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第四章 急性肾损伤的病因、发病机制与诊断试验
第一节 缺血性急性肾损伤
一、概述
缺血性急性肾损伤(ischemic acute kidney injury)是指由于肾脏血流灌注不足而导致的急性肾损伤(AKI),是AKI中最常见的发病原因(占发病原因的50%以上)。对于术后或严重创伤后机体处于应激状态的患者,多有肾血管收缩所致的肾血流灌注减少,但并不是所有的应激都会出现缺血性AKI。本节主要讨论如何早期识别肾脏低灌注的原因、缺血性AKI的发病机制及其预防与处理。
二、缺血性急性肾损伤的病因
造成缺血性AKI的原因很多,但其根本原因都是由于肾脏低灌注所致。对于正常功能的肾脏,由于肾血管自身调节机制的存在,即使血压有所下降,肾脏的灌注水平依然能够维持在较为正常的状态。但实际临床中发现,有相当一部分AKI患者在平均动脉压(MAP)维持在正常范围时就出现了明显的肾脏低灌注,即肾血管的自身调节机制受损(图4-1-1)。
图4-1-1 平均动脉压(MAP)降低期间,正常和受损的肾小球滤过率(GFR)自动调节。正常情况下,GFR得以维持,直到MAP降至80mmHg以下;自动调节受损时,尽管MAP维持于正常范围,GFR降至正常值以下,导致“正常张力性缺血性急性肾损伤”
肾脏灌注的决定因素主要取决于肾血管的自身情况和全身的血液循环状态。对于肾动脉硬化狭窄的患者,肾脏对低血容量的耐受能力显著下降,即使是轻度的低血容量也可能造成肾血流灌注不良。肾脏低灌注的易感因素见表4-1-1。
表4-1-1 肾脏低灌注的易感因素
造成肾脏低灌注的原因很多,包括容量不足、心血管源性因素、血流分布异常和肾脏局部原因所致的低灌注(表4-1-2)。
表4-1-2 肾脏低灌注的常见原因
三、缺血性急性肾损伤的发病机制
正常肾脏可以通过自身调节以维持肾血流量,当肾灌注压在一定范围(80~180mmHg)内波动时,肾血流量和肾小球滤过率(GFR)基本保持不变,这种自身调节机制主要包括肌源性机制和管-球反馈机制。对于高血压患者,由于肾脏长期处于高血压的高灌注状态,机体由于代偿机制使肾脏的血压-GFR曲线的调定点发生改变,曲线右移,因而在较高的血压水平下也能保持肾脏血流和GFR的稳定(图4-1-1)。除了自身调节外,神经和体液调节也在肾血流量调节中起一定作用。总体而言,在正常血压下,肾脏主要通过自身调节机制以维持血流量和GFR的稳定,而在紧急情况下,则通过交感神经和肾上腺髓质激素等重新分配血流量,以减少肾血流量来维持心、脑等重要器官的血流量。当急性肾缺血发生时,可造成肾血管内皮细胞损伤和血管活性物质的异常释放,主要包括内皮素-一氧化氮(ET/NO)系统异常、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)激活、花生四烯酸代谢产物失常、心房尿钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)分泌紊乱等,上述异常变化使肾脏的舒缩血管活性物质比例失调,导致肾血管异常收缩和舒张、肾血流和肾灌注减少以及GFR降低,其中内皮素-一氧化氮系统的平衡破坏是引起肾血管持续收缩的主要原因。
(一)内皮素-一氧化氮系统
内皮素由血管内皮细胞合成,是迄今为止人体内发现的、最强的缩血管物质。肾脏内的内皮素由血管内皮细胞、系膜细胞、上皮细胞和集合管细胞分泌产生。内皮素主要有ET-A和ET-B两种受体,这两种受体在肾脏的不同部位分布不同,但均有血管收缩作用。
ET可显著收缩肾脏入球小动脉和出球小动脉,导致肾血流量显著减少和GFR下降。在缺血致肾损伤的模型中,血浆和肾脏局部的ET分泌水平明显升高,同时伴有部分ET受体表达上调。当肾缺血造成血管内皮细胞受损时,ET分泌增加,即使祛除肾损伤因素,ET分泌仍然增加。Ruschitzta等发现,缺血性AKI大鼠肾组织对ET-1的摄取减少,但血浆中ET-1的半衰期延长,同时血管对其反应性增加。此外,ET还可以激活RAAS系统,进一步加重肾血管的收缩,恶化肾功能。研究发现,使用ET受体拮抗剂或抗ET抗体阻断内皮素受体均可增加肾血流量和GFR,改善肾功能和预后;使用ET转化酶抑制剂也可增加肾血流,改善肾功能,这些研究为将来治疗缺血性AKI提供了新的研究方向。
一氧化氮(NO)又称内皮细胞源性血管舒张因子(endothelium derived relaxation factor,EDRF),是由内皮细胞在NO合成酶(NOS)作用下释放的舒血管物质。NOS可分为三类:内皮型NOS(eNOS),主要存在于内皮细胞;神经元型NOS(nNOS),主要存在于神经元;诱生型NOS(iNOS),主要存在于单核-巨噬细胞系统。研究表明,nNOS生成的NO有助于维持肾血流量和GFR的恒定。当缺血导致肾血管内皮细胞受损时,ET释放增加,与此同时eNOS减少,NO生成减少,造成了肾血管舒缩活性物质的失衡,恶化了肾脏的血流灌注和分布。
虽然nNOS和eNOS可以增加NO的合成,对于肾脏的血流灌注和分布是有益的,但当iNOS激活后,会导致NO的过度产生,进一步恶化肾脏灌注,而且NO对肾脏具有细胞毒性,可损伤肾脏。低氧可以诱导NO释放增加。研究表明,缺血性肾脏的iNOS表达增强,如果敲除动物的iNOS基因,可以减少缺血-再灌注所致的肾损伤,对缺血性AKI具有保护作用,提示NO具有肾脏损伤作用。总体而言,eNOS对肾脏的保护作用大于iNOS的损伤作用。
ET/NO的平衡对于维持肾内血管的正常舒缩状态十分重要。当急性肾脏缺血造成内皮细胞损伤时,ET释放增加,导致血管过度收缩;NO释放减少,甚至低于维持正常血管张力所需的基础NO量,将影响局部肾动脉甚至全身动脉的舒张。在肾脏-缺血再灌注模型中,早期注射NO前体L-精氨酸,可以增加血清NO含量,改善肾功能;而注射NOS抑制剂,可进一步降低血清NO浓度,恶化肾功能。
(二)肾素-血管紧张素-醛固酮系统
RAAS是人体中调节体液容量和渗透压的重要组成部分。肾素主要由肾小球近球细胞分泌,由致密斑感受原尿中钠离子浓度的变化,钠离子浓度降低可以刺激肾素分泌。肾素促进血管紧张素原向血管紧张素Ⅰ转化,而血管紧张素Ⅰ在血管紧张素转化酶的作用下转化为血管紧张素Ⅱ,从而刺激醛固酮分泌。正常情况下,RAAS对心血管系统的发育、心血管功能的稳态、电解质平衡、体液平衡和血压调节等方面发挥重要作用。
在RAAS中,血管紧张素Ⅱ对肾脏血流量和GFR起主要调节作用。较低浓度的血管紧张素Ⅱ可以收缩肾脏的入球和出球小动脉来调节肾脏血流,由于肾脏出球小动脉对血管紧张素Ⅱ的敏感性高于入球小动脉,因而主要引起出球小动脉的收缩,导致肾血流量减少,但肾小球有效滤过压升高,GFR基本保持不变。当血管紧张素Ⅱ浓度明显增高时,入球小动脉强烈收缩,从而造成肾血流量的明显下降,GFR也显著下降。
在AKI患者和动物模型中发现,血浆肾素和醛固酮含量升高,同时肾小管液中血管紧张素Ⅰ和血管紧张素Ⅱ含量也明显增高,这是造成肾血管过度收缩、肾灌注减少和肾功能恶化的原因之一。
当肾脏缺血时,肾素分泌增加,从而增加血管紧张素的产生,主要收缩出球小动脉来维持GFR的稳定。随着肾脏缺血时间和程度的增加,肾素过度分泌,入球小动脉收缩,导致缺血性AKI。研究发现,早期使用血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素受体阻滞剂(ARB)可以阻断血管紧张素的作用,改善肾脏缺血情况,对于缺血性AKI有一定的治疗意义。
(三)心房尿钠肽
ANP是由心房肌细胞合成并释放的肽类激素,当心房壁受牵拉时可刺激心房肌细胞释放ANP。ANP的主要作用是血管舒张和促进肾脏排钠、利尿等。
ANP可以降低血管平滑肌细胞中Ca 2+的含量,使入球小动脉舒张,增加肾小球有效滤过压和滤过分数,从而增加GFR;ANP使集合管上皮细胞顶端膜钠离子通道关闭,抑制NaCl的重吸收,同时也减少了水的重吸收;ANP还可以抑制肾素、醛固酮和血管加压素的合成分泌,使肾血管舒张,增加肾脏血流量。AKI时,血浆ANP水平明显升高。研究发现,ANP及其类似物可以逆转AKI状态下的GFR下降,促进钠排泄,对肾组织具有一定的保护作用。动物实验发现,ANP可以预防缺血性AKI的发生,即使在缺血发生后仍可以发挥一定作用。
(四)花生四烯酸代谢产物
花生四烯酸代谢产物主要包括血栓烷(TAX 2)、白三烯(LTs)和多种前列腺素(PGs)等,不同的代谢产物对于肾脏血管舒缩的影响有所不同,由于舒缩血管活性物质失衡,血管主要以过度收缩为主。
TAX 2主要是由内皮细胞合成的血管活性物质,它可以收缩血管、减少肾脏血流、促进血小板集聚和加速血栓形成等。当肾脏缺血时,细胞内的氧化还原机制失衡,产生大量氧自由基,而氧自由基可以刺激TAX 2合成和分泌,从而造成缩血管物质的增加,肾血流减少,GFR下降。由于肾小管是尿液重吸收的主要部位,氧耗量大,对缺血缺氧较为敏感,当肾脏发生急性缺血时,很容易造成肾小管上皮细胞的坏死脱落,堵塞肾小管,从而刺激TAX 2的分泌释放增加。研究发现,当给予肾缺血患者血栓素合成酶抑制剂时,可以抑制血肌酐水平的上升和肾小管坏死的进展,表明缺血性AKI部分由TAX 2介导。
前列腺素种类繁多,作用也各不相同,根据其对血管平滑肌的作用效果可粗略分为舒血管前列腺素(PGI 2、PGE 2等)和缩血管前列腺素(PGF 2等)。舒血管前列腺素具有肾保护作用,PGI 2、PGE 2等可以拮抗血管紧张素Ⅱ,减弱RAAS的作用,维持肾血流量和GFR的稳定。研究表明,非甾体抗炎药(NSAIDs)可以抑制PGs的合成,从而诱导AKI的发生,提示舒血管性前列腺素对肾脏具有一定的保护作用。
(五)缺血-再灌注损伤
除急性缺血因素外,再灌注损伤也是诱发AKI的重要因素,两者合称为肾缺血-再灌注损伤(renal ischemic reperfusion injury,RIRI)。再灌注损伤主要是指由于缺血后肾脏血流再通,但肾损伤依然持续甚至加重。目前认为,再灌注损伤的主要原因包括线粒体功能障碍、氧自由基(ROS)的大量产生、炎症反应的过度激活和补体系统的活化等。
1.线粒体功能障碍
当缺血缺氧时,线粒体的氧化磷酸化受限甚至停止,ATP产生不足,导致酶的产生和降解出现障碍,同时由于生物膜上的某些离子通道需要ATP供能,如Na +-Ca 2+离子泵在维持细胞内低钙浓度方面极其重要,当线粒体功能发生障碍时,Na +-Ca 2+离子泵功能异常导致细胞内钙离子浓度升高,而高浓度钙离子不仅可以沉积在线粒体膜上造成线粒体膜的钙化,还会激活一系列酶的活性,如核酸酶、蛋白酶等,导致细胞的降解凋亡。
2.氧自由基的大量产生
ROS是一类具有极强氧化能力的物质,在正常情况下也可以少量产生,但会被人体的还原系统(还原型谷胱甘肽、超氧化物歧化酶等)所抵消。由于缺血时线粒体功能障碍导致细胞内钙离子浓度增加,从而激活黄嘌呤氧化酶,使氧自由基大量产生,同时缺血使机体还原ROS的能力下降,ROS的产生超过了降解,导致脂质过氧化(造成生物膜的破坏)、胞内核酸酶和蛋白酶活性增加、细胞凋亡等。ROS使脂质过氧化的主要靶点位于线粒体上,会加剧线粒体功能障碍,形成恶性循环。
3.炎症反应的过度激活
缺血缺氧时,细胞会释放趋化因子,趋化因子在介导炎症反应过程中起着十分重要的作用,它不仅可以趋化炎症细胞,如白细胞的聚集、活化,促进炎症反应,还可以增加细胞表面黏附分子ICM-1的表达,而ICM-1在白细胞的游走、趋化和活化中起着重要作用。研究发现,JAK/STAT通道的激活在促炎反应中有着重要意义,炎症细胞因子IL-6和TNF-α在缺血性AKI致病过程中发挥了重要作用。右美托咪啶为新型α 2-受体激动剂,可以阻断JAK/STAT通道的激活,减轻RIRI。
4.补体系统的过度激活
补体是存在于血清、组织液和细胞膜表面的、一组经活化后具有酶活性的蛋白质,补体广泛参与了机体微生物防御反应以及免疫调节,也可介导免疫病理的损伤性反应。多个研究显示,在缺血-再灌注器官模型中,存在补体系统的活化以及活化后产物(C 3a、C 4a、C 5a、C 5b-9和过敏毒素等)的释放。C 5a、C 5b-9可以刺激内皮细胞表达选择素以及细胞表面黏附分子ICM-1,与此同时,还发现特异性C 5a受体阻断剂可以减少RIRI,发挥对肾脏的保护作用。有学者以缺乏C 3、C 4、C 5和C 6的小鼠为研究对象,发现C 5b-9在RIRI所致肾小管坏死过程中起主要介导作用。上述研究表明了补体系统在RIRI中的作用。
四、正常张力性缺血性急性肾损伤
临床上,少数血压正常的患者也可以发生缺血性AKI,被称为“正常张力性缺血性AKI(normotensive ischemic acute kidney injury)”,尤其是老年人、慢性肾脏病(CKD)以及高血压患者。老年人主要是由于存在多种慢性基础疾病以及肾血管自身调节障碍,而出现“正常张力性缺血性AKI”。对于慢性高血压患者,肾脏血管壁发生玻璃样变、平滑肌细胞增生肥大,使血管内径变窄,更易受到血压波动的影响,同时肾脏的血压-GFR曲线的调定点发生改变,曲线右移,因此,尽管患者MAP未小于80mmHg,但GFR已下降,即出现了“正常张力性缺血性AKI”(见图4-1-1)。CKD患者由于长期的慢性炎症,导致肾间质纤维化、肾血管玻璃样变、内径狭窄,也会产生血压正常条件下的肾脏低灌注。
在感染初期阶段,血压下降和临床症状并不明显,患者也可出现肾脏低灌注,尤其是在出现体温下降、白细胞比例增加(以杆状核为主)和意识障碍等情况下要高度关注。血容量不足时,依靠机体自身的血压调节机制,使全身血管代偿性收缩,如果交感神经过度兴奋、缩血管物质过度释放,患者血压不降反升,但此时由于入球小动脉过度收缩,肾小球的灌注明显降低,也会产生“正常张力性缺血性AKI”。
除了以上原因之外,一些药物的不恰当使用也会造成“正常张力性缺血性AKI”,如NSAIDs、COX-2抑制剂以及ACEI等,这些药物可以造成前列腺素的合成减少,从而导致入球小动脉的过度收缩,减少肾脏血流。
近年来随着对缺血性AKI研究的深入,一些学者对缺血肾组织进行活检或采用高科技手段对肾血流分布情况进行监测后发现,缺血性AKI的肾组织血流分布是不均一的,尽管肾脏血流并未改变,但不同区域肾组织的血流动力学状态发生了很大的变化。有些肾组织的血流减少,处于低氧、低灌注状态;有些肾组织的血流正常甚至增加,肾小球处于高灌注状态。与此同时,某些肾组织肾小管周围毛细血管密度明显降低,并且是不可逆的,使AKI生存者患CKD的概率明显增加;反之,CKD患者也更易发生AKI。有学者认为,肾小管受损后可反射性的引起管周毛细血管密度的减少;相反,也有学者认为管周血管密度减少发生在前,肾小管损伤发生在后。由于管周毛细血管网来源于出球小动脉,而缺血性AKI的肾小球血流是减少的(入球小动脉收缩),因此,管周毛细血管密度减少可能与肾小球血流状况密切相关,但有待于进一步的研究。
五、缺血性急性肾损伤的临床表现
缺血性AKI的临床表现与其他原因所致AKI患者的临床表现基本一致,可分为起始期、持续期和恢复期三个阶段,每个阶段表现各不相同,但却不是完全独立的。患者的临床表现与肾功能损伤的严重程度、肾脏缺血程度和持续时间有关,并不是所有患者都出现以上三个阶段的临床表现。
(一)起始期
主要由于各种原因引起的有效循环血量减少和肾脏低灌注所致,患者GFR下降,尿量减少,尿比重增高,BUN和Scr升高。这一阶段多由于肾脏损伤程度较轻,BUN和Scr变化较轻微,临床表现不明显,多以引起肾脏低灌注的原发疾病所致的临床表现为主,不易察觉。
起始期病程一般为数小时至数天,依据原发病病因不同,持续时间有所不同,但起始期肾脏损伤往往是可逆的,因此,若能及时识别并实施恰当的干预将会大大改善患者预后。
(二)持续期
又称少尿期。这一阶段主要表现为少尿,甚至是无尿。由于GFR下降和尿量显著减少,患者出现高氮质血症,BUN、Scr进行性升高,逐渐出现水、电解质和酸碱平衡紊乱,严重者可出现尿毒症样表现,如恶心、呕吐、腹胀、食欲减退等,甚至可出现上消化道出血;循环系统可表现为心肌损害,如心律失常、心力衰竭等,也可出现心包积液;神经系统表现为淡漠、嗜睡等意识障碍。需要注意的是,如果患者出现无尿,要排除肾后性梗阻因素。少尿期多持续1~2周,此期持续时间越长,预后越差。
30%~60%的AKI患者无少尿表现,尽管BUN和Scr进行性升高,但每日尿量依然保持在400ml以上,甚至可达2500ml,这被称为“非少尿型AKI”,可能与早期使用利尿剂有关。这类患者容易延误诊断,应该注意,少尿并不是判断患者是否存在AKI的必要依据。一般认为,非少尿型AKI患者临床表现不典型,并发症发生率也相对较低,住院时间较短,需要肾脏替代治疗(RRT)的患者也较少,但高钾血症的发生率并没有下降。尽管非少尿型AKI患者的病死率低于少尿型AKI患者,但仍高达25%。
(三)恢复期
又称多尿期。在此阶段,肾组织开始修复,肾功能逐渐恢复。患者主要表现为尿量增加,每日超过400ml,甚至更多。多尿的原因与肾小管重吸收功能延迟于肾小球滤过功能的恢复有关,也可能与少尿期积累了大量的尿素、肌酐以及其他潴留溶质所致的渗透性利尿作用有关。
尽管在恢复期尿量开始明显增加,但肾小球滤过功能并未完全恢复,而且少尿期积累了大量未排出的代谢产物,BUN和Scr仍然会进行性升高,一般在GFR明显增高约一周左右,才会出现BUN和Scr的明显下降,氮质血症开始逐渐改善。随着患者尿量的增加,代谢产物被逐渐清除,但肾小球和肾小管的功能并未完全恢复,患者仍可出现水、电解质和酸碱平衡紊乱,最常见的是低钾血症。临床需要动态监测患者的电解质变化,当患者出现乏力等症状时,要考虑低钾血症的可能。处于恢复期的患者易并发感染,从而可能加重肾损伤,此时应注意防控感染。
恢复期多持续1~3周,也有可能持续更长时间。在恢复期后一年内,大部分患者的肾小球和肾小管功能能够恢复,也有少部分患者会出现持续性肾功能受损,可能发展为CKD。
以往的观点认为,AKI是一过性的,当损伤因素祛除后,患者痊愈后并不会对肾脏遗留长期的损伤。Fine等对CKD患者进行肾组织活检后发现,其肾小管管周毛细血管网明显减少。而AKI患者的肾组织活检可见管周毛细血管的非可逆性减少,这种病理改变使AKI生存者发生CKD的概率明显上升。由于管周血管数量减少,肾小管和周围间质处于慢性缺氧状态,导致组织纤维化;纤维化不仅仅发生在缺氧组织,还可累及正常肾组织和间质。也有学者认为,AKI所造成的损伤可以持续激发炎症反应,促进肾组织纤维化。
六、缺血性急性肾损伤的预防和治疗
目前临床上尚无特异有效的手段治疗缺血性AKI,主要策略就是减少可能对肾脏造成损伤的各种危险因素(如造影剂的使用、肾毒性药物的应用等),合理有效的液体管理,必要时进行RRT以维持肾功能,为肾脏恢复争取时间。
(一)药物
随着对缺血性AKI机制认识的不断深入,有越来越多不同作用机制的药物开始被纳入研究范畴,如舒张肾小球入球小动脉的药物、抗氧化剂、抑制炎症反应的药物以及促进细胞生长的细胞因子等,但上述任何一种药物发挥肾保护作用的证据都不充分。由于缺血性AKI的主要致病机制是肾血流灌注不足,因此针对肾血管舒张方面做了很多研究,如多巴胺、非诺多泮、内皮素拮抗剂、前列腺素、腺苷受体拮抗剂和NO等,都可以舒张肾脏入球小动脉,增加肾脏血流灌注。有部分研究结果认为肾血管舒张剂对肾脏具有一定的保护作用,但目前尚无大规模、随机对照试验证实这些药物的确切临床疗效。
多巴胺的效应与剂量有关。剂量为0.5~2μg/(kg·min)时,可以激动多巴胺A 1和A 2受体,使入球小动脉扩张,增加肾血流量,与此同时,多巴胺还可以激动β-受体,增加心输出量,改善肾脏灌注。鉴于以上作用,传统观点认为多巴胺对肾脏有保护作用。但是,多巴胺A 1和A 2受体在肾小管上也有分布,除了增加肾血流外,还可以起到抑制钠的重吸收作用,破坏肾血管的自身调节机制和管-球平衡,反而对肾功能不利。可靠的研究证据表明,多巴胺对肾脏无保护作用,甚至恶化肾功能,诱发心律失常甚至死亡。因此,目前并不推荐多巴胺作为肾保护药物使用。
与多巴胺药理作用类似的非诺多泮是选择性多巴胺A 1受体激动剂,剂量为0.03~0.1μg/(kg·min)时,可以扩张肾血管,增加肾血流,但对全身血流动力学没有影响。一些研究认为非诺多泮对心脏术后患者具有一定的肾脏保护作用,但最近的一项多中心、随机对照研究表明,非诺多泮并没有降低心脏术后早期AKI患者的RRT需要率。对于造影剂诱导的肾损伤,非诺多泮也没有预防作用。目前不推荐非诺多泮作为AKI的预防和治疗药物。
除了肾血管舒张药物外,有部分研究发现肾血管收缩药物——去甲基肾上腺素具有肾保护作用。Albanese等的研究表明,在脓毒症患者中运用去甲基肾上腺素,可以改善肾功能。去甲基肾上腺素收缩入球小动脉和出球小动脉,但出球小动脉收缩程度更大,从而增加肾小球有效滤过压和GFR。因此,去甲基肾上腺素对血管过度舒张的脓毒症患者可能起到肾保护作用。
除了影响肾脏血流的药物外,与代谢相关的治疗——胰岛素也可能改善患者预后。血糖过度升高已被明确证明对重症患者病情恢复不利,有学者建议将重症患者血糖控制于80~110mg/dl,但这种过度积极的血糖控制可能会引起低血糖,增加病死率。因此,临床只需将血糖控制于180mg/dl以下,同时避免低血糖。
活性氧的产生在RIRI过程中发挥了重要作用,针对活性氧的过氧化作用,一些抗氧化剂成为了AKI预防和治疗中的热点研究问题。目前常用的抗氧化剂包括N-乙酰半胱氨酸、维生素E、甘露醇等,这些药物在动物实验中被证实是有效的,但临床试验结果存在较大争议。
除了以上介绍的药物,还有他汀类、甲状腺素、胰岛素样生长因子、钙离子拮抗剂、BNP和ANP等,这些药物都处于研究阶段,能否使AKI患者受益尚待研究。
(二)容量管理
AKI重症患者的容量管理始终是一个难题。容量补充不足,难以有效改善肾灌注,AKI病情将会进展;过于积极的液体复苏则会增加心脏前负荷和肾脏负担,加重组织水肿(肾间质水肿等),导致患者预后不良。因此,AKI患者进行容量管理时,需要根据患者的容量反应性以及实时血流动力学监测参数进行不断的调整,以改善组织灌注和细胞代谢,同时避免容量超负荷。
(三)缺血预处理
缺血预处理(ischemic preconditioning,IPC)是器官在缺血条件下的一种保护机制,可以增加器官对缺血、缺氧的耐受程度,从而实现器官功能的保护。这最先是在心脏上发现的,后来的研究发现肾脏也可以有这种保护机制。
研究认为,肾脏存在内源性保护机制,并可经IPC激活。目前,肾脏缺血预处理(renal ischemic preconditioning,RIPC)已成为预防高危患者发生AKI的热点研究问题。1986年,Murry等报道了IPC可以降低肾脏的缺血-再灌注损伤,同时还发现,IPC对肾脏细胞的保护作用与IPC的持续时间、再灌注时机有关。IPC可以分为两个反应阶段:①早期阶段:也称急性反应阶段,在缺血刺激后立即发生,持续数小时,这一阶段主要由离子通道介导,产生各种缺血诱导分子;②晚期阶段:缺血刺激24小时后,持续数天,这一阶段主要是转录产生各种调节糖代谢和线粒体代谢的物质,抑制炎症反应和活性氧的产生。
IPC激活了机体的内源性保护机制,提高了一些酶和应激蛋白等的含量和活性,例如,超氧化物歧化酶(SOD)在氧自由基清除中发挥着重要作用。研究发现,IPC大鼠的血清SOD水平显著高于未接受IPC的大鼠,SOD可能起到了一定的细胞保护作用;与此同时,热休克蛋白(hot shock protein,HSP)的合成也显著增加,HSP作为一种应激蛋白可以抑制细胞的凋亡。还有其他机制(如低氧诱导因子等)参与了IPC对RIRI的保护作用。但目前尚缺乏充分的临床研究证据支持IPC对RIRI的保护作用。
(四)营养代谢支持
缺血性急性AKI患者多处于应激的高代谢状态,存在胰岛素抵抗、血糖增高、蛋白质分解加速等代谢紊乱现象,脂代谢受影响程度相对较小,因此,缺血性AKI患者的脂肪补充热量可达非蛋白热卡的40%~50%。
对于实施保守治疗的缺血性AKI患者,过多蛋白质的摄入会增加肾脏代谢负荷,加剧高氮质血症,因而需要限制蛋白质的摄入[<0.6g/(kg·d)],同时增加优质蛋白的摄入。除了大量营养元素的摄入,还需要注意微量元素与维生素的摄入。AKI患者最常见的电解质紊乱是高钾血症,稀释性低钠血症也较为常见,此时要注意调节电解质平衡,血钾>6.5mmol/L时要立刻处理,必要时实施RRT。
(五)肾脏替代治疗
对于严重AKI患者,保守治疗效果不佳或者出现危及生命的紧急情况时(如严重高钾血症、脑水肿、肺水肿等),可以采取RRT。关于RRT的时机、模式和剂量问题将在其他章节予以阐述。
七、小结
缺血是AKI最常见的发病原因之一。缺血性AKI是由于肾脏低灌注所致,多种作用机制参与了其发病过程。血压正常的患者也可以发生“正常张力性缺血性AKI”,尤其是老年人、CKD以及高血压患者,肾血管自身调节障碍是患者发生“正常张力性缺血性AKI”的主要原因。恢复肾脏血流和灌注压是预防和治疗缺血性AKI的基石,但要防止容量超负荷,同时注意调节电解质和酸碱平衡,实施恰当的营养支持治疗。当患者出现肾性AKI、保守治疗效果不佳或出现危及生命的并发症时,应该实施或考虑实施RRT。
(王旭 隆云)