主要是高镁，由肾小球滤过减少引起。但在GFR下降至30ml/min之前，各种肾内外适应性改变可暂时性维持镁的平衡。肾内适应性改变主要是降低肾小管镁重吸收、增加镁的排泄分数。除了镁负荷增加可直接抑制肾小管镁重吸收外，其他如渗透性利尿、酸中毒、PTH反应性下降及降钙素等均能抑制镁重吸收。肾外适应性改变主要表现肠道重吸收下降，主要与1，25-(OH)2VD3活性下降及尿毒症毒素有关，其他如血镁增加对骨组织及细胞摄镁增多亦有一定的缓冲作用。
少数CRF时亦可表现为缺镁，主要见于肾小管-间质性疾病，特别是顺铂、氨基糖苷类抗生素及戊胺治疗的肾毒性。近年研究还发现长期饮酒者可导致可逆性肾小管镁丢失过多。
当GFR低于30ml/min时各种适应性改变不足以对抗体内镁的潴留，特别进食含镁的饮食时，可出现高镁血症，但一般临床上无明显表现。当血清镁浓度>1.64mmol/L(4mg/dl)时可引起嗜睡、言语障碍、食欲不振;当>2.05mmol/L(5mg/dl)时可明显抑制神经肌肉功能，出现昏睡、血压下降、腱反射减弱和肌无力;随着血清镁浓度进一步升高，可出现心动过缓、房室传导或心室传导阻滞，严重者可致心跳骤停。
此外，镁对钙平衡和骨代谢亦有一定的影响，高镁可直接抑制肾小管重吸收而致尿钙增加，但高镁又可抑制PTH分泌及其反应性而降低血钙。亦有学者报告镁不足可抑制PTH分泌，因而镁对钙的影响尚无定论。镁对骨的影响主要是干扰其正常矿化过程，与CRF时骨质营养不良有关。
(7)代谢性酸中毒：
CRF早期机体酸中毒并不明显。主要由一系列肾内外代偿性改变维持体液中pH值。肾内代偿性改变为：
可发生在近端肾小管、髓襻升支粗端和皮质集合管，前者主要是增加管腔膜Na /H 逆向转运蛋白活性，后者则是增加排泄H 的A型间介细胞的数量而调节H 分泌。
正常情况下它可自由地滤过肾小球，99%在近端肾小管重吸收，24h尿中含8～10mmol，当GFR下降到10%时，尿中枸橼酸排泄率仅轻度下降，大约含7mmol/24h，当GFR下降至正常1/10时，尿中枸橼酸则可成比例下降，大约到1mmol，然而，血中枸橼酸浓度并没有明显升高，说明潴留的枸橼酸大部分可被代谢，增加体内贮存碱。
肾小管中枸橼酸是以H 枸橼酸形式重吸收，并受Na /枸橼酸协同转运蛋白调节，CRF时健存肾单位排H 和Na /枸橼酸协同转运蛋白活性增加有利于枸橼酸重吸收;重吸收的枸橼酸盐可以被用来合成碳酸氢。
肾外代偿首先是急性酸负荷时由细胞内、外蛋白缓冲。慢性酸负荷则动员体内碱贮备，主要是骨骼系统，骨骼是机体最大的碱贮备，大约99%钙和88%碳酸盐贮存在骨骼中，据研究，当体内H 离子潴留超过10～15mmol，大约需动员50%的骨碱贮。一方面与通常的生化反应，另一方面与骨质溶解有关，酸中毒时成骨细胞活性降低，破骨细胞活性增加。最后肾外代偿还包括酸中毒时H 细胞内流动增加，对急性酸负荷有一定的作用，但以增加细胞K 离子浓度为代价。
临床上，CRF时由于以上一系列适应性改变，往往酸中毒并不严重，HCO3-浓度得以维持，然而这是以机体一系列代偿功能增加为代价，急性酸中毒，最主要的危害是心血管系统和中枢神经系统功能障碍，可产生致死性室性心律失常、心肌收缩力降低以及对儿茶酚胺反应性降低。心律失常的发生主要与酸中毒引起的细胞外K 增加有关，当然，酸中毒对心肌细胞膜Na -K 泵的抑制作用亦是原因之一。虽然酸中毒时肾上腺髓质释放的肾上腺素对心脏具有正性肌力作用。但严重酸中毒又可阻断肾上腺素对心脏的作用而引起心肌收缩力减弱。一般而言，在pH在7.40～7.20时，上述两种相反作用几乎相等，心肌收缩力改变不大;当pH小于7.20时，则由于肾上腺素的作用被阻断而使心肌收缩力减弱。
酸中毒时血管系统对儿茶酚胺的反应性低下主要以毛细血管前括约肌最为明显，而小静脉变化不大，外周血管扩张，血压轻度下降。对中枢神经系统主要是功能抑制，严重者可致嗜睡、昏迷，与酸中毒引起的脑组织内γ-氨基丁酸水平增加、氧化磷酸化过程减弱、ATP供应不足有关。酸中毒时在呼吸系统主要引起呼吸贮备不足，临床表现为呼吸加深加快。此外，酸中毒可致组织氧离曲线左移，而组织氧供下降，其原因是由于酸中毒可抑制红细胞内2，3-DPG产生。当严重酸中毒如pH<7.00时，还会引起胆碱酯酶活性下降，从而引起神经肌肉应激性改变。
2.糖、脂肪、蛋白质和氨基酸代谢障碍
(1)糖代谢障碍：
CRF糖代谢紊乱机制是多方面，几乎牵涉到糖代谢的每一方面，但主要包括：胰岛素抵抗;肝脏葡萄糖输出增加;胰岛素分泌异常;肾脏对胰岛素清除率下降。
胰岛素抵抗即胰岛素敏感性下降可发生在CRF早期，在GFR下降到25ml/min之前，主要发生在外周组织，特别是肌肉组织，因为肌肉几乎代谢体内糖负荷的90%以上。葡萄糖钳铗试验表明CRF时肌肉组织的葡萄糖利用率下降56%以上，其机制主要有：
①胰岛素对外周组织扩血管效应下降至葡萄糖、胰岛素向外周组织输送障碍。
②胰岛素受体后信号传导障碍，致胰岛素刺激的葡萄糖转运子4(glucose transporter 4，GluT4)由细胞内向细胞表面转位(translocation)异常。
③胰岛素调节的细胞内糖代谢关键酶活性下降致葡萄糖有氧或无氧代谢异常和糖原合成下降，如丙酮酸脱氢酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，糖原合成酶在CRF时活性均明显下降。
④循环中存在许多拮抗胰岛素活性的物质，如游离脂肪酸、生长激素、胰高血糖素、ET-1及尿毒症毒素如假尿苷等。
⑤高蛋白饮食和贫血均能导致胰岛素敏感性下降，随着给予低蛋白饮食加α-酮酸及纠正贫血等胰岛素敏感性亦随之改善。
⑥酸中毒是CRF常有的异常，可导致胰岛素敏感性下降，机制尚不明。
⑦CRF时各种细胞介质增多特别肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在许多组织中均能抑制胰岛素的作用。
肝脏葡萄糖输出量增加主要表现为CRF肝脏糖异生增加，胰岛对葡萄糖刺激分泌机制异常主要表现在两方面，一方面胰岛β细胞可增加胰岛素分泌以克服外周组织对胰岛素的抵抗，可使糖耐量试验正常，另一方面，胰岛β细胞对葡萄糖刺激的敏感性下降，使胰岛素分泌减少，原因主要是继发性甲状旁腺功能亢进血PTH水平增加及1，25-(OH)2VD3活性下降使胰岛β细胞内钙水平增加，抑制胰岛素分泌。
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