腎功能不全的基本發(fā)病環(huán)節(jié)
各種病因引起腎功能不全的基本環(huán)節(jié)是腎小球濾過功能或/和腎小管重吸收、排泄、分泌功能障礙，以及腎臟的內(nèi)分泌功能障礙。
一、腎小球濾過功能障礙
腎臟濾過功能以腎小球濾過率（glomerular filtration rate ,GRF）來衡量，正常約為125ml/min。GFR受腎血流量、腎小球有效濾過壓及腎小球濾過膜的面積和通透性等因素的影響。腎功能不全可能是下列有關(guān)腎小球濾過功能的因素發(fā)生改變的結(jié)果。
（一）腎血流量減少
正常成人兩腎共重僅300g左右，但其血灌流量卻高達心輸出量的20～30％，即兩側(cè)腎臟的血液灌流量約為1200ml/min。其中約94%的血液流經(jīng)腎皮質(zhì)，6％左右的血液流經(jīng)腎髓質(zhì)。實驗證明，當(dāng)全身平均動脈壓波動在10.7～24kPa(80～180mmHg)時，通過腎臟的自身調(diào)節(jié)，腎臟血液灌流量仍可維持相對恒定。但當(dāng)平均動脈壓低于8.0kPa(60mmHg)（例如在休克時）時，腎臟血液灌流量即明顯減少，并有腎小動脈的收縮，因而可使GFR減少，并可使腎小管因缺血缺氧而發(fā)生變性、壞死，從而加重腎功能不全的發(fā)展。此外，腎臟內(nèi)血流分布的異常，也可能是造成腎功能不全的重要原因。其主要表現(xiàn)為腎皮質(zhì)血流量明顯減少。而髓質(zhì)血流量并不減少，甚至可以增多，這可見于休克、心力等竭等。
（二）腎小球有效濾過壓降低
腎小球有效濾過壓＝腎小球毛細血管血壓-（腎小球囊內(nèi)壓＋血漿膠體滲透壓）。在大量失血、脫水等原因引休克時，由于全身平均動脈壓急劇下降,而腎小球毛細血管血壓也隨之下降，故腎小球有效濾過壓降低，GFR減少。此外，腎小球入球及出球小動脈的舒縮狀態(tài)，也會影響腎小球有效濾過壓及濾過率。當(dāng)入球小動脈舒張或出球小動脈收縮時，可提高腎小球毛細血管血壓，故GFR增多；反之，當(dāng)入球小動脈收縮或出球小動脈舒張時，則會降低腎小球毛細血管血壓而使GRR減少。
腎小球囊內(nèi)壓一般比較恒定，然而在尿路梗阻，管型阻塞腎小管以及腎間質(zhì)水腫壓迫腎小管時，則會引起囊內(nèi)壓升高，腎小球有效濾過壓降低，原尿形成減少。
血漿膠體滲透壓與血漿白蛋白含量有關(guān)。血漿膠體滲透壓的變化對腎小球有效濾過壓的影響并不明顯。因為血漿膠體滲透壓下降后，組織間液的形成增多，可使有效循環(huán)血量減少，進而通過腎素-血管緊張素系統(tǒng)使腎臟入球小動脈收縮而降低腎小球毛細血管血壓。可見在血漿膠體滲透壓下降時，腎小球有效濾過壓不會發(fā)生明顯改變。在大量輸入生理鹽水，引起循環(huán)血量增多和血漿膠體滲透壓下降時，則會造成腎小球有效濾過壓及GFR增高，出現(xiàn)利尿效應(yīng)。
（三）腎小球濾過面積減少
單個腎小球雖然很小，但成人兩腎約有200萬個腎單位，腎小球毛細血管總面積估計約為1.6m 2 ，接近人體總體表面積，因而能適應(yīng)每天約180L的腎小球濾過量。在病理條件下，腎小球的大量破壞，可引起腎小球濾過面積和CFR的減少，但腎臟具有較大的代償儲備功能。切除一側(cè)腎臟使腎小球濾過面積減少50％后，健側(cè)腎臟往往可以代償其功能。在大鼠實驗中，切除兩腎的3/4后，動物仍能維持泌尿功能。但在慢性腎炎引起腎小球大量破壞后，因腎小球濾過面積極度減少，故可使GFR明顯減少而導(dǎo)致腎功能衰竭。
（四）腎小球濾過膜的通透性改變
腎小球濾過膜具有三層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外為：內(nèi)皮細胞，基底膜和腎小球囊的臟層上皮細胞(足細胞)。內(nèi)皮細胞間有小孔，大小約為500～1，000A。小的溶質(zhì)和水容易通過這種小孔?；啄檫B續(xù)無孔的致密結(jié)構(gòu)、厚度為3200～3400A，表面覆有膠狀物，膠狀物的成分似以粘多糖為主，帶負電荷。腎小球囊的臟層上皮細胞（足細胞）具有相互交叉的足突，足突之間有細長的縫隙，寬約100～400A，長200～900A，上覆有一層薄膜，此薄膜富含粘多糖并帶負電荷。過去認為腎小球濾過膜小孔的大小是決定其通透性的因素，而小孔只允許相當(dāng)于或小于白蛋白分子量大?。s68，000）的分子濾過，因而濾過的蛋白質(zhì)主要為白蛋白以及其他低分子量蛋白如溶菌酶（分子量14，000）、β 2 -微球蛋白（分子量11，800）及胰島素等。這些濾過的蛋白質(zhì)絕大部分又都在近曲小管被重吸收。當(dāng)炎癥、缺氧等因素使腎小球濾過膜通透性增高時，濾過的蛋白質(zhì)就增多并可出現(xiàn)蛋白尿。但是近年發(fā)現(xiàn)，某一物質(zhì)能否經(jīng)腎小球濾過，不僅取決于該物質(zhì)的分子量，而且還和物質(zhì)所帶的電荷有關(guān)。因為腎小球濾過膜表面覆蓋一層帶負電荷的粘多糖，所以帶負電荷的分子如白蛋白因受靜電排斥作用，正常時濾過極少。只有在病理情況下，濾過膜表面粘多糖減少或消失時，才會出現(xiàn)蛋白尿。抗原-抗體復(fù)合物沉積于基底膜時，可引起基底膜中分子聚合物結(jié)構(gòu)的改變，從而使其通透性增高。這也是腎炎時出現(xiàn)蛋白尿的原因之一。腎小球濾過襄上皮細胞的間隙變寬時，也會增加腎小球濾過膜的通透性。腎小球濾過膜的通透性增高是引起蛋白尿的重要原因。
二、腎小管功能障礙
腎小管具有重吸收、分泌和排泄的功能。在腎缺血、缺氧、感染及毒物作用下，可以發(fā)生腎小管上皮細胞變性甚至壞死，從而導(dǎo)致泌尿功能障礙。此外，在醛固酮、抗利尿激素（antidiuretic hormone, ADH）利鈉激素及甲狀旁腺激素作用下，也會發(fā)生腎小管的功能改變。
由于腎小管各段的結(jié)構(gòu)和功能不同，故各段受損時所出現(xiàn)的功能障礙亦各異。
（一）近曲小管功能障礙
腎小球濾液中60～70％的鈉以等滲形式由近曲小管主動重吸收；同時，近曲小管上皮細胞內(nèi)分泌H + 以利碳酸氫鈉的重吸收。此外，葡萄糖、氨基酸、磷酸鹽、尿酸、蛋白質(zhì)、鉀鹽等經(jīng)腎小球濾過后，絕大部分也由近曲小管重吸收。因此近曲小管重吸收功能障礙時，可引起腎小管性酸中毒（renal tubular acidosis）。此外，近曲小管具有排泄功能，能排泄對氨馬尿酸、酚紅、青霉素以及某些用于泌尿系造影的碘劑等。近曲小管排泄功能障礙時，上述物質(zhì)隨尿排出也就減少。
（二）髓袢功能障礙
髓袢重吸收的鈉約占腎小球液中鈉含量的10～20％。當(dāng)原尿流經(jīng)髓袢升支粗段及其相鄰部分的遠曲小管（稱為遠曲小管稀釋段）時，Na + 被腎小管上皮細胞主動重吸收，而Cl - 則屬于繼發(fā)性的主動重吸收。由于此處腎小管上皮細胞對水的通透性低，因此原尿逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜐B，而髓質(zhì)則呈高滲狀態(tài)，且越到髓質(zhì)深部，高滲程度越高。此高滲狀態(tài)是造成尿液濃縮的重要生理條件。高滲狀態(tài)的形成，還與尿素由內(nèi)髓集合髓質(zhì)間質(zhì)有關(guān)。髓袢功能障礙可致鈉、水平衡失調(diào)。慢性腎盂腎炎使腎髓質(zhì)高滲狀態(tài)破壞時，可出現(xiàn)多尿、低滲尿和等滲尿。
?。ㄈ┻h曲小管和集合管 * 功能障礙
這兩部分重吸收的鈉占腎小球濾液中鈉含量的8～10％。遠曲小管在醛固酮的作用下，具有重吸收Na + 和分泌H + 、K + 和NH 3 的功能。遠曲小管功能障礙可導(dǎo)致鈉、鉀代謝障礙和酸堿平衡紊亂。遠曲小管和集合管在髓質(zhì)高滲區(qū)受ADH的調(diào)節(jié)而完成腎臟對尿濃縮與稀釋功能。集合管的功能障礙可引起腎性尿崩癥。
三、腎臟內(nèi)分泌功能障礙
腎臟具有分泌腎素、前列腺素、促紅細胞生成素和形成1，25-（OH） 2 -D 3 等內(nèi)分泌功能。
腎素由近球細胞分泌。全身平均動脈壓降低、脫水、腎動脈狹窄、低鈉血癥、交感神經(jīng)緊張性增高等，可分別通過對入球小動脈壁牽張感受器、致密斑鈉受體，以及直接對近球細胞的作用而引起腎素釋放增多。腎素進入血液循環(huán)后，即使由肝細胞生成的血管緊張素原（angiotensinogen,一種α 2 -球蛋白）分解成為血管緊張素Ⅰ（angiotensin Ⅰ）；后者在轉(zhuǎn)化酶的作用下形成血管緊張素Ⅱ（angiotensin Ⅱ）；血管緊張素Ⅱ在血管緊張素酶A的作用下，分解而形成血管緊張素Ⅲ（angiotensin Ⅲ）。血管緊張Ⅱ、Ⅲ均具有明顯的生理效應(yīng)，主要具有收縮血管（血管緊張素Ⅱ＞血管緊張素Ⅲ）和促進腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮（血管緊張素Ⅲ＞血管緊張素Ⅱ）的作用。血管緊張素Ⅱ、Ⅲ除可被靶細胞攝取外，主要為血漿中血管緊張分解酶所滅活。在休克、脫水等腎前性因素作用時，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)活性即可增加，從而可提高平均動脈壓，促進鈉水潴留，因而具有代償意義。但如血管緊張素形成過多，作用延續(xù)過久，則也可因腎臟血管的過度收縮而使腎小球血液灌流量和GFR顯著減少，從而造成腎臟泌尿功能嚴重障礙。腎臟疾病如腎小球腎炎、腎小動脈硬化癥等，均可使腎素-血管緊張素系統(tǒng)活性增強，從而引起腎性 高血壓 ，醛固酮分泌過多，則是造成體內(nèi)鈉、水潴留的重要發(fā)病因素。
（* 集合管不屬于腎小管，也不包括在腎單位內(nèi)，但在功能上與遠曲小管密切聯(lián)系，在尿生成過程中，特別是在尿濃縮過程中起重要作用。因此，為了理解方便，此處把遠曲小管和集合管的功能障礙一并論述。）
腎髓質(zhì)間質(zhì)細胞可形成前列腺素E2（prostaglandin E2,PGE2）、A2（porstaglandinA2,PGA2）、和F2α（porstaglandinF2α,PGF2α），其中PGE2、PGA2具有擴張腎血管和促進排鈉、排水的作用。因此有人認為腎內(nèi)PGE2、PGA2形成不足可能是引起腎性 高血壓 的發(fā)病因素之一。它們對體內(nèi)鈉、水潴留可能也起一定的作用。
促紅細胞生成素（erythropoietin）是由腎臟皮質(zhì)形成的一種激素，具有促進骨髓造血干細胞分化成原始紅細胞，加速幼紅細胞增殖分化，促進血紅蛋白合成等作用。因此當(dāng)腎臟疾病使這種激素形成減少時，就可引起 貧血 ，這是慢性腎炎引起貧血的重要原因之一。但在兩側(cè)腎臟切除后依賴透析療法生存的病人，其血紅蛋白濃度仍可保持在10％左右。因此有人認為，腎臟以外的組織也可產(chǎn)生促紅細胞生成素。
維生素D3本身并無生物學(xué)活性,它在體內(nèi)首先必須在肝細胞微粒體中經(jīng)25-羥化酶系統(tǒng)在C-25中羥化而生成25-(OH)-D 3 ,然后25-(OH)-D 3 在腎臟近曲小管上皮細胞線粒體中，經(jīng)1-羥化酶系進一步羥化生成1，25-(OH) 2 -D 3 ，才具有生物學(xué)活性。1，25-(OH) 2 -D 3 進入血液循環(huán)后，就能作用于遠隔靶組織而顯示其生理功能，例如促進腸道對鈣、磷的吸收，促進成骨作用等等。因此可以把腎臟形成1，25-(OH)-D 3 看成是腎臟的內(nèi)分泌功能。在慢性腎功能衰竭時，由于腎臟生成1，25-(OH)-D 3 減少，故腸道對鈣的吸收減少，因而可發(fā)生低鈣血癥。這種低鈣血癥用維生素D治療并無效果。故腎臟生成1，25-(OH) 2 -D 3 減少是慢性腎功能衰竭患者具有抗維生素D作用的重要原因。
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