尿的生成包括三个过程：肾小球的滤过；肾小管和集合管的重吸收；肾小管和集合管的分泌和排泄。
一、肾小球的滤过功能
肾小球的滤过是尿生成的起点。由于肾小球结构类似滤过器，肾小球毛细血管血压又较高，血液流经肾小球时，血浆成分除大分子蛋白质外，其余的水分、小分子溶质（包括少许分量小的蛋白质）可以滤入肾小囊中，形成肾小球滤液。其滤液是尿的前身，称为原尿。原尿的成分与去蛋白质的血浆相似见。
（一）滤过膜及其通透性
不同物质通过肾小球滤过膜的能力决定于被滤过物质的分子大小及其所带的电荷。滤过膜上存在着大小不同的孔道，小分子物质很容易通过各种大小的孔道，而有效半径较大的物质只能通过较大的孔道。
滤过膜的通透性还决定于被滤过物质所带的电荷。用带不同电荷的右旋糖酐进行实验观察，即使有效半径相同，带正电荷的右旋糖酐较易被滤过，而带负电荷的右旋糖酐则较难通过。血浆白蛋白虽然其有效半径为3.5nm，由于其带负电荷，因此就难于通过滤过膜。
滤过膜的上述特性可由滤过膜的超微结构的特点来说明。滤过膜由三层结构组成；①内层是毛细血管的内皮细胞。内皮细胞上有许多直径50-100nm的小孔，它可防止血细胞通过，但对血浆蛋白的滤过可能不起阻留作用。②中间层是非细胞性的基膜，是滤过膜的主要滤过屏障。③外层是肾小囊的上皮细胞。上皮细胞具有足突，相互交错的足突之间形成裂隙。裂隙上有一层滤过裂隙膜，膜上有直径4-14nm的孔，它是滤过的最后一道屏障。通过内、中两层的物质最后经裂隙膜滤出，裂隙膜在超滤作用中也很重要。
滤过膜各层含有许多带负电荷的物质，主要为糖蛋白。这些带负电荷的物质排斥带负电荷的血浆蛋白，限制它们的滤过。肾在病理情况下，滤过膜上带负电荷的糖蛋白减少或消失，就会导致带负电荷的血浆蛋白滤过量比正常时明显增加，从而出现蛋白尿。
人体两侧肾的全部肾小球毛细血管总面积估计在1.5m2以上，这样大的滤过面积有利于血浆的滤过。在正常情况下，人两肾的全部肾小球滤过面积可以保持稳定。但是在急性肾小球肾炎时，由于肾小球毛细血管管腔变窄或完全阻塞，以致有滤过功能的肾小球数量减少，有效滤过面积也因而减少，导致肾小球滤过率降低，结果出现少尿（每昼夜尿量在100-500ml之间）以致无尿（每昼夜尿量不到100ml）。
（二）有效滤过压
肾小球滤过的动力是有效滤过压，它与组织液生成的有效滤过压原理相似。即使滤液生成的动力是肾小球毛细血管血压和肾小囊内胶体渗透压；阻止滤过的力量是血浆胶体渗透压和肾小囊内压。由于滤液中蛋白质含量极低，肾小囊内胶体渗透压可忽略不计。因此：
有效滤过压=肾小球毛细血管压-（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）
与其他器官的毛细血管相比，肾小球毛细血管血压较高，平均为6.0kpa（45mmHg）。肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压，其数值入球端为2.7kpa（20mmHg）；出球端可上升到4.7kpa（35mmHg）。这是由于滤出的是水和晶体物质，而使血浆蛋白浓度增加的缘故。囊内压约为1.3kpa（10mmHg）。据以上数据有效滤过压可计算如下：
入球端为6.0-（2.7+l。3）=2.0 kpa
出球端为6.0-（4.7+1.3）=0 kpa
这表明，入球端有效滤过压为正值，因而原尿主要在入球端的毛细血管内生成。出球端有效滤过压为零，无超滤液生成。
（三）滤过率和滤过分数
单位时间内（每分钟）两侧肾小球滤出的原尿量称为肾小球滤过率。正常成人肾小球滤过率为125ml/min左右，折合每昼夜为180L。正常人安静状态下肾血流量约120ml/min，若按红细胞比容为45%计算，流经肾的血浆量为660ml/min。
肾小球滤过率与血浆流量的比值，称为滤过分数。将上述数据代入，则：
滤过分数=肾小球滤过率/每分钟肾血浆流量=125/660×100%=19%
这就是说，流经肾的血浆总量中有19%从肾小球滤出，81%流向肾小管周围的毛细血管。
（四）影响肾小球滤过作用的因素
1、滤过膜通透性和滤过面积
滤过膜有大小不等的孔道，血浆中小分子物质极易通过所有孔道，分子量较大的物质不能通过小的孔道。分子量为70000左右的血浆蛋白的滤过量就极少了。白蛋白是血浆蛋白中分子量较小的一种蛋白质，它的分子量为69000，在滤液中的浓度只有血浆的0.2%。分子量超过白蛋白的球蛋白和纤维蛋白原，则完全不能滤过。
肾小球的滤过面积是指两侧肾小球毛细血管的总面积，约1.5～2平方米，相当于机体的体表面积。正常情况下，所有肾小球都处于活动状态。当活动的肾小球数目减少时，如急性肾小球肾炎，肾小球遭到破坏，有效滤过面积减少，可出现少尿；严重时出现无尿。
2.有效滤过压
有效滤过压是肾小球滤过的动力。构成有效滤过压的三个因素中有一个发生变化，均会影响肾小球的滤过率。其他条件不变时，毛细血管血压与肾小球的滤过率呈正变关系，血浆胶体渗透压和囊内压与肾小球滤过率呈反变关系。
（1）肾小球毛细血管血压
全身动脉血压如有改变，理应影响肾小球毛细血管的血压。由于肾血流量具有自身调节机制，动脉血压变动于10.7～24.0kPa（80～180mmHg）范围内时，肾小球毛细血管血压维持稳定，从而使肾小球滤过率基本保持不变。但当动脉血压降到10.7kPa（80mmHg）以下时，肾小球毛细血管将相应下降，于是有效滤过压降低，肾小球滤过率也减少。当动脉血压降到5.3-6.7kPa（40～50mmHg）以下时，肾小球滤过率将降低到零，因而无尿。在高血压病晚期，入球小动脉由于硬化而缩小，肾小球毛细血管血压可明显降低，于是肾小球滤过率减少而导致少尿。
（2）囊内压
在正常情况下，肾小囊内压是比较稳定的。肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫或其他原因引起的输尿管阻塞，都可使肾盂内压显著升高。此时囊内压也将升高，致使有效滤过压降低，肾小球滤过率因此而减少。有些药物如果浓度太高，可在肾小管液中析出结晶；某些疾病时溶血过多，血红蛋白过可堵塞肾小管，这些情况也会导致囊内压升高而影响肾小球滤过。
（3）血浆胶体渗透压
人体血浆胶渗透压在正常情况下不会有很大变动。但若全身血浆蛋白的浓度明显降低时，血浆胶体渗透压也将降低。此时有效滤过压将升高，肾小球滤过率也随之增加。例如由静脉快速注入生理盐水时，肾小球滤过率将增加，其原因之一可能是血浆胶体渗透压的降低。
3.肾小球血浆流量 前面已经提出，在肾小球滤过过程中随着滤液的生成，肾小球毛细血管内胶体渗透压不断升高，使有效滤过压逐渐降低，当有效滤过压下降到零时滤过就停止。肾小球血浆流量的改变影响着血浆胶体渗透压升高的速度。肾小球血浆流量增多时，滤液的生成对血浆胶体渗透压的影响不太大，血浆胶体渗透压升高不多，就能使肾小球毛细血管更长的一段有滤液生成，肾小球滤过率势必增加。反之，肾小球血浆流量减少，随着滤液的生成可因血浆胶体渗透压较快地升高，而阻止了滤过的进行，致使肾小球毛细血管只有一小段有滤液生成，肾小球滤过率随之降低。由此可见，肾小球血浆流量对肾小球滤过率来说极为重要。正常情况下，通过肾脏的自身调节肾血流量保持相对恒定，肾小球滤过率也较稳定。但是，一些生理的和病理的因素，可以通过交感神经兴奋增强，使肾血量和肾小球血浆流量显著减少，从而改变肾小球滤过率，出现尿量减少。
可知，原尿和终尿在质和量上都有很大的差别。这些差别的产生是与肾小球和集合管的重吸收和分泌功能分不开的。
二、肾小管和集合管的重吸收功能
原尿流经肾小管时，其中某些成分被肾小管上皮细胞转运，重新进入血液的过程，称为重吸收。
（——）重吸收方式
重吸收方式有主动重吸收和被动重吸收两种。主动重吸收指肾小管上皮细胞能逆浓度差或电位差，将小管液中的某些物质转运到小管外的组织液中去的过程。主动重吸收要消耗能量，如葡萄糖、氨基酸、Ca2+都是被肾小管主动重吸收的。被动重吸收是指小管液中的水和某种物质顺浓度差或电位差从肾小管腔通过小管上皮细胞被转运到小管外组织液中去的过程，不直接消耗能量。如Cl-、水和尿素主要是通过这种方式重吸收的。
（二）肾小管各段和集合管的重吸收能力
肾小管各段和集合管的结构不尽相同，它们的重吸收机能也各有特点。其中，近球小管的重吸收能力最强。因为近球小管上皮细胞腔的一侧有密集的微绒毛构成的刷状缘，估计总表面积约50～60平方米。营养物质如葡萄糖、氨基酸、蛋白质、维生素等几乎全部在近球小管被重吸收。无机离子，如Na+、K+、Ca2+、Cl-以及无机磷、尿素、尿酸等绝大部分也被近球小管重吸收。其他各段小管主要是重吸收部分Na+、K+或HCO3-、水及尿素等。
1、Na+的重吸收 有利于维持细胞外液钠离子浓度和渗透压的相对恒定，其重吸收量达99%以上。
2、HCO3-和Cl-的重吸收
3、K+的重吸收 钾离子绝大部分也被近球小管重吸收，尿中排出的钾离子是由远曲小管和集合管分泌的。
4、水的重吸收
原尿中的水分99%以上被重吸收，仅l%排出。水的重吸收有两种情况：一种是在近球小管伴随着溶质的吸收而重吸收的，其中占重吸收水的60%～70%，与体内水多少无关，是必需重吸收。另一种是在远曲小管和集合管，受抗利尿激素的影响而重吸收的，是调节性重吸收。当机体缺水时，重吸收量就增多；反之，重吸收量就减少，从而调节了体内水的平衡。若调节性重吸收量稍有改变，即使只减少1%，则尿量也将成倍增长。
肾小管的重吸收是有一定限度的。当血浆中某物质的浓度过高，使滤液中该物质的含量超过肾小管重吸收的限度时，尿中便出现该物质。我们把某种物质开始在尿中出现时该物质在血浆中的浓度，称为该物质的肾阈值。例如，血糖浓度在正常范围内，滤液中的葡萄糖全部被肾小管重吸收。血糖浓度如超过180mg/100ml（8.88～9.99mml/L），尿中开始出现葡萄糖（糖尿），这一血糖浓度即葡萄糖的肾阈值，称为肾糖阈。
（三）影响重吸收的因素
1.小管液中溶质浓度 小管液中溶质浓度决定着小管液的渗透压，而小管液的渗透压是对抗肾小管重吸收水分的力量。小管液中溶质浓度愈高，小管液的渗透压也愈高，对抗水分重吸收的力量则愈强，尿量必然增多。例如：糖尿病患者的多尿就是因为肾小管不能将小管液中的糖全部重吸收，致使小管液渗透压升高，阻碍了水的重吸收造成的。临床上可以根据这个道理，采用某些不能被肾小管重吸收的物质（如甘露醇）来提高小管液的渗透压，以达到利尿的目的。这种利尿方式，称为渗透性利尿。
2.肾小球滤过率 肾小球的滤过率与近球小管的重吸收率之间始终保持着一定的关系。即不论滤过率大小，近球小管的重吸收率总是占滤过率的65～70%左右。这一现象，称为球管平衡。球管平衡可以使滤过率高时尿量不致过多；滤过率低时尿量不致过少。其生理意义在于使终尿量不会出现大幅度的变动。
三、肾小管和集合管的分泌和排泄功能
尿中有些成分是由肾小管和集合管上皮细胞分泌或排泄到管腔中去的。由小管上皮细胞经过新陈代谢，将所产生的物质送入管腔的过程，称为分泌；由小管上皮细胞直接将血浆中的某些物质送入管腔的过程，称为排泄。一般两者不作严格区分。
（一）H+的分泌
正常人血浆PH值之所以能保持在一定范围内，与肾排H+的作用有密切关系。H+来源于血液中和小管上皮细胞代谢产生的二氧化碳。二氧化碳和水在肾小管上皮细胞内碳酸酐酶（CA）的催化下生成碳酸，而碳酸又解离成H+和HCO3-，H+被主动分泌入小管腔中，HCO3-仍留在细胞内。H+的分泌造成了小管内外电荷的不平衡。所以在分泌H+的同时，小管液中的Na+向上皮细胞内弥散，形成H+——Na+交换。经过交换，弥散入上皮细胞的Na+与HCO3-一起被转运回血液。这样每分泌一个H+就可以吸收一个Na+和HCO3-。补充血浆碳酸氢钠含量。这就是肾小管和集合管的排酸保碱作用，对维持体内酸碱平衡起决定作用。至于分泌入管腔的H+则与小管液中的HCO3-结合成碳酸，碳酸再分解成水和二氧化碳，二氧化碳又能迅速弥散入小管上皮细胞内。
（二）NH3的分泌 远曲小管和集合管上皮细胞利用谷氨酰胺以及一些氨基酸脱氨生成NH3.NH3是脂溶性物质，容易通过细胞膜扩散进入管腔，并在管腔内与氢离子结合成NH4+离子。NH4+离子与小管液中强酸盐（如NaCl）的负离子（如Cl-）结合成铵盐（如NH4Cl），随尿排出体外。而强酸盐的正离子（如Na+）可以通过H+一Na+交换返回小管上皮细胞，与HCO3-离子结合成NaHCO3被转运回血液。因此，NH3的分泌与氢离子的分泌有密切的关系。机体内酸性代谢产生增多时，分泌H+和生成NH3的作用都加强。NH3的分泌不仅有利于氢离子的排出，同时促进了NaHCO3的重吸收。
（三）K+的分泌 原尿中的K+基本上在近球小管已被重吸收，终尿中的K+都是由远曲小管和集合管分泌的。K+的分泌与Na+的主动重吸收有密切关系。由于Na+的主动重吸收所构成的小管内外电荷的不平衡，形成了分泌K+的动力，促使K+从组织间隙扩散入小管液中去。也就是说，有了Na+的主动重吸收方有K+的分泌。这一现象，称为K+-Na+交换。鉴于上述H+-Na+交换存在着竞争，故H+-Na+交换增多时，K+-Na+交换将减少。这是值得注意的，例如在酸中毒的情况下，肾泌H+增多，势必影响K+的排出，导致血K+的浓度升高，出现高血钾现象。
（四）其他物质的排泄 一些物质不仅可以经肾小球滤过，也能由肾小管上皮细胞排出，如肌酐、对氨基马尿酸等。也有些进入体内的物质主要是由肾小管上皮细胞排出的，如青霉素、酚红等。
综上所述，血浆经肾小球的滤过成为原尿，原尿再经肾小管和集合管的重吸收和分泌，最后形成终尿，排出体外。肾脏通过尿的生成过程对血中成分不断地进行筛选和处理，在维持机体内环境相对稳定中起着极为重要的作用。
