2014肾功能及早期肾损伤检验课件

肾功能及早期肾损伤检验肾功能及早期肾损伤检验 杨敏 检验医学院临床生化教研室 肾脏（形成尿液） 输尿管（输送尿液） 膀胱（暂时贮存尿液） 尿道（排出尿液） 泌尿系统的组成及功能 n本章教学要求 掌握:肾功能试验中常用的内生肌酐清除试验、 血尿素、肌酐及尿酸测定、早期肾损伤检 验等。 熟悉:肾脏的结构和功能。 了解:肾脏功能试验的选择原则与应用。 n本章内容概要 第二节 肾疾病的一般检验 第一节 概述 第三节 早期肾损伤试验 第四节 肾功能特殊试验 第五节 肾功能综合分析 第一节 概 述 一、肾的结构 二、肾的功能 一、肾脏的结构 肾脏的解剖学结构 肾脏的组织学结构 肾脏的血液供应 外层的皮质 内层的髓质 肾实质 肾小球 肾小管 由2028个肾锥体组成 u解剖学结构 髓袢集合管 乳头管 u肾脏的组织学结构 肾单位 （100万/肾） 肾小体 肾小管 肾小球 肾小囊 近曲小管 髓袢细段 远曲小管 肾单位nephron:肾脏的基本功能单位 集合管的排泌过程在尿液形成中也起着重要作用。 肾小管 集合管 乳头管 肾小盏 肾大盏 肾盂 输尿管 膀胱 理解：理解： 肾的强大储备功能肾的强大储备功能 肾损伤早期诊断的重要性肾损伤早期诊断的重要性 肾单位结构示意图 肾小球滤过膜 肾小囊壁层肾小囊壁层 上皮细胞上皮细胞 肾小囊壁层肾小囊壁层 上皮细胞上皮细胞 u肾的血液供应 肾小球滤过的物质基础肾小球滤过的物质基础 腹 主 动 脉 肾小球毛细血管网 肾小管周围毛细血管网 静 脉 体循环 肾 动 脉 以每克组织计，肾是全身血流量最多的器官。 安静状态：10001200 ml/min， 20-25%心输出量 皮质外层皮质外层： 80% 皮质内层+髓质外层： 15% 髓质内层： 3% 肾乳头肾乳头： 2% 双毛细血管网结构 血液供应在肾内的分布 二、肾脏的功能 肾脏是机体的主要排泄器官排泄器官，通过生成尿生成尿 液液排泄代谢废物排泄代谢废物(如：蛋白质代谢产物尿素尿素 、核酸代谢产物尿酸尿酸、肌酸代谢产物肌酐肌酐 等等)，同时回收保留有用物质回收保留有用物质（如葡萄糖、 氨基酸等），调节水、电解质和酸碱平衡调节水、电解质和酸碱平衡 来维持机体内环境的相对稳定。 思考 1. 尿液的形成过程？ 2. 血液与原尿、尿液有什么不同？ 3. 肾脏疾病部位与尿液成分改变的关系？ 肾脏的功能 肾脏的功能 排泄、保留、调节 尿液的形成 肾小球的滤过功能 肾小管的重吸收功能 肾小管与集合管的分泌功能 u肾小球滤过滤过功能 原尿的形成: 血液流过肾小球毛细血管网时，血浆中 的水、小分子溶质和小分子血浆蛋白，通过 肾小球滤过膜滤入肾小囊腔形成原尿。 正常正常原尿中除不含大分子的蛋白质和血细胞外， 其渗透压、pH和溶质成分与血液大致相同。 原尿与血液的差别是什么？ u肾小球滤过滤过功能 肾小球滤过作用影响因素: 肾小球滤过膜的通透性 有效滤过压 肾血流量 肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR) 单位时间内两肾生成的原尿量。 正常GFR约为120ml/min。 影响 肾小球毛细血管血压 血浆胶体渗透压 肾小囊内压 结构基础 衡量肾功能的重要指标衡量肾功能的重要指标 动力 物质基础 肾小球有效滤过压示意图 肾小球毛细血管血压 血浆胶体渗透压 肾小囊内压 滤过方式：纯物理性超滤，被动且不耗化学能；但消耗动能。 出血、休克、低蛋白血症及尿路肿瘤、结石等能够引起其中一种因素发生 变化，会导致有效滤过压的相应变化。 肾小球有效滤过压=肾小球毛细管血压-(血浆胶体渗透压+囊内压) u 肾小管重吸收功能 原尿量约180L 排出的尿量仅为1.5L 99%以上的滤液在流经肾小管和 集合管时被重吸收回到血液 。 正常GFR约为120ml/min。 一昼夜 肾小管重吸收的方式 主动重吸收 逆浓度差或电位差，耗能 顺浓度差或电位差，不耗能 葡萄糖、氨基酸、K+、Na+、Ca2+、Cl- 尿素和水 u 肾小管重吸收功能 被动重吸收 肾小管重吸收的部位 近端小管：肾小管的重吸收作用主要在此段进行。 原尿中几乎全部的葡萄糖、氨基酸、维生素 及微量蛋白；大部分Na+、K+、Cl-、HCO3-； 65%的水。 u 肾小管重吸收功能 髓袢： 通过“逆流倍增”对水重吸收。 在尿液的浓缩和稀释中起重要作用。 远端小管与集合管：滤液中部分Na+和水被重吸收。 Na+(主动转运），受激素调节，决定尿液的 质和量。 u 肾小管重吸收功能 肾小管重吸收的选择性和阈值 葡萄糖葡萄糖、氨基酸和少量蛋白质 全部重吸收全部重吸收 水和电解质 大部分重吸收 尿素 小部分重吸收 肌酐肌酐 全部不被重吸收全部不被重吸收 肾糖阈 8.9 mmol/L 肾小管重吸收的阈值： 肾小管对许多物质的重吸收值的最大限度。 肾性糖尿病肾性糖尿病 u肾小管和集合管的排泌功能 (1)近端小管的排泌代谢产物和外源性物质功能 eg: 对氨基马尿酸(PAH)、酚红、青霉素等 (2)近端小管、远端小管和集合管的泌H+功能 (3)远端小管和集合管泌NH3功能 (4)远端小管和集合管泌钾功能 H+ 、NH4+、K+、代谢产物以及进入机体的外源性物质 与与NaNa + + 重吸收重吸收 偶联偶联 分主动和被动两种方式 K+-Na+交换和H+-Na+交换相互抑制 K+的分泌大于重吸收，尿液中K+的主要来源 肾小管最大排泄量(Tm) 血浆浓度达到血浆浓度达到200 mg/L200 mg/L时，时，TmPAHTmPAH一般为一般为77 mg/min77 mg/min。 肾脏对物质的处理方式 水、葡萄糖、 无机盐、蛋白 质、血细胞和 尿素 大分子蛋 白质、血 细胞 水分、无机盐 、葡萄糖、尿 素 大部分的水、 全部葡萄糖 部分无机盐 水、无机 盐、尿素 第二节 肾疾病的一般检验 血清肌酐测定 血清尿素测定 血清尿酸测定 n非蛋白氮化合物： 尿素、尿酸、肌酐、肌酸、氨、氨基酸、核苷酸等 n测定的意义： 非蛋白氮化合物是体内蛋白质、肌酸、核酸等的代谢产 物，均由肾排泄，它们在血中的浓度血中的浓度在一定程度上反映 了肾的功能。 非蛋白氮测定 血清肌酐、尿素、尿酸是临床上最常用的肾功 能检验指标。 血清肌酐creatinine测定 肌酐是人体内肌酸代谢肌酸代谢的最终产物。 肌酐经肾小球滤过后不被肾小管重吸收，通过肾小管排泄。 在控制外源摄入、未进行剧烈运动的条件下，血肌酐浓度主要取 决于肾小球率过滤GFR，测定血清肌酐可作为肾滤过功能的指标 。 化学法 酶法 去蛋白苦味酸终点法 苦味酸速率法 肌氨酸氧化酶法 肌酐氨基水解酶法 肌酐亚氨基水解酶法 磷酸肌酸磷酸肌酸 肌酐肌酐 （一） 肌氨酸氧化酶法 原理： 肌酐+H2O 肌酸 肌酸+H2O 肌氨酸 + 尿素 肌氨酸+O2 甘氨酸 + 甲醛 + H2O2 H2O2 +4-氨基氨替吡啉 + 色原物质 有色化合物 + H2O 肌酐酶 肌酸酶 肌氨酸氧化酶 过氧化物酶 Trinder 反应 方法学评价：如何评价？干扰因素？解决办法？ 1.肌酐的酶法分析是解决肌酐测定中非特异性干扰的根本途径。 利用双试剂法消除内源性肌酸的影响。 2.Trinder反应中不同显色物质的灵敏度差异很大，胆红素和Vc的 干扰可通过添加亚铁氰化钾和抗坏血酸消除或减低。 3.肝素等抗凝剂在常规用量下对本测定无干扰。 （二） 苦味酸速率法 肌酐与苦味酸盐碱性溶液反应，生成橘红色的苦味酸肌 酐复合物，该反应称为苦味酸反应（Jaffe反应），利用速率 法排除干扰。 原理： 肌酐+苦味酸 橘红色化合物（510nm） OH- 方法学评价：最常用的方法,简便、快速不需去蛋白，但是特异性差 1. 假肌酐：一些与碱性苦味酸生成红色的物质 维生素C、丙酮、乙酰乙酸、-酮酸、胆红素、葡萄糖、蛋 白质以及头孢菌素类抗生素、强心甙、甲基多巴等 快速反应 80-100s 2.线性范围： 2000 mol/L。 3.IFCC推荐方法，双波长双波长(510nm, 600nm)(510nm, 600nm)监测。 25-60S 关于双波长检测关于双波长检测 目前许多生化测定都采用双波长检测，待测物吸收峰对应的波长为主波长(1)， 另一个称为次波长(2)。1/2的选择原则主要有三种模式： 主次波长选择模式1示意图 吸 光 度 (1) 1取吸收峰对应的波长，而取其吸收光谱曲线的“波谷”对应的波长 为2，这样的主次波长间的光吸收差值最大，使测定灵敏度提高。 (2) 1仍是待测物的吸收峰，但2取等吸收点对应的波长，如图所示，等吸收点 是系列不同浓度待测物的吸收光谱曲线有一交汇点，此点对应的吸光度与浓度 无关。此波长选作2可使待测物浓度只决定于1处的吸光度高低。 主次波长选择模式2示意图 吸 光 度 (3) 反应中显色产物的吸收峰对应的波长为1，而试剂空白(显色剂)的吸收峰 对应的波长为2。这样，在反应液中代谢物浓度越大，剩余的显色剂量越小 ，使1与2对应的吸光度差距拉大，从而提高了灵敏度。 吸 光 度 主次波长选择模式3示意图 反应前吸收曲线 反应后吸收曲线 参考范围： 肌酐酶法： 男性：59104mol/L；女性：4584mol/L 苦味酸速率法： 男性：62115mol/L；女性：5397mol/L 临床意义： 1.血肌酐测定对中晚期肾疾病的临床意义较大。 肾疾病初期血清肌酐值通常不升高，GFR1/3时才会明显升高。 肌酐值升高至176353mol/L时，提示为中度至严重的肾损害。 2. 增高： 各种肾病、急性或慢性肾衰竭、重度充血性心力衰竭、心肌 炎、肌肉损伤、巨人症、肢端肥大症等。 3. 降低： 进行性肌肉萎缩，白血病，贫血，肝功能障碍及妊娠。 血清尿素测定 化学法 酶法 二乙酰一肟法 酶偶联速率法 脲酶波氏比色法 （间接测定法） 尿素urea是体内蛋白质代谢的最终产物，尿素主要通过血流经肾 小球滤过后随尿液排出体外。 血清尿素水平一定程度上反映了肾 小球的滤过能力。 参考范围： 酶偶联法： 健康成人血清尿素：2.98.2 mmol/L 二乙酰一肟法： 健康成人血清尿素： 2.98.2 mmol/L (一) 尿素酶法 第一步： 首先利用尿素酶(脲酶)催化尿素水解生成盐铵，铵盐在碱 性条件下释放出氨。然后再用不同的方法测定铵盐或氨，在测 定过程中需防止外源性氨的污染。 原理: 脲酶 特异性高 酶偶联速率法： 第二步： 纳氏试剂显色法： 或 酚-次氯酸盐显色法： （波氏法） 或 或 电导法 铵离子使电导增加，电导增加程度与产生的铵离子浓度成正比关系 340nm 存在内源性NH3、丙酮酸、外源性NH3的干扰，采用双试剂法消除。 避免标本溶血减少血红蛋白的干扰。 酶偶联速率法为IFCC推荐方法，可采用双波长（340nm，700nm）监测。 方法学评价： NADH (二) 二乙酰一肟法 原理： （Fearon反应） 540nm处有吸收峰 加热反应后应及时比色。 主要干扰来自血清中的含氮化合物，但无明显干扰。 线性范围窄，尿液先用去离子水作1：50稀释后再测定。 难以实现自动化。 不稳定 方法学评价： 尿素测定的临床意义 1. 血液尿素浓度增高 （1）生理性：高蛋白饮食，年龄增加,妊娠 （2）病理性 肾前性:失水，肾血流量减少 肾性:影响肾功能（如肾小球滤过）的疾病 肾后性:尿路阻塞的因素 2血尿素浓度降低 孕妇（血容量增加）、低蛋白高糖饮食者、肝功能衰竭 由于肾脏有强大的储备能力，因此，仅在肾小球滤过率 下降至正常的50以下时，血浆或血清中尿素浓度才会升高 ，故该指标灵敏度不高，不能作为早期肾功能指标。 血清尿酸的测定 磷钨酸还原法 尿酸氧化酶法：一步法（293nm），过氧化物酶偶联法 HPLC法：293nm 干化学方法 尿酸uric acid是体内核酸中嘌呤代谢的终末产物，血 尿酸的浓度受肾小球滤过功能、肾小管重吸收及分泌 功能的影响。 （一）尿酸氧化酶-过氧化氢酶偶联法 尿酸+O2 +H2O 尿囊素 + CO2 + H2O2 H2O2 +4-AAP + 3,5-二氯-2-羟基苯磺酸 醌亚胺 + H2O 尿酸氧化酶 过氧化物酶 Trinder 反应 520nm 特异性和干扰： 不需要去蛋白；POD催化特异性差，加入抗坏血酸 氧化酶和胆红素氧化酶消除Vc和胆红素的明显负干扰。 线性范围：178.6713.8 mol/L 方法学评价： 男性：208428mol/L， 女性：155357mol/L。 参考范围 （二）磷钨酸法 将血、尿样本制备成去蛋白滤液，具有还原性的尿酸 在碱性环境中使磷钨酸还原成蓝色的钨蓝，650700nm处 比色测定。 此法缺点是特异性不高，灵敏度低，显色不稳定。 男性：262452mol/L， 女性：137393mol/L。 参考范围 尿酸测定的临床意义 增高增高： 血清尿酸测定对痛风痛风诊断最有帮助。 核酸代谢增高 肾功能减退 氯仿、四氯化碳及铅中毒 妊娠反应 富核酸食物 减少减少 恶性贫血、服用阿司匹林、先天性黄嘌呤氧化 酶和嘌呤核苷磷酸化酶缺乏等。 早 期 肾 损 伤 标 记 物 肾小球损 伤标记物 肾小管损 伤标记物 肾小管上皮细胞的 各种酶(通称尿酶) 低分子量蛋白 尿微量清蛋白 尿微量转铁蛋白 血清后-微球蛋白 C 尿蛋白谱 N-乙酰-D-氨基葡 萄糖苷酶(NAG) 等 2微球蛋白 1微球蛋白 视黄醇结合蛋白 第三节 早期肾损伤检验 一、微量清蛋白(mAlb)测定 微量清蛋白定义微量清蛋白定义： 尿中清蛋白排出量在30-300mg天。超出正常参 考区间上限30mg/24h，但尚未达到尿液常规检测 的灵敏度水平而呈现阴性结果。 u肾功能正常时，带负电荷的清蛋白不能通过肾小 球滤过膜，再加上肾小管的重吸收，正常尿中的 清蛋白含量很低。 u肾病变早期，尿液中的清蛋白会轻微增加，可 用灵敏的方法来测定其浓度。 66.3Kda 1982年 Viberti 等发现1型糖尿病时尿总蛋白在参考范围 内，而尿清蛋白排泄增加，由此提出了“微量清蛋白尿”概 念。并把它作为糖尿病早期肾损害糖尿病早期肾损害一个敏感指标。 这个 指标80年代已被推广应用，90年代的研究更有深入。现 在认为微量清蛋白尿是糖尿病的第一个临床信号微量清蛋白尿是糖尿病的第一个临床信号， mAlb测定对糖尿病早期肾损害糖尿病早期肾损害的监测价值已被公认。 糖尿病诱发尿中微量清蛋白增多原因 肾小球损伤：滤过膜上电荷丢失，孔径大小选择功能破坏。 血流动力学的改变：肾内高压 高浓度葡萄糖导致蛋白非酶糖酰化速率增加，基膜屏障功能改变。 原发性高血压 引起肾小球血流动力学改变，促进清蛋白穿过基膜。 染料结合法 免疫学方法 散射比浊法 透射比浊法 尿液中的清蛋白与抗人清蛋白特异抗体特异抗体在缓冲液 中反应生成抗原-抗体复合物，产生浊度的大小与产生浊度的大小与 尿液中清蛋白的浓度成正比尿液中清蛋白的浓度成正比，用透射比浊法测定 340nm波长处吸光度，利用同时测定制备的标准品 校正曲线求出清蛋白的浓度。 线性范围：4200 mg/L 临床意义 uu肾疾病的早期诊断肾疾病的早期诊断 u对糖尿病和高血压病糖尿病和高血压病的肾功能监测 uu肾小球肾小球和肾小管损伤的鉴别诊断 u升高亦见于肾外恶性肿瘤、急性胰腺炎、外伤、大手 术等，含量与严重程度成正比。 u发生率随年龄增加而升高：提示有较高的心血管疾病 的发病率。 二、1-微球蛋白测定 1-microglobulin, 1-MG, 1-m 肝细胞和淋巴细胞合成的糖蛋白，26-33kD，在血液中以游离 型和结合型，仅游离型可自由通过肾小球滤过滤过膜，原尿中约原尿中约 99%99%被肾小管重吸收并分解被肾小管重吸收并分解，正常情况下，尿液中含量甚微。 肾小管损伤肾小管损伤时， 1-m增高，是低分子量蛋白(LMWP, 50KD) 中首选指标。 免疫学方法检测：酸性尿中较稳定。 尿：12.5mg/L (散射比浊法) 临床意义 u血清1-m浓度 肾小球滤过率降低时；部分肝癌患者 肝功能重度损伤 u尿液1-m浓度 l 尿1-m增高，是反映和评价各种原因包括肾移植后排斥反应所致早期近 端肾小管功能损伤的特异、灵敏指标。 l 不受恶性肿瘤的影响，酸性尿中不会出现假阴性，结果较2-m更为可靠 l 比2-m更能反应肾的早期病变。 u鉴别诊断： 上尿路疾病 u评估肾小球滤过功能： 血清和尿液中均增高，表明肾小球滤 过和肾小管重吸收功能均受损。 三、2-微球蛋白测定 2-microglobulin, 2-MG, 2-m 组织兼容性抗原（HLA）的轻链部分， 11.8kD，主要产生于 淋巴细胞。 可自由通过肾小球滤过膜，原尿中约99.9%可被近曲小管重吸 收，终尿中含量很少。 近曲小管重吸收功能近曲小管重吸收功能轻微损伤即可导致尿中 2-m显著升高。 ELISA和化学发光法 血：1.281.95 mg/L； 尿：0.030.14 mg/L 临床意义 u血清 2-m浓度增加 l 肾功能是最主要因素 l l 恶性肿瘤：恶性肿瘤：B B淋巴细胞增殖性疾病的主要标志淋巴细胞增殖性疾病的主要标志； 可作为一种肿瘤标志物 l 病毒性感染性疾病 l 自身免疫性疾病 u尿液 2-m浓度增加 l 灵敏反映肾小管的损伤，用于肾小管性蛋白尿的诊断和鉴别诊断。 l 鉴别上、下尿路感染 上尿路感染 l 恶性肿瘤、高血压、糖尿病肾损害 l 自身免疫性疾病 l 肾移植排斥反应监测 第四节 肾功能特殊检验 反映肾小球滤过功能的试验 内生肌酐清除率 胱抑素 反映肾小管重吸收功能的试验 尿酶检验 酚红排泄试验 尿蛋白电泳 通过测定某物质清除率的方法间接求出 肾小球滤过率GFR。 反映肾小球滤过功能的试验 肾小球滤过率 式中C：清除率，P：血中浓度，U：尿中浓度，V：单位时间尿量。 血浆中某物质经肾脏时，能从肾小球自由滤过,既不被肾小管重吸 收,也不被肾小管分泌,该物质的清除率就可以代表GFR 菊粉、肌酐、甘露醇 内生肌酐清除率(CcrCcr)试验：检测GFR最常用 单位时间内肾排出某物质的总量与同一时间该物质血浆浓度之比： 用于GFR测定的物质: 表示方法:肾清除率 菊粉清除率试验（Cin） ：测定GFR的“金标准” 内生肌酐清除率测定 原理： 通过测定已控制外源性肌酐摄取的病人血清和尿液中肌酐的含量， 计算24h或每分钟有多少毫升血浆中肌酐被肾脏清除的值即为Ccr。 操作： 1. 受试者连续禁食肉类3d（无肌酐饮食），不要饮茶或咖啡，停 止服用利尿剂，实验前避免剧烈运动，饮足够量的水，使尿量不少于 1ml/min。 2. 于第4d早晨8时抽空腹静脉血3ml并分离出血清低温保存，同时 将尿液排空、弃去，然后收集至第5d早晨8时（24h）的全部尿液，加 入45ml甲苯以防腐。 3. 测定尿及血清肌酐含量和测量24h尿量。 4. 测量受试者身高与体重(kg)。 计算 24h内Ccr： 4h尿及空腹一次性取血，测每分钟尿量和每分钟Ccr： 内生肌酐清除率测定的临床意义 早期反映肾小球的滤过功能早期反映肾小球的滤过功能。 男性:(10520）ml/min， 女性：(9520）ml/min 参考范围 80 ml/min时， 肾功能有轻度损伤 2550 ml/min时，肾功能不全代偿期 25 ml/min时， 肾衰竭期（尿毒症期） 10 ml/min时， 尿毒症终末期 GFR比血液中尿素和肌酐含量更为灵敏。 胱抑素 Cys-C 一种非糖化的碱性蛋白质，是胱氨酸蛋白酶的一种抑制剂。几乎所有有 核细