Hlavní úkoly ledvin byly shrnuty v kapitole 6. Vylučování odpadních látek a udržování stability vnitřního prostředí zajišťují ledviny tvorbou moči.

Základní anatomickou a funkční jednotkou ledvin je nefron. Má dvě hlavní části – glomerulární a tubulární.

Glomerulus je klubíčko kapilár, z nichž je z krve filtrována tekutina do prostoru zvaného Bowmanovo pouzdro. Tato tekutina, zvaná glomerulární filtrát („primární moč“) má složení podobné plazmě, obsahuje však minimální množství bílkovin. Denní objem je asi 180 litrů. Hlavní činností glomerulu je tedy filtrace.

Na glomerulární část navazuje tubulární systém, který sestává z proximálního tubulu, Henleho kličky, distálního tubulu a sběrných kanálků. Cílem je moč zahustit (vstřebat vodu), dále vstřebat potřebné profiltrované složky (glukóza, aminokyseliny); minerály se vstřebávají či vylučují podle potřeby organismu. V tubulech se mohou dále vylučovat nepotřebné a toxické látky. Činností tubulů se mění pH moči, mají proto význam při udržení acidobazické rovnováhy. Hlavní funkcí tubulů je tedy resorpce (vstřebávání) a sekrece (vylučování).

Úkolem laboratoře je posoudit funkci obou částí nefronu.

Pro výpočet glomerulární filtrace je třeba vybrat látku, která se volně filtruje glomerulem a v tubulech není ani resorbována ani secernována. Platí pak, že množství této látky profiltrované v glomerulech se rovná množství látky vyloučené v definitivní moči:

GF × P = U × V (GF = objem glomerulárního filtrátu v ml/s; P = koncentrace látky v plazmě – stejná je v glomerulárním filtrátu; U = koncentrace látky v moči; V = objem definitivní moči v ml/s).

Z toho GF = U × V/P; toto je obecný vzorec pro výpočet glomerulární filtrace.

Takovou látkou je inulin, polysacharid tvořený molekulami fruktózy. Protože je činností ledvin krev od něho očišťována, je vylučování inulinu močí zváno inulinová clearance (z angl. clear = čistit); vzhledem k tomu, že inulin je vylučován jen glomerulární filtrací, je clearance inulinu mírou glomerulární filtrace. V praxi se však inulinová clearance neužívá vzhledem k nutnosti podat inulin v dlouhodobé i.v. infuzi a jeho obtížnějšímu stanovení.

Místo toho se počítá clearance kreatininu. Vychází z toho, že kreatinin vzniká ve svalech přibližně konstantní rychlostí a nemusí se tedy podávat. Vylučuje se glomerulární filtrací; jak již bylo uvedeno, určité množství kreatininu se přidává do moči i tubulární sekrecí, jeho vyloučené množství je tedy vyšší než by odpovídalo glomerulární filtraci: clearance kreatininu hodnotu GF (glumerulární filtrace) nadhodnocuje.

Vlastní provedení je následující. Nemocný sbírá moč (obvykle 24 h), po promíchání se změří její objem a do laboratoře se zašle zkumavka moči a zkumavka krve. Ve vzorku krevního séra nebo plazmy se změří kreatinin a clearance se spočítá podle vzorce: C_kr = U_kr × V/P_kr, přičemž symboly U_kr a P_kr znamenají koncentraci kreatininu v moči resp. plazmě či séru (musí být ve stejných jednotkách, např. v µmol/l), V je objem definitivní moči v ml/s.

Glomerulární filtrace je citlivějším ukazatelem poruchy funkce ledvin než koncentrace kreatininu v séru – ta začíná stoupat, až když je glomerulární filtrace významně snížena.

Nejslabším článkem tohoto vyšetření je sběr moči: není jistota, že pacient sbíral veškerou moč za 24 h, řádně ji promíchal a správně změřil objem moči. Proto je snaha odhadnout glomerulární filtraci bez sběru moči, jen z hodnoty nějakého parametru v krevním séru. Tím parametrem je kreatinin nebo mikroprotein cystatin C (stanovuje se imunoturbidimetricky). Ten totiž stejně jako kreatinin vzniká v organismu konstantní rychlostí a je filtrován zdravým glomerulem do moči; při poklesu glomerulární filtrace koncentrace obou těchto látek v krevním séru stoupá.

Je k dispozici několik rovnic pro odhad glomerulární filtrace; byly vytvořeny v rámci velkých klinických studií (zkratky jsou často odvozeny z názvu studií) a vycházejí ze sérové koncentrace kreatininu nebo cystatinu C, či dokonce z obou parametrů současně. Nejznámější je rovnice CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) a FAS (Full Age Spectrum), vhodná i pro dětské pacienty, a další, jejichž výhodou je odvození pro evropskou populaci. Pro výpočet ze sérové koncentrace kreatininu je třeba znát parametry, které jeho hladinu (produkci) ovlivňují: věk a pohlaví. Na internetu najdeme kalkulátory, které po dosazení příslušných hodnot odhad glomerulární filtrace určí. Většina laboratorních informačních systémů tyto výpočty vydává rutinně při změření sérového kreatininu.

Odhadnutá glomerulární filtrace se obvykle značí eGFR (z angl. estimated glomerular filtration rate). I když není zatížena chybou z nesprávného sběru moči, musíme si uvědomit, že počítá s „průměrným člověkem“, a proto nemusí vždy odpovídat skutečné hodnotě GF.

Znalost glomerulární filtrace je nezbytná pro posouzení stadia chronického selhání ledvin, stupně akutního poškození ledvin a pro posouzení event. redukce dávek léků, které se z organismu vylučují ledvinami, u pacientů se selháním ledvin.

Nejběžnější je sledování tubulární resorpce vody. Normálně se totiž z profiltrovaného objemu (GF, 100 %) v tubulech asi 99 % vody vstřebá (tubulární resorpce R) a jen 1 % se vyloučí (frakční exkrece FE): GF = R + FE. Nejjednodušší výpočet frakční exkrece vody je: FE = P_kr/U_kr, tedy poměr koncentrace kreatininu v krevní plazmě (séru) a moči; chceme-li, aby byl výsledek v %, vynásobíme poměr číslem 100.

Schopnost tubulů vstřebávat vodu posuzuje i koncentrační pokus po podání syntetického antidiuretického hormonu; byl popsán v kap. 6.

Krev stejně jako glomerulární filtrát má pH 7,4, moč obvykle 5 – 6. Je to dáno tím, že většina katabolitů má kyselý charakter. Okyselení moči je tedy funkcí tubulů. Pacienti s renální tubulární acidózou nejsou schopni okyselit moč a po podání potravy s chloridem amonným neklesne pH moči pod 5,6 (tzv. acidifikační test).