 量电解质、碱基被清除，故需要补充相应量 的置换液。 血液滤过模式图 血泵 抗凝 流出病人血液 输回病人血液 滤过器 无菌置换液 超滤液 在进行血液滤 过治疗时，需 要一个极为精 确的平衡装置 ，以保证置换 液和滤过液的 总量平衡! 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 血液滤过适应症 常规血透时并有： 水钠平衡维持不佳 高血压 心功能较差 周围神经病变明显 心包积液 多器官功能 衰竭 重症感染 中毒 高胆红素血症 血液透析滤过（HDF） 原理：对流和弥散 同时加透析液和置换液 结合HF和HD的优点 血液透析滤过（HDF） 血液 前稀释 后稀释 超滤液 透析液 血液灌流(HP) 血液灌流是籍助体外循环，引入装有 固态吸附剂的容器，使溶解在血液中的物 质吸附到具有丰富表面积的固态物质上， 除去血中外源性或内源性毒物，达到血液 净化的一种治疗方法。 HP的原理 活性炭 合成树脂 广谱吸附 免疫吸附 特异性吸附 利用吸附剂的吸附作用清除有害物质 按吸附材料的吸附方式分为: 目前常用的吸附剂： 血液灌流 血液 丽珠血液灌流器 血液灌流 血液灌流适应症 中毒 药物：安定、巴比妥、氯丙嗪、阿司匹林、 地高辛、INH、MTX、茶碱等 农药：有机磷、百草枯等 灭鼠药 尿毒症：与血液透析联合治疗 肝功能衰竭 血液透析 血管通路 双腔导管扩张的静脉 - 旁路 - 动静脉 吻合口 结扎的静 脉远端 颈静脉 (颈内静脉) 主动脉 以前臂外周静脉作为血管通路具 有很多优点，极为适合长期使用 ；其缺点是手术后距初次使用常 有数周的等待时间。 中央静脉插管可即刻使用， 但其使用寿命常仅有数周。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 腹膜透析 腹膜是沿着腹腔的一层活的半透膜。将 液体和电解质注入腹腔，使代谢废物由腹膜 的血液供应扩散到腹腔的液体中。水也可把 葡萄糖加入透析液，按人工建立的渗透压梯 度通过腹膜扩散到腹腔液内。 腹膜透析的工作原理 腹膜 腹膜透析液 清洁透析液收集袋 置入导管 废透析液收集袋 进行腹膜透析需 要有特殊配方的 腹膜透析液。 将该透析液注入 腹腔内后，溶质 通过弥散原理在 血液和腹透液之 间进行交换，而 水分则通过渗透 原理从患者体内 清除。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 腹膜透析 以腹膜作为半透膜 腹膜 腹膜透析液 从透析液侧至 血液侧的转运 上皮层 结缔组织 毛细血管 从血液侧 至透析液 侧的转运 通过腹膜的溶质转运是双向进行的，例如代谢终产物从血 液侧向透析液侧转运，而碱基从透析液侧向血液侧转运。 正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏 肾移植 主动脉 肾动脉、肾静脉 和受者髂动、静 脉进行吻合 肝脏 移植肾并非在 正常肾脏的位