Швидкість, з якою різні речовини виділяються в сечу, визначається сумою трьох процесів: (1) клубочкової фільтрації, (2) реабсорбції речовин з канальців в кров, (3) секреції речовин із крові в канальці. Формула виділення виглядає наступним чином:
Швидкість виділення == Швидкість фільтрації - Швидкість реабсорбції + Швидкість секреції.
Процес виділення починається з фільтрації капілярами клубочків в капсулу Боумена великої кількості рідини, позбавленої білка. Більша частина речовин плазми крові, за винятком білків, фільтрується вільно, тому концентрації речовин у фільтраті і плазмі майже рівні. Внаслідок реабсорбції води, а також окремих розчинених речовин назад в кров,або завдяки секреції з перітубулярних капілярів в канальці склад рідини, що залишає капсулу Боумена у міру її проходження по канальцях нефрона, істотно змінюється.
Малюнку відображає варіанти функціональної активності нирок відносно чотирьох гіпотетичних речовин. На А речовина вільно фільтрується капілярами, проте не реабсорбується і не секретується, тому інтенсивність його виділення дорівнює інтенсивності фільтрації, щосправедливо для таких продуктів метаболізму, як креатинін.
На Б речовина вільно фільтрується, Проте частково реабсорбується з канальців в кров. Отже, темпи виділення речовини нирками менше швидкості фільтрації в клубочках. В даному випадку формула виділення буде виглядати так:
Виділення = Фільтрація - Реабсорбція. Така ситуація звичайна для багатьох електролітів.
На У показано, що речовина вільно фільтрується, але не виділяється з сечею, оскільки воно, профільтрувати, реабсорбується з канальцев назад у кров. Таким способом в рідких середовищах організму зберігаються деякі живильні речовини, такі як глюкоза і амінокислоти.
На Г речовина вільно фільтрується в капілярах клубочка і не реабсорбується, до того ж воно додатково секретується з крові перітубулярних капілярів в канальці. Цей варіант характерний для органічних кислот і підстав, дозволяючи крові швидко від них очищатися, виділяючись у великій кількості з сечею. Швидкість виділення в даному випадку розраховується за формулою:
Виділення = Фільтрація + Канальцева секреція.
Для кожного речовини в плазмі існує своє особливе поєднання фільтрації, реабсорбції і канальцевої секреції. Швидкість виділення речовини залежить від співвідношення цих трьох основних процесів в нирці.
Фільтрація, реабсорбція і секреція різних речовин
В цілому для утворення сечі канальцева реабсорбція в кількісному відношенні важливіше секреції, проте канальцева секреція відіграє значну роль у підтримці вмісту калію, іонів водню та деяких інших іонів, що виділяються з сечею. Більшість речовин, від яких необхідно очистити кров (це особливо стосується таких продуктів обміну, як сечовина, креатинін, сечова кислота та урати), погано реабсорбуються, тому вони виділяються в сечу у великій кількості. Деякі чужорідні речовини і препарати також погано реабсорбуються, додатково секретуючи в просвіт канальців з перітубулярних капілярів, тому темпи виведення їх з організму високі. Електроліти, такі як натрій, хлор і іони бікарбонату, навпаки, добре реабсорбуються, тому в сечі вони з'являються лише в невеликій кількості. Незважаючи на значний вміст в клубочковом фільтраті деяких поживних речовин, таких як амінокислоти і глюкоза, з сечею вони не виділяються, оскільки повністю реабсорбуються в канальцях.
Кожен такий процес (Клубочкова фільтрація, канальцева реабсорбція або секреція) регулюється в залежності від потреб організму. Наприклад, при надлишку натрію швидкість, з якою він фільтрується, зростає, реабсорбується при цьому лише його невелика частина, тому зростає і його виділення.
Для більшості речовин темпи фільтрації і реабсорбції набагато перевищують швидкість виділення, тому мінімальні зрушення фільтрації або реабсорбції можуть призводити до значної зміни кількості виділеного нирками речовини. Наприклад, збільшення швидкості клубочкової фільтрації всього на 10% (з 180 до 198 л /добу) при незмінній реабсорбції збільшило б обсяг сечі в 13 разів: з 15 до 195 л /сут. Насправді ж для підтримки видільних процесів на необхідному рівні всі зміни фільтрації в клубочках зазвичай відповідають реабсорбції.