尿路梗阻的病理生理学
尿路梗阻性疾病是指在尿路任何部位出现的引起尿流转运不畅的一组疾病。尿路梗阻性疾病引起的肾实质损害称为梗阻性肾病。“肾积水”与上述两个概念不同，专指肾盂肾盏扩张的现象而不是病因。由于肾积水可出现于非梗阻性疾病，因此临床不应将尿路梗阻性疾病与肾积水概念混淆。
（一）尿路梗阻性疾病对肾脏损害（梗阻性肾病）
1.单侧输尿管完全梗阻（complete unilateral ureteral obstruction，CUUO）
1）单侧输尿管完全梗阻后肾脏的形态学改变。
（1）肉眼形态改变。受发病年龄、梗阻期长短、梗阻程度、是否合并感染以及肾盂类型（肾内/外型）等因素的影响。
梗阻初期，肾脏水肿，肾体积和重量均增加，表现为“大白肾”。如果梗阻不解除，4～6周后肾重量虽然继续增加，但肾实质的萎缩改变逐渐明显，肾盂积水量增加。梗阻90日后，肾脏的重量和肾盂积水量开始出现下降趋势。至231日，肾的重量和大小降至与对侧肾脏相同水平，肾实质菲薄而形成壳，正常的肾单位消失。肾内肾盂者，由于肾脏实质限制了肾盂的扩张，所以肾盂积水程度比肾外肾盂轻，但对肾实质的损害比肾外肾盂者重。急性输尿管完全梗阻不引起收集系统的表现，尤其是在肾内肾盂者，常常需要几天时间才能出现明显的扩张。
慢性梗阻时，肾脏可能增大、正常或者萎缩，形态学改变取决于梗阻时间的长短和梗阻程度。通常，尤其是肾外肾盂者，首先出现肾乳头压缩，一段时间以后收集系统扩张引起肾盏间的组织变薄，肾盏增大。最后肾盏融合，盏间仅存菲薄的“隔”，周围残存的肾实质受压形成扩张盏周边的“壳”。出现最终形态的时间长短因种属不同而有差异。鼠需4个月，兔需10个月，犬需18个月，而人需要多长时间尚不清楚。
胚胎期发生单侧输尿管完全梗阻将引起肾发育不良。成年期发生者，随着肾积水程度的增加出现肾实质的逐渐破坏和萎缩。
（2）显微镜下的形态学改变。梗阻初期的镜下改变多局限于肾小管，而较少累及肾小球。初期肾小球病变相对较轻，仅出现轻度的体积增大和Bowmans囊增厚，直至完全梗阻后231日少数肾小球才出现透明变性和结缔组织增生。
肾小管在梗阻初期表现为管腔扩张，上皮细胞扁平化。持续梗阻将造成间质纤维化和肾小管塌陷。电镜下，慢性梗阻的肾小管细胞大量凋亡，提示肾损害出现不可逆转变。梗阻1d后可发现肾皮质内间质间隙增宽，伴有成纤维细胞和单核细胞数目增加，并随时间推移逐渐加重。梗阻7d后间质内胶原纤维（Ⅳ型、Ⅴ型）和纤维粘连蛋白沉积。胶原等纤维蛋白被聚集在扩张肾小管、小动脉和肾小球旁周围的间质细胞表达。长期梗阻Bowmans囊围也出现以细胞浸润、胶原沉积和纤维化为主的间质炎表现，这种病变是不可逆的。总之，间质纤维化病变与梗阻解除后肾功能的丢失有关。
2）单侧输尿管完全梗阻后的生理学改变。
（1）单侧输尿管完全梗阻对肾血流和输尿管压的影响。急性单侧输尿管完全梗阻后，肾血流量与梗阻近端输尿管内压之间存在着三阶段关系，是机体在对侧健肾存在的条件下，保护梗阻肾功能的生理反应。
第一阶段为梗阻初期约3h内，机体为克服梗阻平面输尿管收缩力的丧失而代偿性地增加肾血流量和输尿管内压。此时，梗阻引起的肾间质内压力增高，可以导致前列腺素E2和一氧化氮的合成增加，引起肾小球小动脉扩张，使肾血流量增加约25%。如果应用非激素类抗炎药物可以抑制前列腺素合成酶，阻止肾血流量增高和输尿管压力增高。肾血流量增加的同时，梗阻输尿管的蠕动频率和强度增加，使输尿管腔内压进一步增加。肾盂和输尿管腔内压的过度增高，可导致肾盂静脉反流，肾盂淋巴反流、肾盂肾小管反流和肾盂间质反流。
第二阶段为梗阻后5h内，肾血流量下降至原有水平而输尿管压力持续上升。机体为维持滤过率而收缩出球小动脉。此时肾血流量降低至原有水平，但由于出球小动脉收缩而维持肾滤过生成尿液，进一步增加了肾小管内的压力。
第三阶段为梗阻5h后肾血量继续下降。至18h后，降为正常的40%～50%，输尿管内压力下降至原有水平。此后肾血流量和输尿管内压持续下降。至8周时，肾血流量降为正常的12%。在第三阶段，机体为保护肾功能，维护肾正常的结构，而收缩入球小动脉，降低了肾血流量。入球小动脉的收缩可能与血管紧张素Ⅱ和血栓烷A2合成增加有关。梗阻早期，肾血流量增加时，入球小动脉阻力减低，可能刺激了肾素的分泌。另外肾小球滤过率降低导致致密部钠浓度降低，也可以增加肾素分泌。肾素可以将血管紧张原转化为血管紧张素Ⅰ。并在血管紧张素转换酶（ACE）作用下将血管紧张素工转换为血管紧张素Ⅱ。血栓烷A2在梗阻后合成增加，它是一种强力血管收缩剂。由于血管紧张素Ⅱ和血栓烷A2的收缩血管效应具有保护肾功能的作用，因此在急性梗阻后临床应用ACE阻断剂和前列腺素合成酶抑制剂可能会加重肾损害。由于血管紧张素的作用，肾血液灌注出现再分布，即肾皮质组织灌注压显著降低，而近髓肾小球灌注增加。此外，第三阶段肾血流量减少还与间质压力增高继而压迫血管有关。
（2）单侧输尿管完全梗阻对肾小球滤过率的影响。CUUO后，由于入球小动脉收缩，使肾有效血流量和肾小球毛细血管压力降低，肾小球滤过率降低。梗阻后肾小管和肾小囊内压升高，使有效滤过压降低。肾内血液再分布，肾有效滤过面积减少，使肾小球超滤系数（Kf）下降，也引起肾小球滤过率降低。此外，梗阻后，肾内管球反馈调节机制受到破坏，也与肾小球滤过率降低有关。
（3）单侧输尿管完全梗阻对肾小管功能的影响。
急性完全梗阻早期（5～8min）首先出现肾小管尿液浓缩功能受损，而产生大量低钠低渗尿。这是因为梗阻早期前列腺素E2（PGE2）的产生增加，PGE2可阻断肾远端小管和集合管对抗利尿激素（ADH）的敏感性。此外，梗阻后内髓部和外髓部出现坏死病变，使髓质高渗环境受到破坏，干扰了尿液逆流倍增机制。急性梗阻出现了尿渗透压降低，自由水清除率下降。梗阻1周后解除梗阻，产生了低渗尿；在解除梗阻后2周尿浓缩功能可基本恢复。完全梗阻4周后，肾浓缩功能几乎丧失。
除浓缩功能受损外，单侧完全梗阻后还出现了肾远端小管排H+障碍，氯化氨酸负荷试验阳性。K+排泄障碍，K+排泄分数降低，这是由于通过远端小管内钠含量降低所致。近端小管对氨马尿酸最大排泌试验（TmPAH）降低，提示近端小管转运功能受损。
在慢性单侧完全梗阻时，肾小管功能的受损与肾小管周围间质纤维化有密切关系。肾小管周围间质纤维化的机制可能如下。①梗阻3～5日肾小管细胞增加了Ⅳ型胶原的表达。②梗阻后肾小管细胞增加了肿瘤坏死因子（TNFα）的表达。梗阻1h后，TNFα的mRNA增加至2倍，4h达3.6倍，24h为2.7倍，72h为1.8倍。TNFα具有刺激肾残留细胞和肾小管细胞表达单核细胞趋化性多肽（MCP-1）等趋化因子的作用，使单核细胞聚集于肾小管周围间质内。③单核细胞、T淋巴细胞可分泌细胞因子刺激成纤维细胞增殖和分泌Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原。④梗阻后血管紧张素Ⅱ合成增加，因而刺激TGFβ1合成增加。TGFβ1具有刺激胶原合成增加，抑制金属蛋白酶表达及促进金属蛋白酶抑制剂表达的作用。由于金属蛋白酶具有分解代谢细胞外基质（ECM）的作用，所以TGFβ1的总效应是促使细胞外基质沉积（图3-1）。⑤梗阻后肾小管细胞凋亡增多，肾小管萎缩。⑥氧化反应物质在肾脏间质内增加，一方面诱导细胞释放细胞因子，诱导凋亡；另一方面促进细胞外基质表达。因此CUUO后的氧化应激与肾间质纤维化和肾小管纤维化密切相关。
图3-1 血管紧张素Ⅱ与梗阻性肾病间质纤维化的发病机制
2.单侧输尿管部分梗阻（parial unilatoralureteral obstruction，PUUO）
虽然输尿管部分梗阻在临床很常见，但目前对这类疾病的病理生理学研究并不充分，其原因是输尿管部分梗阻的实验动物模型非标准化，以致实验结果重复性差并且难以精确评价梗阻的程度。最早应用输尿管包埋于腰大肌隧道中的方法产生动物实验模型。以后改为将3F的支架管放入输尿管中，在输尿管外结扎，再拔出支架管的方法。最近，采用将聚丙烯珠孔塞放入输尿管内的方法。各种方法产生的实验结果不尽相同。与完全梗阻相比输尿管部分梗阻总的特点是梗阻近端尿路扩张明显而肾功能损害相对较轻且出现缓慢。
1）单侧输尿管部分梗阻（PUUO）后肾脏的形态学改变。输尿管轻/中度的部分梗阻，虽然引起明显的肾盂积水和梗阻近端尿路扩张，但造成肾实质的形态学改变较轻。输尿管重度部分梗阻则可造成肾小球体积缩小，进行性肾小球硬化，肾小球萎缩和间质性纤维化。除了梗阻程度外，梗阻期的长短也是影响肾脏形态学改变的重要因素。梗阻期长则肾积水明显；梗阻近端输尿管扩张伸长明显，输尿管壁肌肉肥厚；肾皮质薄，肾单位萎缩；肾段血管缩窄。对于幼鼠，1～15周的输尿管部分梗阻仅造成了较轻肾实质损害，表现为肾小球数目减少。
梗阻后尿量的多少影响着输尿管和肾盂积水的程度。高流量出现肾积水，尿量少则可不出现肾积水。例如肾结核或其他一些实质性疾患，虽有输尿管梗阻，也不发生肾积水。
2）单侧输尿管部分梗阻后的生理学改变
（1）PUUO对肾血流量的影响。与CUUO相比，PUUO时肾血流量变化出现晚并较轻微。PUUO后1周，肾血流量无明显改变；4周肾血流量明显下降。PUUO后5周，梗阻侧肾内血栓烷B2明显升高导致了梗阻侧肾血流量下降至正常的25%，对侧肾内前列腺素E2增多使肾血流量增加了40%。双侧肾血流再分布，肾皮质外带血流减少，皮质内带血流增加而髓质血流保持不变。此时解除梗阻，5周后原梗阻侧肾内的血栓烷B2水平恢复正常，但肾血流量不能恢复正常；对侧肾内前列腺素E2恢复正常，肾血流量也恢复至正常水平。如果在梗阻5周后切除梗阻侧肾输尿管，对侧肾血流量仍可恢复至正常。近年应用核磁显影技术能够成功检测肾静脉血流量的变化。鼠轻微的PUUO后18周，肾静脉血流量才发生明显的改变。如果PUUO较严重，那么在10周后才出现肾静脉血流量下降，至梗阻后24周肾静脉血流量下降至正常的57%。因此PUUO后肾血流量的改变与梗阻的严重程度和梗阻期长短密切相关。
（2）PUUO后的肾小球滤过率。与CUUO相比，PUUO后肾小球滤过率的变化较轻微。梗阻期长短、梗阻严重程度和是否利尿状态等因素影响着PUUO后的肾小球滤过率。在胚胎模型上，PUUO造成肾小球滤过率、肾血流量和肾浓缩功能的明显受损，这种功能性改变与肾形态轻微变化不相称。出生后的动物模型中，轻度PUUO 4周后肾小球滤过率保持正常，而重度PUUO则造成肾小球滤过率下降至正常的20%～70%。梗阻5～9周后，轻度PUUO的肾小球滤过率为正常的84%，而重度者降至正常的15%。由于PUUO后皮质肾单位数目下降明显，近髓肾单位的肾小球滤过率保持正常或增强。轻度PUUO后1年，肾小球滤过率为正常的40%。
（3）PUUO对肾小管功能的影响。PUUO后远端小管和集合管的尿液浓缩功能受损，因而出现钠重吸收障碍。严重的肾积水造成髓质和近髓质高渗环境的破坏，也破坏了髓襻的浓缩尿液功能。此外，远端小管和集合管的泌H+功能障碍，以及近髓肾单位HCO3-重吸收减少使肾的排酸功能受损。
（4）PUUO后肾盂内压力的改变。PUUO初期，管腔内压上升。为了克服梗阻，输尿管收缩频率和强度代偿性增加。当输尿管内尿量进一步增加后，输尿管通过扩张和延长来代偿，输尿管肌肉肥大，出现等长收缩。输尿管内尿量进一步增加后，输尿管出现失代偿，此时输尿管扩张明显，出现迂曲，收缩明显降低。
PUUO梗阻初期，肾盂内压迅速增高，并达到高峰，初期肾血流量维持不变，及肾小球滤过率不变使肾盂内积存的尿量逐渐增多；同时，肾盂输尿管代偿性张力增高也造成肾盂内压力增高。过高的肾盂内压进而引起了肾血流量降低，肾小球滤过率降低，尿量减少；此时积水如果进一步增加，使管腔内压继续上升，可造成肾盂逆流和尿外渗。同时肾盂输尿管的失代偿性扩张，又使肾盂内压逐渐减退，最终肾盂内压仅略高于正常基线。
肾盂逆流现象：正常肾盂压力为1～10cmH2O，梗阻后肾盂压力达60～90cmH2O。在输尿管梗阻肾盂压力超过100cmH2O后，就可出现逆流。输尿管梗阻时出现各种逆流现象，可视为机体的一种保护性机制或是缓冲作用。逆流方式有如下4种。①肾盂静脉逆流：尿液从肾盂经肾盏穹隆部进入邻近静脉，从而降低肾盂压力，保持肾功能。慢性梗阻时，这种缓冲作用，对延缓疾病的发展有重要意义。②肾盂肾小管逆流：对缓解肾实质的病理改变有利。在做逆行肾盂造影时，推注压力稍大，可出现这种逆流现象。③肾盂淋巴逆流：肾脏淋巴系统完整存在，对减轻由梗阻引起的肾脏病理改变，延缓疾病发展过程有重要作用。如果在结扎输尿管的同时，破坏了淋巴系统回流，肾脏病变发展快，产生萎缩、坏死的时间缩短。结扎输尿管后，可发现肾输出淋巴管扩张，淋巴流量增大。如果结扎淋巴管，则出现广泛性的肾实质、肾门脂肪，甚至肾包囊水肿。肾盂积水时，主要靠肾盂淋巴回流来维持部分肾功能。使部分肾盂尿流入淋巴系统，调节肾小球的滤过和肾间质液的流出，以延缓疾病发展。④肾盂间质逆流：肾盂内压增高后，液体可逆流致肾实质并可外渗至肾周围软组织中。肾盂周围外渗有时比较明显，甚至出现尿性腹水。肾间质水肿，不一定是逆流造成，更多的是由于肾内静脉压增加所致。
（5）PUUO的预后和转归。一般而言，较严重的PUUO梗阻后14日，不造成肾功能明显的损害，解除梗阻后肾功能可以完全恢复。梗阻28日后解除梗阻，仅有部分肾功能恢复，约恢复至正常的31%。梗阻60日后解除梗阻，肾功能基本丧失，仅有8%的肾功能可以恢复。
对侧肾功能是否完好，影响着梗阻解除后肾功能的恢复。研究表明：如果双侧肾脏出现部分梗阻，其中一侧为重度梗阻，另一侧为轻度梗阻。那么先解除重度梗阻侧的梗阻，将有利于肾功能获最佳的恢复。
肾盂肾盏的适应性对PUUO后梗阻病变的发展很重要。例如肾盂较大或肾外型肾盂者，在梗阻后肾盂内压力上升较缓慢，病程发展缓慢，对肾实质的损害出现较晚；反之亦然。
输尿管部分梗阻的病理生理改变并非都是持续进行性发展的。临床可观察到40%的稳定性肾积水。此时肾盂内压力维持相对稳定，接近于正常水平。梗阻肾产生的尿液和输尿管排出的尿液量达到平衡。此时肾积水程度相对稳定，肾功能的损害程度相对稳定。输尿管部分梗阻是否能够保持平衡取决于以下因素。①梗阻肾的尿液量及尿液速度，利尿能够促进病变发展。②梗阻的解剖部位与严重程度。③肾单位的功能状态。④肾盂肾盏的适应性，适应性良好者，容易达到稳定性肾积水。
3.双侧输尿管完全梗阻
在急性期，双侧输尿管完全梗阻（bilateral ureteralobstruction，BUO）与单侧输尿管完全梗阻CUUO）有相似的形态学改变。在慢性期，BUO时显微镜下见肾小球扩张而CUUO时肾小管塌陷，原因可能是BUO后肾小管内的压力高于CUUO时。
（1）BUO时的肾血流量、肾小球滤过率和输尿管压。急性双侧完全梗阻后肾血流量和输尿管内压的变化与急性单侧完全梗阻时不同，不存在三阶段关系。急性双侧完全梗阻的病理生理学变化是机体为维持肾有效滤过而采取的代偿措施。
急性双侧完全梗阻初始的1.5h内，变化与CUUO时相同。但在BUO时，诱使产生了大量扩血管性前列腺素（包括前列环素）和心钠素（ANP）。其中心钠素具有拮抗肾素-血管紧张素系统，扩张肾入球小动脉，收缩出球小动脉，增加肾小球滤过率以及利钠利尿作用。梗阻同时也诱使了血管收缩性的血栓烷A2和血管紧张素Ⅱ产生增多。但两类血管活性物质总的效应是入球小动脉扩张而出球小动脉收缩，使得肾血流量增加，肾小球滤过率增加及输尿管内压增加。
BUO后1.5～7h，肾血流量下降至正常水平以下，比CUUO同期下降更明显。肾内阻力显著增高，比CUUO同期增高更显著，此时输尿管内的压力仍进行性增高。但BUO时不出现皮髓质血流再分布。
BUO梗阻出现7h以后，由于没有非梗阻肾的代偿，因而BUO时不能同CUUO时那样——通过收缩入球小动脉来保护肾功能。为了维持肾小管滤过率，BUO时肾入球小动脉持续扩张，这与ANP的作用和一氧化氮作用有关。输尿管内压力在BUO后48h仍持续升高，远远高于CUUO时。同时肾小管内的压力也从1.88KPa（14.1mmHg）增加至3.86kPa（28.9mmHg），使得静水压梯度下降，有效滤过压降低，肾小球滤过率明显下降，但能较长期维持在低水平。BUO后24h，近端肾小管和远端肾小管压力分布为4kPa（30mmHg）和3.7kPa（27.7mmHg），而CUUO时分布为1.47kPa（9.2mmHg）和0.87KPa（6.5mmHg）。BUO后24h，肾小管滤过率下降至正常的20%。但此时保存功能的肾单位数目却比CUUO同期多，在解除梗阻后，BUO者有84%的皮质肾单位和49%的近髓肾单位仍有滤过功能；而CUUO同期为40%和12%。
（2）BUO的预后和转归。双侧梗阻持续数日，肾小球滤过率明显降低，但能够较长期维持在低水平。鼠BUO后48h，肾小球滤过率降低至正常的20%，并在以后数日维持在这一水平。犬BUO后48h，肾小球滤过率降低至正常的50%，以后也较长时间维持在这一水平。
如果梗阻继续存在，肾小球滤过率将进一步降低。此时如果解除梗阻，肾小球内压降低，经管腔的尿量增多并刺激致密斑分泌肾素，激发肾素-血管紧张素-醛固酮系统的活性，通过管球反馈机制使入球动脉收缩，肾小球滤过率更趋减少。
急性双侧输尿管完全梗阻可以造成肾衰竭，出现代谢性酸中毒、高钾血症和水中毒等。慢性双侧输尿管完全梗阻则可以引起慢性肾功能损害，但慢性期最早出现的表现是肾浓缩功能受损。
双侧输尿管完全梗阻和单侧输尿管完全梗阻的不同表现，见表3-2。(https://www.daowen.com)
（3）BUO的肾小管功能变化。在解除梗阻后BUO和CUUO肾小管的功能出现不同改变。是否梗阻后利尿是最主要的区别，梗阻后利尿的发生机制如下。①BUO时，水钠潴留使血容量升高，引起心钠素释放，可能是梗阻后利尿的主要因素。心钠素具有增加肾小管滤过率、增加水钠排出、抑制抗利尿激素的作用。②BUO引起远端肾小管损害，使钠重吸收分数下降，也是梗阻后利尿的原因。③BUO后体内水钠潴留及代谢产物（如尿素）的潴留是梗阻后利尿出现的客观条件。④BUO后肾集合管上水孔蛋白表达水平降低。水孔蛋白是细胞膜上的水分子通道，也是抗利尿激素在集合管上作用的靶位置，所以水孔蛋白表达下降，也是梗阻后利尿的原因。梗阻解除48h后，水孔蛋白表达开始恢复，7日后基本恢复正常。
BUO解除后，钾排泄增加。由于尿液中钠的含量升高和血清中钾离子浓度升高，造成了钾排泄绝对值和钾排泄分数都增加。
BUO造成肾小管浓缩尿液功能受损。自由水清除率升高，并且伴有总溶质排泄量增加。BUO造成近髓肾单位的亨利襻、远端小管和集合管重吸收障碍，其原因可能是BUO使髓质高渗环境破坏并使远端小管和集合管对抗利尿激素的敏感性下降所致。BUO使髓襻外支粗段重吸收钠障碍，继而髓质高渗形成障碍，破坏了逆流倍增机制，使水重吸收减少。BUO后心钠素水平增高，抑制NaCl在内髓集合管的吸收。BUO后水孔蛋白表达降低，造成集合管对抗利尿激素敏感性降低，也使尿液浓缩功能受损。
表3-2 双侧和单侧输尿管完全梗阻不同病理生理表现的比较
4.慢性尿路梗阻的特点
（1）慢性尿路梗阻后肾脏代谢的途径从有氧代谢变为无氧代谢。这是由于梗阻后肾血流量下降和肾内血流再分布造成的。在肾糖原消耗后，利用脂肪酸和α-酮戊二酸代谢，其代谢产物可对肾造成损害。梗阻6周后，这种作用逐渐明显，是不可逆的反应。
（2）慢性尿路梗阻可影响肾的发育。新生鼠单侧输尿管梗阻后，可造成肾脏发育迟缓和发育不全。这可能是因为梗阻后激活肾素-血管紧张素系统，进而TGFβ的表达增强和EGF表达减少，引起了肾细胞凋亡。梗阻后bcl-2表达减少和簇集蛋白表达增加可能与肾细胞凋亡有关。新生儿期完全梗阻5d，就可以造成肾发育迟滞。解除梗阻后也无新的肾单位形成。残留肾单位也出现过度滤过性损害。慢性梗阻则引起肾小管萎缩和间质纤维化。即使解除梗阻也不能恢复正常。
肾小球过度滤过损害：部分肾单位破坏后，残留的肾单位发生代偿。如代偿的肾单位负荷过重出现过度滤过时，可导致肾小球硬化，肾单位出现继发性破坏。
（3）慢性尿路梗阻的其他特征。①由于梗阻可诱发促红细胞生成素增加，因而慢性尿路梗阻可出现红细胞增多。②双侧慢性尿路梗阻可继发慢性肾功能不全和尿毒症，导致贫血。③慢性尿路梗阻时，由于远端小管的重吸收作用使血清尿素水平不成比例地增高。④由于1，25-（OH）2D3的合成减少，使血浆钙和磷水平降低。⑤慢性尿路梗阻可以引起高血压：慢性双侧输尿管梗阻可造成水钠潴留、血容量增高引发高血压。慢性单侧输尿管梗阻导致高血压较少见，可能是与肾素水平增高，活化了血管紧张素和醛固酮有关。
（二）尿路梗阻解除后肾功能的恢复
只有准确评价尿路梗阻对肾功能的损害程度和了解梗阻解除后肾功能恢复的预后，才能恰当地处理和治疗梗阻性肾病。迄今，临床上尚没有可靠和精确评价肾功能预后的方法，尤其是在先天性肾积水。尿路梗阻造成肾损害的程度、梗阻发生的年龄、梗阻期的长短、梗阻的严重程度、是否存在健肾、有无合并感染等因素都影响梗阻解除后肾功能的恢复。
1.动物资料
（1）梗阻期长短。梗阻期愈长，对肾小球滤过率和肾小管功能的损害愈重。犬肾短期的梗阻（如1h），在梗阻解除后肾小球滤过率很快恢复正常；单侧输尿管完全梗阻24h后，解除梗阻24h，肾小球滤过率可恢复至80%；完全梗阻达到1周，将出现永久性功能缺欠；梗阻2周，肾小球滤过率和肾小管功能约恢复50%，需4个月方能完成；6周的完全梗阻，肾功能基本不能恢复。镜下研究发现，鼠肾完全梗阻24h，就可出现15%的皮质肾单位和近髓肾单位丧失，并持续至解除梗阻后60日。完全梗阻1周，鼠肾肾小管的浓缩功能尚能完全恢复。完全梗阻超过4周，肾小管浓缩功能出现永久的明显损害。
（2）酸化能力、溶酶体酶和肌酸酐。如果解除梗阻前，肾小管酸化尿液能力较好，尿液pH值低于6.0，那么说明梗阻肾具有较好的恢复能力。尿液中的溶酶体酶浓度也可以提供有利的指标。例如N-乙酰氨基葡萄糖酶（NAG）是近端小管上皮细胞内的一种溶酶体酶，可以用作检测肾小管破坏的敏感性指标。如果病变处于大量功能性肾单位损害的阶段（“破坏期”），那么NAG在尿中的水平显著增高。如果病变处于稳定阶段，没有肾单位的破坏，那么NAG浓度较低。然而，最佳的预测肾功能恢复的方法是用肾造瘘管做短期引流，定期观察肌酐清除率的变化。
（3）间质纤维化。间质纤维化是肾脏发生不可逆性损害的病理学指标。间质纤维化的程度是评价肾损伤程度和肾功能破坏程度的最佳指标，间质内胶原蛋白的含量和肾小管基底膜的厚度与肾脏不可逆性损害程度相关。
（4）对侧肾的存在与梗阻后肾功能恢复有关。在大鼠，如果对侧肾脏存在，那么积水侧肾脏功能的丧失将更快。如果肾脏积水的程度严重且对侧肾功能正常，那么解除积水肾的梗阻后，肾功能将不能改善。然而，切除对侧健肾后，再解除积水肾的梗阻，肾功能的恢复较健肾存在者好。鼠一侧出现严重的部分输尿管梗阻，经过一个较长时期后，对侧肾出现代偿性增大。由于对侧肾脏代偿性增大发生于梗阻侧肾功能严重受损以后，所以肾代偿性增大提示梗阻侧肾功能的丧失，而不能用于预测早期的梗阻性功能损害。
（5）药物对肾功能恢复也有影响。血管紧张素转换酶抑制剂（甲巯丙脯酸）和前列腺合成酶抑制剂（吲哚美辛）对减轻梗阻对肾功能的损害，帮助肾功能恢复有一定效果。尤其血管紧张素转换酶抑制剂和血管紧张素受体拮抗剂具有减少TGFβ1表达，减轻间质纤维化的作用。然而，对于急性单侧输尿管完全梗阻，由于血管紧张素Ⅱ和血栓烷A2的收缩血管效应具有保护肾功能的作用，因此这时应用ACE阻断剂和前列腺素合成酶抑制剂可能加重肾损害。
（6）感染。尿路梗阻易引发感染。一旦感染发生，则加速肾功能的破坏，使病变迅速恶化。此外感染时细菌释放的内毒素可以抑制输尿管的蠕动，加重积水程度。
（7）梗阻发生的年龄。新生儿期出现输尿管梗阻对肾功能损害大，并且影响肾脏发育。新生儿期的大鼠输尿管完全梗阻5日，就造成了40%的肾小球丧失，解除梗阻后肾小球数目也不再恢复，但肾小球滤过率恢复正常，使该肾呈过度滤过状态，引起肾小球硬化。新生儿期输尿管梗阻还造成肾小管细胞凋亡，解除梗阻后凋亡消失，但肾小管发育异常，出现肾小管萎缩。此外梗阻后还出现间质纤维化，解除梗阻后纤维化减轻，但不能恢复正常。
2.人类临床资料
在人类，如果没有合并感染和应用肾毒性药物，那么在尿路梗阻后20周，尤其是单侧输尿管梗阻，肾功能在解除梗阻后能够完全恢复。
1）术前评估梗阻解除后肾功能的恢复。
通常尿路梗阻患者术前以利尿肾图、多普勒血管阻力检测、静脉尿路造影、逆行造影、核素肾扫描和CT扫描帮助判断是否保留肾脏。上述检查结果显示梗阻肾无功能对评价梗阻解除后肾单位的恢复能力没有价值。例如一个行子宫全切术时误伤输尿管的患者，在术前IVU和肾核素扫描显示梗阻肾无功能，但在行输尿管膀胱再植术后19个月，复查IVU和肾核素扫描，梗阻解除后的肾脏功能完全恢复。
不仅影像学对评价梗阻解除后肾功能恢复无价值，目前也没有可用于预后的良好的术前血清学指征。临床估计梗阻期长短和梗阻程度也存在一定困难。
有人认为梗阻侧尿液的pH值有预报价值，梗阻期尿pH值＜6提示解除梗阻后预后好；pH值＞7.1提示预后差。pH值介于6和7.1之间者，可能有部分恢复。如果用尿pH值结合血清碳酸氢根来观察，临床价值更高。
2）梗阻解除后肾功能恢复的评价。
（1）肾血流量及肾小球滤过率。梗阻解除后应监测肾小球滤过率和肌酐清除率。梗阻解除后肾血流量和肾小球滤过率往往可以部分或完全恢复。恢复的程度和恢复期长短因梗阻期长短、肾积水程度而有不同。例如：前列腺增生引起梗阻性肾病者，梗阻解除后2周肾小管滤过率和肾血流量恢复最明显。而高压性尿潴留引起双肾积水、高血压及肾功能不良者，解除梗阻后3个月才见有效的恢复。
（2）肾小管功能。人类单侧梗阻解除后，患侧肾功能的变化与动物实验结果相符，双侧梗阻解除后肾功能的变化则较复杂。
A.钠利尿观察。双侧梗阻解除后，首先出现钠利尿现象，此时可能出现钠、水的负平衡。钠利尿现象对机体内环境的稳定调节有利。此时绝大多数患者肾功能均有明显改善，但也有少数患者会出现血容量降低，应及时补充血容量。个别患者，钠利尿现象可延长到6个月以上。例如，55例伴有上尿路扩张和血肌酐升高的尿潴留患者中，经导尿治疗后55%患者出现钠利尿现象，仅4例出现低血容量，3例慢性丢钠并需口服补充钠盐。另有报道36例高压性尿潴留患者，导尿治疗后78%的患者出现钠利尿现象。大多数持续1～3日，少数5～7日，个别病例延长到30～47日。梗阻解除后利尿现象越严重，恢复时间越长。
B.其他电解质改变。梗阻解除后，钾、钙、镁等离子排出也增多。在梗阻程度较轻者，梗阻阶段的钠、钾、钙、磷酸盐和尿素等的绝对排泄值可能在正常范围内，而其滤过分数与降低的肾小球滤过率水平相一致，均相对减低。当梗阻解除后，肾小球开始恢复功能，它们的滤过排泄分数随尿量增多而增加。经2～3周后，其滤过排泄分数又下降至正常范围，说明肾小球滤过率也在逐渐改善，同时近曲小管的重吸收功能也在改善。梗阻解除后钾离子排泄特点与其他电解质有差别，梗阻解除早期出现钾利尿现象，使原有高血钾很快恢复，此后钾排泄分数降低，2周至3个月时钾排泄分数降至正常水平以下。
梗阻解除后，还出现渗透压清除率增加的现象，可能与远曲小管排泄溶质增加，溶质性利尿有关。
C.肾浓缩和酸化尿液功能。梗阻发生后，肾小管的浓缩和酸化尿液功能最先受累。在梗阻解除后肾小管的浓缩和酸化尿液功能恢复较慢。所以在解除梗阻早期，由于利尿作用重碳酸盐丢失的情况加剧。有的患者肾浓缩、酸化功能较长期不恢复，甚至有永久性不恢复的可能。
梗阻解除后的利尿现象有多种原因（如前所述），出现后对临床的恢复十分有利，但少数病例需补充丢失。监测电解质排泄值、钠排泄分数对评定肾功能的恢复有参考价值。一般这些指标改变可在2周内恢复，个别延迟恢复，甚至达18个月之久。
（三）下尿路梗阻的病理生理学
1.下尿路梗阻后膀胱的病理生理改变
下尿路梗阻后，主要的病理生理改变发生于膀胱，这与膀胱的特殊结构和缓冲代偿功能有关。在尿道梗阻时，梗阻近端的尿道可出现不同程度的扩张，严重者出现尿道憩室。由于梗阻，造成排尿期膀胱压力升高。当排尿期膀胱压高于19.6kPa（200cmH2O）时，将影响输尿管排空，并逐渐出现上尿路扩张积水。其中50%出现膀胱输尿管反流。肾积水逐渐加重，并出现慢性肾功能不全的表现。尿道梗阻出现后，膀胱的净重快速增加。膀胱为了克服出口的压力被迫增加膀胱压力以帮助排尿，出现肌肉代偿性肥大。尿道梗阻后1周，膀胱的重量增加9倍；梗阻6周后，增重10～12倍。此时膀胱黏膜表面有小梁形成。显微镜下见膀胱肌肉肥大，胶原纤维和弹力纤维沉积。由于膀胱内的压力长期增高，膀胱黏膜可自分离的逼尿肌肌束之间向外突出而形成假性（继发性）憩室。由于膀胱后壁和输尿管口外侧肌层比较薄弱，因此假性憩室多发生于此。憩室内尿液排空不畅，易继发结石、感染和肿瘤。
如果梗阻没有解除，膀胱通过增加收缩力和膀胱内压力仍不能使尿液完全排空，则出现膀胱失代偿，膀胱腔逐渐扩张。膀胱肌肉由等张收缩变为等长收缩，过度扩张的膀胱可最终导致肌肉收缩无力。
膀胱扩张后，膀胱内压持续增加，残尿量逐渐增加。膀胱失代偿后，将影响上尿路的排尿功能。首先膀胱内压升高，造成输尿管排空障碍，膀胱输尿管尿液反流。其次，膀胱壁和膀胱三角区肌肉肥大，形成机械性的输尿管膀胱壁段梗阻。
前列腺增生产生下尿路梗阻的患者，50%可以继发膀胱逼尿肌不稳定。尿道梗阻者，60%继发膀胱逼尿肌不稳定，另有14%发生膀胱顺应性降低。产生逼尿肌不稳定的原因不明，可能与逼尿肌自律神经支配明显减少，产生高敏感性去神经作用有关。继发膀胱逼尿肌不稳定的患者，膀胱在充盈期内出现膀胱收缩，膀胱内压力增高，增加了输尿管排空的阻力，因而加重了上尿路的梗阻病变。
2.下尿路梗阻后输尿管的病理生理学改变
（1）膀胱输尿管反流和输尿管功能。膀胱输尿管反流的形成因素包括：①解剖性的和功能性的膀胱输尿管连接部异常；②膀胱内压力异常增高；③输尿管功能障碍。
正常的输尿管膀胱壁内段长约1.5cm，斜行穿过膀胱壁。可分为被逼尿肌包围的肌肉段和直接走行于膀胱黏膜下的黏膜下段。输尿管膀胱壁内段的长度和直径的比值是影响膀胱输尿管反流的一个重要因素，正常为（3～5）∶1。当比值降低时，输尿管扩张，可出现反流。
正常的膀胱三角区功能是防止膀胱输尿管反流的重要因素。实验中，用交感神经切断、电刺激三角区和静脉应用去甲肾上腺素能够干扰三角区的功能，并引起膀胱输尿管反流。
此外膀胱内压增高，输尿管膀胱连接部异常及输尿管蠕动活性降低等，也是膀胱输尿管反流的诱因。
（2）输尿管的病理生理改变。膀胱内压力增高后，输尿管代偿性增加蠕动频率和强度，使输尿管内压增高。输尿管肌肉肥大，环形和纵形肌收缩力增强。增强的肾盂压力可导致反流现象。如果仍不能有效排出尿液将造成尿液反流，使输尿管腔内压继续增高，输尿管变长和变粗，管壁增厚。但由于肥厚输尿管的管壁与半径之比变小，因而出现蠕动波变弱，收缩时管壁不能完全对合。管壁张力下降使输尿管压力下降至接近正常水平。
输尿管压力升高和积水加重，将继发引起肾功能的损害。同时梗阻造成上尿路扩张后还影响了多元起搏细胞的功能，使肾盂收缩失调，排空不完全，肾盂扩张。