腎臟生理調節與慢性腎臟病 (CKD)
腎絲球過濾率 (GFR) 的自我調節 (Autoregulation)
- 定義:在一定血壓範圍內,腎臟能維持相對穩定的腎血流 (RBF) 和 GFR。
- 主要機制:
- 肌源性反應 (Myogenic Response):
- 作用位置:入球小動脈 (afferent arteriole) 的平滑肌。
- 機轉:直接感應血壓變化。血壓升高時,平滑肌收縮,減少血流;血壓降低時,平滑肌舒張,增加血流。
- 腎小管–腎絲球回饋機轉 (Tubuloglomerular Feedback, TGF):
- 作用位置:遠端腎小管緻密斑 (macula densa) 細胞。
- 機轉:感應流經該處的腎小管液中氯化鈉 (NaCl) 濃度和流速。
- 當 GFR 過高導致 NaCl 流量增加時,緻密斑釋放血管收縮物質 (如腺苷 adenosine),使入球小動脈收縮,降低 GFR。
- 肌源性反應 (Myogenic Response):
- 輔助調節因子 (非主要自我調節機制):
- 血管收縮素 II (Angiotensin II):主要作用於出球小動脈 (efferent arteriole),使其收縮,有助於維持 GFR。
- 前列腺素 (Prostaglandins):主要擴張入球小動脈,在腎血流不足時維持 GFR。
慢性腎臟病 (CKD) 的分期與管理
- CKD 診斷與分期:依據腎絲球過濾率 (eGFR) 和白蛋白尿 (UACR) 進行綜合判斷。
- eGFR 分期:
- Stage 3a:eGFR 介於 45-59 mL/min/1.73 m²。
- 範例:eGFR 56 mL/min/1.73 m² 屬於 CKD Stage 3a。
- 白蛋白尿分期 (UACR: Urine Albumin-to-Creatinine Ratio):
- A3 (顯著白蛋白尿):UACR > 300 mg/g。
- 範例:UACR 380 mg/g 屬於顯著白蛋白尿 (A3)。
- CKD 流行病學與預後:
- 最主要原發病因:糖尿病腎病變 (diabetic nephropathy)。
- 第二常見原因:高血壓 (長期未控制或控制不佳的高血壓性腎硬化症)。
- 高血壓性腎硬化症特徵:腎小球硬化、腎小管萎縮和間質纖維化,臨床表現為高血壓、腎功能不全、輕度蛋白尿,尿沉渣通常正常或僅有少量細胞。
- 最常見死亡原因:心血管疾病 (cardiovascular disease),遠超過腎衰竭本身。
- CKD 患者的風險評估:需綜合考量 eGFR 與 UACR。
- CKD 的影響:腎臟功能逐漸喪失,影響電解質、酸鹼平衡、造血功能及骨骼代謝。
- CKD 患者常見電解質與體液異常:
- 高血鉀 (hyperkalemia):CKD 患者因腎臟排泄鉀離子功能受損,為高風險族群。
- 高血磷 (hyperphosphatemia)
- 低血鈣 (hypocalcemia)
- 水分過多或稀釋性低血鈉 (dilutional hyponatremia):因腎臟排水功能受損。
- 高血鈉 (hypernatremia):最不常見的電解質障礙。
- CKD 併發症:腎性貧血 (Renal Anemia) / 慢性病貧血 (Anemia of Chronic Disease)
- 原因:腎臟製造紅血球生成素 (erythropoietin, EPO) 不足。
- 紅血球型態:通常為正常血球大小 (normocytic) 和正常色素性 (normochromic),除非合併鐵缺乏。
- 鐵代謝特徵:鐵利用障礙,導致血清鐵蛋白正常或升高,血清鐵正常或升高,總鐵結合力降低。
- 臨床表現:虛弱、疲勞、運動耐受力不良、心血管負擔增加 (如心衰竭、左心室肥大)、認知功能異常。
- 治療目標:將血色素 (hemoglobin, Hb) 提升至 10-11.5 g/dL。將 Hb 矯正至正常人標準值 (如 ≥13 g/dL) 會增加心血管事件 (中風、血栓) 和死亡率的風險。
- 藥物與腎功能:
- 非類固醇止痛消炎藥 (NSAIDs):長期使用會損害腎功能,導致 CKD 惡化。
- Metformin:
- 排泄途徑:主要經腎臟排泄。
- 風險:在腎功能不佳時,Metformin 可能蓄積體內,增加乳酸中毒 (lactic acidosis) 的風險。
- CKD 患者的高血壓治療:
- 首選:血管張力素轉化酶抑制劑 (ACEI) 或血管張力素Ⅱ型受體拮抗劑 (ARB),特別是有蛋白尿的患者,因其具腎臟保護作用。
- 不建議合併使用:ACEI 與 ARB 雙重阻斷 (dual blockade) 會增加高血鉀和急性腎損傷的風險,且無額外益處。
- 糖尿病腎病變治療:
- 第 2 型鈉–葡萄糖共同轉運蛋白抑制劑 (SGLT2 inhibitor):能顯著降低腎功能衰退、蛋白尿和心血管事件的風險。
- 血壓控制目標:
- CKD 合併糖尿病患者,血壓控制目標通常較嚴格,一般建議在 130/80 mmHg 以下,但需考量個別病人耐受性。
- 飲食管理:
- 低蛋白飲食 (low protein diet):可減輕腎臟負擔、改善尿毒症狀、延緩腎功能惡化,但需注意避免營養不良。腎病症候群患者雖有低白蛋白血症,仍應採用低蛋白飲食。
- CKD 與鈣磷代謝異常:
- 次發性副甲狀腺機能亢進 (Secondary Hyperparathyroidism):
- 原因:CKD 導致腎臟無法有效排出磷,造成高血磷,進而刺激副甲狀腺增生。
- 表現:通常為低血鈣和高副甲狀腺素。
- 三發性副甲狀腺機能亢進 (Tertiary Hyperparathyroidism):
- 原因:長期次發性副甲狀腺機能亢進後,副甲狀腺發展成自主性分泌,不再受血鈣或血磷調控。
- 表現:高血鈣。
- 次發性副甲狀腺機能亢進 (Secondary Hyperparathyroidism):
- 腎功能惡化鑑別診斷:需綜合考慮病史、血壓、尿液分析、腎臟影像學和血清學檢查結果。尿液檢查正常在排除腎小球疾病方面具有重要意義。
馬兜鈴酸腎病變 (Aristolochic acid nephropathy, AAN)
- 定義:由馬兜鈴酸(常見於某些中草藥)引起的慢性、進行性腎臟疾病,最終常導致末期腎病。
- 臨床表現:
- 通常表現為慢性腎功能不全、貧血。
- 輕度至中度蛋白尿(通常小於 1-2 g/天)。
- 血尿不常見。
- 腎臟大小在早期可能正常或輕度增大,後期才可能萎縮。
- 病理特徵:
- 最主要特徵:嚴重的、瀰漫性的腎小管間質纖維化和腎小管萎縮,且纖維化程度與腎絲球病變程度不成比例(即間質病變遠重於腎絲球病變)。
- 腎絲球通常在疾病早期和中期保持良好,晚期才可能出現繼發性硬化。
- 間質炎症細胞浸潤通常為輕度至中度,以淋巴球和漿細胞為主。
- 鑑別診斷:需與其他慢性間質性腎炎(如慢性藥物性間質性腎炎、慢性尿酸腎病變等)區分。AAN 的纖維化程度通常更為嚴重和瀰漫。
腎臟移植免疫抑制劑
- Sirolimus (rapamycin):
- 藥物種類:mTOR 抑制劑。
- 用途:常用於腎移植病人,尤其為減少鈣調磷酸酶抑制劑 (calcineurin inhibitor, CNI) 的副作用。
- 常見副作用:高血脂 (hyperlipidemia)、蛋白尿 (proteinuria)、口腔潰爛 (stomatitis)、周邊水腫 (peripheral edema)、骨髓抑制 (myelosuppression)。
腎動脈狹窄 (Renal Artery Stenosis, RAS)
- 定義:腎動脈的狹窄,導致腎臟血流灌注不足。
- 病因:
- 老年人:多由動脈粥狀硬化引起。
- 年輕女性:常見纖維肌肉發育不良 (Fibromuscular Dysplasia, FMD)。
- 臨床表現 (續發性高血壓常見原因):
- 頑固性高血壓 (Resistant Hypertension):血壓難以用常規藥物控制。
- 腎功能惡化:
- 腎臟缺血可導致腎功能不全。
- 使用血管張力素轉化酶抑制劑 (ACEI) 或血管張力素受體阻斷劑 (ARB) 後,血清肌酸酐 (creatinine) 可能顯著升高。
- 低血鉀 (Hypokalemia):腎臟缺血激活腎素-血管張力素-醛固酮系統 (RAAS),導致醛固酮分泌增加,促進鉀離子排出。
- 動脈粥狀硬化危險因子:吸菸、糖尿病、高血壓等。
- 不典型表現:雖然下肢血壓高於上肢血壓在主動脈弓縮窄 (coarctation of the aorta) 更為典型,但在腎動脈狹窄導致的嚴重高血壓中,有時也可能觀察到下肢血壓相對較高。
顯影劑造成的急性腎損傷 (Contrast-induced Nephropathy, CIN)
- 定義:由顯影劑引起的醫源性急性腎損傷。
- 主要機轉:
- 腎臟血管收縮:顯影劑直接或間接導致腎臟血管收縮,特別是腎髓質血流減少,造成缺氧。
- 腎小管細胞毒性:顯影劑直接對腎小管上皮細胞產生毒性作用,導致細胞損傷和壞死。
- 自由基產生:顯影劑可能導致氧化壓力增加,產生自由基,進一步損害腎臟細胞。
- 影響部位:主要影響腎小管和腎髓質,通常不會直接造成腎小球微血管系統的阻塞。
感染後腎絲球腎炎 (Post-infectious Glomerulonephritis, PIGN)
- 最常見病因:A 群鏈球菌 (Group A Streptococcus, GAS) 感染,包括咽喉炎或皮膚感染。
- 典型發病時間:
- 咽喉炎後 1-2 週。
- 皮膚感染後 3-6 週。
- 臨床表現:血尿 (常為肉眼可見)、水腫、高血壓、蛋白尿、少尿。
- 實驗室檢查:
- 補體 C3 通常會下降,並在數週後恢復正常。
- 抗鏈球菌抗體 (如 ASO、anti-DNase B) 升高。
- 治療:主要為支持性療法,抗生素僅用於治療原發感染,不能改變腎炎病程。
腎臟替代療法
- 血液透析 (Hemodialysis):
- 併發症:
- 透析中低血壓 (Intradialytic Hypotension):
- 機轉:透析會快速移除水分和溶質,導致有效循環血量減少。
- 誘發因素:進食時,血液會重新分配至腸胃道。在總血量已減少的透析過程中,腸胃道血流增加會導致其他重要器官(如腦部、心臟)血流不足,進一步誘發或加劇低血壓。
- 電解質紊亂:易出現高血鉀、低血鉀等問題。
- 酸中毒:是末期腎病變 (ESRD) 患者的常見併發症。
- 體液過多或不足:透析過程中水分移除不當導致。
- 透析中低血壓 (Intradialytic Hypotension):
- 併發症:
- 腹膜透析 (Peritoneal Dialysis, PD):
- 原理:利用腹膜作為半透膜,透過滲透壓梯度和擴散作用清除體內多餘水分和毒素。
- 腹膜平衡測驗 (Peritoneal Equilibrium Test, PET):
- 目的:評估腹膜通透性,將病人分為低通透性 (low transporter)、低平均通透性 (low-average transporter)、高平均通透性 (high-average transporter) 和高通透性 (high transporter)。
- 高通透性 (high transporter) 的特點及處理:
- 特點:腹膜對溶質 (如葡萄糖) 的通透性高,水分和葡萄糖的交換速度快。
- 問題:若透析液留滯時間較長,葡萄糖會被快速吸收,導致滲透壓梯度消失,甚至出現反向超濾 (reverse ultrafiltration),使水分從體內進入腹腔,造成體液堆積。
- 解決策略:應縮短留滯時間、增加葡萄糖濃度或使用其他滲透劑來改善體液過多的問題。
腎結石 (Nephrolithiasis)
- 最常見類型:草酸鈣結石 (Calcium oxalate stones),約佔所有結石的 70-80%。
- 草酸鈣結石特性:
- 典型結晶形態:「信封狀」或「雙錐體」,顯微鏡下易辨識。
- 尿液 pH 值影響:關係不大,溶解度在酸性、中性、鹼性尿液中都相對穩定。
- 預防策略:增加水分攝取、適量鈣質攝取、限制高草酸食物 (如菠菜、巧克力、堅果)、限制鈉鹽和動物蛋白攝取。
- 危險因子:高尿鈣、高尿草酸、低尿檸檬酸。
- 高劑量維他命 C 會增加尿液草酸排泄,可能促進草酸鈣結石形成。
- 胱胺酸結石 (Cystine stones):
- 結晶形態:六角形。
- 治療:需使用 Tiopronin 或 Penicillamine 等螯合劑。
- 危險因子:高尿胱胺酸濃度 (遺傳性腎小管再吸收缺陷)、低尿 pH 值 (酸性尿)。
- 腎結石合併感染與阻塞:
- 定義:泌尿道結石引起阻塞,並伴隨泌尿道感染 (UTI) 及發燒。
- 病況:又稱急性阻塞性化膿性腎盂腎炎或感染性腎結石合併阻塞,為泌尿科急症。感染的尿液被困在腎臟內,可能導致敗血症,危及生命。
- 優先處理:緊急解除阻塞,引流感染的尿液。
- 介入治療方式:放置輸尿管支架 (ureteral stent) 或經皮腎造瘻術 (percutaneous nephrostomy, PCN)。
- 其他處理:單純給予抗生素或止痛藥無法有效控制病情。α1 腎上腺素受體阻斷劑 (如 tamsulosin) 不適用於此類急症的首要處理。
| 結石類型 | 最常見程度 | 主要危險因子 | 尿液 pH 值影響 | 結晶形態 | 治療/預防特點 |
|---|---|---|---|---|---|
| 草酸鈣結石 (calcium oxalate) | 最常見 | 高尿鈣、高尿草酸、低尿檸檬酸、高劑量維他命C | 影響不大 | 信封狀或雙錐體 | 增加飲水、限制高草酸食物、適量鈣攝取 |
| 磷酸鈣結石 (calcium phosphate) | 較常見 | 高尿鈣、低尿檸檬酸、高尿 pH 值 (鹼性尿) | 高 (鹼性) | ||
| 尿酸結石 (uric acid) | 較常見 | 低尿 pH 值 (酸性尿)、高尿酸排泄量 | 低 (酸性) | ||
| 胱胺酸結石 (cystine) | 罕見 | 高尿胱胺酸濃度 (遺傳性腎小管再吸收缺陷)、低尿 pH 值 (酸性尿) | 低 (酸性) | 六角形 | Tiopronin 或 Penicillamine 螯合劑 |
| 感染性結石 (struvite) | 較常見 | 尿素分解菌感染 (如變形桿菌),導致尿液 pH 值升高 | 高 (鹼性) |
腎結核 (Renal Tuberculosis)
- 病因:結核菌感染腎臟引起的慢性肉芽腫性炎症,通常是肺結核的血行播散。
- 典型影像學特徵 (晚期):
- 「自體腎切除」(autonephrectomy):腎臟因廣泛壞死、纖維化和鈣化,最終功能完全喪失。
- 「泥灰腎」(putty kidney):描述這種廣泛、不規則、緻密鈣化腎臟的形象說法,為晚期腎結核的經典表現。
- 鈣化型態:可以是點狀、斑塊狀,甚至瀰漫性分佈。
- 鑑別診斷:是無菌性膿尿 (sterile pyuria) 的重要鑑別診斷之一。需與腎結石、腎動脈瘤、腎細胞癌等其他原因引起的腎臟鈣化區分,後者鈣化型態通常與「泥灰腎」不同。
酸鹼平衡異常
動脈血氣體分析 (ABG) 判讀步驟
- 判斷 pH 值:確認是酸中毒 (pH < 7.35) 還是鹼中毒 (pH > 7.45)。
- 判斷主要異常:
- 呼吸性問題:看 PaCO2 (正常值 35-45 mmHg)。
- 代謝性問題:看 HCO3- (正常值 22-26 mEq/L)。
- 代謝性酸中毒的進一步評估:
- 計算陰離子隙 (Anion Gap, AG):
- 公式:AG = Na+ - (Cl- + HCO3-)
- 正常值:約 8-12 mEq/L。
- 區分類型:
- 高陰離子隙代謝性酸中毒 (High Anion Gap Metabolic Acidosis, HAGMA):
- 原因:MUDPILES
- Methanol (甲醇)
- Uremia (尿毒症)
- Diabetic Ketoacidosis (糖尿病酮酸中毒)
- Paraldehyde (副醛)
- Iron / Isoniazid (鐵/異菸肼)
- Lactic Acidosis (乳酸中毒)
- Ethylene Glycol (乙二醇)
- Salicylates (水楊酸鹽中毒)
- 原因:MUDPILES
- 正常陰離子隙代謝性酸中毒 (Normal Anion Gap Metabolic Acidosis, NAGMA),又稱高氯性酸中毒:
- 原因:腎小管酸中毒 (Renal Tubular Acidosis, RTA)、腹瀉、碳酸酐酶抑制劑等。
- 高陰離子隙代謝性酸中毒 (High Anion Gap Metabolic Acidosis, HAGMA):
- 計算陰離子隙 (Anion Gap, AG):
- 代謝性鹼中毒的評估:
- 嘔吐引起的酸鹼失衡:嘔吐導致胃酸(HCl)流失,造成代謝性鹼中毒和低氯血症。體液容積不足會刺激腎素-血管張力素-醛固酮系統(RAAS),導致醛固酮升高,進一步促進腎臟排鉀和氫離子,加劇低血鉀和代謝性鹼中毒。
鈣代謝異常
高鈣血症 (Hypercalcemia)
- 高血鈣校正公式:當血清白蛋白異常時,需對血鈣進行校正。
- 校正鈣 (mg/dL) = 測量鈣 (mg/dL) + 0.8 × (4.0 - 白蛋白 (g/dL))。
- 若單位為 mmol/L,需先轉換。
- 鑑別診斷:
- PTH 升高:原發性副甲狀腺機能亢進。
- PTH 降低:惡性腫瘤引起高血鈣 (Hypercalcemia of Malignancy, HCM) (如肺部鱗狀細胞癌分泌 PTHrP)、牛奶-鹼劑症候群、維生素 D 中毒、甲狀腺功能亢進、藥物 (如 thiazide 利尿劑)。
- 惡性腫瘤:腫瘤分泌副甲狀腺素相關胜肽 (PTHrP) 或骨骼轉移導致骨質溶解。
- 副甲狀腺機能亢進:原發性副甲狀腺機能亢進、三發性副甲狀腺機能亢進。
- 肉芽腫性疾病 (Granulomatous Diseases):巨噬細胞活化維生素 D,導致血鈣升高。範例:肺結核 (Tuberculosis)。
- 緊急處理:
- 補液:靜脈輸注生理食鹽水是第一線治療,以糾正脫水並增加鈣排泄。
- 利尿劑:Loop diuretics (如 furosemide) 可在補足血容量後使用,以進一步增加鈣排泄,但需注意避免脫水。
- 抑制骨吸收:雙磷酸鹽 (bisphosphonates) 是抑制骨吸收的有效藥物,但作用較慢。
- 其他:降鈣素 (calcitonin)、糖皮質激素 (glucocorticoids) 等。
腎臟學
一、 腎前性氮血症 (Prerenal Azotemia)
- 定義:腎臟本身無實質性病變,但因腎臟血流灌注不足 (hypoperfusion) 導致腎絲球過濾率 (GFR) 下降。
- 相關藥物影響:
- 血管收縮劑 (Vasoconstrictors):直接收縮腎臟血管,減少血流,加重腎灌注不足。
- 非類固醇消炎止痛藥 (NSAIDs):抑制腎臟中具血管擴張作用的前列腺素 (prostaglandin) 合成,導致腎臟血管收縮,減少血流。
- 血管收縮素轉化酶抑制劑 (ACE inhibitors):抑制腎臟出球小動脈的收縮。在腎灌流不足時,這會導致腎絲球內壓力下降,進一步降低 GFR。
- 硝化甘油 (Nitroglycerin):主要為全身性血管擴張劑,特別是靜脈擴張,對腎臟血管的直接收縮作用不明顯,故不會直接造成腎臟血管低灌流。
二、抗利尿激素 (ADH) 的作用機制與部位
- ADH (又稱血管加壓素, vasopressin) 作用機制:結合到腎小管細胞上的V2受體,啟動訊號傳導途徑,導致**水通道蛋白-2(aquaporin-2, AQP2)**從細胞質轉移並插入到管腔膜上,增加細胞對水的通透性。
- ADH 作用部位:主要作用於腎臟的遠端腎小管末端(連接小管, connecting tubule)和集尿管(collecting duct)。這些部位的細胞在ADH存在時,會增加對水分的再吸收,使尿液濃縮。
- 其他腎小管段:
- 近端腎小管:約65%的水分在此處被再吸收,此過程是滲透性的,不受 ADH 調節。
- Henle氏環下行枝:對水高度通透,是尿液濃縮的關鍵部分,但其通透性不受 ADH 調節。
- Henle氏環上行枝:對水不通透,主要再吸收溶質。
電解質異常
高血鉀症 (Hyperkalemia)
- 定義:血鉀濃度升高。
- 危險族群:慢性腎臟病 (CKD) 患者因腎臟排泄鉀離子功能受損,為高風險族群。
- 臨床表現:
- 疲倦無力是常見的非特異性症狀。
- 心電圖 (ECG) 變化:為診斷和評估嚴重程度的重要依據,典型演變順序為:
- 初期 (血鉀約 5.5-6.5 mEq/L):T波高聳、尖銳且對稱 (peaked T waves)。
- 進展期:PR間期延長,P波振幅降低、變平坦,甚至消失。
- 嚴重期:QRS波群變寬 (widened QRS complex),可能出現束支傳導阻滯 (bundle branch block) 或室內傳導延遲。
- 危急期:QRS波與T波融合形成正弦波 (sine wave pattern),最終可能導致心室顫動 (ventricular fibrillation) 或心搏停止 (asystole)。
體液容積不足的腎臟反應與尿液參數
- 尿液滲透壓:體液容積不足會刺激抗利尿激素 (ADH) 釋放,使腎臟濃縮尿液以保留水分,導致尿液滲透壓升高。
- 尿液氯離子:在氯反應性代謝性鹼中毒 (如嘔吐引起) 中,腎臟會努力保留氯離子以糾正體液容積不足和鹼中毒,導致尿液氯離子降低 (通常<10-20 mmol/L)。
- 尿液鉀離子:儘管血鉀低,但由於醛固酮升高和遠端腎小管碳酸氫根負荷增加,腎臟仍會排鉀,導致尿液鉀離子相對較高 (通常>20 mmol/L)。
