定义与单位
某物质的肾清除率,是单位时间内经尿排出的该物质量,相当于多少体积血浆中所含的该物质量。它用一个等效血浆体积描述肾脏排泄能力,常以ml/min表示,而不是以百分比表示。
这里的“清除”是计算概念,不表示肾脏真的把某一团血浆中的该物质完全移除,再让另一团血浆原样通过。不同物质受到的滤过和小管转运不同,所以同一个人的不同物质可以具有不同清除率。
清除率也不等于尿量。尿量描述最终排出液体的体积,清除率还要结合该物质在尿液和血浆中的浓度。
计算原理与测量条件
物质X的清除率可写为:Cₓ = Uₓ × V ÷ Pₓ。
Uₓ是尿中X的浓度,Pₓ是血浆中X的浓度,V是单位时间尿量。尿浓度乘尿流量得到单位时间排出的物质量,再除以血浆浓度,便得到等效血浆体积。尿、血浓度必须采用一致的计量单位;尿流量按每分钟计,所得清除率才是每分钟的体积。
例如,某物质尿浓度为100 mg/L,血浆浓度为1 mg/L,尿流量为1 ml/min,则清除率为100 ml/min。这个数值说明每分钟排出的物质量相当于100 ml血浆中所含的量,并不是每分钟排出了100 ml尿液。
尿量必须对应明确的收集时间,血浆浓度也要能代表相应测量时段。漏收尿液、时间记录错误或浓度在测量期间明显变化,都会影响结果。单独一次血浆浓度不能直接代入为清除率,按血液指标建立的估算公式则属于另一种评价方式。
清除率与肾小管净转运
对于能够自由滤过、且肾内生成或消耗可忽略的物质,尿中排出量可理解为滤过量减去重吸收量,再加上分泌量。单位时间滤过负荷等于肾小球滤过率乘以血浆浓度;小管对该物质的进一步处理决定它最终有多少进入尿液。
在这些前提下,清除率低于GFR提示存在净重吸收,高于GFR提示存在净分泌。这里强调的是“净”效果:同一物质可能同时经历重吸收和分泌,清除率比较不能证明其中某一过程完全不存在。
清除率接近GFR也不自动证明没有任何小管转运,因为方向相反的转运可能相互抵消。若物质不能自由滤过,直接用总血浆浓度与GFR比较也会失去上述简单含义。滤过、重吸收和分泌的过程可联系肾小管重吸收与分泌。
正常情况下,葡萄糖滤过后大部分被重吸收,清除率可接近零;这不表示肾脏没有滤过葡萄糖。尿素清除率低于GFR,则反映其净重吸收。尿中排出很少与肾小球滤过很少,是不同的解释。
滤过功能的评价
菊粉清除率
菊粉能够自由通过肾小球滤过,在小管和集合管中不被重吸收或分泌。因此,在适当测量条件下,其尿中排出量对应滤过量,菊粉清除率可用于测定GFR。
菊粉属于外源性标志物,需要专门的测量安排,实际应用不如内源性指标方便。它的价值主要在于清楚展示理想滤过标志物的条件,而不是说明所有物质的清除率都代表GFR。
内生肌酐清除率
肌酐由体内代谢产生,不需要像菊粉那样另行引入。利用尿肌酐、相应时段尿量和血浆肌酐,可以计算内生肌酐清除率。但肌酐存在小管分泌,因此它不是严格符合菊粉条件的标志物,不能把其清除率与真实GFR无条件画等号。
肌酐生成还受肌肉活动和饮食等影响,尿液收集质量也影响实测清除率。血清肌酐、定时尿计算的肌酐清除率,以及依据公式得到的eGFR并非同一项测量。急性肾损伤时肾功能和肌酐浓度处于变化中,更需要结合时间趋势解释。
肾血浆流量与肾血流量的评价
对氨基马尿酸(PAH)通过滤过及小管分泌排出,在适当的测量条件下,流经肾脏的血浆中大部分PAH能够被提取。因此,PAH清除率用于估计有效肾血浆流量,而不是GFR。
其小管转运方向可联系近端小管的有机物分泌,与葡萄糖回收作比较。
PAH并未在一次通过肾脏时被完全清除,肾静脉血中仍可有残留。有效肾血浆流量与实际总肾血浆流量因此有区别;从前者推算后者需要考虑提取比例,不能把某个示例比例当成所有状态下的固定常数。
肾血浆流量只计算血浆,不包括血细胞。已知肾血浆流量和血细胞比容时,可用“肾血浆流量 ÷(1-血细胞比容)”推算肾血流量,血细胞比容应以小数代入。GFR与肾血浆流量之比则是滤过分数。它们分别描述滤过、血浆供应和全血供应,调节机制见肾脏血流与滤过调节。
无溶质水清除率与水排泄
渗透清除率用尿渗透压、血浆渗透压和尿流量计算:Cₒₛₘ = Uₒₛₘ × V ÷ Pₒₛₘ。它表示排出尿中这些溶质,若采用与血浆相同的渗透浓度,相当于需要多少体积的水。
无溶质水清除率为实际尿流量减去渗透清除率,即C水 = V-Cₒₛₘ。尿液比血浆稀时为正值,反映相对于等渗溶质排出而言有额外水排出;尿液比血浆浓时为负值,反映相对于该参照的水保留。
这种拆分不意味着尿液中存在可分离出来的一股“纯水”,而是定量描述尿液浓缩与稀释的方式。它也不是GFR或整体肾功能的替代指标,仍需结合溶质排泄、血浆状态和具体病程解释。