第八章 肾功能不全
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病理生理学丨肾功能不全概念:各种病因引起肾功能严重障碍时,会出现多种代谢产物、药物和毒物在体内蓄积,水、电解质和酸碱平衡紊乱,以及肾脏内分泌功能障碍的临床表现。
肾功能不全的原因:肾脏疾病(原发性);肾外疾病(继发性)一、肾功能不全的基本发病环节(一)肾小球滤过功能障碍肾小球滤过功能以肾小球滤过率(GFR)来衡量,正常约为125ml/min。
肾血流量的减少、肾小球有效滤过压的降低、肾小球滤过面积的减少以及肾小球滤过膜通透性的改变都可能导致肾小球滤过率下降。
(二)肾小管功能障碍各段肾小管功能不同,所以功能障碍时表现各异。
近曲小管功能障碍--重吸收功能受损—肾性糖尿、氨基酸尿、钠水潴留和肾小管性酸中毒。
另外对酚红、对氨马尿酸、青霉素等排泄减少。
髓袢功能障碍—原尿浓缩条件受损—多尿、低渗或等渗尿。
远曲小管—钠、钾代谢障碍和酸碱平衡失调。
集合管功能障碍—肾性尿崩症。
(三)肾脏内分泌功能障碍RAAS参与调节循环血量、血压和水、钠代谢。
某些肾脏疾病可导致RAAS活性增强,形成肾性高血压。
EPO分泌障碍—肾性贫血1,25-二羟维生素D3:促进肠道吸收钙、磷;促进骨骼钙磷代谢。
肾实质损害后,其生成减少,可发生用维生素D治疗无效的低钙血症,并诱发肾性骨营养不良。
激肽释放酶-激肽-前列腺素系统(KKPGS):慢性肾衰时,KKPGS活性下降,引起肾性高血压的因素之一。
甲状旁腺激素和胃泌素—在肾脏灭活。
慢性肾衰时,易发生肾性骨营养不良和消化性溃疡。
二、急性肾功能衰竭概念:各种原因在短期内引起肾脏泌尿功能急剧障碍,以致机体内环境出现严重紊乱的病理过程。
临床表现有水中毒、氮质血症、高钾血症和代谢性酸中毒。
分两类:少尿型ARF和非少尿型。
GFR降低是急性肾衰的中心环节。
(一)急性肾衰的分类和原因病因学分类:肾前性(肾灌注不足):见于休克早期;肾小管功能尚正常,肾脏并未发生器质性病变,故又称功能性急性肾功能衰竭。
肾性(肾实质损伤):临床上以肾缺血和肾毒物引起的急性肾小管坏死最常见;肾后性(原尿排出障碍):常见于双侧尿路结石、盆腔肿瘤和前列腺肥大、前列腺癌等引起的尿路梗阻。
内蒙古农业大学教案【动物医学专业】第八章肾功能不全renal insufficiency当各种病因引起肾脏结构和机能出现严重损伤时,导致多种代谢产物、有毒物质在体内蓄积,水、电解质和酸碱平衡出现紊乱,肾脏的内分泌功能和其他功能也出现障碍,这一病理过程称为肾功能不全(renal insufficiency)。
肾脏(kidney)有两个最显著的特点,一是功能较复杂;二是适应代偿能力强。
第一点,肾脏功能较复杂,概括起来主要有三个功能。
1,肾脏是泌尿器官,通过排出尿液,来维持机体水、电解质和酸碱平衡的稳定;2,肾脏还能分泌与合成多种激素和维生素:激素如肾素、前列腺素、促红细胞生成素等,维生素如1.25-二羟VD3等,它参与机体钙的代谢;3,肾脏又参与某些激素的失活,如胃泌素、甲状旁腺激素等,发挥作用后,在肾脏被灭活。
因此,一旦发生肾功能不全时,必然会对肾脏的机能、对动物全身的机能,造成多方面的影响,严重时可能致死动物。
第二点,肾脏适应代偿能力强。
组成肾脏的基本结构和功能单位是肾单位(nephron),肾脏是由数百万个肾单位组成的,如牛的肾脏有800万个肾单位,狗有80~120万个,兔有20万个。
每个肾单位包括一个肾小球和与它相连的肾小管。
肾单位多,肾脏的储备能力强。
因此,一般的轻微损伤,通过肾脏的适应代偿,不会引发肾功能不全。
只有当各种比较剧烈的病因、或比较持续的病因,造成的损伤作用超过肾脏代偿能力的时候,才有可能引起肾功能不全。
下边介绍一下肾功能不全的分类。
根据肾功能不全的病程和发生机理,肾功能不全可分急性肾功能不全、慢性肾功能不全两类。
急性或慢性肾功能不全发展到严重阶段时,由于大量代谢产物和内源性有毒物质不能排出而在体内蓄积,引起机体发生自体中毒的综合症侯群,这种病理过程称为尿毒症。
因此,为本章分为三节,即急性肾功能不全、慢性肾功能不全、尿毒症。
第一节急性肾功能不全acute renal insufficiency一、急性肾功能不全的概念在病因的作用下,由于肾小球滤过率急剧降低,或肾小管发生急性变性、坏死而引起的肾脏一种急性病理过程,称作急性肾功能不全。
我们知道,肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)是指单位时间(例如1分钟),两侧肾脏的全部肾小球的滤出量。
GFR主要决定于肾脏的血流量、肾小球的有效率过压、滤过膜结构的完整等,同时还和肾小管的重吸收机能有关。
如果说,原尿的形成决定于肾小球滤过率,那么,终尿的形成主要决定于肾小管上皮细胞的状态、肾脏髓质高压的形成和维持等因素。
因此,如果病因引起肾小球滤过率急剧降低,或引起肾小管上皮细胞发生急性变性、坏死,那么就一定会引发尿的生成或排出过程发生障碍,机体会出现少尿、无尿、血尿、蛋白尿、全身水肿、有毒代谢产物蓄积等相关症状和体征,发生急性肾功能不全。
二、急性肾功能不全的发生原因和发病机理以肾(kidney)为中心,分为三种,即:(一)肾前性因素(prerenal factor)肾前性因素指血液循环衰竭导致的肾灌流不足。
如休克、心功能不全、严重脱水、失血、创伤等心输出量降低下降。
发生机理是“功能性”急性肾功能不全。
例如,全身有效循环血量减少,导致机体交感-肾上腺髓质系统兴奋,儿茶酚胺分泌增多,引起血管收缩包括肾血管收缩,因肾血管的α型肾上腺素能受体(简称α受体)密度大,故此处血管收缩明显,皮质部血量减少,肾皮质部在原尿和终尿的形成中有重要作用,这样可以引起GFR下降;而肾脏本身血流量减少肾素-血管紧张素系统作用加强血管紧张素II增多小动脉收缩GFR下降。
我们知道,球旁复合体的细胞能分泌肾素(renin),当肾脏血液灌量减少时,肾素分泌增加。
肾素是构成动物机体的肾素-血管紧张素-醛固酮系统的重要组成部分。
肾素能使肝细胞产生的血管紧张素原(存在于血浆内)转化为血管紧张素Ⅰ,紧张素Ⅰ在血清转换酶(主要存在于肺内)的作用下生成血管紧张素Ⅱ。
血管紧张素Ⅱ作用很多,其中一点就是能收缩外周小血管而升高血压。
而外周小血管收缩又可进一步引起肾脏血流量减少,结果可能引起或加重GFR下降。
(二)肾性因素(intrarenal factor)指肾实质的急性损伤。
包括急性肾小球肾炎、肾小管坏死等。
急性肾小球肾炎,是一种变态反应性疾病,是由于抗原-抗体复合物的沉积,或由于抗肾小球毛细血管基底膜抗体存在而造成的。
这时,肾小球毛细血管的内皮细胞常见增生、肿胀,肾间质的系膜细胞也可发生增生。
增生、肿胀的内皮细胞、系膜细胞等,可使毛细血管内腔变狭窄,造成毛细血管血流量减少,肾小球滤过率降低,引发肾性水肿(renal edema)。
肾小管坏死是由于缺血或中毒等因素引起的,是引起急性肾功能不全的常见原因。
见于:1,持续性肾缺血:如各种原因引起的循环血量急剧减少。
特别是在休克的微循环缺血期,严重和持续的血压下降及肾动脉强烈收缩,造成肾脏持续缺血,可引起急性肾小管坏死。
2,肾毒物:重金属(汞、砷、铅、锑)、药物(磺胺类,二甘醇,庆大霉素、卡那霉素)、有机毒物(四氯化碳、氯仿、甲苯、酚等)、杀虫剂、蛇毒、肌红蛋白等经肾脏排出时,都可直接作用于肾小管上皮细胞,引起急性肾小管坏死。
发生机理是“器质性”急性肾功能不全。
例如,当发生急性肾小球肾炎时,由于肾小球毛细血管基底膜出现损伤,而引起通透性(permeability)升高。
这时,血液内的蛋白,主要是白蛋白,可能从血液内渗出进入尿液,发生蛋白尿。
严重时,红细胞也可漏出,发生血尿。
这里我要强调一点,肾小球的通透性和滤过率是两个概念,其间有联系,有区别:肾小球的通透性可简单理解为滤过膜容许大分子物质通过的能力,主要决定于滤过膜的完整性;而肾小球滤过率是单位时间内滤出的量,主要决定于有效率过压。
急性肾小球肾炎时,常见的是通透性升高,可发生蛋白尿;但是滤过率却降低,可发生全身水肿。
而当肾小管上皮细胞发生变性、坏死时,坏死细胞可从基底膜上脱落下来,在肾小管的下游,堆积的脱落细胞团,引能引起原尿排出不畅;甚至肾小管内压过高时,造成肾小管被破坏,原尿漏回肾间质内。
结果都会引起滤过率降低,发生急性肾功能不全。
(三)肾后性因素(postrenal factor)指急性尿排出障碍。
例如,双侧输尿管有结石、血凝块、磺胺药类结晶,造成排尿受阻;再如,当发生尿道炎时,或尿道受到肿物、肿瘤的压迫时,也会造成排尿受阻。
发生机理是“尿潴留性”急性肾功能不全。
三、急性肾功能不全对机体的主要影响(一)尿液1.尿量的改变急性肾功能不全初期,常见少尿(oliguria)或无尿(anuria)。
发生原因,主要是GFR下降;肾小球、肾小管损伤所造成。
急性肾功能不全中期,尿量有所增加。
发生原因,随病情得以控制,GFR 有所恢复。
急性肾功能不全后期,尿量逐渐恢复甚至出现多尿(polyuria) 。
发生原因,随病情的恢复尿量逐渐增多;由于少尿、无尿,血液中的尿素、肌酸、肌苷等发生蓄积,在后期它们可发挥致渗透性利尿剂的作用。
2.尿液成分的改变蛋白尿(proteinuria,albuminuria)。
发生原因,血管基底膜通透性升高,使蛋白渗出。
甚至红细胞也可漏出,出现血尿(hematuria)。
还可能出现各种管型尿(cylindruria)。
发生原因,尿中渗出的蛋白、红细胞,脱落的上皮细胞等,在远曲小管和集合管内,随尿液的浓缩和酸化,而发生铸型。
尿浓缩是由于抗利尿激素作用于远曲小管和集合管上皮细胞,重吸收大量水分所引起的;尿酸化是由于肾小管上皮细胞泌氢、泌铵所引起的。
(二)肾性水肿(nephrotic edema)急性肾功能不全引起的全身性水肿叫做肾性水肿。
肾性水肿常见于动物组织结构比较疏松的部位,例如眼睑、腹部皮下、公畜阴囊等处。
肾性水肿的发生原因:1.GFR下降,肾排Na+、H2O减少;2.肾小球毛细血管壁通透性升高,血浆白蛋白随尿流失引起胶渗压下降;3.有毒产物在体内蓄积,可引起毛细血管壁通透性升高。
(三)电解质紊乱急性肾功能不全电解质紊乱的一般规律是:高钾-低钠血症,高磷-低钙血症,高镁-低氯血症。
当动物处于少尿期时,这种变化最明显。
发生原因:1,钾、磷、镁随尿排出减少,而在血液内蓄积;2,细胞崩解,钾、镁释放增多;3,酸中毒引起高钾血症;4,由于水分排除障碍,而造成稀释性低钠血症;5,体内氯和钠代谢相关,低氯伴随低钠发生;6,低钙继发于高磷血症,在磷不能随尿排出时,可从肠道排出,磷酸根和钙结合,形成不溶解的磷酸钙,而引起低钙。
(四)氮质血症(azotemia)急性肾功能不全时,血液中的非蛋白氮(non-protein nitrogen, NPN)含量升高,NPN主要指尿素、尿酸、肌酐等。
这一个病理现象叫做氮质血症。
(五)代谢性酸中毒急性肾功能不全时,体内血液循环障碍,供氧相对不足,加之各种病因的作用,引起体内物质的分解代谢加强,酸性产物生成增多;另外,肾脏又不能及时排出酸性产物,肾小管上皮细胞泌H+、泌氨能力降低,最终可导致代谢性酸中毒。
第二节慢性肾功能不全chronic renal insufficiency一、概念由于肾脏的慢性病变,使肾单位发生进行性破坏,残存肾单位不能充分排出代谢产物以维持内环境恒定,逐渐引起体内代谢产物和有毒物质的潴留,水、电解质和酸碱平衡紊乱和肾内分泌功能障碍。
这一病理过程称为慢性肾功能不全。
二、原因和发病机理多由慢性肾脏疾患所致,如慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎(从尿道上性行细菌感染)、肾结核等。
也可由尿路慢性阻塞所引起,如尿路结石、肿瘤压迫、前列腺肥大等。
少数病例可由急性肾功能不全演变而来。
对其发生机理,目前认为在病因作用下,肾单位广泛被破坏,具有正常功能的肾单位逐渐减少,并且病情呈进行性加重的过程。
肾脏的适应代偿机能严重耗损,最后引起慢性肾功能不全。
三、对机体的主要影响(一)尿液1.尿量常发生多尿(polyuria)。
原因:①一些肾单位遭破坏后,残存肾单位(intact nephron)的血流量增加,单个肾小球GFR代偿性增高(single nephron glomerular filtration rate, SNGFR);②残存肾单位内尿素、肌酐等溶质性物质浓度升高,可发挥渗透性利尿作用;③慢性肾功能不全时,肾远曲小管上皮细胞对ADH反应性减弱,影响对水的重吸收。
由于大量水、Na+被排出体外,可发生肾性脱水(renal dehydration)。
慢性阿留申病貂狂渴暴饮,即源于此。
但肾单位遭到过度破坏时可发生少尿。
2.尿成分由于肾小球毛细血管壁通透性升高和肾小管损伤,也发生蛋白尿、血尿、管型尿等。
(二)电解质1.多尿时可发生低钾-低钠血症(近曲小管上皮细胞机能受损,重吸收减少),低镁-低氯血症(肾排镁增多,低氯伴发于低钠),钙、磷变化初期不明显。