麻醉与肾脏教学参考.ppt

麻醉与肾脏,Anesthesiaandkidney,中南大学湘雅医院麻醉科阳红卫副教授,思考题,1.肾脏的血流特点。2.简述肾脏血流量的调节。3.简述细胞外液溶积和渗透压的调节。4.简述临床影响ADH分泌的因素。5.简述机械正压通气影响水钠潴留的机理。6.术中如何预防急性肾功能衰竭。,第一节肾的生理概述一、肾的结构特点,肾单位(nephron)是由肾小体和肾小管构成,是肾结构和功能单位。成人每个肾约有100125万个肾单位。集合管(collectingduct)不属于肾单位组成部分，与远曲小管密切相连，在尿液的浓缩过程中起重要作用。,根据肾小体在皮质中的深浅位置不同，可分为皮质肾单位(corticalnephron)和近髓肾单位(juxtamedullarynephron)，其结构和功能均有所不同。,肾小体球形，由血管球和肾小囊组成,1、血管球又称肾小球,由入球微动脉4-5个分支再分支形成的网状毛细血管袢，袢间有血管系膜。2、肾小囊(Bowmanscapsule)为肾小管起始部膨大凹陷而成的杯状双层囊，囊内有血管球。囊外层为单层扁平上皮细胞，内层由足细胞构成，,（二）球旁器由球旁细胞、致密斑和球外系膜细胞组成。,1、球旁细胞(juxtaglomerularcell)也称颗粒细胞球旁细胞能分泌肾素2、致密斑(maculardensa)离子感受器能感受远曲小管内钠离子的浓度，当钠离子的浓度降低时，将信息传给球旁细胞，促进球旁细胞分泌肾素。3、球外系膜细胞(extraglomerularmesangialcell)具有吞噬和收缩功能，还起信息传递作用。球旁器主要分布在皮质肾单位，参与肾素的合成、储存、释放、调节,（三）滤过膜(filtermembrane),1.滤过膜的构成毛细血管内皮细胞层（内层）基膜层（中层）肾小囊脏层上皮细胞足突层（外层）,毛细血管内皮细胞层（内层）：内皮细胞上有许多窗孔结构，小分子溶质和小分子量的蛋白质可自由通过，但血细胞不能通过。基膜层（中层）：为非细胞性结构，该层最厚，网孔最小，对滤过膜的通透性起决定性作用，是滤过膜的主要滤过屏障。肾小囊脏层上皮细胞足突层（外层）上皮细胞的足突之间形成滤过裂隙膜，膜上的小孔构成滤过膜的最后一道屏障。,2.滤过膜的通透性决定于：滤过物质的分子大小滤过物质所带电荷正常人两肾全部肾小球的滤过面积1.5m2,（四）肾的神经支配和血管分布,1、肾的神经支配肾交感神经主要从T12至L2脊髓发出，其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉（尤其是入球小动脉和出球小动脉的平滑肌）、肾小管和释放肾素的颗粒细胞。肾交感神经末稍释放去甲肾上腺素,2、肾的血管分布,二、肾血液量及其调节,（一）肾血流的特点,肾血流量大。正常人安静时每分钟肾血流量约为1000-1200ml，相当于心排血量的20-25%,是机体供血量最丰富的器官；肾脏从血液中摄取氧相对较少。约占机体基础耗氧量的10，肾动静脉氧差17ml/L；肾脏不同部位供血不均。肾皮质血流量占94%，外髓部约为5%，内髓不到1%。乳头部是肾脏最易缺血和坏死的部位；经两次毛细血管分支，两级血管网压力不同。肾小球毛细血管网血压高，有利于肾小球的滤过；肾小管周围毛细血管网的血压较低，胶体渗透压高，有利于肾小管的重吸收。,(二）肾血流量（renalbloodflow,RBF）的调节,自身调节神经调节交感神经体液调节,肌源学说,管球反馈,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,抗利尿激素,心房利钠肽,在没有外来神经支配的情况下，肾皮质区血流量在动脉血压一定的变动范围内（80-180mmHg）能保持恒定的现象，称为肾血流量的自身调节，有两种学说：,肌源性机制(myogenicmechanism)：,管-球反馈(tubuloglomerularfeedback,TGF)机制：当肾血流量和肾小球滤过率增加时，到达远曲小管致密斑的滤液流量增加，致密斑将信息反馈到肾小球，使入球小动脉和出球小动脉收缩，结果肾小球滤过率恢复正常。反之亦然。TGF与肾脏局部的肾素血管紧张素系统、腺苷、一氧化氮、前列腺素有关。,肾血流量的神经调节：,肾脏神经主要从T12L2脊髓发出，属交感神经系统；神经调节发挥作用时，肾脏主要表现为缩血管效应；一般情况下肾交感神经的紧张性活动很弱；在剧烈运动、缺氧、中毒性休克、大失血等情况下交感神经活动反射性增强，引起肾皮质血管收缩，肾血流量显著减少。,肾血流量的体液调节：,收缩肾血管-肾上腺素，去甲肾上腺素，血管紧张素II，血管升压素，内皮素舒张肾血管-前列腺素，乙酰胆碱，一氧化氮，缓激肽，心房利钠肽（ANP）,肾血流调节小结,在正常血压变化范围内，肾脏主要依靠自身调节维持血流量相对恒定；紧急情况时，交感神经及肾上腺素进行全身血液重分配，减少肾血流，以保证心、脑等重要脏器供血；外层皮质血流主要受交感神经和肾素血管紧张素醛固酮系统控制；内层皮质和外层髓质血流受前列腺素、缓激肽、抗利尿激素控制；内层髓质血流主要受抗利尿激素调节。,三、肾的生理功能,维持内环境的相对稳定生成尿液实现排泄与细胞外液的容积和渗透压的调节与电解质平衡与酸碱平衡内分泌功能,1生成尿液实现排泄,影响肾小球滤过的因素滤过膜通透性和滤过面积的改变：滤过膜通透性改变：肾小球肾炎蛋白尿。滤过膜面积改变：急性肾小球肾炎少尿、无尿。有效滤过压的改变：肾小球毛细血管压改变：动脉血压降到80mmHg以下时少尿、无尿。血浆胶体渗透压改变：快速静脉输入大量生理盐水时尿量增多。囊内压改变：肾小管或输尿管阻塞少尿、无尿。肾小球血浆流量的改变：肾小球血浆流量增大肾小球滤过率升高肾小球血浆流量减少肾小球滤过率降低,肾小管重吸收的特点重吸收的选择性不同肾小管段的重吸收功能重吸收的有限性,2与细胞外液的容积和渗透压的调节主要决定于Na+和水的平衡,细胞外液的容积的调节，主要包括机体摄取Na+量引起的细胞外液容积改变细胞外液容积改变对肾Na+排出调节主要由RAAS,RAAS的组成,血管紧张素的作用血管紧张素有强烈的收缩血管作用，并能刺激肾上腺皮质球状带合成和分泌醛固酮，使血容量增加。醛固酮的作用醛固酮受体主要分布在远曲小管和集合管上皮细胞。分泌过多，可造成体内水、钠潴留，导致组织水肿。*保Na+排K+作用：当醛固酮与受体结合后，主要是促进远曲小管和集合管对Na+的重吸收和促进对K+的排泄，即所谓保Na+排K+作用。*保水作用：随着Na+重吸收增加，Cl-和水的重吸收也增加，致使细胞外液量增多。,细胞外液渗透压的恒定主要通过调节肾排尿量和进水量之间的平衡最重要是ADH,影响ADH分泌与释放的因素之一:血浆晶体渗透压的改变,血管升压素的合成与作用：,影响ADH分泌与释放的因素之二:循环血量的改变,影响ADH分泌与释放的其他因素:,肾的内分泌功能,肾素,1，25-(OH)2-VD3,促红细胞生成素,缓激肽,前列腺素,肾外激素对肾脏的作用：血管升压素心房钠尿肽甲状旁腺激素降钙素胰高血糖素,调节钙、磷代谢,心房利钠肽(atrialnatriureticpeptide,ANP),主要由心房肌细胞产生的一种多肽，由28个氨基酸残基构成。血容量增大使心脏或血管壁受到牵张刺激时，能导致其释放，从而引起强大的利钠和利尿作用。,作用机制：,第二节肾功能的评估由于肾脏有多方面的功能，具有强大的储备能力及受个体差异的影响，即使最敏感的试验也难检测出轻微和早期的肾实质损害。肾功能下降意味着功能性肾单位数量的减少，而不是肾单位功能下降。当50-60%肾单位丧失功能时，临床上可无症状及检查方面的异常，当80-90%肾单位丧失功能时，可出现肾功能不全。,肾血流量测定肾小球滤过功能肾小管功能检查,肾功能检查,肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR）：每分钟经肾小球滤出的血浆液体量,是反映肾小球滤过功能的客观指标。GFR=UXV/PX正常成人：120-160ml/min,各种物质经肾排泄的方式,“标准”物质：菊粉优点：准确反应GFR目前是测定GFR的金指标缺点：操作复杂，昂贵需时长，临床应用少，主要应用于科研临床常用：肌酐清除率血肌酐尿素氮99锝DTPA血2微球蛋白血尿酸,原理：肌酐是人体内肌酸的代谢产物。血中肌酐来源有内生和外源两种，在控制饮食条件和肌肉活动相对稳定情况下血中含量、尿排出量相对恒定，肌酐可经肾小球全部滤过，且不被肾小管重吸收，排泌量很少。单位时间内把若干毫升血浆中内生肌酐全部清除出去称之Ccr。,内生肌酐清除率（Ccr）测定,试验方法：24小时留尿法4小时留尿法尿肌酐浓度每分钟尿量Ccr（ml/min）=血浆肌酐浓度2.Cockcroft公式计算法：（140年龄）体重（kg）Ccr（ml/min）=血肌酐（mg/dl）男性者除以72，女性者除以85注:此公式对老年人，儿童及过度肥胖者不适用.,参考值:80120ml/min临床意义：1.判断肾小球滤过功能的敏感指标（早期损害）2.评估肾功能损害程度及分期的主要指标Ccr：7051ml/min轻度损害5031ml/min中度损害30ml/min重度损害106ml/min晚期肾衰5ml/min终末期,原理：Scr分子量为113d，在外源性肌酐摄入量稳定的情况下，内生肌酐每天的生成量相当恒定，其血中的浓度取决于肾小球滤过能力。故可作为反映肾小球滤过功能受损的指标之一。参考值：全血肌酐：88.4-176.8mol/L血浆肌酐：男性：53-106mol/L女性：44-97mol/L,血清肌酐（Scr),临床意义：1、当肾小球滤过功能降低至正常人的1/3时血Cr方升高2、血Cr测定不能代替Ccr，不能反映肾脏早期受损程度3、帮助鉴别肾前性与肾实质性少尿：肾实质性：Scr200mol/L肾前性：Scr200mol/L4、血Cr与BUN同时测定更有意义,血清尿素氮（BUN）测定,原理：1、是蛋白质代谢的终末产物，肝脏是主要生成器官2、其生成量取决于饮食中蛋白质摄入量、组织蛋白分解代谢以及肝功能状况。3、主要经肾脏排泄，少部分经皮肤排出4、血中尿素经肾小球可全部滤过，当GFR下降时，其血中浓度升高。5、约30-40%被肾小管重吸收参考值：成人:3.27.1mmol/L婴儿、儿童:1.86.5mmol/L,BUN测定的临床意义增高见于：（1）肾脏疾病：各种原因的急慢性肾衰（2）摄入过多蛋白质（3）体内蛋白分解过多：感染、上消化道出血、大面积烧伤、创伤、大手术后，甲亢等。（4）尿量过少：严重脱水、水肿、腹水、循环衰竭（重吸收增多）降低见于：蛋白质摄入不足，严重肝功障碍、妊娠、尿崩症、甘露醇利尿。,对BUN的评价：（1）受影响因素较多，其升高不一定是肾小球滤过功能受损的结果。（2）GFR下降至50%以下时，BUN才会升高，故并非反映肾小球滤过功能的敏感指标,肾小管功能测定,1近端肾小管功能测定酚红排泄试验，尿氨基酸测定，尿溶菌酶及微球蛋白测定，葡萄糖最大重吸收量试验2远端肾小管功能测定尿比重试验，尿渗透浓度测定，自由水清除率测定肾小管酸中毒诊断试验酸负荷试验，碱负荷试验,酚红排泌试验（PSP）,原理：酚红（PSP）是一种无毒染料。注入体内后大部分与血浆蛋白质结合，主要由近曲小管主动分泌,故尿中的排出量可作为近曲小管排泌功能的判断指标。,方法静脉注射PSP，检测15、30、60和120min尿中PSP的量。更重要是15min排泌量（25），敏感性高；随着年龄增大而降低；参考值正常人15分钟排泌量为25%51%（平均35%）；120分钟排泌总量为55%84%（平均70%）。儿童的排泌量较成人高，老年人则偏低。,肾小管葡萄糖最大重吸收试验,原理：肾小管重吸收葡萄糖达到极限后不能够再吸收，此时可出现糖尿。临床意义：肾糖阈当血糖大于8.9-10mmol/l时，尿中葡萄糖呈阳性，该血糖值为肾糖阈肾性糖尿当血糖低于正常人肾糖阈而尿糖呈阳性时，表示近端小管对葡萄糖重吸收功能减退。（血糖正常、OGTT正常）缺点：繁琐，临床少用。,自由水清除率测定,单位时间内血浆流经肾被清除出去的纯水量。自由水清除率为正值时表示尿液被稀释自由水清除率为负值时表示尿液被浓缩,第三节麻醉和手术对肾功能的影响一、麻醉对肾功能的影响围术期影响肾功能的因素很多，与麻醉相关的主要是病人术前病理生理状态麻醉药与麻醉方法术中对机体内环境的调整手术创伤和机体的应激反应,（一）麻醉药物对肾功能的影响直接作用（次要）：影响肾小管对钠的主动转运间接作用（主要）：因循环功能障碍影响肾血流动力学和肾小管功能,1、吸入麻醉药多数对肾功能有抑制作用，其中以氧化亚氮最轻微；吸入麻醉药影响肾功能多为肾外因素，如降低心排血量、低血压等。目前常用的恩氟烷，异氟烷，七氟烷，地氟烷对循环的抑制程度多呈剂量相关。,吸入麻醉药的潜在肾毒性主要是由于其代谢降解的游离氟离子引起的肾小管损伤，降低肾的浓缩功能，产生多尿性肾衰竭；氟化物的峰值低于50umol/L时很少引起损伤，但高于150umol/L，则与多尿性急性肾衰竭的高发率相关;可以减轻肾缺血-再灌注损伤，其机制可能抑制促炎细胞因子和趋化因子的活性有关-MazzeRI,TrudellJR,CousinsMJ:Methoxyfluranemetabolismandrenaldysfunction:Clinicalcorrelationinman.Anesthesiology35:247,1971.-CousinsMJ,MazzeRI:Methoxyfluranenephrotoxicity:Astudyofdosereponseinman.JAMA225:1611-1616,1973.-MazzeRI,CousinsMJ,BarrGA:Renaleffectsandmetabolismofisofluraneinman.Anesthesiology40:536-542,1974.,大鼠模型中，低流量七氟烷通过二氧化碳吸收剂降解为一种乙烯醚，即复合物A,可以产生肾毒性。Eger等报道，志愿者吸入2L/min，1.25MAC七氟烷,持续8小时,可出现一过性肾损伤(蛋白尿,肾小管酶尿),但尿浓缩能力、血肌酐和尿素氮没有变化。Bito和Kharasch的结论是：与低流量异氟烷相比，进行低流量七氟烷麻醉，只要时间得当，即使形成复合物A，也一样安全。FDA建议：新鲜气流量要达到2L/min,这样才能抑制复合物A的形成和重复吸入，并增强其洗出。,2、静脉麻醉药静脉麻醉药按其化学性质分为巴比妥类和非巴比妥类两大类。绝大部分经肾脏排泄（部分为原形，部分为代谢物），少量经胆道排泄。其对肾脏的影响主要是间接性的。通过降低血压和心输出量，激活交感神经，使肾素-血管紧张素释放增多，从而减少肾血流，降低肾小球滤过率导致少尿等。,硫喷妥钠以剂量相关方式使肾小球滤过减少。剂量过大或者注射速度过快，可因心输出量降低，血压下降，继而减低肾血流量。慎用于心血管功能减退的患者，禁用于肾功能不全的患者。氯胺酮增加肾血流量，但会降低尿液流速依托咪酯，丙泊酚，羟丁酸钠几乎没有肾毒性。,3、麻醉性镇痛药吗啡主要由肝脏降解，代谢产物大部分从肾清除，吗啡减少肾血流9%，降低肾小球滤过率17%。应用于肾衰竭患者易导致代谢产物蓄积抑制呼吸。哌替啶和吗啡类似，原形经肾排出不超过10%，使肾小球滤过率降低25%至45%，肾血流的减少也超过吗啡，应慎用于肾功能不全的病人。芬太尼，舒芬太尼对肾功能影响轻微。,4、肌松药去极化肌松药琥珀胆碱可导致高血钾，应禁用于肾病患者；非去极化肌松药中主要经肾排泄的右旋筒箭毒碱、三碘季铵酚、泮库溴胺应禁用于肾病患者。维库溴胺只部分经肾排出，重复使用不会造成蓄积；阿曲库铵在生理PH和体温下发生自发的非酶性分解（Hoffmann消除），还可以由胆碱酯酶快速分解，不经过肾排泄，是肾病患者的首选。,5、镇静安定药安定、咪唑安定主要由肝降解，部分代谢产物由肾脏排泄，治疗量对肾功能影响轻微，年老体弱患者应减量。,6、局部麻醉药按化学结构可分为酯类（普鲁卡因、丁卡因）和酰胺类（有利多卡因、布比卡因）。局麻药对肾功能的直接影响较小，但当局麻药用于硬膜外或蛛网膜下腔麻醉时，其对肾功能的影响与平均动脉压的下降呈正相关。,7、基础用药术前药阿托品，东莨菪碱很少影响肾功能。,（二）麻醉方法对肾功能的影响,椎管内麻醉-本身对肾功能无影响，因阻滞交感神经节前纤维，外周血管扩张可出现低血压，肾脏血流量下降；腰麻时阻滞副交感神经，引起尿潴留。全身麻醉-对肾小球滤过率、肾血流量有一过性抑制，术中正压通气过大会导致回心血量减少，肾小球滤过率下降。,（三）其他因素对肾功能的影响,低血压的影响复合麻醉期间BP80mmHg时，肾血流量和尿量均减少，Bp35mmHg时排尿停止；缺血时间在2小时内肾脏变化多是功能性的，缺血时间在3小时以上肾脏有一定器质性变化，缺血时间在4小时以上肾脏功能难以恢复。椎管内麻醉适当控制平面有利于扩张肾血管，增加肾血流量，因此全身麻醉小剂量椎管内麻醉可有效地保护肾功能。,低体温的影响体温每下降10C,可使肾小球滤过率下降5.3%,肾血流量下降8.2%；低温可直接降低肾小管酶（又称尿酶：有N-乙酰-D-氨基葡萄糖苷酶、丙氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶等）的活性，导致重吸收减少，尿量增加。,血管活性药的影响休克时常用到的肾上腺素、去甲肾上腺素、异丙肾上腺素、多巴胺等，对肾功能的影响与剂量密切相关；多巴胺0.5-2ug/(kg.min)时主要激活多巴胺受体，扩张肾血管，2-5ug/(kg.min)时兴奋受体，增加心肌收缩，超过7-10ug/(kg.min)时，兴奋受体，强烈收缩肾血管，减少尿量；,缺氧的影响,急性缺氧时，若PaO2小于30mmHg，肾皮质血流减少14%；长期慢性缺氧，可能出现肾功能衰竭。,正压通气,正压通气和PEEP可降低RBF、GFR、钠排泄和尿流速率，对肾功能的抑制程度取决于平均气道压。1气道压和胸膜腔内压传到血管内腔，导致静脉回流减少，有效心脏充盈压和心排出量、血压降低。2正压通气可升高下腔静脉压力和肾静脉压力，并通过增加管周毛细血管压力促进肾小管对钠的重吸收。3心排出量、血压降低激活颈动脉和主动脉弓压力感受器，ADH增加。4回心血量减少，激活心房的容量感受器，导致心房利钠肽减少,控制性降压,麻醉中使用控制性降压，GFR和尿流速率明显下降是很常见的；硝普钠可引起肾素-血管紧张素激活，儿茶酚胺释放，如果突然停药，将引起反跳性高血压；硝酸甘油降低RBF的作用比硝普钠弱。,主动脉阻断,在大血管手术中，无论主动脉夹闭部位在何处，当处理主动脉时RBF都会降至正常的50%，可能是由于对肾动脉的直接压迫或肾动脉的反射性痉挛缘故；夹闭超过50分钟，可引起GFR持续抑制和一过性氮质血症；在主动脉斑块密集的部位夹闭，可引起肾动脉粥样化栓塞，还可发生部分或完全性皮层坏死，通常是不可逆的。此时通常术中使用甘露醇、多巴胺保护肾脏。,心肺转流,CPB可引起低血压和非博动性血流，导致肾血管收缩，降低RBF；转流过程中，肾素-血管紧张素系统被激活，血小板被激活释放血栓素和血管内皮素可促使肾血管收缩；CPB中急性肾衰发生率不到2%，不过心外手术后一旦发生急性肾衰，死亡率高达60-90%。,二、术中急性肾功能不全的预防和治疗,(1)急性肾功能衰竭（acuterenalfailure,ARF)原因,手术创伤后急性肾功能衰竭虽不常见,但至今死亡率仍为60%90%。血液透析治疗可控制ARF的高钾血症、酸血症和体液过负荷,但不能防止败血症、伤口愈合不良、出血和心肺功能衰竭等并发症。ARF可分为肾前性，肾性，肾后性三大类,肾前性急性肾衰的常见原因：有效血容量下降:心输出量下降：心功能不全，心包缩窄，肺梗塞，PEEP；外周血管扩张：抗高血压药物，感染，酸中毒，低氧血症；严重肾动脉痉挛：感染，药物，肝肾综合征肾动脉梗阻：