肾小管功能测定及临床意义

肾小管功能测定及临床意义肾脏结构及功能概述肾脏的基本结构单位—肾单位肾小球肾小体肾小囊肾单位近端小管曲部肾小管髓袢远端小管曲部肾脏的功能1.排泄功能尿素肌酐尿酸体内代谢产物药物外来物质毒物2.调节功能水、电解质渗透压酸碱平衡3.分泌功能肾素促红素羟化的VitD3前列腺素激肽释放素4.尿液的形成(1)肾小球滤过功能血液经肾小球的滤过作用生成的滤液为原尿原尿的pH值、渗透压、化学成分和血浆大致相同，而蛋白质含量极少。(2)肾小管重吸收功能原尿180-200L/天终末尿0.5-1.5L/天终末尿的化学成分和原尿不同(3)肾小管分泌功能a.血浆中含有的正常代谢产物：如肌酐、K+、H+、磷b.某些异物和药物：如酚红、对氨基马尿酸、青霉素c.肾小管上皮细胞合成的物质：如氨、马尿酸等肾小球阻止血细胞及血浆蛋白滤过肾小管(1)近端小管曲部：重吸收Na+K+Cl-HCO3-葡萄糖氨基酸排出尿素肌酐(2)髓袢：形成渗透压梯度(3)远端小管曲部：在醛固酮作用下分泌H+、K+(4)集合管：决定终尿渗透压肾小管功能的检查项目近曲肾小管：主管许多物质的重吸收、排泄、尿液酸化远曲肾小管：主管尿液的浓缩和稀释、尿液酸化肾小管标志蛋白的测定肾小管损伤标记物检测一、尿浓缩稀释功能1昼夜尿比重试验：尿比重是尿液与纯水重量的比值，反映单位容积尿中溶质的重量。正常在1.015～1.030之间波动。成人夜尿或昼尿中至少1次尿比重应1.018，昼尿中最高与最低尿比重差值0.009。临床意义：①夜尿750ml或昼夜尿量比值降低而尿比重正常，为浓缩功能受损的早期改变，见于间质性肾炎、慢性肾小球肾炎、高血压肾病等早期主要损害肾小管的疾病；若同时伴夜尿增多及尿比重无1次1.018或昼尿比重差值0.009，提示上述疾病致稀释浓缩功能严重受损；若每次尿比重均固定在1.010～1.012，称为等渗尿，表明肾只有滤过功能，稀释浓缩功能完全丧失②尿量少而比重增高、固定在1.018左右（差值0.009），多见于急性肾小球肾炎及GFR下降③尿量明显增多（4L/24h）而尿比重均低于1.006，为尿崩症。一、尿浓缩稀释功能2尿渗透压（尿渗量）：尿渗量测定反映尿中溶质分子和离子的总数，多采用冰点渗透压计测量，自由状态下尿渗量波动幅度大，但应高于血浆渗透压。禁饮后尿渗量为600～1000mOsm／kg·H20，平均800mOsm／kg·H20，血浆平均为300mOsm／kg·H20。尿／血浆渗量比值为3～4.5:1。禁水8h后尿渗量高于700～800mOsm/kg·H2O，14h后约800-1300mOsm/kg·H2O。固定的低渗尿提示远端肾小管功能极度下降临床意义：①判断肾浓缩功能：禁水8h后尿渗量小于600mOsm／kg·H20，加上尿／血浆渗量比值≤1，均表明肾浓缩功能障碍。见于慢性肾盂肾炎、多囊肾、尿酸性肾病等慢性间质性病变，也可见于慢性肾炎后期和急、慢性肾衰竭累及肾小管和间质②一次性尿渗量检测用于鉴别肾前性、肾性少尿：肾前性少尿时尿渗量较高；肾小管坏死致肾性少尿时，尿渗量降低。一、尿浓缩稀释功能尿比重既受溶质克分子浓度影响，又受溶质分子量影响蛋白质、糖、矿物质、造影剂都可使尿比重升高尿糖10g/L可使比重增加0.004尿蛋白10g/L可使比重增加0.003尿渗量只受溶质克分子浓度影响，不受溶质分子量影响尿蛋白对渗透压影响小尿糖10g/L可使尿渗透压增加60mOsm/kg.H2O所以，尿比重是反映远曲小管浓缩稀释功能的粗略指标影响因素很多，除急性肾衰和休克以外，很少使用这个指标。相对来说，尿渗透压更能反映远曲小管的功能。一、尿浓缩稀释功能3自由水清除率（CH2O）：单位时间内从血浆中清除到尿液中不含溶质的水量，可较准确反映远端肾小管的浓缩功能。正常时为负值，禁水8h后晨尿的CH2O为-25～-120ml/h。自由水清除功能是大多数肾脏疾病患者最先丧失的功能之一，常用于评价急性肾小管坏死时肾小管功能的恢复情况或发现移植肾早期排异。CH2O（ml/h）=每小时尿量×(1-尿渗透压/血浆渗透压)二、尿液酸化功能肾小管酸中毒（RTA）是由于肾小管功能障碍引起的机体酸中毒，包括Ⅰ型远端型RTA（dRTA）、II型近端型RTA（pRTA）、III型伴HCO3量丢失过多的dRTA和IV型伴高血钾型RTA。三、肾小管重吸收功能检测肾小管上皮细胞具有强大的重吸收功能，对维持机体内环境的“自稳状态”起重要作用。当小管功能损伤时，尿电解质排泄异常。同步、动态监测血清K+、Na+、Cl-、Ca2+、P3+浓度和24h尿电解质排泄量有助于鉴别。此外，机体血糖浓度、肾小球滤过率和肾小管重吸收能力间动态平衡是影响尿糖水平的三大因素。当近端小管重吸收障碍时，血糖正常而24h尿糖阳性，称为肾性糖尿。生理状况下，经肾小球滤出的氨基酸绝大多数由近端小管重吸收，遗传性疾病或毒物、药物影响下，尿排泄异常而产生氨基酸尿。四、肾小管排泄试验酚红排泄试验：健康人15分钟排泄量＞25%(50岁以上＞20%)，2小时总排泄量55%～75%。本试验可作为近端肾小管排泄功能的粗略指标，因对肾小管功能敏感性不高，故目前少用，多采用测定尿β2-微球蛋白及溶菌酶等来估价近端肾小管功能。五、肾小管标志蛋白测定目前临床上早期诊断肾脏疾病通常依赖尿液的常规检查，但因其敏感性太低，对于大多数早期的肾小管损害往往不能及时作出诊断。肾小管细胞表面存在许多特异性标志物，当肾小管轻微损害时，这些标记物就可脱落从尿液中排出，定量检测尿液中这些标记物，可以及时发现肾小管的早期病变，还有助于肾小管病变的病因和定位诊断。因此近年尝试开发各种尿液肾小管标志蛋白检测，并以此作为常规检测指标加以临床推广，对肾小管疾病的早期和定位诊断具较高临床实用价值。(一)尿酶尿酶种类繁多，主要来源于肾组织，大多数分子量＞70kDa，正常时不能从肾小球滤过，当滤过功能正常时尿酶增加主要反映肾小管间质损害，常作为监测药物肾毒性（氨基糖苷类抗菌素、抗肿瘤药物及锂制剂等）、肾移植排异反应以及各种肾小管间质疾病诊断的指标。在肾脏疾病时，尿酶含量多显著升高，有助于疾病诊断与疗效观察。常用的N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG），主要位于近端肾小管上皮细胞溶酶体内，近曲小管受损时就会在尿中出现。(二)尿液低分子蛋白检测泛指5-40kDa小分子量蛋白，血浆中半衰期短。近端小管是中毒损伤敏感部位，也是此类蛋白的分解部位，临床多利用此特性检测，因此成为评价急、慢性中毒的重要生物学标志物。(二)尿液低分子蛋白检测1.β2-微球蛋白(β2-microglobulin，β2-MG)β2-MG的分子量约为11.8kDa。正常人β2-MG产生量约为150～200mg/24h，因其分子量较小，几乎全部从肾小球滤过，正常血浓度仅为1～2mg/L。成人尿低于0.3mg／I，或以尿肌酐校正为0.2mg／g肌酐以下。尿β2-MG增多较敏感地反映近端肾小管重吸收功能受损，如肾小管一间质性疾病、药物或毒物所致早期肾小管损伤，以及肾移植后急性排斥反应早期。(二)尿液低分子蛋白检测2.视黄醇结合蛋白(RBP)：RBP的分子量为22.2kDa，临床价值与β2-MG相似。与β2-MG相比RBP有两大优点：①酸性尿中稳定，尿标本无需任何处理；②特异性较高，可根据尿浓度与肾小球滤过率之间的比例判断是由于小球滤过功能减退还是近曲小管重吸收功能障碍所致。利尿剂可影响其排出，测定时应停用。(二)尿液低分子蛋白检测3.α1-微球蛋白(α1-microglobulin，α1-MG)分子量26.1kDa，因α1-MG的尿浓度显著高于尿β2-MG和RBP，故使实验检测的准确性和重复性大为提高，是临床上用以判断近曲小管损害较为理想的指标。成人尿α1-MG＜15mg／24h尿，或＜10mg／g肌酐；血清游离α1-MG为10～30mg／L。临床意义：1）近端肾小管功能损害：尿α1-MG升高是反映各种原因所致早期近端肾小管功能损伤的特异、敏感指标，且不受恶性肿瘤影响2）评估肾小球滤过功能：其比血Cr和β2-MG检测更灵敏，血清和尿中α1-MG均升高，表明肾小球滤过功能和肾小管重吸收功能均受损3）血α1-MG降低见于严重肝实质性病变所致生成减少(二)尿液低分子蛋白检测4.尿蛋白-1(protein-1)又称Clara细胞蛋白，因其分子量约为16kDa，故又简称为CC16。与上述三个低分子蛋白相比，CC16的最大优点是敏感性高，当肾小管仅轻微损害，尿液中其他低分子蛋白质排出尚未增高时，尿CC16即已显著增高，因此被认为是近曲小管早期和轻微损害的最敏感指标。由于男性青春期和女性妊娠期泌尿生殖道中亦有分泌，故在女性患者中检测价值更高。(二)尿液低分子蛋白检测5.尿-海藻糖酶：反映近端小管损伤6.CystatinC：半胱氨酸蛋白酶抑制剂，分子量13kDa。经肾小球自由滤过后由近曲小管吸收并分解。体内生成量恒定，血浆浓度0.8-2.5mg/l，不受性别、肌肉容积等因素影响，故其血浓度检测已成为近年评估肾小球滤过率的敏感指标，较血清肌酐浓度、内生肌酐清除率等方法更可靠，堪比51Cr-EDTA清除率测定（同位素~(51)铬-乙二胺四乙酸）。尿浓度0.03-0.3mg/l，小管受损时尿中排出增加。（三）肾小管特异性单克隆抗体检测包括抗近曲小管刷状缘抗体、髓襻厚壁升支特异的抗Tamm-Horsfall蛋白抗体、抗集合管细胞抗体、抗肾小管基底膜抗体等。用这些特异的单克隆抗体建立检测尿液中相应的组织抗原的方法，具有特异性强，定位准确及较少受各种因素干扰等优点。（四）SDS-AGE法检测肾小管性尿蛋白SDS-AGE全称“十二烷基硫酸钠-琼脂糖凝胶电泳”，利用琼脂糖凝胶的选择性成分和多孔性，结合蛋白质分子量，可区分尿中不同蛋白组分，对肾脏损害程度、定位判断有实用价值。其操作简便，敏感性较好，便于临床推广。小管损伤时多检出低分子量（＜70kD）蛋白条带，如轻链成分（单/双聚体）、a1-MG、RBP、溶菌酶、β2-MG等组分。若游离型轻链条带区异常浓集或单独出现，则高度提示单克隆免疫球蛋白沉淀病（多发性骨髓瘤、淀粉样变性），为临床提供了有效而无创伤的早期筛选和辅助诊断方法。六、肾小管损伤标记物检测的临床意义及其影响因素肾脏疾病中，小管间质病变是慢性肾功能不全进展的独立危险因素。小管间质病变程度与肾脏疾病的发展、疗效和预后密切相关。虽然肾穿刺活检是判断肾小管间质病变的最直接方法，但组织病理改变不一定与功能变化完全平行，而且作为创伤性检查，肾穿刺活检不能用作常规、动态监测。因此，借助尿液肾小管损伤标记物检测可能帮助弥补这些不足。常用肾小管损伤标记物的尿液微量蛋白包括尿RBP、尿a1-MG和尿NAG酶。检测尿液中的RBP、a1-MG和NAG酶水平，可间接了解肾小管功能的损伤程度，对肾小管间质病变作出判断但是，这些肾小管损伤标记物与肾小管间质的形态学改变之间究竟有何联系？在不同类型肾脏病中呈现怎样的变化特点？如何更加理性地认识肾小管损伤标记物的变化、更加准确的判断肾小管间质的病变程度？肾小管损伤标记物肾小管损伤标记物研究（南京军区总医院刘志红教授等的研究课题）课题一：探讨在不同类型肾脏病中尿RBP、尿NAG酶的变化特点及其与肾组织形态学改变的关系结论：1尿液RBP、NAG酶检测是监测肾小管间质损伤的有效方法。肾小管间质病变是尿液RBP、NAG酶的决定因素。2在不同类型肾脏病中尿RBP、尿NAG酶呈现不同的变化特点：在以肾小管间质损伤为主要特征的疾病中，尿RBP、尿NAG酶与肾小管间质的形态学改变相关性良好，其水平高低直接反映肾小管间质的病变程度，受尿蛋白的质、量和肾功能的影响较小；在合并肾小管间质损伤的原发性或继发性肾小球肾炎中，尿RBP、NAG酶升高可能晚于肾小管间质的形态学改变而出现（IgAN尤为明显），其水平高低还受到肾小球疾病本身的影响，大量蛋白尿、尿液中的大分子蛋白质、肾功能下降等均可导致尿液RBP、NAG酶进一步升高。肾小管损伤标记物肾小管损伤标记物研