Podstawową jednostką strukturalno‑funkcjonalną nerki jest nefron, zbudowany z ciałka nerkowego oraz kanalika nerkowego. Ciałko nerkowe tworzy sieć krwionośnych naczyń włosowatych, zwanych kłębuszkiem nerkowym, które otacza nabłonek – torebka kłębuszka nerkowego (torebka Bowmana). W ciałku nerkowym zachodzi proces filtracji kłębuszkowej, czyli fizycznego przesączania osoczaosoczeosocza krwi pod ciśnieniem. Funkcją kanalika nerkowego jest wyprowadzanie powstałego w wyniku filtracji moczu pierwotnego, a następnie jego dalsza przemiana w mocz ostateczny.

W wyniku filtracji kłębuszkowej powstaje rozcieńczony mocz pierwotny, bogaty w związki drobnocząsteczkowe i sole mineralne. Wiele z substancji obecnych w moczu pierwotnym nie jest zbędnych dla organizmu. W związku z tym na dalszych etapach przemian moczu substancje te zostają zwrotnie wchłonięte do ustroju. Podobnie dzieje się z wodą, której duża objętość ulega zwrotnemu wchłanianiu z moczu pierwotnego, przez co mocz ostateczny jest bardziej zagęszczony.

Filtracja kłębuszkowa osocza krwi zachodzi dzięki ciśnieniu hydrostatycznemuciśnienie hydrostatyczneciśnieniu hydrostatycznemu. Powstaje ono w wyniku wzrostu ciśnienia w tętniczkach tworzących kłębuszek nerkowy otoczony torebką Bowmana – zmniejszenie średnicy tętniczek powoduje wzrost ciśnienia. W efekcie część osocza krwi (wraz ze związkami drobnocząsteczkowymi i solami mineralnymi, ale bez komórek krwi) ulega filtracji i przenika do torebki kłębuszka, tworząc mocz pierwotny.

Szybkość oraz efektywność filtracji kłębuszkowej nie są wartościami stałymi i zależą od wielu czynników, co ostatecznie pozwala na utrzymanie równowagi osmotycznej ustroju.

Dynamikę filtracji osocza krwi w ciałku nerkowym opisuje się jako efektywne ciśnienie filtracyjne (EFP), na które wpływają:

Efektywne ciśnienie filtracyjne jest różnicą między ciśnieniem hydrostatycznym tętniczek kłębuszka a sumą pozostałych dwóch wartości:

Względnie stałe ciśnienie krwi w tętniczkach kłębuszka nerkowego jest utrzymywane dzięki obecności naczyń oporowychnaczynia oporowenaczyń oporowych. Zapewniają one ciągły przepływ krwi o niemalże stałym ciśnieniu, niezależnie od zmian ciśnienia krwi – nawet w szerokim zakresie. Gwarantuje to stałą i zarazem wysoką skuteczność filtracji kłębuszkowej niezależnie np. od pozycji ciała (stojącej lub leżącej). Ciśnienie hydrostatyczne tętniczek kłębuszka nerkowego może się jednak zmieniać w wyniku nadrzędnych oddziaływań nerwowych lub hormonalnych.

Innym wskaźnikiem oceny czynności nerek jest wskaźnik filtracji kłębuszkowej (GFR), który pozwala na obliczenie ilości przefiltrowanego osocza przez kłębuszki nerkowe w czasie 1 minuty. Jego wartość średnia wynosi ok. 125 ml/min. Wartości GFR poniżej 30 ml/min obserwuje się w przewlekłej niewydolności nerekprzewlekła niewydolność nerekprzewlekłej niewydolności nerek, a znaczny wzrost tego wskaźnika może występować podczas cukrzycowej choroby nerekcukrzycowa choroba nerekcukrzycowej choroby nerek.

Jedną z funkcji nerek jest utrzymywanie względnie stałej objętości krwi w układzie krążenia. Jeśli, z różnych powodów, wzrośnie objętość krwi (a przez to również jej ciśnienie), zmiana ta szybko zostanie zarejestrowana przez obwodowe oraz ośrodkowe osmoreceptoryosmoreceptoryosmoreceptory i mechanoreceptorymechanoreceptorymechanoreceptory. Następnie uruchomione zostaną mechanizmy adaptacyjne, co prowadzi do zwiększonej filtracji kłębuszkowej. Wzrośnie wskaźnik filtracji kłębuszkowej, przez co wydalane będą większe ilości moczu. Zatem wypicie dużej ilości wody w krótkim czasie spowoduje jej wchłonięcie do krążenia, co spowoduje wzrost objętości krwi obwodowej i jej ciśnienia. Bardzo szybko, za sprawą nerek, nadmiar wody zostanie wydalony z organizmu, a ciśnienie krwi wróci do normy.

Jednym z układów regulujących ciśnienie krwi jest układ renina‑angiotensyna‑aldosteron. Kontroluje on objętość krwi krążącej w ustroju oraz stężenia jonów sodowych i potasowych w płynach ustrojowych. Komórki ściany tętniczki doprowadzającej krew do kłębuszka nerkowego uwalniają reninę w odpowiedzi na m.in. obniżenie stężenia sodu i zmniejszenie objętości płynu pozakomórkowego. Renina bierze udział w przekształcaniu angiotensynogenu do angiotensyny I, która następnie rozkładana jest do angiotensyny II, obkurczającej naczynia krwionośne. Obkurczenie naczyń krwionośnych powoduje wzrost ciśnienia tętniczego. Angiotensyna II pobudza komórki kory nadnerczy do wydzielania aldosteronu; wzmaga on resorpcję zwrotną jonów sodu i hamuje wydalanie sodu do moczu. Razem z jonami sodowymi w ustroju zatrzymywana jest woda. Wzrost stężenia sodu w organizmie wiąże się ze wzrostem ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych.

Wysoka sprawność nerek jest niezbędna do poprawnego funkcjonowania całego organizmu. Upośledzenie ich funkcji występujące w przebiegu wielu chorób i prowadzi do zaburzenia gospodarki wodno‑elektrolitowej czy zmian ciśnienia krwi. Długotrwałe nadciśnienie powoduje z kolei uszkodzenie wielu narządów i znacznie zwiększa ryzyko groźnych dla życia chorób układu sercowo‑naczyniowego.

Słownik