尿电解质检测在急性肾损伤诊治中的应用

蒋 静 综述 李世军 审校

急性肾损伤(AKI)是危重症患者的常见并发症，具有较高的死亡率。AKI的病理生理机制目前尚未完全阐明。一氧化氮、活性氧和肾脏氧合之间的平衡紊乱导致的微循环功能障碍可能是AKI发生的主要原因之一[1-2]。在炎症状态下，即使肾血流量(RBF)正常甚至增加，细胞和微血管功能的紊乱也可导致少尿。肾内分流、入球小动脉收缩和出球小动脉扩张、血流分布失衡等也是导致肾小球滤过率(GFR)改变的机制[3]。

既往研究认为肾脏灌注不足和急性肾小管坏死是导致 AKI 的重要原因。但在炎症状态下，如大手术后、脓毒症时，即使RBF有所增加，AKI仍持续进展[4]。由于床边难以评估RBF，因此临床上通常根据动脉血压、心输出量、乳酸和尿量等肾灌注指标来指导和管理AKI的诊治。目前临床上仍缺少能够评估AKI时肾脏的微循环状态的简单方法。全身性炎症反应时，微循环的改变早于临床上出现明显休克症状。舌下微循环血流量可影响局部二氧化碳压力(PCO2)，脓毒症首先出现高动力状态(心输出量逐渐增加)，随后舌下PCO2逐渐增加[5]，舌下容量法是一种监测脓毒症患者微循环改变的简单、无创的方法，用微电极传感器监测舌下PCO2的变化。Creteur等[6]对18例长期机械通气的脓毒症休克的患者进行了前瞻性开放性研究，采用5 μg/(kg·min)多巴酚丁胺泵入以增加血流量，结果表明局部微循环血流是舌下PCO2的主要决定因素。在ICU中，经常观察到脓毒症患者在低血压或其他灌注指标下降之前就开始出现少尿，这预示着微循环障碍在少尿发展中的作用更为重要，而低灌注并非低血压所致。

少尿可分为生理性和病理性的，二者在临床上并不容易区分。此外，尿量减少和血清肌酐(SCr)增加之间并非直接相对应[7]。有些患者尿量减少，SCr并不一定升高(如肾病综合征时)；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时)。

尿液电解质可以监测肾功能并提示少尿的原因。过去常常认为尿液电解质(特别是尿钠)是肾血流量和灌注的标志，这可能并不准确[8]，因为尿钠是肾小球滤过和肾小管重吸收共同作用的结果，临床上应加以综合分析。受摄入量的影响，尿液电解质的范围变化很大，如正常尿钾排出量为51～100 mmol/d，尿钠为130～217 mmol/d，尿氯为110～250 mmol/d，尿钙为是2.5～7.5 mmol/d，尿磷正常值为16.1～42 mmol/d等。本文拟就尿液电解质检测在AKI诊治的临床价值进行综述。

尿 钠

急性钠潴留可作为肾微循环障碍的指标近端小管是钠离子重吸收的主要部位，约有60%的钠离子以等渗的方式重吸收，并与其他溶质如氨基酸、葡萄糖等相耦联。通过管球平衡及儿茶酚胺、血管紧张素II等激素进行调节。约25%～40%滤过的钠离子在髓袢重吸收，主要在升支粗段。此处的吸收为不等渗，参与构成肾髓质外带渗透压梯度，受抗利尿激素、前列腺素等激素的影响。约8%的钠在远端肾单位重吸收，受醛固酮等激素的影响。

“肾前性AKI”时，尿钠排泄分数下降、低尿钠与肾脏低灌注有关。临床医师往往采用液体复苏的方法来改善肾灌注。需要注意的是，除了因血容量不足导致的微循环障碍外，在少尿基础上进行补液极其危险，经常出现过量的液体正平衡，导致肺水肿，甚至引起肾血管收缩从而进一步加重少尿，增加AKI患者的死亡率[9]。尿钠水平低往往代表肾微循环障碍，常先于AKI出现[10]。而炎症、氧化应激和肾内分流引起的改变则可能激活钠潴留机制并且不受肾灌注的影响[8]。在低血容量时肾脏通过降低GFR和钠的滤过，增加肾小管钠的重吸收恢复细胞外液容量。自主神经和肾素-血管紧张素系统被激活，收缩入球小动脉降低GFR，增加近端小管钠的重吸收。血管紧张素Ⅱ还通过改变小管周围毛细血管血流，降低静水压提高胶体渗透压来促进钠的重吸收。

尿钠升高是肾功能恢复的征兆既往认为尿钠升高是急性肾小管坏死的标志，但有作者研究认为当尿钠浓度大于血钠浓度时实际上是肾功能恢复的特异性标志。Maciel等[11]回顾性分析了1 153例患者，同时检测尿钠浓度和SCr，根据尿钠浓度分为5组(<20 mmol/L，20～39 mmol/L，40～139 mmol/L，140～169 mmol/L，≥170 mmol/L)。研究发现SCr正常或升高的患者尿钠值均<140 mmol/L，而尿钠值>140 mmol/L几乎均出现在SCr正常的患者。尿钠浓度>140 mmol/L患者的SCr中位数明显低于其他尿钠水平的患者。尿钠浓度<140 mmol/L的患者肾小球滤过率较低，且死亡率较高，而尿钠浓度>140 mmol/L的患者的肾小球滤过率较高，作者认为这提示了尿钠水平可反映危重患者的残余肾功能[11]。高尿钠值代表着的微循环障碍不明显或炎症消退。实际上，尿钠浓度升高与C反应蛋白下降、血流动力学恢复意义相似[12]，可能是GFR升高和钠潴留机制失活的共同作用的结果。但因为敏感性不高，所以尿钠水平低并不排除肾功能正常。

AKI时需动态监测尿钠临床上尿钠变化的趋势比单个数值更具相关性。过去常用尿钠 20 mEq/L和40 mEq/L来定义功能性(暂时的)或结构性(持久的)AKI ，现在的研究表明这种定义并不合适。二者是疾病发展的不同阶段，相同的病理过程后者较前者更严重[13]。在AKI发展中，尿钠从正常值(约100 mEq/L)降低到较低的水平，其变化的幅度取决于GFR降低、肾素-血管紧张素-醛固酮系统活化和肾小管损伤三者之间的平衡。这种损伤导致AKI后期钠重吸收障碍，从而导致尿钠增加。但因为肾小球钠的滤过减少以及肾小管重吸收增加，所以尿钠值是低于正常肾脏尿钠水平[14]。

尿 钾

钾排泄分数增加提示微循环障碍肾微循环障碍的另一个有价值的标志是钾排泄分数(FEK)增加[15]。钾排泄分数的增加通常先于SCr升高[14-15]，并且与GFR呈负相关，避免机体在AKI早期出现高钾血症[16]，尤其是当SCr值仍然正常时。血钾和SCr(均为FEK计算的一部分)的正常值，则余变量为尿钾浓度(UK)和尿肌酐浓度(UCr)。尿钾通常与尿量成反比关系：少尿与尿钾升高相关，多尿与尿钾降低相关联[17]。

UK/UCr与钾排泄分数可以鉴别 “生理”与“非生理”少尿与UK相比，UCr的变化可反映肌酐排泄是否适应于尿量。UCr升高可能是因为肌酐排泄增加或者仅仅是由于尿量较少。如果UCr(单位mg/dl)相对UK(单位mEq/L)的比例较低，这意味着肌酐的排泄与尿量并不相称，并且可观察到较高的钾排泄分数，发生AKI的风险增加。相反，如果UCr相对UK的比例高，即使在少尿的情况下，肌酐的排泄也会适应于尿量的变化，这意味着一个更良性的过程，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间的良好平衡。

正常的钾排泄分数约为10%，设定SCr为1.0 mg/dl、血钾为4 mEq/L则UK/UCr为0.4。如果钾排泄分数是20%，这意味着UK/UCr是0.8，表明肌酐的排泄与尿量不相称。

有时在术后患者也会观察到尿量正常或增加的时候出现髙尿钾，而这种短暂性髙尿钾和钾排泄分数升高通常表明肾微循环压力增加与少尿无关。一项回顾性的研究纳入了112例外科患者，入ICU前使用了利尿剂，并根据前三天AKI的进展进行了分类。有28例在入ICU后第一天出现AKI。非AKI组和AKI组在入ICU时FEK均增加，但随后只有AKI组FEK持续增加[18-19]。大多数患者SCr和血钾都正常，因此增加的FEK是UK/UCr高比值的结果，无论是否存在少尿。因此UK/UCr比少尿更有指导意义。生理性少尿可以定义为低UK/UCr比值的少尿。由于少尿时尿钾增加，所以会具有较高的UCr值以保持UK/UCr处于低水平(通常<0.5)。这是术后少尿患者常见的一种良性的自限性情况，所以SCr增加通常是暂时性的。

此外，FEK下降的患者出现SCr水平的提高也可能是肾功能恢复的标志。从数学公式上来看，SCr的增加会导致钾排泄分数的增加。因此，血钾值稳定时，钾排泄分数减少可能是UK/UCr减少的结果。如前所述，UK/UCr比值较低通常是肌酐排泄改善或正常的标志。然而由于肌酐排泄率是SCr浓度和肌酐清除率的产物，所以当SCr水平较高时，必须仔细分析UK/UCr比值和钾排泄分数。因此，UCr的增加可能是因为肌酐清除率增加，但也可能仅仅是SCr显著升高的结果[20]。在这些情况下，钾排泄分数相比于UK/UCr比值更为实用，因为SCr和UCr都可以同时监测，增加的UCr至少部分被增加的SCr抵消。

同时进行血液和尿样本评估可以对肌酐数值进行更动态的观察(图1)。当SCr正常时，UK/UCr比值增加意味着微循环障碍，它先于AKI出现，也可能意味着目前SCr高于患者的基线SCr，因此这样“正常”SCr实际上可能存在AKI风险(图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线SCr。较低的UK/UCr比值只有在正常肾脏中可以见到(图3)。

图1 尿钠和钾排泄分数对于AKI诊断的意义FEK:钾排泄分数;AKI:急性肾损伤;尿钠迅速降低是指在数小时内降低>50%

图2 炎症状态下的生理性少尿与非生理性少尿UK：尿钾;UCr：尿肌酐;SCr:血清肌酐

图3 假定肌酐值，通过评估FEK和UK /UCr比率来诊断并预估下一步变化血钾为4mEq/L， UK：尿钾;UCr：尿肌酐;FEK：钾排泄分数;AKI:急性肾损伤；SCr：血清肌酐

尿 氯

Komaru等[21]回顾性分析了入ICU患者的第1～4天的血和尿的电解质变化，发现第1天低尿氯浓度组的生存率明显低于高尿氯组，长期随访结果也是如此。增加对ICU患者的第1天尿氯浓度的监测有有助于预测AKI的发展。因此他们得出结论，较低的尿氯浓度与ICU死亡率、AKI发生率相关，但具体的调节机制有待进一步研究[21]。

干扰尿液电解质检测的药物

利尿剂是最常见影响尿液电解质成分的药物。呋塞米是ICU中最常使用的利尿剂，可以促进钠排泄，并且增加钾排泄分数[22]。但其效应是短暂的，应在给药至少12h后重新进行检测[23]。在心力衰竭及其他导致严重钠潴留的情况如脓毒症诱发的AKI和晚期肝硬化的肝肾综合征，若使用利尿剂后仍出现低尿钠，表明预后不良[24]。

血管紧张素转换酶抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂，应用于心衰患者能降低血压并减少急性钠潴留。但是因为降压幅度较大影响肾功能并导致高钾血症，所以对于危重患者的应用需要谨慎[25]。非甾体抗炎药，通过抑制前列腺素的产生而干扰肾血流动力学。甲氧苄啶和西咪替丁会竞争性抑制小管分泌肌酐，但与GFR的降低并无直接关系。损伤肾小管的药物(例如氨基糖苷类)会影响钠的重吸收，同时减少GFR(通过管球反馈)以致尿钠减少[26]。以上这些药物能够诱发急性间质性肾炎伴肾功能损伤。因此对于新出现的尿检异常或SCr持续升高者，应至少进行一次尿蛋白定量和尿沉渣分析，并进一步监测肾功能。

小结：通过尿电解质来监测危重症患者肾功能的文献大多是基于小型单中心的研究和病案报告。实验室和临床上同时评估尿电解质以及肾血流量、肾微循环氧合和灌注有助于阐明肾微循环复杂的病理生理改变。早期发现AKI并进行及时治疗，对于ICU患者的AKI预后具有重要意义。尿电解质检测潜在作用有待进一步挖掘。我们将来仍需要通过多中心、前瞻性随机研究来确定常规尿电解质的意义。