Die kleinste funktionelle Einheit der Niere ist das Nephron, bestehend aus Glomerulum, proximalem Tubuluskonvolut, Henle-Schleife und distalem Tubuluskonvolut .
Täglich fließen insgesamt 180 Liter Primärharn durch den ersten Teil des Nephrons, den glomerulären Filter. In den Tubuli werden 178 Liter Wasser und wertvolle Nährstoffe (z.B. Glucose und Elektrolyte) resorbiert und schädliche Stoffe (z.B. Harnstoff) sezerniert.
Das Tubulussystem lässt sich grob in vier verschiedene Abschnitte gliedern, die sich in ihren Hauptfunktionen unterscheiden.
I Proximaler Tubulus (Tubulus proximalis)
Transzellulär resorbiert werden vor allem Glukose, Aminosäuren, Natrium-Kaliumionen, Wasser und Kohlenstoffdioxid. Parazellulär resorbiert werden Ca2-Ionen und Chlorid-Anionen. Sie nehmen den direkten Weg über die „undichten“ Tight junctions ohne Umweg durch die Zelle.
Sezerniert werden H2O – und Hydrogencarbonat-Ionen.
II Intermediärtubulus (Tubulus attenuatus)
Die Intermediärtubuli sind mit einem einschichtigen Plattenepithel ausgekleidet. Es gibt hier nur sehr wenige aktive Transportvorgänge, da die entsprechenden Zellorganellen fehlen. Daher liegt die Hauptfunktion des Intermediärtubulus in der Konzentration des Harns durch Wasserrückresorption. Wasser wird dabei passiv durch erleichterte Diffusion entlang des osmotischen Gradienten in die umliegenden Kapillaren transportiert.
III Distaler Tubulus (Tubulus distalis)
Im distalen Tubulus wird durch die Regulation des Wasser- und Elektrolythaushaltes auch der Säure-Basen-Haushalt beeinflusst. Jeweils 8-10 Tubuli distales münden in ein Sammelrohr.
IV Sammelrohr
Die Sammelrohre sind feine tubuläre Gewebestrukturen der Niere, durch die der Harn aus den Nephronen abfließt.
Das Gegenstück zur glomerulären Filtrationsrate (GFR) ist die tubuläre Resorptionsrate (TRR). Die Differenz GFR-TRR entspricht der Sekundärharnproduktion.