Η λειτουργία του νεφρού συνίσταται στη διατήρηση ενός σταθερού εσωτερικού περιβάλλοντος (ομοιόσταση), με αποβολή του πλεονάζοντος νερού και των παραπροϊόντων του μεταβολισμού. Κάθε νεφρός αποτελείται από ένα εκατομμύριο περίπου λειτουργικές μονάδες, που ονομάζονται νεφρώνες. Για το σχηματισμό των ούρων απαιτείται η διήθηση του πλάσματος από τους νεφρώνες, η επαναρρόφηση των ουσιών που είναι χρήσιμες για τον οργανισμό και η ενεργητική απέκκριση στο διήθημα ουσιών που είναι άχρηστες ή επιβλαβείς.

Για την ποσοτική εκτίμηση της νεφρικής λειτουργίας θα ήταν χρήσιμο να γνωρίζαμε πόσος όγκος του πλάσματος καθαρίζεται από τις άχρηστες ουσίες στη μονάδα του χρόνου. Η παράμετρος αυτή ονομάζεται ρυθμός σπειραματικής διήθησης (GFR, Glomerular Filtration Rate) και θα αποτελούσε ένα χρήσιμο δείκτη για την εξέλιξη της πορείας χρόνιων νοσημάτων, που καταστρέφουν προοδευτικά τους νεφρώνες (χρόνια νεφρική ανεπάρκεια). Η τιμή του GFR στον υγιή άνδρα είναι περίπου 120 ml/min και λίγο λιγότερο για τις γυναίκες. Τιμή του GFR κάτω από 30 ml/min σημαίνει σοβαρή διαταραχή της νεφρικής λειτουργίας και το άτομο θα πρέπει να παρακολουθείται στενά από εξειδικευμένο νεφρολόγο. Σε τιμές το GFR κάτω των 15 ml/min πρέπει να εφαρμοστούν μέθοδοι υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας, όπως η αιμοκάθαρση, ή να γίνει μεταμόσχευση νεφρού.

Η μέτρηση του GFR μπορεί να γίνει με μεθόδους της πυρηνικής ιατρικής, αλλά κάτι τέτοιο είναι ακριβό και καθόλου πρακτικό στην καθημερινή κλινική πράξη. Για το λόγο αυτό, αντί του GFR, επιδιώκεται η μέτρηση της κάθαρσης μιας συγκεκριμένης ουσίας που δεν επαναρροφάται, ούτε απεκκρίνεται καθόλου από τα ουροφόρα σωληνάρια. Ο ρυθμός κάθαρσης μιας τέτοιας ουσίας, θα ήταν ίσος με το ρυθμό σπειραματικής διήθησης. Τέτοια ουσία βρέθηκε να είναι η ινουλίνη, ένας πολυσακχαρίτης. Καθώς η ουσία αυτή δεν παράγεται από τον οργανισμό, για να μελετηθεί η κάθαρσή της, θα έπρεπε να χορηγηθεί εξωγενώς, με αποτέλεσμα να περιπλέκεται η διαδικασία.

Βρέθηκε πως η κρεατινίνη μπορούσε να αντικαταστήσει την ινουλίνη ικανοποιητικά και με μικρό ποσοστό σφάλματος. Η κρεατινίνη είναι μια ουσία που παράγεται φυσιολογικά με το μεταβολισμό των μυών και απεκκρίνεται από τους νεφρούς. Η ημερήσια παραγωγή της είναι σχετικά σταθερή και ανάλογη της μυϊκής μάζας. Ο ρυθμός κάθαρσης της κρεατινίνης είναι μια ικανοποιητική προσέγγιση του ρυθμού σπειραματικής διήθησης. Για τον υπολογισμό της κάθαρσης της κρεατινίνης είναι απαραίτητη η συλλογή ούρων ολόκληρου του εικοσιτετραώρου. Μετράται η συγκέντρωση της κρεατινίνης στον ορό (P) σε mg/dl, η συγκέντρωση της κρεατινίνης των ούρων (U) σε mg/dl και ο όγκος των ούρων του εικοσιτετραώρου σε ml/24ωρο (ή ml/1440 min, για να υπάρχει αντιστοιχία στις μονάδες μέτρησης και να βγει το αποτέλεσμα σε ml/min). Τότε, η κάθαρση της κρεατινίνης (CrCl σε ml/min) δίνεται από τη σχέση

CrCl = U/P x V

Ενώ τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με τη χρησιμοποίηση του παραπάνω τύπου εκτιμούν ικανοποιητικά τη νεφρική λειτουργία, στην καθημερινή κλινική πράξη συναντούμε αρκετές δυσκολίες κυρίως σε σχέση με τη συλλογή των ούρων του εικοσιτετραώρου. Πολλές φορές οι ασθενείς δεν κατανοούν την ανάγκη μιας τέτοιας διαδικασίας, με αποτέλεσμα το τελικό δείγμα να μην είναι αντιπροσωπευτικό. Σε νοσοκομειακό περιβάλλον χρειάζεται αυστηρή επίβλεψη από το νοσηλευτικό προσωπικό.

Τελικά, οι πλέον διαδεδομένες εξετάσεις για την εκτίμηση της νεφρικής λειτουργίας είναι η απλή μέτρηση της κρεατινίνης και της ουρίας του ορού, δεδομένου ότι γνωρίζουμε τους περιορισμούς τους κατά την ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Η φυσιολογική τιμή της κρεατινίνης είναι από 0.7 έως 1.4 mg/dl και είναι ελαφρά μικρότερη στις γυναίκες. Η τιμή της κρεατινίνης αυξάνεται, καθώς μειώνεται ο GFR και η κάθαρση της κρεατινίνης. Δυστυχώς, στα αρχικά στάδια της νεφρικής ανεπάρκειας, η τιμή της κρεατινίνης του ορού υποεκτιμά τη συνεχιζόμενη καταστροφή των νεφρώνων. Είναι όμως απλή εξέταση και οι διαδοχικές της μετρήσεις δίνουν καλή εκτίμηση της νεφρικής λειτουργίας. Η τιμή της κρεατινίνης επηρεάζεται και από τη μυϊκή διάπλαση του ατόμου, αλλά και την ηλικία. Υπάρχουν τύποι που υπολογίζουν κατ’εκτίμηση την κάθαρση της κρεατινίνης, αν είναι γνωστά η ηλικία, το βάρος και τιμή της κρεατινίνης του ορού. Οι τύποι παρουσιάζουν μικρές διαφοροποιήσεις και ανάλογα με το φύλο.

Το άζωτο προέρχεται από τον καταβολισμό των πρωτεϊνών. Για να το απεκκρίνει ο οργανισμός από τους νεφρούς, πρέπει να το μετασχηματίσει σε ουρία, μια διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο συκώτι. Η ουρία του ορού έχει σημασία παρόμοια με εκείνη της κρεατινίνης. Ωστόσο, είναι ακόμη πιο αναξιόπιστος δείκτης της νεφρικής λειτουργίας, καθώς επηρεάζεται και από το πόσο ενυδατωμένος είναι ο ασθενής. Σε καταστάσεις αφυδάτωσης (π.χ. τους καλοκαιρινούς μήνες ή σε λήψη διουρητικών) παρατηρείται φυσιολογική αύξηση στην τιμή της ουρίας. Ο κλινικός γιατρός υποψιάζεται την αφυδάτωση, βλέποντας δυσανάλογα αυξημένη τιμή ουρίας σε σχέση με εκείνη της κρεατινίνης. Εξάλλου, η τιμή της ουρίας αυξάνει, όταν το διαιτολόγιο περιλαμβάνει πολλές πρωτεΐνες, σε καταστάσεις shock και στην καρδιακή ανεπάρκεια. Αντί της ουρίας, συνήθως μετράται μόνο το άζωτο που περιέχεται στην ουρία. Το φυσιολογικό εύρος τιμών του αζώτου της ουρίας στο αίμα (BUN, Blood Urea Nitrogen) είναι από 8 έως 20 mg/dl.