2．肾小球有效滤过压降低
因肾缺血及肾毒物而引起的ARF，可见血中儿茶酚胺及血管紧张素重的含量增多，因而可导致肾小球入球小动脉收缩，使肾小球有效滤过压降低。此时出现肾素-血管紧张素系统活性增高，可能是通过管-球反馈调节机制所致。在缺血和中毒时，近曲小管和髓袢升支粗段受损，对Na＋和Cl-主动重吸收能力减弱，因而到达远曲小管致密斑处的Na＋浓度升高，刺激肾素分泌，使肾素-血管紧张素系统激活，血管紧张素Ⅱ增加，引起肾入球动脉痉挛，肾小球有效滤过压及滤过率降低。实验证明，PG 与ARF 有密切关系，肾内形成PGE2、A2减少时，可引起肾血管收缩，加重肾缺血。
3．肾小球超滤系数降低
肾小球超滤系数（Kf）代表肾小球的通透能力，它与肾小球滤过膜的通透性和总面积有关。ARF 时，可有肾小球超滤系数明显下降，也是GFR 降低的机制之一。肾小球超滤系数降低与肾小球毛细血管内皮细胞肿胀，足细胞的足突结构变化，滤过膜上窗孔大小、密度减少有密切关系。
（二）肾小管阻塞
异型输血、挤压伤综合征等引起ARF 时，在病理组织切片中可见有坏死脱落的上皮细胞碎片、肌红蛋白和血红蛋白等所形成的管型阻塞肾小管。肾小管阻塞后，可使阻塞部位上段的管腔内压升高，进而使囊内压增高，GFR 减少。故肾小管阻塞可能是引起ARF 时少尿的发病机制之一。但也有实验表明，用显微穿刺术测定梗阻近侧的肾小管内压时，管内压并无升高，甚至反而降低。有人认为，这是通过管-球反馈调节机制使肾小动脉收缩，GFR 减少所致。因此，很难肯定肾小管阻塞是引起ARF 时少尿的原发机制，目前认为它在ARF持续期中，是导致GFR 减少的重要因素。
（三）肾细胞损伤及其机制
20世纪40年代就已证明，ARF 是以肾小管细胞损伤为主要的病理过程。近来发现其他细胞受损（如内皮细胞、系膜细胞等）也参与ARF 的发病。因此，肾内各种细胞受损而出现的代谢、功能以及形态结构的紊乱是ARF 时GFR 持续降低、内环境紊乱的基本机制，细胞的损伤是ARF 病程经过的重要病理生理基础。
1．受损细胞种类和特征
（1）肾小管细胞：ARF 时有两种肾小管损伤的病理特征，即为小管破裂性损伤（tubulorrhexiclesion）和肾毒性损伤（nephrotoxic lesion）。前者表现为肾小管上皮细胞坏死、脱落，基底膜也被破坏。虽然肾小管各段都可受累，但并非每个肾单位都出现损伤。这种损伤在肾中毒及肾持续缺血的病例均可见到。后者则主要损伤近球小管，可累及所有肾单位，肾小管上皮细胞呈大片状坏死，但基底膜完整，主要见于肾中毒的病例。然而，由于后来大量的研究证明：并非所有ARF 的病人（包括非常严重的病人）都出现这样典型的病理改变，有些根本没有上皮细胞坏死。因此，ARF 是否仅以肾小管细胞坏死为病理形态基础引起了广泛的争论。近来的研究提示：除了极少数ARF 病例（如大剂量氯化汞中毒和严重的持续肾缺血）有广泛的肾小管细胞坏死外，大多数病例以及实验动物模型均不出现明显的肾小管细胞坏死，即使肾小管发生病理形态改变也十分轻微。因此，肾缺血和肾中毒对肾小管上皮细胞的损伤多表现为细胞功能紊乱而不是坏死。如果细胞坏死或出现形态结构病理改变，表明损伤已十分严重。
肾小管细胞具有较强的增生能力，在生理情况下，人的肾每天脱落2×106个小管上皮细胞随尿排出，相当于每个肾单位每天脱落一个细胞。因此，肾小管上皮细胞正常时即必须通过增殖补充脱落的细胞以维持肾小管的结构完整性。在肾缺血或中毒时，肾小管上皮细胞增生与修复明显加强，而且在细胞损伤后很快即开始细胞的增生与上皮的修复。
（2）内皮细胞：肾血管内皮细胞肿胀是ARF 时常见的细胞损伤之一。无论内皮细胞的结构损伤，还是其功能受损均促进ARF 发生与发展。内皮细胞受损时结构与功能异常包括：①内皮细胞肿胀，血管管腔变窄，血流阻力增加，肾血流减少。过去曾认为，这种内皮细胞的损伤是引起肾灌流及GFR 持续减少的重要机制。但后来证明肾血流恢复后，GFR仍待续降低，因此，ARF时并非因为内皮细胞肿胀的直接作用而引起GFR持续降低的。但是，髓质血管内皮细胞的肿胀引起直小血管的血流阻力增加，甚至导致外髓质淤血、缺氧以至肾小管功能、形态结构破坏。这可能对于ARF 时GFR的持续降低起着重要作用。②内皮细胞受损激发血小板聚集与微血栓形成以及毛细血管内凝血。肾小球毛细血管内的血栓形成，纤维蛋白沉积无疑具有促进GFR减少的作用。③肾小球内皮细胞窗变小、甚至减少也可直接影响其超滤系数（Kf），使GFR降低。④内皮细胞释放舒血管因子减少，而释放缩血管因子增多均可加强肾血管的持续收缩，使GFR 降低。
（3）系膜细胞：缺血或中毒性肾损伤时有许多内源性及外源性的活性因子释放，如ATⅡ、ADH这些物质多数可引起系膜细胞收缩。庆大霉素、腺苷、硝酸铀等毒物也可直接促进系膜细胞收缩。系膜细胞收缩可导致肾小球血管阻力增加以及肾小球滤过面积改变和Kf 降低，从而促进GFR 的持续降低。
2．细胞损伤的机制
ARF 时，肾小管细胞可因缺血、缺血后再灌流、毒物以及缺血与中毒共同作用引起损伤。由于肾小管细胞的功能活动依赖细胞能量代谢系统及膜转运系统的完整性，因此，肾小管细胞损伤的机制也主要是细胞能量代谢和膜转运系统功能变化，包括ATP 产生减少、Na＋、K＋‐ATP 酶活性降低，自由基产生增加与清除减少以及细胞内游离钙增高等等。
（1）ATP 产生减少及Na＋、K＋‐ATP 酶活性降低 缺血时可因为缺氧及代谢底物缺乏而导致ATP 的产生减少，缺血及中毒引起的线粒体功能障碍也可导致ATP 生成障碍。已经证明，缺血及毒物作用5min 肾细胞内ATP 即减少。ATP 减少不仅减弱肾小管的主动重吸收功能，而且由于Na＋、K＋‐ATP 酶活性减弱，细胞内Na＋、水潴留，细胞发生水肿；同时，Ca2＋‐ATP 酶活性减弱也使肌浆网摄取Ca2＋受限以及细胞内钙泵出减少，引起细胞胞浆内游离钙增加。这种因ATP 减少而引起的细胞肿胀，细胞内Na＋、Ca2＋增加往往是ARF 时肾小管最早的变化。随着细胞水肿的发生，细胞膜通透性改变，大量的Ca2＋涌入细胞内，形成细胞内Ca2＋超载。细胞内游离Ca2＋增加又可妨碍线粒体的氧化磷酸化功能，使ATP 生成更加减少，从而形成恶性循环最终导致细胞死亡。
此外，由于缺氧时大量增加的ADP 可由线粒体进入胞浆并直接抑制Na＋、K＋‐ATP 酶的活性，而且肾毒物（如氨基甙抗生素）也可直接使Na＋、K＋‐ATP 酶活性减弱，这更加重了细胞内Na＋、水潴留及细胞水肿，妨碍细胞的代谢与功能。
（2）自由基产生增多与清除减少 肾缺血与缺血后再灌流均可使自由基（如O－·2、OH·等）产生增加。由于缺血引起内源性自由基清除系统的代谢底物（如还原型谷胱甘肽）、过氧化物歧化酶等缺乏而使自由基的清除也减少，组织与细胞内自由基增加。
此外，有些肾毒物如氯化汞、丁烯二酸等亦可促进自由基的产生，肾毒性免疫性损伤时白细胞可释放大量的自由基。自由基在组织与细胞内增高可引起各种细胞受损，其机制为脂质过氧化及共价键结合性损伤。
（3）还原型谷胱甘肽（GSH）减少 肾缺血及肾中毒时，肾组织中的GSH 显着减少，使细胞抗氧化与过氧化的能力减弱，从而细胞膜的稳定性明显降低，细胞更易受损。GSH 作用的机制在于：①清除自由基，保护细胞免受损伤。②GSH 减少时细胞膜蛋白质的巯基与二硫化物比例失调将严重妨碍膜的功能。③当GSH 减少时，磷脂酶可被激活从而破坏细胞的膜结构乃至细胞溶解。
（4）磷脂酶活性增高 在细胞内Ca2＋浓度明显升高以及GSH 显着降低的情况下，磷脂酶A2活性过度增高，因而不仅大量释放脂肪酸，而且使细胞骨架结构解体，各种膜被降解。
大量的脂肪酸如花生四烯酸（arachidonic acid，AA）、分解产生PG、白三烯（leukotrienes，LTs）等产物，从而影响血管张力，血小板聚集以及肾小管上皮细胞的功能。
（四）原尿回漏学说
由肾缺血和肾毒物所致的ARF，常可见到肾小管上皮细胞广泛坏死，基膜断裂，尿液经断裂的基膜回漏入间质，一方面可引起尿量减少；另一方面使间质水肿，压迫肾小管，使囊内压增高，GFR 进一步减少；肾小管周围的毛细血管受压，也加重肾小管缺血坏死。原尿回漏在某些类型ARF 发病机制中起到重要作用，特别对解释ARF 持续期中少尿的发生机制有较大的意义。
三、急性肾功能衰竭的临床过程与表现
ARF 根据发病后尿量多少的不同，可分为少尿型与非少尿型两种。
（一）少尿型ARF
根据其发病过程一般可分为少尿期、多尿期和恢复期。
1．少尿期
发病后迅速出现少尿，平均少尿期为1～2周，这是病情最危重的阶段，少尿期持续时间愈长，病情愈重，预后愈差。
（1）尿的变化 ARF 早期即迅速出现少尿或无尿。尿量少于400ml／d（或少于17ml／h）者称为少尿，少于100ml／d 者称无尿。少尿或无尿的机制与GFR 减少，肾小管阻塞和原尿回漏等因素有关。由于肾小管上皮重吸收水和钠的功能障碍，故尿比重低，常固定于1.010～1.012，尿渗透压低于350mmol／L，尿钠含量高于40mmol／L。由于肾小球滤过功能障碍和肾小管上皮坏死脱落，尿中含有蛋白、红、白细胞和各种管型。
（2）水中毒 由于尿量减少，体内分解代谢加强以致内生水增多以及输入葡萄糖溶液过多等原因，可发生体内水潴留，并引起稀释性低钠血症，水分向细胞内转移而引起细胞水肿。
严重时可发生脑水肿、肺水肿和心力衰竭而成为ARF 的重要死因之一。
（3）高钾血症 这是ARF 患者最危险的变化。引起高钾血症的原因是：①少尿或无尿，使尿钾排出显着减少；②组织损伤，细胞分解代谢增强，释放大量钾至细胞外液；③酸中毒时，H＋从细胞外液进入细胞，而K＋则从细胞内逸出至细胞外液；④摄入含钾量高的食物、或服用含钾或保钾药物，输入库存血液等。高钾血症可引起心脏传导阻滞和心律失常，严重时可导致心室纤维颤动或心脏停搏，成为ARF 患者在少尿期死亡的最重要原因。
（4）高镁血症 高镁血症的原因与高钾血症的原因相似，主要也是因为镁随尿排出减少以及组织破坏时细胞内镁释出至细胞外液中。高镁血症可抑制心血管和神经系统的功能。
（5）代谢性酸中毒 主要是由于肾脏排酸保碱功能障碍所致，在感染发热、组织破坏等体内分解代谢增强时可加重酸中毒。酸中毒可抑制心血管系统和中枢神经系统，并能促进高钾血症的发生。
（6）氮质血症 由于肾脏泌尿功能障碍，体内蛋白质代谢产物不能充分排出，引起尿素、尿酸和肌酐等在血中的含量大幅度地增高，称为氮质血症。感染、中毒、组织严重创伤等都会加重氮质血症。严重的氮质血症可引起机体的自身中毒而发生尿毒症。
2．多尿期
患者经少尿期后，尿量逐渐增多，当尿量超过400ml／d，标志已进入多尿期，3～5天后，尿量可达3000～4000ml／d，偶尔多达10000ml／d。多尿的发生机制是：①肾血流和肾小球滤过功能逐渐恢复正常；②肾间质水肿消退，肾小管内管型被冲走，肾小管阻塞解除；③肾小管上皮得到修复，原尿回漏逐步消除，但新生的上皮功能尚不成熟，重吸收钠、水的功能仍然低下，小管液不能被充分浓缩；④少尿期中潴留在血中的尿素等代谢产物开始经肾小球大量滤出，从而增高小管液的渗透压，产生渗透性利尿。
多尿的出现是病情好转的标志。本期开始时，GFR 仍明显低于正常，所以内环境紊乱仍持续存在，甚至尚可继续加重。GFR 及各种内环境紊乱直到多尿期后期才逐渐恢复，但肾小管功能仍未完全恢复，病人又可因多尿导致脱水、低钠血症、低钾血症及低镁血症等水、电解质紊乱，而且多尿期病人的抵抗力及适应能力明显低于正常，因而易合并感染和其他系统器官的功能障碍，甚至死亡。
多尿期约持续1～2周后病程进入恢复期。
3．恢复期
多尿期与恢复期之间一般没有明显的界限。多尿期后期，病人尿量恢复正常，肾功能已能满足机体排泄代谢终产物及调节内环境稳定等生理需要，病人能生活自理和参加一般劳动，但其肾功能完全恢复正常约需3～12个月。少数病人有泌尿系感染及高血压后遗症。
所以ARF 是一个自限性的病理过程，一旦病因除去，则坏死的肾小管上皮可通过修复再生而痊愈，是有可能逆转的器官衰竭。
