Zbudowany jest z parzystych nerek i moczowodów oraz pęcherza moczowego i cewki moczowej. W nerkach można wyodrębnić warstwę korową i rdzenną. Jednostką strukturalno-funkcjonalną nerki jest nefron, utworzony z ciałka nerkowego i kanalika krętego. Ciałko nerkowe składa się z pęczka włośniczek krwionośnych zwanych kłębuszkiem nerkowym, który otacza torebka kłębuszka. W kanaliku nerkowym można wyróżnić kanalik kręty I rzędu, pętlę Henlego i kanalik kręty II rzędu, który uchodzi do kanalika zbiorczego, a ten do miedniczki nerkowej. Z miedniczek nerkowych mocz spływa moczowodami do pęcherza moczowego, skąd jest usuwany na zewnątrz.
Schemat budowy i funkcji nefronu człowieka
Powstawanie moczu zachodzi w wyniku procesów: filtracji, resorpcji i sekrecji. W kłębuszkach nerkowych odbywa się filtracja krwi, co uwarunkowane jest zwiększonym ciśnieniem krwi. Jest to możliwe dzięki rozdzieleniu się tętniczki doprowadzającej na sieć naczyń włosowatych (tzw. sieć dziwna). Naczynia te przed opuszczeniem kłębuszka zbierają się w tętniczkę odprowadzającą. Ponadto średnica tętniczki wyprowadzającej jest mniejsza od średnicy tętniczki doprowadzającej. Powstały na drodze filtracji mocz pierwotny ma skład podobny do osocza. Różni się od niego tylko brakiem białek. Dlatego w kanalikach krętych nefronów dzięki resorpcji organizm odzyskuje glukozę, aminokwasy, witaminy, jony organiczne oraz dużą część soli mineralnych i wody. W początkowych odcinkach kanalika krętego I rzędu następuje resorpcja glukozy, aminokwasów, anionów kwasów organicznych, jonów wodorowęglanowych oraz jonów sodu. Substancje te wchłaniane są w sposób aktywny. Ich resorpcja powoduje obniżenie ciśnienia osmotycznego moczu w stosunku do ciśnienia osmotycznego w komórkach i płynie tkanko
wym. Umożliwia to resorpcję wody w ramieniu zstępującym pętli nefronu, dzięki czemu następuje zagęszczenie moczu. Z kolei w ramieniu wstępującym zachodzi wchłanianie jonów sodu, gdyż kanalik jest w tej części nefronu przepuszczalny dla sodu i nieprzepuszczalny dla wody. Resorpcji jonów Na+ towarzyszy wchłanianie jonów Cl–. Wchłanianie jonów sprawia, iż moczu lega pewnemu rozcieńczeniu. Dalsza resorpcja zachodzi w końcowych częściach nefronu oraz w kanalikach zbiorczych. Wchłanianie wody i jonów sodu uzależnione jest tutaj od potrzeb organizmu i podlega regulacji hormonalnej. Wazopresyna (hormon antydiuretyczny) zwiększa resorpcję wody, a aldosteron jonów Na+. Spływający do miedniczek nerkowych mocz nosi nazwę ostatecznego. Podczas tworzenia moczu w kanalikach nerkowych zachodzi też sekrecja jonów H+, jonów amonowych oraz niektórych leków, np. penicyliny, sulfonamidów. (Rys. po prawej układ wydalniczy człowieka)
Mechanizm postępującego zagęszczania moczu nazywany jest mechanizmem wzmacniaczy pzeciwprądowych oraz wymienników przeciwprądowych. Wzmacniaczami przeciwprądowymi są ramiona pętli Henlego, w których mocz płynie w przeciwnych kierunkach. Resorpcja sodu w ramieniu wstępującym powoduje zwiększenie stężenia płynu tkankowego. Z kolei obecność hipertonicznego płynu w przestrzeni okołokanalikowej wymusza zwiększenie wchłaniania wody w ramieniu zstępującym. Zatem resorpcja wody w ramieniu zstępującym uwarunkowana jest resorpcją jonów Na+ w ramieniu wstępującym pętli.
Odbieranie wody i jonów Na+ z tkanek odbywa się za pośrednictwem drobnych naczyń krwionośnych otaczających pętle nefronów. Stąd naczynia te stanowią wymienniki przeciwprądowe.
Efektem działania wazopresyny jest zagęszczenie moczu i rozcieńczenie krwi, a tym samym zmniejszenie jej ciśnienia osmotycznego.
Z kolei układ hormonów: renina wytwarzana przez samą nerkę, angiotensyna obecna w osoczu oraz aldosteron produkowany przez nadnercza zwiększają resorpcję Na+, co powoduje, iż mocz staje się bardziej rozcieńczony, a ciśnienie osmotyczne krwi wzrasta. Zatem wszystkie te hormony wpływają na osmoregulację.