急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是指在短时间内由各种原因引起的肾功能急剧损害,并由此所致的血中氮质代谢产物积聚、水电解质和酸碱平衡紊乱等一系列病理生理过程,是一种严重的临床综合征。2012年改善全球肾脏病预后组织(Kidney Disease:Improving Global Outcomes,KDIGO)将急性肾衰竭(acute renal failure,ARF)改名为急性肾损伤,并覆盖了肾损伤中肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)正常伴肾损伤的标志物改变的部分,其重点是将急性肾衰竭拓展至广义的肾损伤。该病的突出临床表现是尿量减少,但不能仅依靠尿量判断患者有无急性肾损伤。非少尿型急性肾损伤患者,有时24h尿量超过800ml,但血中肌酐、尿素氮仍进行性升高,即存在进行性的氮质血症,多见于手术和创伤后。尽管多数AKI是可逆的,但是多因患者原发病重、并发症多,故常可危及患者生命。
急性肾损伤的病因很多,各种原因引起的肾血流动力学改变、外源性或内源性肾毒素作用均可导致AKI的发生。临床上将AKI分为肾前性、肾性和肾后性3类(图6-1)。
图6-1 急性肾损伤的分类
1.肾前性
由各种原因引起的有效血容量减少及肾血管病变均可引起AKI的发生。有效血容量减少致肾血流灌注压力不足,不能维持正常肾小球滤过率,引起少尿。早期阶段肾尚无结构损害,属于功能性改变。若不及时处理,可发展为急性肾小管坏死,导致肾实质受损害,出现AKI。
2.肾后性
由尿路结石、盆腔肿瘤压迫输尿管等原因引起尿路梗阻,膀胱内结石、肿瘤以及前列腺增生、前列腺肿瘤及尿道狭窄等引起双侧上尿路积水,使肾功能急剧下降。如早期能及时解除梗阻,肾功能即可恢复。若梗阻时间过久,可引起肾实质性损害而导致不可逆转的AKI。
3.肾性
由肾缺血和肾毒素物质作用等原因引起肾实质病变所致,主要表现为急性肾小管坏死。
值得注意的是,肾前性和肾后性因素所致的AKI,早期阶段仅仅是功能障碍而无明显器质性损害,若病因未及时纠正而继续进展,则引起肾实质性损害。
AKI的发生涉及的因素甚多,发病机制尚不完全明确。但已知本病的发生主要与肾血管收缩缺血和肾小管细胞变性坏死有关。
1.肾缺血
在肾血流量减少或肾毒性物质的作用下,一些血管活性物质使肾血液灌注压下降,肾内血液重新分布,髓质缺血,呈低灌注状态,GFR下降。肾灌注压力降低仅是AKI的起始因素。
2.肾小管上皮细胞变性坏死
肾毒性物质作用或肾持续缺血可使肾小管细胞变性坏死,导致肾小管内液反流和肾小管机械性堵塞,是AKI持续存在的主要因素。
3.缺血-再灌注损伤
肾缺血时,ATP急剧下降,膜的转运功能受损,细胞器功能障碍。肾血供恢复后,产生大量氧自由基,使肾小管上皮细胞内膜发生脂质过氧化,导致细胞功能障碍甚至死亡,从而使肾实质损害加重。
4.感染和药物引起间质性肾炎
某些细菌、真菌或病毒感染,以及某些抗生素引起急性间质性肾炎导致AKI。病程一般较短,经恰当治疗,肾功能可恢复。
5.非少尿型急性肾损伤
由于肾单位损伤的量和程度以及液体动力学变化的不一致所致。当仅有部分肾小管细胞变性坏死和肾小管堵塞,肾小管损害程度轻时,主要表现为尿浓缩功能障碍,就会出现非少尿型急性肾损伤。
急性肾损伤有少尿型AKI和非少尿型AKI两种类型,少尿型AKI又分为少尿期和多尿期两个不同的临床时期。
1.少尿(或无尿)期
一般为7~14d,有时可长达1个月。少尿期越长,病情越严重。少尿期是整个病程的主要阶段,以尿量显著减少及由此引起的严重内环境紊乱为特点。
(1)水电解质和酸碱平衡失调:
1)水中毒:
尿量减少,体内水分大量积蓄,严重时可发生高血压、心力衰竭、肺水肿及脑水肿,出现恶心、呕吐、头晕、心悸、呼吸困难、水肿、嗜睡以至昏迷等症状。若不严格控制补液量和补液速度,极易造成水中毒,是AKI的主要死因之一。
2)高钾、高镁血症:
高钾血症是少尿期最重要的电解质紊乱,也是AKI死亡的常见原因之一。在急性肾损伤时,血镁与血钾呈平行改变,因此当有高钾血症时必然伴有高镁血症。高血镁引起神经肌肉传导障碍,可出现低血压、呼吸抑制、麻木、肌力减弱、昏迷甚至心脏停搏。
3)高磷、低钙血症:
AKI时会发生血磷升高,60%~80%的磷转向肠道排泄时,与钙结合成不溶解的磷酸钙而影响钙的吸收及体内钙消耗过多,而出现低钙血症。低血钙会引起神经肌肉兴奋性增强、肌肉抽搐,并加重高血钾对心肌的毒性作用。
4)低钠、低氯血症:
主要由水潴留引起,可出现一系列神经、精神症状。因氯和钠往往是按相同比例丢失,低钠血症常伴低氯血症。若大量胃液丢失,如频繁呕吐时,氯化钠丢失更多。
5)代谢性酸中毒:
代谢性酸中毒是急性肾损伤少尿期的主要病理生理改变之一,突出的表现为呼吸深大而快,呼气带有酮味,面部潮红,并可出现胸闷、气急、软弱、嗜睡及神志不清或昏迷,严重时血压下降,心律失常,甚至发生心脏停搏。
(2)代谢产物积聚:
血中蛋白质代谢产物(含氮物质如尿素、肌酐)不能经肾排泄而大幅度增高,称氮质血症。临床表现为恶心、呕吐、头痛、烦躁、倦怠无力、意识模糊,甚至昏迷。
(3)全身并发症:
AKI所致的一系列病理生理改变可以引起全身各系统的中毒症状,可表现为高血压、肺水肿、脑水肿、心律不齐、心肌病变、尿毒症肺炎等,亦可表现为因血小板质量下降、凝血因子减少所致的皮下、口腔及胃肠道出血、甚至DIC。
2.多尿期
以24h尿量增加至400ml以上为标志。多在少尿或无尿后7~14d,显示肾功能开始恢复,尿量不断增加,数天后可达3000ml以上。此期水电解质和酸碱平衡变化较剧烈,应注意监测治疗。
在开始的1周内,由于肾小管上皮功能尚未完全恢复,尿量虽有所增加,但血尿素氮、肌酐和血钾继续上升,氮质血症仍未减轻,尿毒症症状亦未明显改善,此为早期多尿阶段。当肾功能逐渐恢复,尿量大幅度增加后,可出现低血钾、低血钠、低血钙、低血镁和脱水现象。此时仍处于氮质血症和水、电解质失衡状态。由于体质虚弱,极易发生感染,可因低血钾或感染而死亡,此为中期多尿阶段。待血尿素氮、肌酐开始下降时,则病情好转,即进入后期多尿。
3.恢复期
多尿期后进入恢复期,需待数月方能恢复正常。若肾功能持久不恢复,提示永久性肾损害,少数病例可出现肾组织纤维化转变为慢性肾衰竭。
非少尿型急性肾损伤:每日尿量常超过800ml,但血肌酐呈进行性升高,与少尿型相比,其升高幅度低。严重的水电解质和酸碱平衡紊乱、消化道出血和神经系统症状均较少尿型少见。临床表现轻,进程缓慢,如果能及时诊断和正确处理,预后相对较好。
1.病史
应注意有无引起AKI的病史,如有无血容量降低所致的低血压、肾毒性药物治疗、尿路结石等。
2.实验室检查
改善全球肾脏病预后组织(KDIGO)推荐符合下列条件之一者即可诊断为AKI:①48h内血肌酐升高超过26.5μmol/L(0.3mg/d);②7d内血肌酐升至≥1.5倍基线值;③连续6h尿量≤0.5ml/(kg·h)。
3.肾前性和肾性AKI的鉴别
①补液试验:应用5%葡萄糖盐水250~500ml于30min内静脉滴入,如尿量增加、尿比重降低为肾前性,但心肺功能不全者不宜应用;②血液及尿液检查指标:按表6-2中各项指标可资鉴别。
表6-2 肾前性和肾性AKI的鉴别
AKI的治疗比较困难且死亡率较高,虽然早期诊断和早期干预及透析方法不断改进,但AKI的死亡率仍高达50%左右,采取有效的预防措施就显得尤为重要。首先应及时处理发生AKI的高危因素,如严重创伤、大手术、持续性低血压和肾毒性物质等;其次及时正确的抗休克治疗、保持血流动力学稳定可有效避免肾性AKI的发生。另外,对严重软组织挤压伤和误输异型血,除积极处理原发病外,要应用5%碳酸氢钠250ml碱化尿液,用甘露醇防止血红蛋白、肌红蛋白阻塞肾小管及损害肾小管上皮细胞。
目的是纠正患者在病程各时期出现的水、电解质紊乱及酸碱平衡失调,清除含氮毒性代谢产物,防治各种并发症,以保证患者生存。
1.少尿期治疗
少尿期的治疗原则是维持内环境的稳定。
(1)限制水分和电解质:
严格记录24h出入量,量出为入,宁少勿多。以每天体重减少0.5kg为最佳。根据“每日补液量=显性失水+非显性失水−内生水”的公式为每日补液量的依据,以免引起水中毒。严格控制钾的摄入,包括食物和药物中的钾。除了纠正酸中毒外,一般不补充钠盐,血钠维持在130mmol/L左右即可。注意补充钙和镁。
(2)维持营养供给热量:
摄入高热量、高维生素、低蛋白、低电解质的饮食。不必过分限制口服蛋白质,每天摄入40g蛋白质并不加重氮质血症。透析时应适当增加蛋白质的补充。
(3)预防和治疗高血钾:
高血钾是少尿期最主要的死亡原因。首先要严格控制钾的摄入,减少导致高血钾的各种因素,如供给足够的热量、控制感染、清除坏死组织、纠正酸中毒、不输库存血等。当血钾超过5.5mmol/L,用10%葡萄糖酸钙20ml经静脉缓慢注射或加入葡萄糖溶液中滴注,以钙离子对抗钾离子对心脏的毒性作用;或以5%碳酸氢钠100ml静脉滴注或25g葡萄糖及6U胰岛素缓慢静脉滴注,使钾离子进入细胞内而降低血钾。上述方法起效快,但仅短时间内有效果。当血钾超过6.5mmol/L或心电图有高血钾波形时,则应进行透析治疗。
(4)纠正酸中毒:
一般情况下,酸中毒发展较慢,并可通过呼吸代偿。在血浆HCO 3 − 低于15mmol/L时才应用碳酸氢盐治疗。血液滤过是治疗严重酸中毒的最佳方法。
(5)预防和控制感染:
急性肾损伤患者抵抗力差,感染易发展为败血症。需应用抗生素时,应避免有肾毒性及含钾药物,并根据半衰期调整用量和治疗次数。
(6)血液净化:
血液净化是救治AKI有效的手段。当保守治疗无效而出现以下情况时,应采用血液净化技术:血肌酐超过442μmol/L,血钾超过6.5mmol/L,严重代谢性酸中毒,尿毒症症状加重,出现水中毒症状和体征。常用的血液净化方法包括:
1)血液透析:
通过血泵将血液输送至透析装置,透析器内的半透膜将血液与透析液分隔,根据血液与透析液间浓度梯度以及溶质通过膜的扩散渗透原理进行溶液与溶质交换,以达到去除水分和某些代谢产物的目的,经透析的血液回输入患者体内。
血液透析的优点是能快速清除过多的水分、电解质和代谢产物。缺点是需要建立血管通路,抗凝治疗会加重出血倾向,透析对血流动力学有影响,需特殊设备。适用于高分解代谢的AKI,病情危重、心功能尚稳定者,不宜行腹膜透析者。
2)腹膜透析:
通过腹腔内置管置入透析液,以腹膜作为透析膜,利用腹膜毛细血管内的血液与透析液之间的浓度差,使血液中的水分、电解质和蛋白质代谢产物进入腹腔,腹腔中的水分和溶质也可经腹膜进入血液,直至双方的离子浓度趋于平衡。通过透析液中透析物质浓度的调整,即渗透压梯度的改变,达到超滤水分的目的。如要超滤水分,可增加葡萄糖含量,要清除血中的钾离子,透析液中不加钾。
其优点是不需特殊设备,不会影响循环动力的稳定性,不用抗凝剂,不需要血管通路。缺点是对水、电解质和代谢产物的清除相对较慢,会引起腹腔感染和漏液。腹膜透析适用于非高分解代谢型ARF、有心血管功能异常、建立血管通路有困难、全身肝素化有禁忌及老年患者。近期有腹部手术史、腹腔有广泛粘连、肺功能不全和置管有困难者不适合腹膜透析。
3)连续性肾脏替代治疗:
利用患者自身血压将血液送入血液滤过器,通过超滤清除水分和溶质,血液及替代液体再回输入体内。超滤率约10~12ml/min。若动脉血不足以维持血液流动,可应用血液透析机的外部血泵提供动力,进行由静脉到静脉的滤过。这些方法的优点是血流动力学稳定性好,不需昂贵的设备和专门训练,能较快速地移除水分。AKI伴血流动力学不稳定如感染和多器官功能衰竭时,更适宜于应用这类方法。缺点是需动脉通道以及持续应用抗凝剂,且K + 、Cr、BUN的透析效果不佳。
2.多尿期的治疗
维持水、电解质和酸碱平衡,控制氮质血症,增进营养,补充蛋白质,治疗原发病和防止各种并发症。当出现大量利尿时,既要防止水分和电解质的过度丢失,还要注意由于补液量勿过多,避免利尿期延长。一般补充前一天尿量的2/3或1/2,呈轻度负平衡又不出现脱水现象即可,根据血中电解质水平酌情补充。尿量超过1500ml时,可酌量口服钾盐;当尿量超过3000ml时,应补充钾3~5g/d。此时,应适当补充胶体,以提高胶体渗透压。多尿期由于水电解质失衡、感染等导致死亡者并不少见,尤其是老年人,病变修复和功能恢复能力更差,故应坚持监测治疗。