尿電解質(zhì)檢測在急性腎損傷診治中的應用

蔣 靜 綜述 李世軍 審校

急性腎損傷(AKI)是危重癥患者的常見并發(fā)癥，具有較高的死亡率。AKI的病理生理機制目前尚未完全闡明。一氧化氮、活性氧和腎臟氧合之間的平衡紊亂導致的微循環(huán)功能障礙可能是AKI發(fā)生的主要原因之一[1-2]。在炎癥狀態(tài)下，即使腎血流量(RBF)正常甚至增加，細胞和微血管功能的紊亂也可導致少尿。腎內(nèi)分流、入球小動脈收縮和出球小動脈擴張、血流分布失衡等也是導致腎小球濾過率(GFR)改變的機制[3]。

既往研究認為腎臟灌注不足和急性腎小管壞死是導致 AKI 的重要原因。但在炎癥狀態(tài)下，如大手術后、膿毒癥時，即使RBF有所增加，AKI仍持續(xù)進展[4]。由于床邊難以評估RBF，因此臨床上通常根據(jù)動脈血壓、心輸出量、乳酸和尿量等腎灌注指標來指導和管理AKI的診治。目前臨床上仍缺少能夠評估AKI時腎臟的微循環(huán)狀態(tài)的簡單方法。全身性炎癥反應時，微循環(huán)的改變早于臨床上出現(xiàn)明顯休克癥狀。舌下微循環(huán)血流量可影響局部二氧化碳壓力(PCO2)，膿毒癥首先出現(xiàn)高動力狀態(tài)(心輸出量逐漸增加)，隨后舌下PCO2逐漸增加[5]，舌下容量法是一種監(jiān)測膿毒癥患者微循環(huán)改變的簡單、無創(chuàng)的方法，用微電極傳感器監(jiān)測舌下PCO2的變化。Creteur等[6]對18例長期機械通氣的膿毒癥休克的患者進行了前瞻性開放性研究，采用5 μg/(kg·min)多巴酚丁胺泵入以增加血流量，結果表明局部微循環(huán)血流是舌下PCO2的主要決定因素。在ICU中，經(jīng)常觀察到膿毒癥患者在低血壓或其他灌注指標下降之前就開始出現(xiàn)少尿，這預示著微循環(huán)障礙在少尿發(fā)展中的作用更為重要，而低灌注并非低血壓所致。

少尿可分為生理性和病理性的，二者在臨床上并不容易區(qū)分。此外，尿量減少和血清肌酐(SCr)增加之間并非直接相對應[7]。有些患者尿量減少，SCr并不一定升高(如腎病綜合征時)；而有些患者尿量正常或者增加，SCr也可能升高(如非少尿型AKI時)。

尿液電解質(zhì)可以監(jiān)測腎功能并提示少尿的原因。過去常常認為尿液電解質(zhì)(特別是尿鈉)是腎血流量和灌注的標志，這可能并不準確[8]，因為尿鈉是腎小球濾過和腎小管重吸收共同作用的結果，臨床上應加以綜合分析。受攝入量的影響，尿液電解質(zhì)的范圍變化很大，如正常尿鉀排出量為51～100 mmol/d，尿鈉為130～217 mmol/d，尿氯為110～250 mmol/d，尿鈣為是2.5～7.5 mmol/d，尿磷正常值為16.1～42 mmol/d等。本文擬就尿液電解質(zhì)檢測在AKI診治的臨床價值進行綜述。

尿 鈉

急性鈉潴留可作為腎微循環(huán)障礙的指標近端小管是鈉離子重吸收的主要部位，約有60%的鈉離子以等滲的方式重吸收，并與其他溶質(zhì)如氨基酸、葡萄糖等相耦聯(lián)。通過管球平衡及兒茶酚胺、血管緊張素II等激素進行調(diào)節(jié)。約25%～40%濾過的鈉離子在髓袢重吸收，主要在升支粗段。此處的吸收為不等滲，參與構成腎髓質(zhì)外帶滲透壓梯度，受抗利尿激素、前列腺素等激素的影響。約8%的鈉在遠端腎單位重吸收，受醛固酮等激素的影響。

“腎前性AKI”時，尿鈉排泄分數(shù)下降、低尿鈉與腎臟低灌注有關。臨床醫(yī)師往往采用液體復蘇的方法來改善腎灌注。需要注意的是，除了因血容量不足導致的微循環(huán)障礙外，在少尿基礎上進行補液極其危險，經(jīng)常出現(xiàn)過量的液體正平衡，導致肺水腫，甚至引起腎血管收縮從而進一步加重少尿，增加AKI患者的死亡率[9]。尿鈉水平低往往代表腎微循環(huán)障礙，常先于AKI出現(xiàn)[10]。而炎癥、氧化應激和腎內(nèi)分流引起的改變則可能激活鈉潴留機制并且不受腎灌注的影響[8]。在低血容量時腎臟通過降低GFR和鈉的濾過，增加腎小管鈉的重吸收恢復細胞外液容量。自主神經(jīng)和腎素-血管緊張素系統(tǒng)被激活，收縮入球小動脈降低GFR，增加近端小管鈉的重吸收。血管緊張素Ⅱ還通過改變小管周圍毛細血管血流，降低靜水壓提高膠體滲透壓來促進鈉的重吸收。

尿鈉升高是腎功能恢復的征兆既往認為尿鈉升高是急性腎小管壞死的標志，但有作者研究認為當尿鈉濃度大于血鈉濃度時實際上是腎功能恢復的特異性標志。Maciel等[11]回顧性分析了1 153例患者，同時檢測尿鈉濃度和SCr，根據(jù)尿鈉濃度分為5組(<20 mmol/L，20～39 mmol/L，40～139 mmol/L，140～169 mmol/L，≥170 mmol/L)。研究發(fā)現(xiàn)SCr正?；蛏叩幕颊吣蜮c值均<140 mmol/L，而尿鈉值>140 mmol/L幾乎均出現(xiàn)在SCr正常的患者。尿鈉濃度>140 mmol/L患者的SCr中位數(shù)明顯低于其他尿鈉水平的患者。尿鈉濃度<140 mmol/L的患者腎小球濾過率較低，且死亡率較高，而尿鈉濃度>140 mmol/L的患者的腎小球濾過率較高，作者認為這提示了尿鈉水平可反映危重患者的殘余腎功能[11]。高尿鈉值代表著的微循環(huán)障礙不明顯或炎癥消退。實際上，尿鈉濃度升高與C反應蛋白下降、血流動力學恢復意義相似[12]，可能是GFR升高和鈉潴留機制失活的共同作用的結果。但因為敏感性不高，所以尿鈉水平低并不排除腎功能正常。

AKI時需動態(tài)監(jiān)測尿鈉臨床上尿鈉變化的趨勢比單個數(shù)值更具相關性。過去常用尿鈉 20 mEq/L和40 mEq/L來定義功能性(暫時的)或結構性(持久的)AKI ，現(xiàn)在的研究表明這種定義并不合適。二者是疾病發(fā)展的不同階段，相同的病理過程后者較前者更嚴重[13]。在AKI發(fā)展中，尿鈉從正常值(約100 mEq/L)降低到較低的水平，其變化的幅度取決于GFR降低、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)活化和腎小管損傷三者之間的平衡。這種損傷導致AKI后期鈉重吸收障礙，從而導致尿鈉增加。但因為腎小球鈉的濾過減少以及腎小管重吸收增加，所以尿鈉值是低于正常腎臟尿鈉水平[14]。

尿 鉀

鉀排泄分數(shù)增加提示微循環(huán)障礙腎微循環(huán)障礙的另一個有價值的標志是鉀排泄分數(shù)(FEK)增加[15]。鉀排泄分數(shù)的增加通常先于SCr升高[14-15]，并且與GFR呈負相關，避免機體在AKI早期出現(xiàn)高鉀血癥[16]，尤其是當SCr值仍然正常時。血鉀和SCr(均為FEK計算的一部分)的正常值，則余變量為尿鉀濃度(UK)和尿肌酐濃度(UCr)。尿鉀通常與尿量成反比關系：少尿與尿鉀升高相關，多尿與尿鉀降低相關聯(lián)[17]。

UK/UCr與鉀排泄分數(shù)可以鑒別 “生理”與“非生理”少尿與UK相比，UCr的變化可反映肌酐排泄是否適應于尿量。UCr升高可能是因為肌酐排泄增加或者僅僅是由于尿量較少。如果UCr(單位mg/dl)相對UK(單位mEq/L)的比例較低，這意味著肌酐的排泄與尿量并不相稱，并且可觀察到較高的鉀排泄分數(shù)，發(fā)生AKI的風險增加。相反，如果UCr相對UK的比例高，即使在少尿的情況下，肌酐的排泄也會適應于尿量的變化，這意味著一個更良性的過程，即SCr不增加甚至降低。UK/UCr比值≤0.5代表了尿量和肌酐排泄之間的良好平衡。

正常的鉀排泄分數(shù)約為10%，設定SCr為1.0 mg/dl、血鉀為4 mEq/L則UK/UCr為0.4。如果鉀排泄分數(shù)是20%，這意味著UK/UCr是0.8，表明肌酐的排泄與尿量不相稱。

有時在術后患者也會觀察到尿量正?；蛟黾拥臅r候出現(xiàn)髙尿鉀，而這種短暫性髙尿鉀和鉀排泄分數(shù)升高通常表明腎微循環(huán)壓力增加與少尿無關。一項回顧性的研究納入了112例外科患者，入ICU前使用了利尿劑，并根據(jù)前三天AKI的進展進行了分類。有28例在入ICU后第一天出現(xiàn)AKI。非AKI組和AKI組在入ICU時FEK均增加，但隨后只有AKI組FEK持續(xù)增加[18-19]。大多數(shù)患者SCr和血鉀都正常，因此增加的FEK是UK/UCr高比值的結果，無論是否存在少尿。因此UK/UCr比少尿更有指導意義。生理性少尿可以定義為低UK/UCr比值的少尿。由于少尿時尿鉀增加，所以會具有較高的UCr值以保持UK/UCr處于低水平(通常<0.5)。這是術后少尿患者常見的一種良性的自限性情況，所以SCr增加通常是暫時性的。

此外，F(xiàn)EK下降的患者出現(xiàn)SCr水平的提高也可能是腎功能恢復的標志。從數(shù)學公式上來看，SCr的增加會導致鉀排泄分數(shù)的增加。因此，血鉀值穩(wěn)定時，鉀排泄分數(shù)減少可能是UK/UCr減少的結果。如前所述，UK/UCr比值較低通常是肌酐排泄改善或正常的標志。然而由于肌酐排泄率是SCr濃度和肌酐清除率的產(chǎn)物，所以當SCr水平較高時，必須仔細分析UK/UCr比值和鉀排泄分數(shù)。因此，UCr的增加可能是因為肌酐清除率增加，但也可能僅僅是SCr顯著升高的結果[20]。在這些情況下，鉀排泄分數(shù)相比于UK/UCr比值更為實用，因為SCr和UCr都可以同時監(jiān)測，增加的UCr至少部分被增加的SCr抵消。

同時進行血液和尿樣本評估可以對肌酐數(shù)值進行更動態(tài)的觀察(圖1)。當SCr正常時，UK/UCr比值增加意味著微循環(huán)障礙，它先于AKI出現(xiàn)，也可能意味著目前SCr高于患者的基線SCr，因此這樣“正?！盨Cr實際上可能存在AKI風險(圖2)。只有在UK/UCr比值下降、SCr水平下降之后，才能知道患者真正的基線SCr。較低的UK/UCr比值只有在正常腎臟中可以見到(圖3)。

圖1 尿鈉和鉀排泄分數(shù)對于AKI診斷的意義FEK:鉀排泄分數(shù);AKI:急性腎損傷;尿鈉迅速降低是指在數(shù)小時內(nèi)降低>50%

圖2 炎癥狀態(tài)下的生理性少尿與非生理性少尿UK：尿鉀;UCr：尿肌酐;SCr:血清肌酐

圖3 假定肌酐值，通過評估FEK和UK /UCr比率來診斷并預估下一步變化血鉀為4mEq/L， UK：尿鉀;UCr：尿肌酐;FEK：鉀排泄分數(shù);AKI:急性腎損傷；SCr：血清肌酐

尿 氯

Komaru等[21]回顧性分析了入ICU患者的第1～4天的血和尿的電解質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)第1天低尿氯濃度組的生存率明顯低于高尿氯組，長期隨訪結果也是如此。增加對ICU患者的第1天尿氯濃度的監(jiān)測有有助于預測AKI的發(fā)展。因此他們得出結論，較低的尿氯濃度與ICU死亡率、AKI發(fā)生率相關，但具體的調(diào)節(jié)機制有待進一步研究[21]。

干擾尿液電解質(zhì)檢測的藥物

利尿劑是最常見影響尿液電解質(zhì)成分的藥物。呋塞米是ICU中最常使用的利尿劑，可以促進鈉排泄，并且增加鉀排泄分數(shù)[22]。但其效應是短暫的，應在給藥至少12h后重新進行檢測[23]。在心力衰竭及其他導致嚴重鈉潴留的情況如膿毒癥誘發(fā)的AKI和晚期肝硬化的肝腎綜合征，若使用利尿劑后仍出現(xiàn)低尿鈉，表明預后不良[24]。

血管緊張素轉換酶抑制劑或血管緊張素受體阻滯劑，應用于心衰患者能降低血壓并減少急性鈉潴留。但是因為降壓幅度較大影響腎功能并導致高鉀血癥，所以對于危重患者的應用需要謹慎[25]。非甾體抗炎藥，通過抑制前列腺素的產(chǎn)生而干擾腎血流動力學。甲氧芐啶和西咪替丁會競爭性抑制小管分泌肌酐，但與GFR的降低并無直接關系。損傷腎小管的藥物(例如氨基糖苷類)會影響鈉的重吸收，同時減少GFR(通過管球反饋)以致尿鈉減少[26]。以上這些藥物能夠誘發(fā)急性間質(zhì)性腎炎伴腎功能損傷。因此對于新出現(xiàn)的尿檢異?；騍Cr持續(xù)升高者，應至少進行一次尿蛋白定量和尿沉渣分析，并進一步監(jiān)測腎功能。

小結：通過尿電解質(zhì)來監(jiān)測危重癥患者腎功能的文獻大多是基于小型單中心的研究和病案報告。實驗室和臨床上同時評估尿電解質(zhì)以及腎血流量、腎微循環(huán)氧合和灌注有助于闡明腎微循環(huán)復雜的病理生理改變。早期發(fā)現(xiàn)AKI并進行及時治療，對于ICU患者的AKI預后具有重要意義。尿電解質(zhì)檢測潛在作用有待進一步挖掘。我們將來仍需要通過多中心、前瞻性隨機研究來確定常規(guī)尿電解質(zhì)的意義。