正常人血漿的總滲透濃度約為280～310mOsm/KgH20之間(滲透壓280～310mOsm/L)。而正常人的尿液的滲透濃度可在約50～1200mOsm/L之間波動。取決于機體水分含量的多少，當機體缺水時，尿液的滲透壓可時明顯高于血漿，稱為高滲尿，即尿被濃縮。當機體水分過多時，尿液的滲透壓可明顯低于血漿的滲透壓，稱為低滲尿。腎臟的尿濃縮和尿稀釋能力，在維持體液平衡和滲透壓恒定中有極為重要的作用。

　　一、尿液的稀釋

　　當小管液中的溶質被重吸收而水不易被重吸收時,則造成尿液的稀釋。這種情況主要發生在髓袢升支粗段。

　　由于髓袢升支粗段能主動重吸收Na+和C1-，而對水不通透，故水不被重吸收，造成髓袢升支粗段小管液為低滲。在體內水過剩而抗利尿激素釋放被抑制時，集合管對水的通透性非常低。因此，髓袢升支粗段的小管液流經遠曲小管和集合管時，NaCl繼續重吸收，而水不被重吸收，使小管液滲透濃度進一步下降。可降低至50mOsm/kgH20，形成低滲尿，造成尿液的稀釋。如果抗利尿激素完全缺乏時，如嚴重尿崩癥患者，每天可排出高達20L的低滲尿，相當于腎小球濾過量的10%。

　　二、尿液的濃縮

　　當小管液中的水被重吸收而溶質仍留在小管液中，將發生尿液的濃縮。

　　用冰點降低法測定鼠腎的滲透壓，觀察到腎皮質部的組織間液(包括細胞內液和細胞外液)的滲透濃度與血漿的滲透壓之比為1.0，說明二者是等滲的。而髓質部組織間液與血漿的滲透濃度之比，則隨著由髓質外層向乳頭部深入而逐漸升高， 分別為2.0、3.0、4.0(圖)。這表明髓質滲透壓從髓質外層向乳頭部深入而不斷升高，具有明確的滲透梯度。腎髓質滲透梯度是水重吸收的動力。

　　有抗利尿激素存在時，遠曲小管和集合管對水通透性增加，小管液從外髓集合管向內髓集合管流動時，由于滲透作用，水便不斷進入高滲的組織間液，使小管液不斷被濃縮而變成高滲液，最后尿液的滲透濃度可高達1200mOsm/kgH20，形成濃縮尿。

　　可見，髓質的滲透梯度的建立就成為濃縮尿的必要條件。髓袢是形成髓質滲透梯度的重要結構，只有具有髓袢的腎才能形成濃縮尿。髓袢愈長，濃縮能力就愈強。

　　髓質滲透梯度形成的機制　已知腎小管各段對水通透性不同，對溶質的通透性也不相同。在外髓部，由于髓袢升支粗段能主動重吸收Na+和Cl-，而對水不通透，故升支粗段內小管液向皮質方向流動時，管內NaCl濃度逐漸降低，小管液滲透濃度逐漸下降;而升支粗段外圍組織間液則變成高滲。髓袢升支粗段位于外髓部，故外髓部的滲透梯度主要是由升支粗段NaCl的重吸收所形成。愈靠近皮質部，滲透濃度越低;愈靠近內髓部，滲透濃度越高(圖)。

　　在內髓部，滲透梯度的形成與尿素的再循環和NaCl重吸收有密切關系。

　　①遠曲小管及皮質部和外髓部的集合管對尿素不易通透，但在抗利尿激素作用下，對水通透性增加，由于外髓部高滲;水被重吸收，所以小管液中尿素的濃度逐漸升高。小管液滲透壓升高。

　　②當小管液進入內髓部集合管時，由于管壁對尿素的通透性增大，小管液中尿素順濃度梯度通過管壁向內髓部組織間液擴散，造成了內髓部組織間液中尿素濃度的增高，組織間液滲透壓因之而升高。

　　③髓袢降支細段對尿素不易通透，而對水則易通透，所以在滲透壓的作用下，水被“抽吸”出來，從降支細段進入內髓部組織間液。由于降支細段對Na+不易通透，小管液將被濃縮，于是其中的NaCl濃度愈來愈高，滲透濃度不斷升高。

　　④當小管液進入髓袢升支細段時，由于它含有高濃度的NaCl。而升支細段對Na+又易通透，因此Na+順濃度梯度被動擴散至內髓部組織間液，從而進一步提高了內髓部組織間液的滲透壓。由此看來，內髓部組織間液的滲透壓，是內髓部集合管擴散出來的尿素以及髓袢升支細段擴散出來的NaCl兩個因素所致。

　　⑤尿素是可以再循環的。 因為升支細段對尿素具有中等的通透性， 所以從內髓部集合管擴散到組織間液的尿素可以進入升支細段，而后流過升支粗段、遠曲小管、皮質部和外髓部集合管，又回到內髓部集合管處再擴散到內髓部組織間液，這樣就形成了尿素的再循環。

　　從髓質滲透梯度形成的全過程來看，髓袢升支粗段對Na+和Cl-的主動重吸收是髓質滲透梯度建立的主要動力，而尿素和NaCl是建立髓質滲透梯度的主要溶質。

　　三、直小血管在保持腎髓質高滲中的作用

　　直小血管是由近髓腎單位出球小動脈分枝而來的U型毛細血管，與髓袢伴行，血流阻力較大，血流緩慢。直小血管的作用在于維持腎髓質高滲環境。

　　在上述腎小管的尿濃縮和稀釋作用中，不斷有溶質(NaCl和尿素)進入髓質組織間液形成滲透梯度， 也不斷有水被腎小管和集合管重吸收至組織間液。因此，必須把組織間液中多余的溶質和水除去才能保持髓質滲透梯度。

　　直小血管降支進入髓質的入口處，其血漿滲透壓為300mOsm/L。由于直小血管對溶質和水的通透性高，當它在向髓質深部下行過程中， 周圍組織間液中的溶質就會順濃度梯度不斷擴散到直小血管降支中，而其中的水則滲出到組織間液，使血管中的血漿滲透濃度與組織間液達到平衡。因此，愈向內髓部深入，降支血管中的溶質濃度愈高。在折返處，其滲透壓也可高達1200mOsm/L。如果直小血管降支此時離開髓質，就會把從進入直小血管降支中的大量溶質流回循環系統，而從直小血管內出來的水保留在組織間液。這樣，髓質滲透梯度就不能維持。由于直小血管是U型結構，因此，當直小血管升支從髓質深部返回外髓部時，血管內的溶質濃度比同一水平組織間液的高，溶質又逐漸擴散回組織間液，并且可以再進入降支。因此，當直小血管升支離開外髓部時，只把多余的溶質帶回循環中。此外，通過滲透作用，組織間液中的水不斷進入直小血管升支， 又使組織間液中多余的水隨血流返回循環。這樣就維持了腎髓質的滲透梯度。