Celem czynnościowych badań nerek jest oznaczenie wielkości prze­pływu krwi przez nerki i filtracji, czyli przesączania kłębuszkowego oraz określenie czynności cewek nerkowych. Do ba­dań tych należą: oznaczanie klirensu kreatyniny endogennej (wewnątrzpochodnej), oznaczanie zawartości kreatyniny w surowicy krwi, oznaczanie mocznika w surowicy krwi oraz określanie zdolności zagę­szczania moczu, czyli tzw. próba zagęszczania moczu.

• Klirens kreatyniny endogennej

Klirens kreatyniny endogennej jest wskaźnikiem filtracji kłębuszkowej. Przez klirens, czyli współczynnik oczyszcza­nia (ang. clearance — oczyszczanie) jakiejkolwiek endogennej (wewnątrzpochodnej) lub egzogennej (zewnątrzpochodnej) substancji nale­ży rozumieć tę ilość osocza – wyrażoną w ml — w której znajduje się taka ilość danej substancji, jaka wydalona jest w moczu w jednostce czasu (sekunda, minuta). Innymi słowy, jest to taka ilość osocza, któ­ra „pozbywając się” w nerce tej substancji, tym samym niejako się z niej – w określonym czasie – oczyszcza. Dlatego też wielkość klirensu wyrażona jest zawsze w ml/s lub w ml/min. Jeśli zawartość (stęże­nie) badanej substancji (zwanej substancją klirensową) w osoczu oznaczymy literą P (ang. plasma — osocze), stężenie tej substancji w moczu literą U (ang. urine – mocz), a wielkość diurezy se­kundowej (minutowej) literą V (ang. volume — objętość), to klirens C (ang. clearance) tej substancji będzie wyrażony wzorem:

Dla takich substancji, które ulegają swobodnemu przesączaniu w kłębuszkach nerkowych, a jednocześnie nie ulegają ani wchłanianiu zwrotnemu (reabsorpcji) ani wydzielaniu (sekrecji) w cewkach nerko­wych, wielkość klirensu równa się wielkości filtracji kłębuszkowej FK lub GFR (od ang. glomerular filtration rate). Substancją, która spełnia te warunki wprost idealnie, jest inulina — wielocukier pochodzenia roślinnego. Dlatego też klirens inuliny jest wier­nym miernikiem filtracji kłębuszkowej. Szereg trudności metodycznych, związanych z oznaczeniem klirensu inuliny przesądza o tym, że jest on wykonywany wyłącznie dla celów naukowych. W codziennej praktyce klinicznej wielkość przesączania kłębuszkowego oznaczana jest za pomocą klirensu kreatyniny endogennej (Ckr.), co nie nastręcza żadnych trudności metodycznych.

Kreatynina jest końcowym produktem wewnątrzustrojowej przemiany białka (stąd nazwa tej substancji „endogenna”), jej dobowa produkcja w ustroju jest stała (i zależna od wieku), jej wydalanie z moczem odzwierciedla wiernie wielkość tej „produkcji”. U ludzi zdro­wych kreatynina zachowuje się w nerkach podobnie jak inulina, tzn. ulega swobodnej filtracji kłębuszkowej i w czasie swej wędrówki przez dalsze, pozakłębuszkowe części nefronu nie wchłania się ani nie wy­dziela w cewkach nerkowych. Tak więc u osób zdrowych, u których poziom kreatyniny w osoczu jest prawidłowy, klirens kreatyniny może być traktowany jako czuły wskaźnik wielkości przesączania kłębusz­kowego. Natomiast przy podwyższonej zawartości kreatyniny w oso­czu — co jest jednym z biochemicznych objawów niewydolności nerek – kreatynina nie tylko ulega filtracji kłębuszkowej, ale również wy­dzielaniu cewkowemu, a to powoduje, że klirens tej substancji jest wyższy od istotnego przesączania kłębuszkowego. Rozbieżność ta jest tym większa, im wyższe jest stężenie kreatyniny w osoczu, a więc im bardziej nasilona jest niewydolność nerek. Badanie to pozwala zatem na orientacyjną ocenę przesączania, a tym samym na przybliżoną oce­nę stopnia uszkodzenia miąższu nerkowego.

Prawidłowa wielkość klirensu kreatyniny endo­gennej (C_kr) wynosi u kobiet 1,4-2,1 ml/s (85-125 ml/min), a u mężczyzn 1,7 — 2,5 ml/s (100-150 ml/min). W większości chorób nerek obniżenie C_kr jest najwcześniejszym wykładnikiem upośledzenia czyn­ności nerek. Wyprzedza ono pojawienie się różnych zaburzeń metabo­licznych u chorych z niewydolnością nerek. Zaburzenia te, podobnie jak zatrzymanie ciał azotowych w osoczu (azotemia, uremia, moczni­ca), stają się dopiero wtedy uchwytne, gdy wielkość C_kr spada do ok. 30% wartości prawidłowej.

• Zawartość (stężenie) kreatyniny w surowicy

Zawartość (stężenie) kreatyniny w surowicy jest wykładnikiem czynności nerek, ale tylko w pewnym stopniu. Prawidłowy poziom kreatyniny wynosi 62-124 /mmol/1 (0,7-1,4 mg%). Stężenie kreatyniny w surowicy mieszczące się w granicach normy nie wyklucza upośle­dzenia czynności nerek, natomiast wzrost poziomu kreatyniny w suro­wicy krwi powyżej normy wskazuje zawsze na duże obniżenie przesą­czania kłębuszkowego.

• Zawartość (stężenie) mocznika w surowicy

Zawartość (stężenie) mocznika w surowicy krwi jest pośrednim — podobnie jak poziom kreatyniny — wskaźnikiem czynności nerek. Prawidłowy poziom mocznika w surowicy krwi wynosi 3,3 — 6,6 mmol/1 (20 — 40 mg%). Stężenie mocznika w surowicy krwi przewyż­szające górną granicę normy świadczy o obniżeniu przesącza­nia kłębuszkowego. W odróżnieniu jednak od kreatyniny, któ­rej zawartość w surowicy krwi zależy prawie wyłącznie od filtracji kłębuszkowej, na poziomie mocznika wywiera wpływ wiele różnych czynników dodatkowych. Wymienić tu należy dietę bogatobiałkową, zwiększony rozpad tkankowy (katabolizm) w następstwie stanów go­rączkowych, niektóre zaburzenia elektrolitowe, stosowanie niektórych leków o działaniu katabolicznym, np. tetracyklin. Dlatego też podwyż­szenie poziomu mocznika w surowicy krwi jest mniej dokładnym wskaźnikiem stopnia upośledzenia czynności nerek niż podwyższenie stężenia kreatyniny. Pomimo tych zastrzeżeń, oznaczenie poziomu mocznika w surowicy krwi pozostaje badaniem o dużym znaczeniu praktycznym.

• Próba zagęszczania moczu

Próba zagęszczania moczu jest najprostszą metodą służącą do ok­reślania czynności cewek nerkowych. Klasyczny sposób wykonania tej prostej próby polega na odwodnieniu chorego przez niepodawanie mu płynów do picia przez różny – w różnych modyfikacjach próby — ok­res. O prawidłowej zdolności zagęszczania moczu, (normostenurii) mówi się wtedy, gdy po niepodawaniu płynów przez okres do 24 godz. ciężar właściwy wydalanego moczu osiąga wartość większą lub równą 1025, a jego osmolalność przekracza 800 mmol/kg. Niższe wartości przemawiają za upośledzeniem zdolności za­gęszczania moczu, czyli hipostenurią. Niekiedy, niezależnie od czasu trwania odwodnienia („próba sucha”), chory wydala mocz o sta­łym ciężarze właściwym, wynoszącym 1011-1012 i stałej osmolalności, mieszczącej się w granicach 300 – 400 mmol/kg. Objaw ten nosi na­zwę izostenurii. Ilustruje on brak zdolności nerek do modyfiko­wania osmolalności (i tym samym ciężaru właściwego moczu) w zależ­ności od zawartości wody w organizmie i świadczy o znacznym upośle­dzeniu czynności nerek.

Zdolność do zagęszczania moczu ulega upośledzeniu przede wszyst­kim w różnych chorobach nerek. W niektórych z nich ulega upośledze­niu wcześniej niż przesączanie kłębuszkowe. Przemawia to za wcześ­niejszym uszkodzeniem przez proces chorobowy cewek niż kłębuszków nerkowych. Obserwuje się to m.in. w bakteryjnych i niebakteryjnych śródmiąższowych zapaleniach nerek, w niedoborze potasu, w podwyż­szonym poziomie wapnia w surowicy krwi i w niektórych wrodzonych wadach cewek nerkowych (wrodzone tubulopatie).