慢性肾功能衰竭影响到各个系统和器官,可引起多种多样的临床表现,但是,在80%的肾单位丧失以前,或当gfp下降到25ml/min以前,可以没有任何症状或只有很少的生化改变,在诸如多囊肾等慢性进行性疾病中,即使gfr低于10ml/min,也可以没有症状,这是由于残存肾单位巨大的适应作用所致.
慢性肾功能衰竭晚期主要引起如下多种临床病变:
1、水,电解质,酸碱平衡紊乱
肾脏的基本功能即调节水,电解质,酸碱平衡,肾功能不全时,由于其排泄或代谢功能障碍,必然会引起不同程度的水,电解质,酸碱平衡紊乱,然而,同arf不一样,crf在其漫长的病程中由于机体各种代偿机制,这些代谢紊乱有时显得并不十分明显,事实上,在轻中度crf时,丧失部分功能的肾脏仍然较完全地排出各种外源性摄入和体内产生的物质或废物,当正常的肾功能丧失约70%时,一般只会出现部分水,电解质,酸碱平衡紊乱,只有当肾功能进一步下降,以及摄入或体内产生过多的水,电解质,酸性或碱性物质才会出现明显的临床表现.
(1)水代谢:肾脏通过其浓缩和稀释功能调节体内平衡,正常情况下,即使每天摄水量少于500ml,肾脏亦会通过其浓缩功能保持体内水平衡,肾脏浓缩功能依赖其髓质解剖和物质转运功能的完整性,crf特别在肾小管间质被许多纤维组织所替代时,由于亨氏襻以及远曲小管,集合管与其相应的直血管空间结构排列紊乱或各种主动转运功能障碍,致使整个肾脏或集合管本身对adh敏感性下降,结果肾脏髓质溶质梯度不能维持,尿液浓缩功能下降,此外,健存的肾单位为维持正常的肾血流量和溶质转运,分泌过量的前列腺素特别是pge2,以拮抗adh,亦会损害肾脏浓缩功能,使水的重吸收产生障碍,肾脏稀释功能是通过排泄过量的自由水来实现的,正常情况下,肾脏滤过液中12%~20%以自由水形式排出,轻度crf时,由于健存肾单位保留其溶质重吸收功能而水的重吸收功能下降,自由水排泄相对于gfr的比例得以维持,结果水的排泄不至于发生困难,只有到gfr下降为10ml/min,总自由水排泄低于2000ml/d,加上其他夹杂因素如血容量不足使gfr下降和降低远端肾小管溶液流量时,才会出现水潴留,因此这种情况迫切需要限制摄入,防止水过多和水中毒.
crf时既可以出现水潴留,又可出现脱水,尿液稀释功能障碍,不加区别地过量饮水及病变晚期大量肾单位萎缩会导致水潴留的出现,而后者特别在尿液浓缩功能严重下降时可出现脱水,临床表现为多尿,夜尿,夜尿是因为日间进食以及体内的代谢产物等溶质在日间已不能完全排出,而必须在夜间予以排出,当然,当患者伴有其他急性疾病或精神障碍致饮水量下降或水需求增加,如发热或不显性失水以及呕吐,腹泻亦会引起脱水,出现血容量不足,gfr下降,肾功能进一步恶化,后者又促进更多失水,加重尿毒症,形成恶性循环,但若补水过多过快,又会出现水潴留.
(2)钠代谢:肾脏维持体液平衡不仅表现在它对水平衡的调节,而且亦在于它对钠平衡和血容量稳定性的调节,由于钠主要分布在细胞外液,影响细胞外容量和细胞内外水的分布,因而,整个过程中钠平衡起了十分重要的作用,在饮食盐负荷和心血管系统稳定的情况下,肾小球滤过液中约99%钠由肾小管再重吸收入血,其中50%~60%发生在近端肾小管,10%~20%发生在亨氏襻,10%~20%发生在远端肾单位,但机制有所不同,结果排出体外的钠仅占肾小球滤过液中不到1%,随着饮食钠负荷不同而有所升降,正常肾脏在饮食钠负荷10~500mmol/d范围内均能保持钠平衡,crf时,肾脏调节钠平衡敏感性降低,直接导致细胞外容量的变化,尽管一部分患者由于原发病不同可出现失盐,但crf时主要表现为钠潴留,其根本原因在于gfr下降所产生钠滤过下降.
随着肾单位毁损,肾小球滤过钠减少,致体钠暂时性增多可使细胞外液容量过多,心血管负荷因而增加,通过心输出量增加促使滤过钠盐代偿性增加.
随着体钠潴留可使机体产生多种适应性利钠物质,抑制肾小管上皮细胞基底膜上na -k -atp酶活性,抑制钠重吸收,如地高辛样利钠因子,心房利钠多肽等,其中地高辛样利钠因子可以阻止全身各组织细胞na -k -atp酶.
crf时醛固酮产生不足或肾小管对醛固酮反应下降亦可促进利钠,crf时许多血管活性物质水平增加,作用于肾脏亦具有利钠效应,例如anp肾脏衍生物尿利钠激素(urodilatin)作用于肾脏髓质抑制钠重吸收,前列腺素特别是pge2不仅能通过增加肾小球毛细血管血流量促进钠滤过,而且可直接抑制肾小管钠重吸收,其他血管活性物质如激肽释放酶亦涉及到crf时体钠潴留的适应性改变.
临床上,crf时钠代谢异常所引起的各种表现早期主要归为这些适应性过程,例如,随着细胞内钠和液体增加,细胞易呈去极化状态,特别会引起神经肌肉功能失调,如肌痉挛和肌无力,各种利钠物质增多亦会引起细胞功能失调,如循环中毒毛花苷样物质还会引起细胞钙增多,产生高血压,因而,随着肾功能进展,必须严格控制饮食摄入量以降低这些适应性过程,但因肾脏病变对钠摄入量过多或不足调节的敏感性下降,对饮食钠摄入必须慎重,突然增加钠负荷会引起容量过多,发生高血压和充血性心功能衰竭,相反,突然减少钠摄入,特别是肾脏已产生适应性过程时可引起钠不足.
(3)钾平衡:钾是体内第二大阳离子,99%分布于细胞内,约占3000mmol,细胞外仅含50~70mmol,正常饮食中含钾量约50~100mmol,吸收入体内后主要进入细胞内,体内钾的平衡依赖过多的钾由细胞内流入细胞外,再由各排泄器官排出,肾脏是体内排泄钾的主要器官,但肾小球滤出的钾几乎100%在亨氏襻以前被重吸收,尿中出现的钾都是从远端肾小管分泌的,另外,正常情况下予钾负荷时,肾脏排钾分数可达100%以上,随着肾功能下降,只要各种适应功能正常,其排泄分数亦明显增加,因而,只有在严重肾功能不全或突然少尿情况下,才会出现钾潴留.
crf时肾脏的适应性改变首先是启动肾素-血管紧张素-醛固酮系统(raas)作用于远端肾小管促进排钾,随着钾排泄下降,肾小管上皮细胞内在特性发生改变,如na -k -atp酶活性增加促进排钾,其原因与高钾,醛固酮有关,其他体液因素如多巴胺能直接作用于远端肾小管促进排钾而并不依赖于醛固酮,其机制尚未明,crf时许多非适应性改变亦会促进排钾,如健存肾单位渗透压负荷增加可提高远端肾单位滤过液流量而增加排钾,慢性代谢性酸中毒特别是crf时合并近端肾小管碳酸氢盐丢失过多可导致钾重吸收下降.
表现为部分crf患者,即使肾功能损害尚不太严重,可在临床上顽固性高钾血症,既所谓钾分泌障碍,这些患者往往存在盐皮质激素产生不足或活性下降,肾上腺对肾素刺激敏感性迟钝,如crf合并原发性或继发性肾上腺功能不全以及医源性因素应用非皮质激素类抗炎药,acei和肝素在不同水平抑制raas,一部分患者临床上可表现为高钾血症伴轻度Ⅳ型肾小管酸中毒,其他如糖尿病肾病早期血胰岛素水平不足不仅能降低钾的排出,而且改变钾细胞内外再分布,促进高钾血症,循环中盐皮质激素水平正常或轻度升高亦可发生钾分泌障碍,此往往发生在梗阻性肾病,间质性肾炎,狼疮性肾炎,镰状细胞病,淀粉样病,肾移植排斥和遗传性肾小管功能不全,这些患者在肾功能不全进展时,钾排泄分数并不因适应改变而增加,提示小管功能存在固有的缺陷,其他如保钾利尿剂,部分抗菌药如三甲氧苄氨嘧啶亦会引起顽固性高钾血症,应引起重视.
crf时除了肾脏可发生适应性改变增加排钾之外,许多肾外适应性改变亦可促进利钾,主要在肠道黏膜特别是结肠黏膜可与肾小管上皮细胞一样存在na -k -atp酶,对醛固酮发生反应,高钾本身亦可直接刺激na -k -atp酶,严重crf时肠道排钾可增加到30%~70%.
尽管随着肾功能进展肾脏排钾下降,但各种适应性改变足以维持体钾平衡,除非肾功能发生突然恶化,饮食钾摄入量剧增,高钾血症的危险性仍较少,实际上,若gfr在10%以上,每天肾脏排钾量仍可达50~100mmol,这时只要一般的饮食控制,如1g/(kg·d)中度低蛋白和低钾饮食即可维持体钾平衡,然而,在存在高分解代谢如发热,感染,溶血,消化道出血,组织损害,血肿,烧伤和手术等情况,肾前性grf下降如血容量不足或充血性心力衰竭,服用各种能降低钾排泄的药物如保钾利尿剂,acei,β-肾上腺能阻滞药,肝素,非皮质激素抗炎药和抗菌药甲氧嘧啶等时,即使肾功能损害不太严重,亦会引起高钾血症,当然,若肾功能严重下降低于10ml/min以下,即使不存在以上诱因,亦会引起高钾血症.
部分慢性肾功能衰竭(crf)的患者亦可表现为血钾过低,主要因为摄入不足,大量使用利尿剂等,部分合并远端肾小管酸中毒患者血钾亦可过低,但严重肾衰时若合并低钾,虽然应该补钾,也必须特别小心,以防发生突然性血钾过高.
(4)磷代谢:crf早期pth水平即可升高,pth可以抑制肾小管磷重吸收,并促进骨钙释放和肠道重吸收而缓解低钙血症,但是随着肾功能进展,该作用已不是起代偿作用,例如磷的水平逐渐升高可直接抑制pth的作用进而减轻pth的适应性改变,磷可抑制pth的骨钙释放作用,干扰肠道重吸收并使钙盐在骨中再沉积,磷亦可抑制肾组织中维生素d的羟化.
临床上,磷代谢紊乱所引起的一系列表现主要由高磷血症和继发性甲旁亢引起,高磷本身可诱发转移性钙化和组织损害,皮肤和皮下组织转移性钙化则表现为瘙痒,角膜钙化则引起带状角膜瘤,结合膜下钙化则表现为急性刺激症状和“病眼”,关节周围钙化则导致肌腱炎和关节炎,血管壁钙化可引起永久性缺血,其他如在心脏,肺脏,脑部钙化则引起心脏传导障碍,二尖瓣狭窄,限制性和纤维性肺病以及“器质性脑病”,肾组织钙化可引起的肾脏损害并成为肾脏病进展机制之一,其他少见的转移性钙化则表现为软组织坏死,瘤钙质沉积病等,当钙磷乘积超过60~70时转移性钙化危险性明显增加,然而,即使在crf时血钙水平亦可较好地得到调节,因此,主要是由磷水平决定,一般认为血磷水平超过4mmol/l(12mg/dl),则表明体内磷负荷增加,当超过4~5mmol/l(12~15mg/dl)则转移性钙化危险性明显增加.
继发性甲状旁腺功能亢进则主要引起骨营养不良,临床上表现为近端肌病,软组织钙化和骨病,骨病主要包括下列一系列表现:
①骨软化:表现为骨矿化不全,形成多种类骨质,其发生机制为低钙,高磷,1,25-(oh)2vd3活性下降,pth增多,其他如酸中毒,尿毒症毒素,铝中毒,营养不良亦有一定的关系.
②纤维性骨炎:主要由pth引起,破骨细胞活性增加,骨盐溶解,表现为海绵样病,松质骨骨小梁形成.
③纤维囊性骨炎:为继发性甲旁亢最具特征性的病变,主要是骨膜下骨吸收,可发生在手部,长骨,锁骨和头颅骨,临床上表现为骨病,关节炎或关节周围炎,近端肌无力,儿童则表现为生长发育迟缓,生化检查发现碱性磷酸酶增加和不同程度钙磷代谢异常,pth水平明显增加,尿中可出现无活性羧基末端片段和活性氨基末端片断,间隙大量钙化醇或甲状旁腺次切除术后可减轻部分症状和体征,此外pth水平升高同尿毒症智力低下,识别功能下降及贫血亦有一定的关系,据报道pth可抑制促红细胞生成素(epo)的产生.
(5)钙代谢:crf时主要表现为低钙,其机制十分复杂,如磷潴留,pth作用,尿毒症毒素的毒性作用,肾体积减少及1,25-(oh)2vd3产生不足或活性下降等,crf时钙代谢紊乱主要表现为低钙,然而,机体仍可发生各种适应性改变,使血钙水平暂时得以维持,例如crf早期肾脏滤过钙下降可起一定的适应作用,但随着肾功能下降,可逐渐减弱.
临床上,低钙血症会引起神经肌肉应激性增加,是crf患者手足搐搦等症状的常见原因,然而,由于钙在酸性溶液中溶解度较高,虽然酸中毒时总体血钙可能偏低,但游离钙水平尚正常,低钙血症症状可不出现,然而,一旦酸中毒较快纠正后,该系列症状可再出现,应引起临床上足够重视.
少数crf时亦可发生高钙血症,大多是某些肾脏病进展的主要因素,如骨髓瘤,原发性甲旁亢,维生素d中毒,肿瘤组织异位产生pth,牛奶碱综合征,肉样瘤病等,其他如crf患者长期卧床及铝中毒等均可引起高钙血症.
(6)镁代谢:主要是高镁,由肾小球滤过减少引起,但在gfr下降至30ml/min之前,各种肾内外适应性改变可暂时性维持镁的平衡,肾内适应性改变主要是降低肾小管镁重吸收,增加镁的排泄分数,除了镁负荷增加可直接抑制肾小管镁重吸收外,其他如渗透性利尿,酸中毒,pth反应性下降及降钙素等均能抑制镁重吸收,肾外适应性改变主要表现肠道重吸收下降,主要与1,25-(oh)2vd3活性下降及尿毒症毒素有关,其他如血镁增加对骨组织及细胞摄镁增多亦有一定的缓冲作用.
少数crf时亦可表现为缺镁,主要见于肾小管-间质性疾病,特别是顺铂,氨基糖苷类抗生素及戊胺治疗的肾毒性,近年研究还发现长期饮酒者可导致可逆性肾小管镁丢失过多.
当gfr低于30ml/min时各种适应性改变不足以对抗体内镁的潴留,特别进食含镁的饮食时,可出现高镁血症,但一般临床上无明显表现,当血清镁浓度>1.64mmol/l(4mg/dl)时可引起嗜睡,言语障碍,食欲不振,当>2.05mmol/l(5mg/dl)时可明显抑制神经肌肉功能,出现昏睡,血压下降,腱反射减弱和肌无力,随着血清镁浓度进一步升高,可出现心动过缓,房室传导或心室传导阻滞,严重者可致心跳骤停.
此外,镁对钙平衡和骨代谢亦有一定的影响,高镁可直接抑制肾小管重吸收而致尿钙增加,但高镁又可抑制pth分泌及其反应性而降低血钙,亦有学者报告镁不足可抑制pth分泌,因而镁对钙的影响尚无定论,镁对骨的影响主要是干扰其正常矿化过程,与crf时骨质营养不良有关.
(7)代谢性酸中毒:crf早期机体酸中毒并不明显,主要由一系列肾内外代偿性改变维持体液中ph值,肾内代偿性改变为:
①部分健存肾单位代偿性增加h 排泄:可发生在近端肾小管,髓襻升支粗端和皮质集合管,前者主要是增加管腔膜na /h 逆向转运蛋白活性,后者则是增加排泄h 的a型间介细胞的数量而调节h 分泌.
②残余肾单位氨的产生增加.
③降低枸橼酸的排泄:正常情况下它可自由地滤过肾小球,99%在近端肾小管重吸收,24h尿中含8~10mmol,当gfr下降到10%时,尿中枸橼酸排泄率仅轻度下降,大约含7mmol/24h,当gfr下降至正常1/10时,尿中枸橼酸则可成比例下降,大约到1mmol,然而,血中枸橼酸浓度并没有明显升高,说明潴留的枸橼酸大部分可被代谢,增加体内贮存碱.
④肾小管枸橼酸重吸收增加:肾小管中枸橼酸是以h 枸橼酸形式重吸收,并受na /枸橼酸协同转运蛋白调节,crf时健存肾单位排h 和na /枸橼酸协同转运蛋白活性增加有利于枸橼酸重吸收,重吸收的枸橼酸盐可以被用来合成碳酸氢.
⑤部分crf时血中醛固酮水平增加可直接或间接通过对钾的排泄影响远端小管酸化功能和氨的产生.
肾外代偿首先是急性酸负荷时由细胞内,外蛋白缓冲,慢性酸负荷则动员体内碱贮备,主要是骨骼系统,骨骼是机体最大的碱贮备,大约99%钙和88%碳酸盐贮存在骨骼中,据研究,当体内h 离子潴留超过10~15mmol,大约需动员50%的骨碱贮,一方面与通常的生化反应,另一方面与骨质溶解有关,酸中毒时成骨细胞活性降低,破骨细胞活性增加,最后肾外代偿还包括酸中毒时h 细胞内流动增加,对急性酸负荷有一定的作用,但以增加细胞k 离子浓度为代价.
临床上,crf时由于以上一系列适应性改变,往往酸中毒并不严重,hco3-浓度得以维持,然而这是以机体一系列代偿功能增加为代价,急性酸中毒,最主要的危害是心血管系统和中枢神经系统功能障碍,可产生致死性室性心律失常,心肌收缩力降低以及对儿茶酚胺反应性降低,心律失常的发生主要与酸中毒引起的细胞外k 增加有关,当然,酸中毒对心肌细胞膜na -k 泵的抑制作用亦是原因之一,虽然酸中毒时肾上腺髓质释放的肾上腺素对心脏具有正性肌力作用,但严重酸中毒又可阻断肾上腺素对心脏的作用而引起心肌收缩力减弱,一般而言,在ph在7.40~7.20时,上述两种相反作用几乎相等,心肌收缩力改变不大,当ph小于7、20时,则由于肾上腺素的作用被阻断而使心肌收缩力减弱.
酸中毒时血管系统对儿茶酚胺的反应性低下主要以毛细血管前括约肌最为明显,而小静脉变化不大,外周血管扩张,血压轻度下降,对中枢神经系统主要是功能抑制,严重者可致嗜睡,昏迷,与酸中毒引起的脑组织内γ-氨基丁酸水平增加,氧化磷酸化过程减弱,atp供应不足有关,酸中毒时在呼吸系统主要引起呼吸贮备不足,临床表现为呼吸加深加快,此外,酸中毒可致组织氧离曲线左移,而组织氧供下降,其原因是由于酸中毒可抑制红细胞内2,3-dpg产生,当严重酸中毒如ph<7、00时,还会引起胆碱酯酶活性下降,从而引起神经肌肉应激性改变.
2、糖,脂肪,蛋白质和氨基酸代谢障碍
(1)糖代谢障碍:crf糖代谢紊乱机制是多方面,几乎牵涉到糖代谢的每一方面,但主要包括:胰岛素抵抗,肝脏葡萄糖输出增加,胰岛素分泌异常,肾脏对胰岛素清除率下降.
胰岛素抵抗即胰岛素敏感性下降可发生在crf早期,在gfr下降到25ml/min之前,主要发生在外周组织,特别是肌肉组织,因为肌肉几乎代谢体内糖负荷的90%以上,葡萄糖钳铗试验表明crf时肌肉组织的葡萄糖利用率下降56%以上,其机制主要有:
①胰岛素对外周组织扩血管效应下降至葡萄糖,胰岛素向外周组织输送障碍.
②胰岛素受体后信号传导障碍,致胰岛素刺激的葡萄糖转运子4(glucose transporter 4,glut4)由细胞内向细胞表面转位(translocation)异常.
③胰岛素调节的细胞内糖代谢关键酶活性下降致葡萄糖有氧或无氧代谢异常和糖原合成下降,如丙酮酸脱氢酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,糖原合成酶在crf时活性均明显下降.
④循环中存在许多拮抗胰岛素活性的物质,如游离脂肪酸,生长激素,胰高血糖素,et-1及尿毒症毒素如假尿苷等.
⑤高蛋白饮食和贫血均能导致胰岛素敏感性下降,随着给予低蛋白饮食加α-酮酸及纠正贫血等胰岛素敏感性亦随之改善.
⑥酸中毒是crf常有的异常,可导致胰岛素敏感性下降,机制尚不明.
⑦crf时各种细胞介质增多特别肿瘤坏死因子-α(tnf-α)在许多组织中均能抑制胰岛素的作用.
肝脏葡萄糖输出量增加主要表现为crf肝脏糖异生增加,胰岛对葡萄糖刺激分泌机制异常主要表现在两方面,一方面胰岛β细胞可增加胰岛素分泌以克服外周组织对胰岛素的抵抗,可使糖耐量试验正常,另一方面,胰岛β细胞对葡萄糖刺激的敏感性下降,使胰岛素分泌减少,原因主要是继发性甲状旁腺功能亢进血pth水平增加及1,25-(oh)2vd3活性下降使胰岛β细胞内钙水平增加,抑制胰岛素分泌.
随着肾功能下降,肾脏对胰岛素清除率亦随之下降,当gfr下降到40%以前,肾小管周围细胞可增加胰岛素摄取和降解维持血胰岛素水平,然而当gfr下降到15~20ml/min时,最终会导致胰岛素清除下降.
另外,crf时亦可发生自发性低血糖,糖尿病患者对胰岛素需求下降,主要见于外周组织对胰岛素抵抗不太明显,而肾脏对胰岛素清除已明显下降的病例,当然,crf时长期进食不足,严重营养不良时低血糖亦可出现.
(2)蛋白质和氨基酸代谢障碍:crf患者常表现有蛋白质,氨基酸合成下,分解代谢增加及负氮平衡,若不及时纠正,在儿童可出现生长发育迟缓,成人则表现为蛋白质营养不良,严重影响患者康复,伤口愈合并增加感染机会,是crf患者发病率和死亡率增加的重要因素,除了厌食和长期低蛋白饮食可引起蛋白质代谢障碍外,crf发病过程本身固有的病理生理改变也是引起或加重蛋白质代谢障碍的重要因素,主要有代谢性酸中毒,胰岛素抵抗,继发性甲状旁腺功能亢进,皮质激素水平增加,尿毒症毒素及igf-1抵抗和一些细胞介质等.
代谢性酸中毒可伴随于crf全过程,一方面可增加支链氨基酸酮酸脱氢酶活性(bckad),促进支链氨基酸(bcda)分解,另一方面可激活促进蛋白质降解各种酶系统特别是泛素-蛋白质降解小体途径(ubiquitin-proteasome pathway,upp),进一步促使蛋白分解增加.
3、各系统功能障碍
(1)消化系统:消化系统症状是crf最早和最突出的表现,常为crf的诊断线索,早期表现为厌食,食后胃肠饱胀感,随着肾功能进展,特别是尿毒症期间可出现恶心,呕吐,腹泻,严重者可致水,电解质和酸-碱平衡紊乱,加重尿毒症症状,形成恶性循环,口腔炎,口腔黏膜溃疡在尿毒症时亦不少见,患者可有口臭,带氨味,腮腺常肿大,食管黏膜可有灶性出血,大部分患者还可出现胃或十二指肠溃疡症状,经内镜证实溃疡病发生率可达60%以上,胃和十二指肠炎亦十分常见,症状常与溃疡混淆.
此外,上消化道出血在尿毒症人群中十分常见,可出现呕血,黑便,严重者可致大出血约占尿毒症死亡总数之5%,其原因除了与胃肠浅表黏膜病变,消化性溃疡,胃和十二指肠血管发育不良有关外,crf时血小板功能障碍,血管壁硬化及凝血机制异常亦会或多或少地引起和加重上消化道出血倾向.
(2)心血管系统:心血管系统疾患是crf常见并发症,亦是其进展到尿毒症期首位死亡原因,而且并随着肾脏替代治疗的普及和发展而有所减少,一组研究表明,临床上30%的crf患者可有心功能不全的表现,但超声心动图检查证实几乎85%以上患者出现心脏结构的改变,另一组研究显示尿毒症透析患者心血管病死亡率是一般人群的20倍,脑血管病死亡率则在10倍以上,crf心血管并发症包括动脉粥样硬化,高血压,心肌病,心包炎和心功能不全,其原因主要是由crf本身发展过程代谢异常引起,加上肾脏替代治疗的伴发症以及引起cry之前心血管系统基础病变.
①动脉粥样硬化:动脉粥样硬化是crf,患者心血管系统异常重要表现之一,与其冠心病和脑血管意外高发率呈正相关.
crf合并动脉粥样硬化发生原因包括:
a、机械因素:主要有高血压和剪切力改变,高血压在crf患者发生率高达80%,可增加血管壁张力,促进巨噬细胞向血管内膜迁移,并直接激活压力依赖性离子通道,还会引起血管缺血和出血.
b、代谢和体液性因素:包括脂肪和糖代谢紊乱,高同型半胱氨酸血症和吸烟等,脂肪代谢紊乱除了本身能促进动脉粥样硬化以外,同时被修饰的脂蛋白如氧化,氨甲酰化和蛋白质非酶糖化的脂蛋白,尤其是氧化ldl,非酶糖化晚期产物如氧化ldl-age不但具有脂蛋白作用而且能与血管内皮细胞age受体(rage)结合诱导血管黏附因子-1(vcam-1)表达,促进循环中单核细胞在血管内膜聚集,高血糖和高胰岛素血症除了能引起脂代谢紊乱外亦可通过蛋白质非酶糖化和自身氧化产生氧自由基引起损害,高同型半胱氨酸血症与叶酸缺乏有关,它可促进ldl自身氧化,血管内血栓形成,还可增加血管内膜细胞周期蛋白a(cyclin a)表达,刺激血管内膜细胞增生.
c、其他促进动脉粥样硬化因素:如钙,磷代谢紊乱不仅能引起动脉粥样斑块钙化亦能诱导主动脉瓣钙化,维生素e缺乏,可促使ldl自身氧化,增加血小板和单核细胞在血管内膜黏附和聚集,以及使血管平滑肌细胞增生并抑制单核细胞产生氧自由基和il-1β,血管内皮细胞和血小板产生的缩血管物质和扩血管物质如et-1/no,txb2/pgi2之间平衡失调亦可促进动脉粥样硬化发生.
动脉粥样硬化的结果一方面会引起动脉结构的重塑,包括弥漫性扩张,肥大和大中小动脉僵硬,另一方面可引起心脏结构的改变和心肌供血不足,如左心室肥大和心内膜下心肌血流量下降.
②高血压:crf患者高血压发生率达80%,需要肾脏替代治疗的患者则几乎均有高血压,其中3/4患者用低盐饮食和透析除去体内过剩的细胞外液后,即能控制高血压,另外l/4的患者用透析去除体内过剩的钠和水后,血压反而升高,此外,crf患者高血压有其固有的特征,表现为夜间生理性血压下降趋势丧失,部分可为单纯性收缩期高血压.
crf高血压的发病机制主要有:
a、钠平衡失调,致水钠潴留,细胞外液总量增加,使心排出量增加,继而外周阻力增加,是crf高血压的首要因素,通过控制水,钠摄入,利尿和透析可望有好转.
b、内源性洋地黄类因子增加是机体对钠潴留的一种代偿反应,可抑制肾小管上皮细胞na -k -atp酶,减少肾脏钠重吸收,然而该物质亦抑制了血管平滑肌细胞na -k atp酶活性,细胞内钠水平增加,抑制na -ca2 交换,细胞内钙外流减少,血管平滑肌细胞钙水平增加,导致血管平滑肌张力增加,并提高血管平滑肌细胞对缩血管物质的敏感性.
c、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(raas)调节紊乱,仅占肾衰患者5%~10%,使用acei或双肾切除,血压可获控制.
d、肾分泌的抗高血压物质减少如pge2,pgl2,激肽和肾髓质降压脂质等不仅能扩张血管,利钠排水,还能对抗raas作用,长期高血压不仅能促进动脉硬化,损害心脏,亦是crf患者脑血管意外的重要因素.
③心肌病:亦称尿毒症性心肌病,是指尿毒症毒素所致的特异性心肌功能障碍,病理上特征性变化是心肌间质纤维化,发生原因有尿毒症毒素,脂代谢障碍和肉毒碱缺乏,局部angⅡ作用及透析相关性淀粉样变,近年来,尿毒症毒素中pth被认为是尿毒症性心肌病的重要因素,pth不仅能引起心肌内转移性钙化,而且还能抑制心肌细胞膜ca2 -atp酶,na -ca2 -atp酶和na -k -atp酶活性,促进细胞钙负荷增多,研究还发现pth能引起左心室肥厚,可能与细胞钙增加或激活pkc,诱导原癌基因如c-fos,c-jun等表达有关,给予甲状旁腺切除,1,25-(oh)2vd3和钙通道阻滞药等,尿毒症性心肌病有所缓解,临床上尿毒症心肌病最突出的表现为左室肥厚和左室舒张功能下降,还包括充血性心力衰竭,心律失常和缺血性心脏病.
④心包炎:心包炎发生率约15、3%,可分为尿毒症性心包炎和透析相关性心包炎,前者主要发生于透析前或透析刚开始时,由尿毒症本身代谢异常引起,包括尿毒症毒素,水电解质代谢障碍,继发性甲旁亢,感染等,后者可能与透析不充分,使体液及某些毒素特别是中分子物质和pth等蓄积有关,其他如透析过程中细胞或病毒感染,肝素应用,血小板功能低下亦有关,病理上两类心包炎表现相似,都为纤维素性心包炎,有渗出,出血,可发展成包裹性纤维化,亚急性或慢性缩窄性心包炎,患者常有胸痛,卧位及深呼吸时加剧,发热在“透析相关性心包炎”中较常见,心前区可闻及粗糙的心包摩擦音或扪及摩擦感,可有不同程度的心包积液体征,重症者可发生心包填塞,这在“透析相关心包炎”中更多见的原因则与肝素过量有关,常因急性循环障碍致死,患者还可有不同程度的房性心律失常,心电图及x线检查可有特征性改变,血压突然降低或透析过程中出现低血压,是极为重要的诊断线索,尿毒症性心包炎对加强透析治疗有良好反应,对透析反应差者要考虑感染,炎症和免疫因素,透析相关性心包炎则需改变透析治疗方案如血液透析滤过,腹膜透析等.
⑤心功能不全:在crf发展过程会发生,是crf患者死亡的重要原因,心功能不全常表现为心悸,气促,端坐呼吸,颈静脉怒张,肝大及水肿,严重者出现急性肺水肿,透析治疗常有良效,但正性肌力药物如洋地黄类强心药往往反应差,且易在体内蓄积中毒,改善心脏前,后负荷药物如多巴胺,硝普钠和酚妥拉明(立其丁)等有时能达到缓解症状的作用.
(3)呼吸系统:crf早期常可出现肺活量减低,限制性通气障碍和氧弥散能力下降,当伴有代谢性酸中毒时可出现气促,甚至发生kussmaul呼吸,进入尿毒症期,则可出现尿毒症肺,尿毒症性胸膜炎及肺钙化,并且肺部感染发生率明显增加.
尿毒症性肺是指尿毒症时胸部x片上呈现以肺门为中心向两侧放射的对称型蝴蝶状阴影,病理上主要是以肺水肿为主,肺泡上有富含纤维蛋白的透明质膜形成,主要是由于crf时体液过多,低蛋白血症,充血性心功能不全和尿毒症毒素潴留引起,特别是一些尿毒症毒素可明显引起肺毛细血管通透性增加,一般多见于尿毒症晚期,临床上常表现为咳嗽,血痰,呼吸困难.
尿毒症性胸膜炎发生率可达15%~20%,严重者可出现胸腔积液,积液可呈漏出液或血性,单侧或双侧可同时发生,可为多因素综合引起,如尿毒症毒素可使胸膜毛细血管通透性增加,充血性心力衰竭可致胸腔积液,血小板功能障碍致胸腔内出血以及血液透析时应用肝素致凝血机制障碍等等.
肺钙化是继发性甲状旁腺引起的转移性钙化在肺部的表现,近年日益引起人们的注意,病理上可见肺泡间隔钙质沉着,肺组织变硬,重量增加,肺泡间隔增宽进而纤维化,钙化亦可见于支气管壁和小动脉壁,致肺的弥散能力降低,换气障碍及肺活量下降,临床上主要表现干咳,气短,血气分析pao2及动脉氧含量下降,其下降程度与肺钙化范围或程度呈线性相关,单纯胸部x线常不能清楚地显示转移钙化,但亦可呈现弥漫性浸润,常与肺水肿,感染相混淆,若进行99mtc-diphoaphate扫描有助于鉴别诊断.
crf多伴有免疫功能降低,再加上贫血,营养不良,代谢性酸中毒等使机体防御机制障碍,致crf患者可出现各种感染,尤其是在糖尿病,胶原病,高龄和使用激素者更易发生,特别值得重视的是,近年来crf患者肺结核发生率比一般人群增高,常伴有肺外结核如淋巴结,肝脏,骨骼及血行播散性粟粒性肺结核,若不及时治疗易招致死亡,肾衰晚期接受透析后2~3月是结核病好发时期,陈旧性肺结核复发亦常见,临床上常缺乏典型结核症状,可出现对一般抗生素无反应的高热,体重减轻,食欲不振等,外周血白细胞可增加,血沉可达100mm/h以上,crf合并肺结核时x线胸片上常无典型结核征象,痰涂片或培养检出率亦不高,由于免疫功能低下,结核菌素试验常呈假阴性,因而,临床上常难以诊断,据国内学者报道应用痰结核菌pcr检查和测定血结核菌素纯蛋白衍生物(ppd)可明显提高诊断率.
(4)神经系统:crf神经系统异常可分为中枢神经系统病变和周围神经系统病变,进入尿毒症期发生率高达86%.
中枢神经系统早期常表现为功能抑制,如淡漠,疲乏,记忆力减退,病情加重时出现记忆力,判断力,定向力和计算力障碍,并常出现欣快感或抑郁症,妄想和幻觉,可有扑翼样震颤,最后可发展为嗜睡和昏迷,病理学改变为脑实质出血,水肿或点状出血,神经胶质细胞变性或增生,脑电图检查常示有明显异常,慢波增多.
周围神经病变常见下肢疼痛,灼痛和痛觉过敏,运动后消失,故患者常活动腿,现称之为下肢不安综合征(restless-leg syndrome),发生率达45%,进一步发展则有肢体无力,步态不稳,深腱反射减弱,最后则出现运动障碍,部分病者尚有自主神经功能障碍,出现直立性低血压,发汗障碍,神经源性膀胱和早泄,病理上常表现为神经纤维脱髓鞘变,其原因为尿毒症血中胍基琥珀酸或pth过多,抑制神经细胞内转酮醇酶有关,晚近,有资料表明神经纤维内钙含量降低,可能会降低神经纤维传导过度.
(5)血液系统:crf血液系统异常可表现为贫血,出血倾向及血栓倾向.
贫血可出现在所有crf患者,但原发病不同程度有所差异,多囊肾,高血压,肾硬化引起的贫血相对较轻,双肾切除,伴有肾病综合征,明显甲状旁腺功能亢进者贫血相对较重.
临床上贫血的症状取决于贫血的程度和速度,一般主要是过度代偿引起高动力学状态的一系列表现,如心率加快,心输出量和心搏增加,心肌前负荷和收缩力增加,长期可致心肌增厚和血管扩张,实验检查常为正常红细胞正常色素型贫血,网织红细胞计数可稍降低,有时在周围血象中可见少数不规则的红细胞,治疗上贫血不宜纠正过快,因为机体长期处于贫血,各种细胞内酶适应地依赖无氧代谢,迅速纠正贫血不但不会使机体立即从无氧代谢转换为有氧代谢,反而会引起许多不利负作用.
出血倾向是crf患者常见合并症,一般为轻度出血,主要表现为皮下瘀斑,紫癜,鼻出血和牙龈出血,重者亦可出现出血性心包炎,腹膜后,胃肠道甚至颅内出血,外科手术或创伤后出血更为常见,crf患者出血机制尚未十分清楚,主要有血小板功能障碍如血小板第Ⅲ因子活性下降,血小板膜糖蛋白gpⅡb/Ⅱa复合物活性受损,血小板贮存缺乏及血小板产生txa2减少,后者可能与环氧化酶活性下降有关,此外,血管壁异常如pgl2产生不足,血管性(假)血友病因子(vwf)活性下降和凝血机制异常如抗磷脂抗体及狼疮抗凝物浓度增加等亦可促进出血,然而,crf患者亦有血栓形成倾向,表现为透析患者动-静内,外瘘容易阻塞,原因与某些患者血小板功能呈亢进状态有关,其他如抗凝血酶Ⅲ和蛋白c活性下降和纤维溶解不足亦能促进血栓形成,研究表明一些透析患者循环中组织型纤溶酶原激活物(tpa)活性下降而纤溶酶原激活物的抑制物-1(pai-1)活性增加,已知tpa/pai-1系统是纤维溶解过程中最重要的物质.
(6)运动系统:尿毒症晚期常有肌病,表现为严重肌无力,以近心端肌肉受累为主,可有举臂或起立困难,企鹅样步态等表现,电生理发现肌细胞静息电位降低,动作电位时程缩短,与细胞内离子浓度变化有关,其原因主要为1,25-(oh)2vd3不足,pth水平增加,铝负荷过多和营养不良等,患者可有骨痛,自发性骨折,关节炎和关节周围炎以及肌腱断裂等改变,儿童常有生长发育迟缓及维生素c缺乏病表现,成人亦可发生腰椎侧突或脊柱后突等骨骼畸形,肾性骨营养不良极常见,除了钙磷代谢紊乱,继发性甲旁亢是主要因素之外,还与铝负荷过多和慢性代谢性酸中毒有关.
(7)皮肤变化:尿毒症患者可因贫血面色苍白或呈黄褐色,这种肤色改变一度认为是尿色素增加之故,现已证明主要是由黑色素引起,成为尿毒症患者特有的面容,因继发性甲状旁腺功能亢进可致皮肤瘙痒,溃疡及软组织坏死,尿毒症性瘙痒还与高浓度尿素在皮肤形成尿素霜有关.
(8)免疫系统:crf患者伴有感染,严重感染占尿毒症死亡率为13.1%~35.7%,说明机体免疫功能异常,防御机制低下,其原因除了白细胞特别是多形核白细胞(pmn)功能障碍外,还存在淋巴细胞和单核细胞功能缺陷,表现在尿毒症患者皮肤移植存活期延长,迟发性变态反应降低,接种多种疫苗(如乙肝,流感,肺炎链球菌等)产生抗体低下,结核感染率高达正常人群的6~16倍,病毒感染(如乙肝,巨细胞病毒等感染)机会亦明显增多,而且一旦感染后机体难以清除,可呈病毒携带者.
pmn是机体防御细胞感染的最主要的物质,可通过黏附,消化,氧化爆发和释放多种蛋白酶杀灭细菌,大多数研究时pmn趋化,吞噬和杀菌功能下降,其原因包括:
①铁负荷过多,可明显抑制pmn吞噬功能,当血清铁大于650µg/l时即使转铁蛋白饱和度下降,亦可明显抑制pmn杀菌和氧化爆发能力,此可随着epo治疗而改善.
②细胞内钙增多,继发性甲旁亢,某些透析膜等,可抑制pmn吞噬和糖代谢能力,给予1,25-(oh)2vd3和钙通道阻滞药可望改善.
③营养不良.
④透析期间应用生物不相容性膜,一方面可激活补体致pmn在肺脏中积聚,产生低pmn血症,另一方面激活的pmn可高表达黏附分子mac-l(cdllb/cdl8)使它同肺泡上皮细胞黏附增加,但低表达s-选择素,结果pmn同血管内皮黏附功能下降,而pmn同血管内皮黏附是其杀菌的第一步,此外,pmn持续呈活化状态亦会使吞噬功能下降.
⑤尿毒症毒素,最近不断有报道尿毒症循环中存在粒细胞抑制蛋白Ⅰ,Ⅱ(gip-i,Ⅱ)大量免疫球蛋白轻链,pmn细胞颗粒抑制蛋白(dipi),血管原素(angiogenin),泛素(ubiquitin)及p-甲酚均能抑制pmn功能.
淋巴细胞主要介导机体免疫反应,细胞免疫由t细胞介导,体液免疫主要由b细胞介导,crf时,循环中淋巴细胞计数常减少,但cd4 和cd8 t细胞以及cd4 /cd8 比值尚正常,t细胞功能障碍主要表现在t细胞对抗原刺激增生反应缺陷,il-2和干扰素产生下降,还表现在t细胞受体tcr/cd3复合物下调,t细胞功能障碍常与尿毒症毒素如pth,胍类衍生物特别是甲基胍,ldl,pge2,铁负荷增多有关,尽管尿毒症时血浆igg,igm和iga等水平尚正常,但b细胞对t细胞刺激产生的抗体反应明显低下,主要与甲旁亢,铁负荷过多,循环中可溶性抗原和fc受体增多有关.
(9)内分泌系统:除肾脏产生的内分泌激素发生障碍外,性激素也时常紊乱,性功能常有障碍,女性患者可出现闭经,不育,男性患者常有阳萎,精子生成减少或活力下降等表现,血浆睾酮,雌激素和孕激素水平常降低,催乳素和黄体生成激素常增多,甲状腺功能可有低下致基础代谢率下降,此外,crf患者常有体温调节紊乱,与中枢神经系统na -k -atp酶活性下降有关,患者表现为正常体温曲线下调至35、5℃,因此临床上crf患者若体温大于37.5℃以上提示存在严重感染,需要积极治疗.
