För att kroppen ska fungera korrekt behöver den ett sätt att göra sig av med gifter och annat avfall. Det är där njurarna kommer in i bilden. Deras huvudfunktion är att filtrera blodet, specifikt och avlägsna alla oönskade ämnen från kroppen.
Nu sker det första steget i blodfiltreringen vid glomerulus – en liten bädd av kapillärer omgiven av Bowmans kapsel.
Den glomerulära filtreringsbarriären består av tre lager och tillsammans separerar de blodet i de glomerulära kapillärerna från vätskan i Bowmans kapsel.
De fungerar som ett såll och låter vatten och vissa lösningsmedel i plasman, t.ex. natrium, passera in i Bowmans utrymme, medan negativt laddade partiklar, t.ex. proteiner, eller stora partiklar, t.ex. röda blodkroppar, hålls kvar i blodet.
Den filtrerade vätskan, som nu kallas för pre-urin, lämnar Bowmans utrymme och går genom nefronet.
Nefronet är den grundläggande enheten i njuren och är i huvudsak ett långt rör som är böjt i en U-form.
Olika sektioner av detta rör återabsorberar antingen ämnen tillbaka till den systemiska cirkulationen eller utsöndrar dem aktivt i nefronet för att utsöndras i urinen.
Renalt clearance av ett ämne avser hur snabbt ett visst ämne avlägsnas från plasma av njurarna och utsöndras i urinen.
Så något med ett högt renalt clearance innebär att det snabbt avlägsnas från blodet, och vice versa. Det finns en formel för att beräkna renal clearance för en viss substans X.
I denna formel står C för det renala clearance som är den volym blodplasma som rensas från denna substans över tiden i minuter.
C är lika med koncentrationen av ämnet i urin x multiplicerat med urinflödeshastigheten (V) som är den mängd urin som utsöndras under tiden i minuter.
Alt detta divideras med plasmakoncentrationen av substansen x.
Om urinkoncentrationen är hög men plasmakoncentrationen är låg måste det alltså betyda att mycket av substansen avlägsnades från blodet, vilket leder till en hög renal clearance.
Som allmän regel har små, oladdade ämnen som inulin, som är en liten inert polysackaridmolekyl, relativt lätt att passera genom glomerulus.
Som exempel kan vi säga att en man under en 24-timmarsperiod har 2 liter urin och att hans Na+-koncentration i plasma är 145 mEq/L, medan hans Na+-koncentration i urinen är 190 mEq/L.
Med hjälp av denna information kan vi beräkna hans renala clearance för Na+. Först måste vi beräkna hans urinflödeshastighet, som är urinvolymen dividerad med tiden. Så det är: Eftersom urinkoncentrationen är 190 mEq/L multiplicerar vi den med 1,39 mL/min och dividerar med plasmakoncentrationen som är 145 mEq/L. Detta motsvarar 1,43 mL/min, vilket innebär att 1,43 mL plasma rensas från natrium per minut.
Vi vet alltså hur mycket plasma som rensas från natrium per minut av njurarna, men vi vet inte om någon av natriumet återabsorberas eller utsöndras i urinen av nefronerna. Detta beror på att clearance är summan av all reabsorption och sekretion som sker för ett ämne. För att ta reda på exakt hur mycket reabsorption och sekretion som sker måste vi jämföra med inulin.
Inulin är en polysackarid som produceras av växter.
Det är det enda ämne som filtreras fritt och inte aktivt utsöndras eller återabsorberas.
Vi vet det eftersom den filtrerade fraktionen, som är hur mycket vätska som når njurarna och passerar in i njurtubuli, är densamma för inulin som för plasma.
Så vi kan använda den för att få en exakt uppskattning av hur mycket vätska som filtreras från njurarnas glomerulära kapillärer till filtratet även känt som den glomerulära filtrationshastigheten, eller GFR.
När vi jämför clearance av substans X med inulin får vi något som kallas clearancekvoten. Denna kan beräknas som clearance av substans X dividerat med clearance av inulin.