肾脏疾病的生物化学诊断

第十章肾脏疾病的生物化学诊断 教学内容 一 肾脏的结构和功能 熟悉 二 肾脏疾病的生物化学实验室检查 掌握 三 常见肾脏疾病的生物化学测定方法和评价 自学 四 常见肾脏疾病的生物化学诊断 掌握 第一节肾脏的结构和功能 外层 皮质内层 髓质 肾锥体 一 肾的基本结构肾单位 nephron 每侧肾脏有80 120万个肾单位肾小球肾小体肾小囊近端小管肾小管髓袢远端小管 肾单位结构示意图 皮质 髓质 二 肾小球的滤过功能指当血液流过肾小球毛细管网时 血浆中的水和水分子溶质 包括分子量较小的血浆蛋白质 通过滤过膜滤入肾小囊形成原尿的过程 1 组成毛细血管丛肾小囊滤过膜2 阻止滤过的物质血细胞大分子量血浆蛋白 3 决定滤过的因素 结构基础 滤过膜面积 通透性 机械性屏障 电荷屏障 唾液酸 动力 有效滤过压肾小球有效滤过压 肾小球毛细血管血压 血浆胶体渗透压 囊内压 肾小球滤过率 GFR glomerularfiltrationrate 单位时间内两肾生成的滤液量 125ml min180L 24h 物质基础 肾血浆流量 二 肾小管1 近端小管 近曲小管 髓袢降支粗段重吸收水电解质 Na K Cl HCO3 葡萄糖 氨基酸 少量蛋白质 尿素 小部分重吸收肌酐 完全不重吸收 2 髓袢细段 降支细段 升支细段 形成渗透压梯度 水 溶质 水 溶质 3 远端小管 髓袢升支粗段 远曲小管 集合管 4 肾小管 集合管的排泌作用 分泌H 重吸收HCO3 远曲分泌K Na K 交换H Na 交换 K H 远端小管 集合管 分泌NH3 四 肾脏的基本功能1 泌尿功能尿素体内代谢产物肌酐尿酸药物外来物质毒物 2 调节功能水 电解质渗透压酸碱平衡 3 内分泌功能 1 肾素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 促红细胞生成素促进血红蛋白合成 3 羟化的VitD31 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 第二节肾脏疾病的生化实验室诊断 一 肾功能试验 一 肾小球滤过功能测定 1 肾小球滤过率 glomerularfiltrationrate GFR 定义 单位时间内 每分钟 经肾小球滤出的血浆液体量 正常值 125ml min 2 清除率 clearancerate 1 定义 肾脏在单位时间内 每分钟 肾脏能将多少毫升血浆中的某物质清除出去 ml min 2 表示方法UVC P UV1 73C x PA 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 A 个体的体表面积 3 菊粉 inulin 清除率 菊粉的特点 金标准 不被机体分解 结合 破坏自由通过肾小球不被肾小管分泌和重吸收 4 内生肌酐清除率测定单位时间内 肾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 endogenouscreatinineclearancerate Ccr 原理 肌酸的代谢产物 肌肉1mg min将肌酐排入血液 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 不被肾小管重吸收 分泌 计算方法 尿肌酐浓度 mol L 每分钟尿量 ml min Ccr 血浆肌酐浓度 mol L UcrV Pcr校正 UcrV1 73Ccr PcrA 正常值 80 120ml min 1 73m2 临床意义 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 估价肾功能的损害程度肾功能损害 80ml min肾功能不全代偿期 50 80ml min肾功能不全失代偿期 25 50ml min肾功能衰竭期 25ml min尿毒症终末期 10ml min 5 血清肌酐 Cr 尿素 Urea 测定 原理 血清尿素测定可观察肾小球的滤过功能 氨基酸代谢终产物 胃肠道皮肤 肾脏肾小球 尿液 血液循环 正常参考值 1 78 7 14mmol L Urea GFR与血肌酐 尿素浓度关系 正常GFR百分比100806040200血肌酐血尿素 mol L mmol L 120100806040200GFR ml min 11298847056422814 283224782124177014161062708354 尿素与肌酐的临床意义 肾功能不全代偿期 肾功能衰竭失代偿期 尿毒症 Urea轻度增高 7mmol LCr正常或轻度增高 Urea中度增高17 9 21 4mmol LCr中度增高442 mol L Urea 21 4mmol LCr可达1 8mmol L 6 血尿酸 uricacid UA 测定 来源 嘌呤代谢产物外源 食物 20 内源 核酸分解 80 血尿酸增高的原因 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 增高常见于 1 原发性高尿酸血症 原发性痛风 2 继发性高尿酸血症 慢性肾病及肾衰竭 白血病和肿瘤长期禁食和糖尿病 子痫 7 血半胱氨酸蛋白酶抑制剂C cystatinC cysC 肾小球滤膜 有核细胞 肾小管重吸收分解 血液 极少尿排 0 03 0 3mg L cysC 8 氨甲酰血红蛋白 carbamylatedhemoglobulin CarHb 尿素 血液 红细胞 铵 氰酸盐 Hb 氨甲酰血红蛋白 反映近4星期左右期间尿素的平均水平 二 肾血流量 renalplasmaflow RPF 测定在一定单位时间内流经双侧肾的全血或血浆量 对氨基马尿酸盐清除试验 对氨基马尿酸 PAH 静脉注入体内90 由近端肾小管排泌但不重吸收PAH的清除率代表肾血流量 UPAHCPAH VPPAH 意义 RPF降低 慢性肾炎 高血压肾病急性心肌梗死 休克 心功能不全RPF增高 甲亢 妊娠 酚红 机体 94 上皮细胞排泌 尿液 三 肾小管 集合管功能试验 1 近端肾小管功能试验 1 分泌功能酚红排泌试验 PSP 正常值 15min 25 120min 55 2 重吸收功能滤过钠排泄分数 FeNa 测定FeNa 尿钠排出量 滤过钠总量 尿钠 血钠 尿肌酐 血肌酐 100肾小管葡萄糖最大重吸收量试验 TmG TmG 肾小球滤液G量 尿液G量 2 远端肾小管功能试验 1 尿渗量测定 urineosmol Uosm 尿渗量 指尿内全部溶质的微粒总数而言 与微粒的种类及性质无关 临床意义 Uosm Posm尿已浓缩高渗尿Uosm Posm尿已稀释低渗尿Uosm Posm等渗尿Uosm下降示肾小管浓缩功能减退 2 自由水清除率 CH2O 测定 定义 指单位时间内使尿液达到等渗 而应从尿中减去或加入的纯水量 即单位时间内所排出尿量与等渗尿量的差 尿液 等渗尿 纯水V Cosm CH2O 浓缩尿 等渗尿量 被吸收的纯水稀释尿 等渗尿量 血浆中清除的纯水 方法 CH2O V Cosm 1 Uosm Posm V 参考值 25 100ml h 意义 正值示肾脏排水量多 肾稀释能力 负值代表肾脏潴留水分 肾浓缩能力 CH2O为0 表示尿液为等渗如持续为0 示肾脏浓缩稀释功能严重减退 3 酸碱调节功能检查 1 氯化铵负荷试验 酸负荷试验 方法 0 1g Kg体重NH4Cl一次性口服 3 8h的尿 每小时测定尿pH一次 适应者 非酸中毒者 参考范围 服用氯化铵2h后 尿pH 5 5 临床意义 远曲小管重吸收HCO3 排酸 泌NH4 功能检 尿pH 5 5者 为I型肾小管酸中毒 2 HCO3 负荷试验 碱负荷试验 方法 口服HCO3 纠正酸中毒后 测定滤过HCO3 的排出分数 HCO3 排出分数 每分钟排出HCO3 血浆HCO3 肌酐清除率 适应者 酸中毒者 参考范围 正常人 1 几乎为零 临床意义 近曲小管HCO3 重吸收功能检查 II型肾小管酸中毒 15 I型肾小管酸中毒 5 肾小球滤过屏障受损 滤过率 通透性 部分物质清除率 滤出大分子蛋白质 血浓度 非选择性蛋白尿 内生肌酐清除率血肌酐 尿素 尿酸 半胱氨酸蛋白酶抑制剂C 氨甲酰血红蛋白 中分子物质 选择性指数 0 2 以清蛋白为主 24h尿蛋白定量 轻微受损 肾血流量 可检出微量尿清蛋白和免疫球蛋白 重吸收功能障碍 水 电解质 Na K Cl HCO3 葡萄糖 氨基酸 少量蛋白质吸收障碍 排泌功能障碍 检测 尿氨基酸 葡萄糖 尿钠 尿钠排泄分数 葡萄糖最大重吸收量 尿小分子蛋白测定 酚红排泌试验 PAH最大排泌量 浓缩稀释功能障碍 出现等渗尿 低渗尿 检测 尿比重 尿渗量 浓缩稀释试验 自由水清除率 电解质 酸碱平衡功能紊乱 Na K 交换 H Na 交换 分泌NH3障碍 检测 血 尿pH 二氧化碳结合力 酸碱负荷试验 可滴定酸 氨滴定 二 尿蛋白和尿酶检查 尿蛋白检查尿酶检查尿蛋白和尿酶检查选择 1 尿蛋白的定性和定量检查 蛋白尿 proteinuria 由于肾损伤引起尿中蛋白质排泄量增加 尿液中蛋白质含量 100mg L或 150mg 24h尿 尿蛋白定性试验呈阳性反应 根据病理生理机理不同分为 肾小球性蛋白尿肾小管性蛋白尿混合性蛋白尿溢出性蛋白尿组织蛋白尿 2 尿蛋白电泳检测 概述 什么是尿微量蛋白 尿中出现微量蛋白的意义 最常用于检测的尿微量蛋白有那些 尿酶检测的意义 尿微量蛋白尿微量蛋白是指常规定性或定量难以检出的一些尿蛋白 其理化性质 合成部位 生理功能都各不相同 意义 在某些肾脏病早期 尿常规测定常为阴性 尿中蛋白质含量实际已有微量的增加 专题一肾小球性微量蛋白 尿微量蛋白检测目的在于早期发现肾小球滤过膜通透性增加和滤膜的静电屏障受损包括Alb IgG IgA IgM C3 Tf 2 MG等出现或增多相对分子量大小反映肾小球滤膜通透性的改变程度 尿Ig检测有助于肾脏疾病分期及预后判断 选择性蛋白尿 选择性蛋白尿是指肾小球滤膜对血浆蛋白能否通过具有一定的选择性 肾小球通透性改变可用选择性蛋白尿表示 选择性蛋白尿非选择性蛋白尿 蛋白尿选择性估计 选择性指数 selectiveproteinuriaindex SPI SPI CIgG CTf 尿IgG 血IgG 尿Tf 血Tf SPI0 2非选择性蛋白尿 测定尿中两种大小悬殊的蛋白质 如Tf与IgM或 2 MG 以其相对清除率对数与相对分子量对数绘制的直线斜率 角来表示 64 为选择性好 53 64 为一般选择性 53 为非选择性 蛋白检测方法 无论IgG Tf Alb的测定 由于高灵敏度 简单 稳定的酶联免疫法 ELISA 替代了放射免疫法 RIA 在临床的应用 为快速 准确的判断提供了可行性 意义 蛋白尿选择性可反映肾小球滤过膜的通透性 在某种程度上与肾小球疾病的病理组织学改变有一定关系 可预测治疗反应及估计预后 选择性高者预后好 反之预后差 白蛋白 免疫球蛋白测定 在肾脏病早期 尿常规阴性时 即肾小球滤膜通透性改变而肾小管未受累 尿中 2m和THP含量正常时 检测尿微量蛋白为肾小球病变的早期诊断提供线索 尿白蛋白 免疫球蛋白测定 轻度病变 Alb增高 中度病变 IgG IgA增高 严重病变 IgM增高 尿液 肾衰 慢性 早期病变 方法 应用ELISA法测定免疫球蛋白 IgG IgA IgM 及清蛋白 Alb 检出量可达到ng ml水平 纤维蛋白降解产物 FDP 肾小球肾炎是一种免疫性损伤 在发病过程中存在着肾小球毛细血管局部凝血以及纤维蛋白沉着 继而导致纤溶亢进 尿纤维蛋白降解产物 FDP 生成增多 方法 免疫学 肾小球肾炎 免疫性损伤 毛细血管局部凝血 纤维蛋白沉着 纤溶亢进 尿FDP增多 意义 尿FDP的出现意味着肾内有凝血和纤溶现象 也提示存在炎症 可用来鉴别肾炎和肾病肾炎患者尿FDP的含量往往与尿蛋白成正比肾病患者尿FDP和尿蛋白无明显关系 CD d CIgG 反映肾组织有无纤维蛋白沉积 专题二肾小管性微量蛋白 尿低分子量蛋白是一组能自由通过肾小球滤过膜而在肾近曲小管全部吸收的蛋白 主要有视黄醇结合蛋白 RBP 2 微球蛋白 2 m 1 微球蛋白 1 m 和Tamm Horsfall蛋白 THP 排量增加是肾近曲小管受损的标志 2 微球蛋白 2 m 测定 分子量小 肾小球可自由滤过 重吸收的 2 m几乎全部在肾进行分解代谢而不会以原形重吸入血而影响浓度 淋巴细胞肿瘤细胞 血循环 肾小球 99 9 重吸收 0 1 排出 方法 酶联免疫抑制试验 意义 1 近端小管受损时尿 2 m浓度明显增加 2 C 2 m是鉴别轻度肾小管损伤的良好指标 3 C 2 m CALB对于鉴别肾小管或肾小球损伤最有用注意 在判断尿 2 m升高的临床意义时 必须考虑血 2 m浓度 1 微球蛋白 1 m 测定 分子量较小的糖蛋白 产生较恒定 易于滤过 大部分可被肾小管重吸收降解 且较少受尿液pH变动的影响 肝C淋巴C 1M 肾小管重吸收分解 极少尿排 肾小球滤膜 方法 单向免疫扩散法 放射免疫分析法 RIA 酶联免疫分析法 ELISA 意义 肾小管对 1 m重吸收先于 2 m 因此 尿 1 m比 2 m更能反映肾脏早期病变 视黄醇结合蛋白 RBP 存在于血液中的一种低分子蛋白经肾小球滤过 在肾近曲小管重吸收 正常人尿中RBP排量极少 约100 g 24h 方法 双抗体夹心酶免疫法 ELISA 检测 意义 尿RBP排量与小管间质损害程度有明显相关 可作为监测病程 指导治疗和判断预后的一项灵敏的生化指标 4 尿蛋白 1 Clara蛋白 呼吸道的Clara细胞分泌 血清浓度相对较低且恒定经肾小球滤过而几乎全部在近曲小管吸收降解敏感性高 是近曲小管早期和轻微损伤的最敏感指标 5 Tamm Horsfall蛋白 THP 肾小管髓袢厚壁升支及远曲小管细胞合成和分泌的一种糖蛋白当小管间质病变 THP漏入间质引起免疫反应产生抗THP抗体 髓袢远曲小管细胞 细胞膜 抗THP抗体 病变 THP减少 意义 1 尿中THP检测用于诊断 监测肾小管损伤 如毒物 肾移植排异反应 2 肾实质病变 肾单位大量减少时尿中排出减少 3 急性肾盂炎时 血清THP抗体的IgG组份显著增高 专题三尿酶的检测 正常尿含酶量极少肾脏疾患时血液中以及肾组织中的某些酶可在尿中出现使尿酶活性发生改变 1 乳酸脱氢酶 LDH 特异性差2 溶菌酶 LYS 分子小 自由滤过肾小球 肾小管吸收 尿液微量 尿液LYS增高 肾小管重吸收障碍肾移植排异 3 N 乙酰 氨基葡萄糖苷酶 NAG 分子大 肾小球滤膜 肾小管NAG 尿液NAG 增高 肾小管损伤肾移植排异 肾小管上皮细胞 4 丙氨酸氨基肽酶 AAP 监测药物引起毒性反应5 葡萄糖苷激酶 GRS 肾小管和膀胱上皮细胞6 谷氨酰转肽酶 GT 近曲小管刷状缘7 亮氨酸氨基肽酶 LAP 血液 近端小管损伤8 碱性磷酸酶 ALP 药物性肾损伤早期诊断9 组织蛋白酶B 糖尿病早期诊断 意义 1 尿NAG在尿中比较稳定 检测方法相对简易 检测值可靠 并较其它尿酶更敏感地反应肾脏病变 是肾损害和抗生素肾毒性反应的良好指标 2 肾移植排斥反应时 LYS GRS NAG GT等均不同程度增高 3 尿路感染时 NAG GRS最有诊断价值 注意 各种体内外因素均会影响结果 如标本贮存或冰冻 尿液本身pH 稀释浓缩状态 尿中成分以及患者用药的影响 专题四肾小球 肾小管损伤标志物的组合分析 肾小球滤过功能以肌酐清除率作为常规评价 选择性尿白蛋白的测定是协同指标血肌酐测定对晚期肾脏病临床意义较大 同时测定尿素氮和肌酐对临床诊断有帮助 肾小管重吸收功能一般以 1m 2m和RBP等作为评价指标选用清蛋白作为肾小球滤过功能标志物近端小管的损伤可用NAG ALP作为标志髓袢损伤标志物以THP为主 肾小球 肾小管损伤的标志物 肾功能分段检查及实验 肾脏疾病的生物化学实验室检查方法的选择 明确检查目的 检验部位 方法 正确收集标本 合理作出评价 第三节常见肾脏疾病的生物化学测定方法 自学 第四节常见肾脏疾病的生物化学诊断 掌握 一 急性肾小球肾炎 acuteglomerulonephritis 病因 急性链球菌感染 临床表现 血尿 蛋白尿 高血压 水肿 肾小球滤过率降低 发病机理 机体对链球菌的某些抗原成分 胞壁的M蛋白或胞浆中某些抗原成分 产生抗体 形成循环免疫复合物 随血流抵达肾脏 沉积于肾小球基膜 进而激活补体 造成肾小球局部免疫病理损伤而致病 急性肾小球肾炎 发病机制 溶血性链球菌A族致肾炎菌株 Ag 形成CIC或IC 肾小球局部免疫炎症反应 毛细血管内增生 GBM完整性受损 GRF 水 钠排出 尿少 血容量 静脉压 间质容量 循环负荷 水肿 高血压 血尿蛋白尿 实验室检查 尿常规检查 1 血尿肉眼血尿或镜下血尿 2 尿蛋白阳性 1 3g 24h尿 多属非选择性 3 尿渗量 350mOmsm kgH2O 实验室检查 电解质 血浆蛋白和脂质测定 1 尿钠降低 轻度高K 高Na 血症 2 血浆清蛋白降低 球蛋白增高 3 血脂测定 CHO TG等可增高 实验室检查 肾功能检查 1 肾血流量多数正常 2 肌酐清除率降低 3 肾小管功能相对较好 浓缩功能多正常 实验室检查 免疫学和其他检查急性肾炎早期 总补体和C3明显降低 后期恢复正常 二 肾病综合征 nephriticsyndrome NS 病因 凡能引起肾小球毛细血管滤过膜损伤的各种疾病 临床表现 蛋白尿 肾小球滤过屏障发生异常毛细血管壁对蛋白的通透性增加低蛋白血症 尿中白蛋白大量丢失机体的其他部位白蛋白降解增加TRF Ig的大量丢失 高脂血症 各种脂蛋白成分均增高低蛋白血症促进肝合成蛋白增加 使合成Ch TG及脂蛋白增加高凝状态 凝血因子体内合成增加水肿 蛋白丢失使血浆胶体渗透压下降 使水 小分子转入组织间隙 血容量减少 ADH分泌增加 儿茶酚胺释放 肾素 血管紧张素 醛固酮增加 水潴留 肾小球基底膜受损 大量蛋白尿 低蛋白血症 胶体渗透压下降 浮肿 血容量下降 ADH分泌增加 重吸收水增加 肾素 血管紧张素增加 醛固酮增加 心钠素减少 排钠减少 钠潴留 实验室生物化学 尿蛋白测定 1 测定SPI CIgG CTf 判断尿蛋白选择性 2 尿蛋白成分经电泳分析以清蛋白 1 m等分子量较小的蛋白为主的 提示肾小球滤过膜损伤轻 预后好 如为大分子和小分子蛋白同时出现者 提示肾小球滤过膜损伤重 预后差 实验室生物化学检查 纤维蛋白原降解产物检测 CD d CIgG是指导肾脏局部抗凝治疗的理想实验室指标 实验室生物化学检查 血浆清蛋白 血浆免疫球蛋白 脂质测定对诊断和治疗亦有价值 血浆相应抗体和补体浓度和成分的变化对病因的诊断有一定的参考价值 三 糖尿病肾病 diabeticnephropathy DN 肾小球微血管病变肾动脉硬化反复和慢性肾盂肾炎 糖尿病肾病不同阶段临床生物化学表现 尿微量清蛋白测定尿ALB排出率 urinealbuminejectionrate UAER 既可作为早期糖尿病肾病的诊断指标 也可作为糖尿病肾病的预后判断指标 实验室检查 实验室检查 肾功能和形态检查肾小球滤过率 下降影像学检查 正常或增大 实验室检查 糖尿病视网膜病变检查肾活检 确诊 四 肾小管性酸中毒 renaltubularacidosis RTA 指各种原因所致肾小管泌H 和 或 重吸收HCO3 功能障碍产生的代谢性酸中毒 特发性者多有家族史 继发性者见于许多肾脏疾病或全身疾病根据发病部位及功能障碍特点 可分为四种临床类型 肾小管酸中毒主要临床特征 实验室检查 尿常规尿pH 6 0 型TA 10mmolNH4 25mmol 型尿碳酸氢盐排出增多 实验室检查 型氯化铵负荷实验服用氯化铵2h后 尿pH 5 5 型HCO3 负荷试验II型肾小管酸中毒 15 实验室检查 电解质测定血 Cl 各型均出现增高血 K 型出现增高 继发性低血 N