病理生理學/急性腎功能衰竭的發病機制

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病理生理學

腎功能不全
- 急性腎功能衰竭
  - 急性腎功能衰竭的原因與分類
  - 急性腎功能衰竭的發病機制
  - 急性腎功能衰竭發病過程中各期的機能代謝變化
  - 急性腎功能衰竭的防治原則

急性腎功能衰竭的發病機制目前是指急性腎小管壞死引起的腎功能衰竭的發病機制。在探討急性腎功能衰竭的發病機制時，除臨床觀察、尸體解剖或活體組織檢查外，還常采用各種方法造成急性腎功能衰竭的動物模型，以供分析研究。例如可給動物注射升汞、硝酸氧鈾（uranyl nitrate）、鉛化合物等造成中毒性急性腎功能衰竭，或者用縮窄腎動脈，腎動脈內持續注入去甲腎上腺素、造成失血性休克等方法以引起缺血性腎功能衰竭，也可以肌肉內注入甘油造成肌紅蛋白癥并從而導致急性腎功能衰竭等。在上述動物模型中，由于引起腎臟損害的因素較為復雜，故任何一種實驗模型都不能全面說明急性腎功能衰竭的發病機制而只能從某一個方面提示有關因素的作用。因此應當指出，下文所述急性腎功能衰竭的發病機制，是從不同動物實驗模型中所得結果的綜述，而這些實驗資料也未必能充分闡明臨床所見的急性腎功能衰竭的發病機制。

（一）原尿回漏入間質

應用顯微穿刺法將¹⁴C-菊粉直接注入因缺血或腎動脈內注射硝酸氧鈾而受損的大鼠一側腎臟的腎小管腔后，可在對側腎臟生成的尿液內發現有大量放射性菊粉排出。這證實受損腎臟的腎小管上皮細胞有較高的通透性，因而菊粉得以通過回漏而進入全身血液循環，并被對側腎臟排出。所以有人認為，持續性腎缺血或腎毒物引起腎小管上皮壞死并進而導致急性腎功能衰竭時，腎小管管腔內原尿向腎間質的回漏，一方面可直接使尿量減少，另一方面又可通過形成腎間質水腫而壓迫腎小管和阻礙原尿通過，其結果是腎小球囊內壓增高，GFR進一步減少。但最近有人在缺血性及中毒性腎功能衰竭的實驗中發現，在腎小管上皮細胞出現壞死以前已有尿生成減少。臨床上給某些急性腎功能衰竭的患者施行腎包囊切除術以減輕腎間質水腫，也并不能改善腎臟泌尿功能。因此現在認為，腎小管壞死引起的原尿回漏，不是急性腎功能衰竭少尿的原發機制，但能使少尿加重。

（二）腎小管阻塞

異型輸血、擠壓傷等引起急性腎功能衰竭時，在病理組織切片中可發現有壞死脫落的上皮細胞碎片、肌紅蛋白、血紅蛋白等所形成的管型阻塞腎小管。在急性腎功能衰竭的動物實驗中，也有人看到腎小管內有各種管型存在。因此，腎小管阻塞可能是引起急性腎功能衰竭時少尿的發病機制之一。腎小管阻塞后，可提高腎小管阻塞上段的管腔內壓,從而使腎小球囊內壓增高，GFR減少。但是在腎缺血及腎毒物引起急性腎功能衰竭的實驗中，用顯微穿剌術測定梗阻近側的腎小管內壓時，大部分實驗資料表明管內壓并不升高，甚至反而降低。有人認為這是通過管-球反饋調節機制（tubuloglo-merular feedbackmechanism）使腎小球動脈收縮,GFR減少所致。因此很難肯定腎小管阻塞引起急性腎功能衰竭時少尿的原發機制。實驗還證明，當GFR恢復正常，原尿形成充足時，管型即可被沖走而不易形成腎小管阻塞。這更說明腎小管被管型阻塞是GFR減少的結果。但是在已有腎小管阻塞之后，則會促進腎功能衰竭的惡化。

（三）腎小球濾過功能障礙

在急性腎功能衰竭的發病機制中，腎小球濾過功能障礙日益受到重視。引起腎小球濾過功能障礙的主要因素有腎臟血液的灌流量減少，腎小球有效濾過壓降低及腎小球濾過膜的通透性改變等，今分述如下。

1．腎臟血液灌流量減少分別采用惰性氣體洗出術（inert gas washout）、染料稀釋法、同位素標記微球體灌注法及電磁流量計測定腎臟血液灌流量時，發現急性腎功能衰竭患者以及腎缺血或腎毒物引起急性腎功能衰竭的實物動物,均有腎臟血液灌流量的減少，而且一般約減少45～60％之多，其中以腎皮質血流量的減少最為明顯，即出現了腎臟血流的異常分配，從而使腎臟泌尿功能發生嚴重障礙。但是應用雙肼苯噠嗪、乙酰膽堿；前列腺素等治療急性腎功能衰竭時，在腎臟血流量及腎皮質血流量增加的情況下，并不能提高GFR。因此，腎臟血液灌流量的減少可能不是急性腎功能衰竭的主要發病機制。

2．腎小球有效濾過壓降低實驗資料指出，腎缺血及腎毒物引起急性腎功能衰竭時，有時可見血液中兒茶酚胺及血管緊張素Ⅱ的含量增多，因而可能導致腎小球入球小動脈收縮,使腎小球有效濾過壓和濾過率降低，其中，血管緊張素Ⅱ增多尤受重視。最近實驗資料表明，急性腎功能衰竭時，主要是腎臟皮質外層血管緊張素的含量增多。近來還發現，腎臟組織內的腎素，在腎內也可形成血管緊張素Ⅱ，并從而引起入球小動脈收縮，使腎小球的血液灌流量減少，有效濾過壓和濾過率降低。

急性腎功能衰竭時出現腎內腎素-血管緊張素系統活性增高，可能是通過管-球反饋調節機制所致。實驗證明，腎缺血和腎毒物引起腎小管功能障礙后，近曲小管對鈉的重吸收功能降低，遠曲小管內的鈉的濃度增高，從而使致密斑受到鈉負荷的剌激而引起腎素分泌增多，腎內血管緊張素Ⅱ的形成也因而增多，其結果是入球小動脈收縮，腎小球有效濾過壓及濾過率降低。

在急性腎功能衰竭的發病機制中，腎內腎素-血管緊張素系統的作用，并未完全肯定。例如，實驗資料表明，慢性鹽負荷腎內腎素耗竭時并不能防止某些實驗性急性腎功能衰竭的發生，當腎組織中含有高濃度腎素時（進行性腎性血管性高血壓），通常并不伴發急性腎功能衰竭。因此，這一問題尚待進一步探討。

3．腎小球濾過膜通透性的改變實驗證明，給狗的一側腎動脈內持續滴注高濃度去甲腎上腺素造成急性腎功能衰竭時，用掃描電鏡可觀察到腎小球囊臟層上皮細胞出現明顯的形態學改變——上皮細胞相互融合，正常的濾過縫隙消失。此時如給實驗狗輸入鹽水使腎血流量增加，并不能增加尿量，因而認為腎小球的上述形態學改變，可能是造成腎小球濾過功能障礙的原因。但在其他動物模型中，腎小球一般并不出現這種形態學改變。也有人在缺血和中毒性腎功能衰竭的動物模型中，發現有腎小球毛細血管內皮細胞和腎小球囊上皮細胞的腫脹，認為這些變化能減少腎小球的血液灌流量，并改變濾過膜的通透性。但是一般認為這些改變只出現在急性腎功能衰竭的最初階段，因而不是引起急性腎功能衰竭時GFR減少的主要機制。

綜上所述，可見急性腎小管壞死所致腎功能衰竭的發病機制是復雜的。其中腎小球濾過功能障礙可能起著較重要的作用。引起腎小球濾過功能障礙的機制,除腎小球病變和腎血流量減少直接引起腎小球血液灌流量減少外，還可因腎小管受損，通過管-球反饋調節機制，引起腎內腎素-血管緊張素系統活性增高。從而導致入球小動脈收縮，使腎小球有效濾過壓和濾過率持續降低。腎小管上皮細胞壞死引起的原尿回漏以及腎小管被管型阻塞，在急性腎功能衰竭的發病過程中，也可能起一定作用。圖14-1可作為了解急性腎功能衰竭少尿發病機制的參考。應當注意，在少尿或無尿發生的同時，腎小球和/或腎小管的嚴重障礙也必然引起機體的環境紊亂，如氮質血癥、水電解質和酸堿平衡紊亂等等。

當病變逐漸減輕，并開始出現腎小管上皮細胞的再生修復，GFR又逐漸恢復至正常時，急性腎功能衰竭患者即由少尿進入多尿期。多尿是由于再生的腎小管上皮細胞對水和電解質的重吸收功能尚不完善所致。待腎小管功能基本恢復正常后，腎臟泌尿功能和機體內環境才逐漸恢復正常。

在嚴重燒傷、創傷、大量失血及手術后，有些急性腎功能衰竭患者為非少尿型，其發病機制和體內機能代謝變化詳見后文。

急性腎小管壞死引起的腎功能衰竭時少尿發病機制示意圖

圖14-1　急性腎小管壞死引起的腎功能衰竭時少尿發病機制示意圖

還應當指出近年對急性腎功能衰竭病人的研究表明，病理組織學檢查證明只有一部分病人的腎小管有真正的壞死，而不少病人的腎小管只有輕微的病變，甚至看不到病變。然而用電子顯微鏡觀察時，則可見無明顯壞死的腎小管上皮細胞的細胞器有損害，而且細胞生物化學方面的變化更為明顯和廣泛，因而有人認為，在這樣的病人，急性腎功能衰竭的致病因素可能是腎內小血管的收縮和腎小管上皮細胞的重要功能的損害。