二、肾功能试验
㈠肾小球滤过功能检查
肾“清除”率是1928年Van Slyke制定的,表示肾脏在单位时间内(每分钟)将多少亳升血浆中的某物质清除出去。清除率对于了解肾脏各部位的功能很有帮助。以公式表示如下:
C=UV/P
C-清除率(ml/min)
V-每分钟尿量(ml/min)
U-尿中测定物质的浓度(mmol/L)
P-血中测定物质的浓度(mmol/L)
由于此公式计算得到的清除值是被测者个体的结果,但个体大小、高矮、胖瘦、年龄等差异很大,必须标准化,以标准的体表面积1.78m2校正。A代表个体的体表面积。
校正后的清除值 C=UV/P×1.73/A
体表面积的计算:
logA(m2)=0.425log[体重kg]+0.725log[身高cm]-2.144
利用清除率分别测定肾小球滤过率、肾血流量、肾小管对各物质的重吸收和分泌作用(表11-1)。
血浆中所含某一物质小部分经肾小球滤过,不被肾小管重吸收,而且血中剩余部分又可全部由肾小管分泌,使这一物质通过肾后几乎全部排出,那么它的清除率既代表肾血浆流量(RPF),又可反映肾小管的分泌功能,如对氨基马尿酸、碘锐特、酚红和青霉素等。
若另一物质能全部经肾小球滤过,肾小管对其不吸收、不排泄,则其清除率可反映肾小球的滤过率(glomerular filtration rate,GFR),如菊粉、肌酐等。
某物质经肾小球滤过后,完全被肾小管重吸收,其清除值等于0,例如葡萄糖。在血浆浓度接近肾糖阈时,利用清除值公式,可计算出滤液中被重吸收的葡萄糖量即肾小管葡萄糖最大重吸收量(TMG),用以反映近端肾小管的重吸收功能。
表11-1 肾清除试验及其临床意义
肾脏对物质的清除方式 | 物 质 | 清除值临床意义 |
从肾小球滤过,肾小管对它即不重吸收又不分泌 | 肌酐、菊粉 甘露醇、硫代硫酸钠 | 反映肾小球滤过功能 |
小部分从肾小球滤过大部分从肾小管分泌 | 对氨基马尿酸酚红、青霉素 | 反映肾小管分泌功能代表肾血流量 |
经肾小球滤过后,相当一部分被肾小管重吸收 | 尿酸 | 尿量多少影响重吸收,尿量减少,尿素重吸收增加,消除值变异较大,不是理想的肾功能试验 |
经肾小球滤过后,在近曲小管几乎完全被重吸收,远曲小管可以被分泌 | 钾离子 | 清除值无意义 |
经肾小球滤过后大部分被肾小管重吸收 | 各种电解质 氨基酸 | 清除值很低,C<10ml/min |
经肾小球滤过后完全被肾小管重吸收 | 葡萄糖 | 清除值为0 |
⒈肾小球滤过率
⑴菊粉清除率测定:菊粉(inulin)是一种植物多糖,相对分子量为5200左右,完全由肾小球滤过,不被肾小管重吸收或分泌,是理想的测定GFR的物质,其清除率(125ml/min)可准确反映肾小球滤过率。其它类似的物质有肌酐、甘露醇、硫代硫酸钠和51Cr-EDTA等,在这些物质中菊粉最为适合,但菊粉是外源性物质,测定方法麻烦。临床上多测定内生肌酐清除率,它具有测定方法简单的优点。
⑵内生肌酐清除率(Ccr):人体肌肉以每分钟1mg速度将肌酐排入血中,血浆肌酐浓度比较稳定,受外界因素如蛋白质的摄入等影响较小。从肾小球滤过后,不被肾小管重吸收和分泌,只要同时测定血和尿中肌酐浓度,并记录每分钟尿量就可计算出内生肌酐清除率。
每分钟肌酐清除率:
图11-2 肾小球滤过率与血肌酐、尿素浓度的关系
从图11-2可见,只有当肾小球滤过率下降到正常的50%以下时,血浆中尿素及肌酐浓度才出现增高,当肌酐高达618.8-707.2μmol/L时,肾小球滤过率已明显下降到仅及正常的10%。说明测定肾小球滤过率比测定血浆尿素和肌酐含量更为灵敏可靠。
⒉血肌酐和尿素浓度测定 血肌酐(serumcreatinine,Scr)和血尿素(bloodureanitrogen,BUN)的浓度取决于机体氮的分解代谢与肾脏的排泄能力。在摄入食物及体内分解代谢比较稳定的情况下,其血浓度取决于肾排泄能力,因此,Scr和BUN浓度在一定程度上可反映肾小球滤过率功能的损害程度,是常用的肾功能指标。
⑴尿素的测定方法可分为两大类:一类直接法,尿素直接和某试剂作用,测定其产物,最常见的为二乙酰一肟法;另一类是尿素酶法,用尿素酶将尿素变成氨,然后用不同的方法测定氨。
1)尿素酶法(直接法):尿素酶法利用尿素酶催化尿素水解生成铵盐,铵盐可用纳氏试剂直接显色、酚-次氯酸盐显色或酶偶联反应显色。
尿素测定目前多采用尿素酶偶联法:用尿素酶分解尿素产生氨,氨在谷氨酸脱氢酶的作用下使NADH氧化为NAD+时,通过340nm吸光度的降低值可计算出尿素含量。
对-醌氯亚胺同另一分子的酚作用,形成吲哚酚,它在碱性溶液中产生蓝色的解离型吲哚酚:
试剂中加入Fe3+或Cd2+及硫氨脲,可提高灵敏度,增加显色稳定性,其中Fe3+和Cd2+有氧化作用,还能消除羟胺的干扰作用。提高酸的浓度可增加灵敏度。二乙酰一肟与尿素的反应不是专一的,与瓜氨酸也有显色。本法灵敏、简单,产生的颜色稳定,缺点是加热时有异味释放,一般临床已很少使用此方法。
尿素测定用血清或血浆,体液中尿素的浓度常用尿素中含有的氮来表示,称为尿素氮。如欲换算成尿素,可根据60g 尿素含有28g氮计算,即1g尿素相当于0.467g尿素氮,或是1g尿素氮相当于2.14g尿素。
正常参考值:血清尿素氮为2.8-7.1mmol/L,相当于尿素1.8-6.8mmol/L。
⑶肌酐与碱性苦味酸试剂反应产生红色(Jaffe反应),仍是目前常用的测定方法。为提高其准确性现已改为动力学测定法。
1)Jaffe反应法:测定肌酐最常用的方法是尿、血清中的肌酐与苦味酸盐作用,生成黄红色的苦味酸肌酐复合物。此法的缺点是特异性不高,维生素C、丙酮酸、丙酮、葡萄糖、乙酰醋酸、果糖、氨基马尿酸、蛋白质、胍基醋酸酰胺及许多化合物也能与碱性苦味酸盐生成红色。这些不是肌酐而能起反应的物质称为假肌酐,相当数量的假肌酐存在于红细胞中,故在测定血液肌酐时用血清和血浆较好。
为去除假肌酐的影响,现在常用速率法来测定血肌酐。速率法亦称动力学方法,它是根据肌酐与碱性苦味酸形成复合物的速度与假肌酐不同,且肌酐的反应速度与浓度成正比的原理。如乙酰乙酸在20s内已与碱性苦味酸反应完成,其他多数干扰物则在80s后才与苦味酸有较快的反应,而20-80s之间主要是肌酐的反应。因此,血清与苦味酸混合后,分别读取510nm在20s及80s时的吸光度Ao和At,At-Ao除以间隔时间的值与肌酐浓度成正比,借标准液与样品同样测定即可求取样品中的肌酐量。现在速率法逐渐成为常规分析法,因为它不需去蛋白,方法简单、快速,可自动扣除血清及试剂空白吸光度。
2)酶联法:肌酐经肌酐水合酶催化生成肌酸,肌酸与肌酸激酶、丙酮酸激酶、乳酸脱氢酶偶联反应,使NADH变成NAD+,测量在340nm处吸光度的降低,其降低程度与肌酐含量呈正比例,反应式如下:
反应生成的红色醌亚类化合物,在500nm处有最大吸光度,吸光度的增加与样品中酸含量呈正比,可进行比色测定。此法敏感,反应所产生的颜色比用酚作色素原时产生的颜色强度大4倍,可用血清直接测定。
3)酶联-紫外分光法:尿酸酶将尿酸氧化时生成的H2O2的存在下同乙醇作用生成乙醛,后者被偶联的醛脱氢酶(ALDH)进一步氧化生成乙酸,伴随着NAD+变成NADH,在340nm测定由NAD+还原产生的光吸收增加与样品中尿酸含量成正比。反应式如下:
尿钠和血钠的单位为mmol/L,尿肌酐和血肌酐单位为μmol/L
尿标本、血标本应为同一时间采集的。在急性肾衰时,FeNa>1(主要是根据急性肾衰时,尿钠浓度增高和尿肌酐/血肌酐比值下降的原理)。肾前性氮质血症FeNa<1。