導致尿毒症患者出現貧血的原因較多，可能是由於促紅血球生成素水平改變、鐵缺乏、葉酸和維他命B12缺乏，以及造血原料利用障礙等非缺鐵性貧血因素所造成。
一、促紅血球生成素水平改變
在慢性腎臟病進展過程中，腎功能逐漸減退，血清內含有的促紅蛋白生成素濃度也會隨之降低。而促紅血球生成素是體內控制骨髓造血的主要賀爾蒙之一，在其作用下可促進肝臟合成更多的轉錄因子，進而使成纖維細胞向血管基底膜移動並形成微血管叢，最終達到促進紅系幹細胞增殖分化的作用。因此當促紅血球生成素減少時，則會影響紅血球的成熟與脫落，從而進一步引起紅血球減少，甚至誘發溶血性貧血的情況發生。
鐵缺乏
對於存在有尿毒症情況的患者而言，隨著病情發展會造成胃腸道吸收能力下降，並且會因長期低血壓或透析不充分等因素影響到身體對鐵的攝取。同時若期間還伴有噁心、嘔吐等症狀者，可能會因為腹瀉而導致身體內的鐵元素大量流失。此時雖然身體會透過增加食物中鐵的吸收來彌補損失，但通常效果不佳，所以會導致患者出現繼發性的鐵缺乏現象。
三、葉酸和維他命B12缺乏
如果自身患有胃部疾病，比如萎縮性胃炎或者胃潰瘍等，可能會影響到體內的葉酸及維他命B12的攝入量，長時間以往就會導致這兩種物質嚴重不足，從而引發巨幼紅血球性貧血的發生。
造血原料利用障礙
正常情況下血液中的鐵、葉酸和維他命B12都是造血原料，一旦其中一種成分缺乏就容易影響其他成分的利用，從而進一步導致貧血症狀加重的現象發生。
非缺鐵性貧血因素
臨床上部分原因也可直接導致此類人群出現貧血的症狀，如部分患者在確診尿毒症後需進行規律性的透析治療，若此過程中的飲食護理不當，進食過多高磷的食物，則有可能會引起副甲狀腺功能亢進，最終誘發高鈣血症的發生，此時則會對紅血球產生毒性作用，使其壽命縮短，最終誘發貧血的情況發生。
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