肾脏疾病的生物化学检验教材

第九章肾脏疾病的生物化学检验本章内容概要：本章教学要求：第二节肾脏功能试验第一节概述

掌握:内生肌酐清除试验：原理、方法、计算；血尿素、肌酐及尿酸测定：方法、原理、临床意义。

熟悉:肾脏的结构、功能；尿液微量蛋白的测定；肾脏功能试验的选择原则与应用。了解:肾脏的基本结构，常见肾脏疾病的生物化学诊断。第一节概述肾脏结构肾脏的功能一、肾脏结构（一）解剖学结构肾脏髓质皮质肾小球肾小管肾锥体髓袢集合管乳头管（二）肾脏的组织学结构1、肾小球:毛细血管球、肾球囊2、肾小管:近端小管、髓袢、远端小管（三

）肾脏的血供3、集合管肾动脉血流来自于腹主动脉,以每克组织计算，肾脏是全身血流量最多的器官

肾单位的组成

肾小球肾小体肾小囊肾远端小管远曲小管远曲小管髓袢粗段肾小管髓袢细段远曲小管髓袢细段近曲小管髓袢细段近端小管近曲小管近曲小管髓袢粗段集合管二、肾脏的生理功能排泄功能：排泄水、代谢产物和废物调节功能：调节水、电解质和酸碱平衡内分泌功能：肾素促红细胞生成素前列腺素重要生理功能（一）尿液的生成1、肾小球滤过血液肾小球滤过肾小管重吸收肾小管与集合管分泌尿液血液流经肾小球毛细血管网时，血液中的水、小分子溶质和分子量较小的血浆蛋白质，均可以通过肾小球滤过膜进入肾球囊的囊腔中，形成原尿。影响原尿生成的因素肾小球滤过膜的通透性有效滤过压（effectivefiltrationpressure）肾血流量（renalplasmaflow）决定肾小球滤过作用的因素主要有三方面：滤过膜的通透性是滤过的结构基础；有效滤过压是滤过的动力；肾血浆流量是滤过的物质基础。1)肾小球滤过膜：肾小球毛细血管内皮细胞层

基底膜层肾球囊上皮细胞

2）滤过膜的屏障作用由两部分组成（1）机械性屏障；（2）电荷屏障；

3）有效滤过压由三种力组成，根据三种力作用方向的不同，可有：

肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）

肾小球的滤过量大小可用肾小球滤过率表示（GFR），即单位时间内两肾生成的滤液量。肾小球滤过功能在肾的排泄功能中占有重要位置，GFR可作为衡量肾功能的重要指标。2．肾小管重吸收（1）近端小管：肾小管的重吸收作用主要在此段进行。（2）髓袢：此段在尿液的浓缩稀释中起重要作用。（3）远端小管：此段参与机体对体液和酸碱平衡的调节，在维持机体内环境的稳定中起重要作用。经过肾小管的重吸收以后，最终进入集合管的滤液不到原尿的2％。肾小管和集合管的重吸收是有“选择性”的，原尿中的葡萄糖、氨基酸和少量蛋白质全部被肾小管重吸收，水和电解质大部分被吸收，尿素只有小部分被重吸收，肌酐则完全不被重吸收。重吸收是小管上皮细胞将小管液中的水分和某些溶质，部分的或全部的转运到血液的过程。3．肾小管与集合管分泌（1）H+、K+、NH4+

：为肾小管与集合管分泌的机体正常代谢产物；（2）对氨基马尿酸、肌酐等都是正常机体代谢产物，既能从肾小球滤过，又能从肾小管、集合管分泌。（3）进入体内的一些外来物质，如酚红、青霉素等药物也由肾小管与集合管分泌到尿液中。

肾小管和集合管的上皮细胞能够将细胞或血液中的一些物质转运到管腔中（二）肾脏的内分泌功能1．肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotension-aldosteronesystem）2．激肽释放酶-激肽-前列腺素（killikrein-kinin-prostaglandin）系统3．促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）4．1α，25-二羟维生素D3

此外，肾脏也是一些激素的代谢场所靶器官第二节肾脏疾病的生化实验室检查肾脏功能试验血清非蛋白氮测定尿液成分检测：尿液pH、密度测定等总蛋白、微量蛋白的测定

一、肾脏功能实验

物质经肾排出的方式分为：（1）全部由肾小球滤出，肾小管不吸收、不排泌，如菊粉，可作为肾小球滤过率测定的理想试剂，能完全反映肾小球滤过率（GFR）。（2）全部由肾小球滤过，不被肾小管重吸收，很少被肾小管排泌，如肌酐等，可基本代表GFR。（3）全部由肾小球滤过后又被肾小管全部吸收，如葡萄糖，可作为肾小管最大吸收率测定。（4）除肾小球滤出外，大部分通过肾小管周围毛细血管向肾小管分泌后排出，如对氨马尿酸，可作为肾血流量测定试剂。（一）肾小球功能检查1、肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR）：

a）概念：指在单位时间内（min）经过肾小球滤出的血浆液体量；

b）作用：是反映肾小球滤过功能的客观指标；

c）参考值：120~160ml/min2、肾清除率(renalclearancerateC)：a）概念：指双肾于单位时间内（min）内，能将若干毫升血浆中所含的某物质全部加以清除。b）作用：利用清除率可分别测定肾小球滤过率，肾血流量、肾小管对各种物质的重吸收和分泌作用。3、肾小球滤过功能检查内生肌酐清除率(Ccr)测定：1)来源：肌酐是肌酸的代谢产物，人体血液中肌酐的生成可有内、外源性两种，如在严格控制饮食条件和肌肉活动相对稳定的情况下，血肌酐的生成量和尿的排出量较恒定，其变化主要受内源性肌酐的影响，而且肌酐分子量为113，大部分从肾小球滤过，不被肾小管吸收，且排泌量很少。2）Ccr概念：指肾在单位时间内，把若干毫升血液中的内生肌酐全部清除出去，称为内生肌酐清除率。3）Ccr实验的作用：反映肾小球滤过功能。4）参考值：成人：80~120ml/min5）Ccr测定的临床意义：①判断肾小球损害的敏感指标：当GFR低到正常值的50%，Ccr测定值可低至50ml/min，但由于肾脏有强大的储备能力，血肌酐、尿素测定仍可在正常范围，故Ccr是较早反映GFR的敏感指标。②评估肾功能受损害程度：51<Ccr<70ml/min轻度损害

31<Ccr<50ml/min中度损害

Ccr<30ml/min重度损害③指导治疗：慢性肾衰竭时：Ccr<30~40ml/min，应限制蛋白质的摄入；Ccr<30ml/min，注意选择利尿剂，氢氯噻嗪等利尿治疗无效；Ccr<10ml/min应进行肾替代治疗，对袢利尿剂（如呋塞米、利尿酸钠）的反应也极差。调节用药剂量和决定用药时间间隔（由肾代谢或以肾排出的药物）4）根据Ccr将肾功能进行分期：第1期（肾衰竭代偿期）

51<Ccr<80ml/min;第2期（肾衰竭失代偿期）

20<Ccr<50ml/min;第3期（肾衰竭期）

10<Ccr<19ml/min;第4期（尿毒症期或肾衰竭终末期）

Ccr<10ml/min;（二）肾小管和集合管功能检查1、肾小管重吸收功能检查肾小管最大葡萄糖吸收实验原理：葡萄糖从肾小球滤过后，在近曲小管几乎全部重吸收。当血中葡萄糖浓度增加时，原尿中葡萄糖浓度超过近端小管对葡萄糖的最大重吸收极限时，尿中将有葡萄糖排出。意义：肾小球闭塞时，葡萄糖不能滤过，肾小管损坏时，葡萄糖不能重吸收，两者都使最大吸收量下降。故用本试验可估计有效肾单位数目，但不能鉴别损害是在肾小球抑或肾小管。

2、肾小管排泌功能检查酚红排泄实验：酚红亦称酚磺酞，在碱咸性条件下呈红色，是一种对人体无害的染料，也是实验室常用的指示剂。作肾功能测定时，从静脉注入的酚红经肾小球滤过的只有4%，其余部分皆由肾小管分泌而排泄。由此酚红排泄试验很快被用作对肾脏疾病的诊断。因其在临床上有较大的实用价值，故至今仍视之为临床常用的肾功能检测项目，作为检查远端肾小管功能的客观指标之一。

[参考值]

15分钟排出量>25％两小时排出量>55％

总排出量>70％

[要求]实验前病人要适量饮水，在注射酚红前30分钟排尿一次。注射后15、30、60、120分钟，分四段留取尿液，标明时间，送化验室检查。

[临床意义]两小时内酚红总排除出量<50％，提示肾小管分泌功能减低。慢性肾小球肾炎、肾盂肾炎、肾小动脉硬化症、肾淤血时，总排出量也会降低。尿毒症时排出量可能接近0。阻塞性黄疸时肝脏排泄途径出现障碍，因此经尿液排出的酚红总量会有所增加，甲亢病人因血循环加快也会使酚红排泄量增加。

3、肾小管、集合管水、电解质调节功能检查1）尿渗量（urineosmol,Uosm）测定尿渗量，是反映溶解在尿中具有渗透作用的溶质颗粒（分子或离子等）数量的一种指标，是表示肾脏排泄到尿中所有溶质颗粒的总数量。尿渗量反映尿内全部溶质的总数。测定尿渗量能更确切地反映肾浓缩稀释功能。尿渗量测定不受微粒种类、分子量和微粒大小的影响。临床意义•判断肾浓缩功能2）浓缩和稀释功能实验：肾浓缩和稀释功能主要在肾远端小管和集合管进行，在神经体液因素的调节下，肾远端小管和集合管通过对尿液的浓缩和稀释来实现对水平衡的调节。此实验是判断远端肾小管和集合管功能的较敏感指标。参考值：24小时尿量为1000~2000ml；12小时夜尿量不应超过750ml；最高尿比重>1.020昼尿量与夜尿量之比为3~4：1；尿液最高比重与最低比重之差不应少于0.009临床意义：（1）少尿，加高比重见于血容量不足引起的肾前性少尿；（2）多尿（>2500ml/24h），低比重尿，夜尿增多，或比重固定在1.010，表明肾小管浓缩功能差。一、血清尿素、肌酐、尿酸的测定非蛋白氮化合物：尿素、尿酸、肌酐、肌酸、氨、氨基酸、核苷酸等测定的意义：非蛋白氮化合物是体内蛋白质、肌酸、核酸等的代谢产物，均由肾脏排泄，在一定程度上反映了肾脏的功能，是临床常用的肾功能指标。（一）血清尿素的测定血清尿素水平在一定程度上反映了肾小球的滤过能力。1．测定方法直接法：二乙酰一肟法间接法：脲酶法（1）二乙酰一肟法（直接法）：540nm处有吸收峰（Fearon反应）（2）脲酶法（间接法）第一步：，

首先利用脲酶催化尿素水解生成铵盐，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。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2、方法学评价二乙酰一肟法：

灵敏度高、操作较为简便线性范围较窄（＜150mmol/L）特异性不高；本法难以实现自动化，目前临床上已很少使用。脲酶法：特异性强，反应专一，易受体液及环境中氨的干扰，因此测定时需严防外源性氨的污染。一般用于手工操作测定，适合基层单位开展；但试剂稳定性差。酶偶联速率法：准确度和灵敏度较高，多用于自动分析系统，试剂较贵电导法：准确性高，反应所需时间很短，适合自动化分析，但规范实验条件有一定困难。

【参考范围】

血清3.0～7.2mmol／L（速率法）尿液357～535mmol／24h（速率法）【临床意义】

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。尿素作为肾脏功能指标，还会受到许多肾外因素的影响。各种原因如肝功能衰竭等导致血清氨水平升高，都会使尿素测定的结果偏高。血清尿素和血清肌酐浓度与GFR的关系见图14-2。（二）血清肌酐的测定外源性肌酐内源性肌酐在控制外源性肌酐摄取时，测定血清肌酐可作为肾滤过功能的指标。1．测定方法

（1）Jaffe反应法（苦味酸法）：肌酐与碱性苦味酸作用，生成黄红色化合物，在510nm处比色分析。（2）酶偶联速率法：在340nm处监测吸光度值的降低，可测量肌酐含量。2．方法学评价Jaffe反应法是测定肌酐常用的方法，适用于血、尿标本的检测。但最大的问题是非特异性干扰大（假肌酐）。特异性高，适用于自动化分析。但试剂价格昂贵且不易保存。酶偶联速率法假肌酐：一些具有还原性能与碱性苦味酸生成红色的物质维生素C、丙酮、乙酰乙酸、α-酮酸、葡萄糖、蛋白质以及头孢菌素类抗生素、强心甙、甲基多巴等排除假肌酐的干扰：①吸附法②速率法③二次读数法④在手工操作中制备无蛋白滤液或加入十二烷基硫酸钠去除蛋白质干扰，在连续流动自动化生化分析仪中可采用透析器清除蛋白质。⑤在缓冲液中加入硼酸盐消除葡萄糖、维生素C的干扰。

【参考范围】血清44～133μmol／L（速率法）尿液（苦味酸法）婴儿88～176mmol／kg·24h儿童44～352mmol／kg·24h成人男7～18mmol／24h女5.3～16mmol／24h【临床意义】血清肌酐浓度较血清尿素浓度更能准确地反映肾小球的功能。在临床上同时测定血清肌酐浓度和血清尿素浓度，在鉴别肾前性或肾后性尿毒症上有一定意义。3．内生肌酐清除率在控制外源性肌酐摄取的情况下，体内肌酐产量恒定，并且由于前述肌酐在肾脏中的排泄方式，故临床上通过内生肌酐清除率近似地反映肾小球滤过功能，称为内生肌酐清除率。内生肌酐清除率肾清除率：指单位时间内多少毫升血浆中的某物质经肾脏清除。若某物质由肾小球滤过后，既不被肾小管重吸收又不被肾小管所分泌，那么它的肾清除率可以反映肾小球滤过率（GFR）。（1）测定方法①受试者禁食肉类三天，试验日禁用茶、咖啡，停用利尿剂，试验前避免剧烈运动，饮用足量的水，使尿量不少于1ml／min。②准确收集24小时尿，记录尿量、身高、体重。③在收集尿液的同时，最好在收集尿液的中期，收集血样。④对收集的尿样及血样进行肌酐测定。⑤按照下列公式计算内生肌酐清除率。

U：尿液肌酐浓度（μmol／L）V：每分钟尿量（ml／min）P：血肌酐浓度（μmol／L）1.73：标准体表面积（m2）A：实际体表面积（m2）【参考范围】80～120ml／min·1.73m2

（2）方法学评价：操作简便,及时检测或将尿标本冷藏可减少此误差。测定前应充分饮水，使尿量不少于1ml／min【临床意义】

Ccr降低可反映肾小球的早期损害，并可根据其降低的程度来判断肾小球滤过功能损伤程度：Ccr也用于指导治疗。（三）血清尿酸的测定来自体内和食物中嘌呤代谢的最终产物，主要从肾脏排泄。血尿酸浓度受肾小球滤过功能、肾小管重吸收及分泌功能的影响1．测定方法

（1）磷钨酸法：无蛋白滤液中的尿酸在碱性条件下使磷钨酸还原生成蓝色的钨蓝，可在650～700nm波长下进行比色测定。（2）尿酸酶法：尿酸可在尿酸酶的作用下氧化生成尿囊素、CO2、及H2O2。

根据测定方法可分为三类：酶联紫外分光法紫外分光法：尿酸酶催化前后吸光度的差值与尿酸浓度成正比。酶联比色法：2．方法学评价尿酸酶－酶联紫外分光法适合于自动化分析磷钨酸法试剂易得、费用低廉，但灵敏度较低尿酸酶-紫外分光法简单、快速、特异性好、灵敏度高、易于自动化，但需要精密仪器，标本中蛋白质会提高空白管的吸光度。【参考范围】血清成人男210～430μmol／L女150～370μmol／L尿液15～45mmol／24h【临床意义】诊断痛风二、尿液总蛋白、微量蛋白的测定（一）尿液总蛋白的测定2．尿蛋白的定量测定1．尿蛋白的定性检查3．尿液蛋白质电泳4．方法学评价【参考范围】儿童＜40mg／24h成人30～130mg／24h【临床意义】用于泌尿系统疾病及一些全身性疾病的筛选、疗效观察等

（二）尿液微量蛋白的测定蛋白尿是肾脏疾病的一个重要指标，在某些肾脏病早期，尿常规测定常为阴性，尿中蛋白质含量实际已有微量的增加。为早期发现肾脏疾病，必须做一些尿中微量蛋白的检测，以监测肾脏以及某些其它器官的功能状态，提供可靠的生化指标。随着免疫化学技术的发展，已能检测纳克/毫升（ng/ml）水平的微量蛋白尿，对肾脏及肾脏有关疾病的早期诊断具有重要的意义。1．微量白蛋白2．β2-微球蛋白3．Tamm-Horsfall蛋白4．α１-微球蛋白5．纤维蛋白降解产物6．视黄醇结合蛋白1、肾小球性微量蛋白

是由于肾小球基底膜（GBM）滤过屏障损伤或缺陷所致，分子是以中、高分子量蛋白质（60000-500000）为主，组成成份为白蛋白和球蛋白，如：Alb、IgG、IgA、IgM、α2M、TRF、C3等。这些蛋白成份的质与量常与肾小球滤膜的损伤程度有关。⑴选择性指数（SPI）：即测定IgG清除率与转铁蛋白清除率的比值。SPI＜0.1者为选择性蛋白尿，＞0.2者属非选择性蛋白尿。SPI可推测病理类型：蛋白尿选择性可反映肾小球滤过膜的通透性，在某种程度上与肾小球疾病的病理组织学改变有一定关系。可预测治疗反应及估计预后：选择性高者预后好，反之预后差。

（2）白蛋白、免疫球蛋白测定应用

原发性肾小球疾病尿蛋白（Alb）可增高，若Alb持续增高，而IgG、IgA、IgM正常，常提示为肾小球病变轻微。IgM升高可反映肾小球损害的严重性。尿Ig检测有助于肾脏疾病分期及预后判断。尿中Alb及IgG出现提示病变向慢性过渡，尿中IgM出现对预测肾衰有重要价值。系统性疾病（如SLE、糖尿病、过敏性紫癜、乙型肝炎、多发性骨髓瘤等）患者尿中Alb和Ig如果增高，提示肾脏已受累，也可判断肾损害的严重程度。尿TRF较Alb和Ig更敏感地反映糖尿病早期肾损害。2、肾小管性蛋白尿

低分子量蛋白是一组能自由通过肾小球滤过膜而在肾近曲小管全部吸收的蛋白。此组蛋白尿排量增加是肾近曲小管受损的标志。此组蛋白主要有视黄醇结合蛋白（RBP）、β2-微球蛋白（β2MG）血ß2-微球蛋白(

ß2-M)测定

正常人血中ß2-微球蛋白测定（ß2-M）浓度很低，可自由通过肾小球，然后在近端小管内几乎全部被重吸收。尿液β2MG升高是反应近端小管受损的非常灵敏和特异的指标：近端小管是β2MG在体内处理的唯一场所，故近端小管受损时尿β2MG浓度明显增加，说明肾小管重吸收障碍，称为肾小管性蛋白尿，以区别于以白蛋白为主的肾小球蛋白尿。

α1-微球蛋白（α1-m）是相对分子量为26000-33000的糖蛋白，容易透过肾小球滤过膜，绝大部分又被肾小管重吸收，在肾脏病诊断方面被认为具有重要价值。肾小管对α1m重吸收障碍先于β2m，因此，尿α1m比β2m更能反映肾脏早期病变

视黄醇结合蛋白（RBP）

视黄醇结合蛋白（RBP）是存在于血液中的一种低分子蛋白，相对分子量约为21000。在正常人当血液中的RBP一旦经肾小球滤过后，则在肾近曲小管重吸收，因此，正常人尿中RBP排量极少（约100μg/24h）。尿