腎臟對水和溶質濃度的調節
由于許多激素的調節靶器官主要是腎臟，因此腎臟功能的正常是維持正常水和電解質平衡的基本保證。由于腎臟分泌的第一步是腎小球的濾過，而且它是一種非選擇性的濾過，因此那些對機體有害的物質被排泄入尿液。一個正常人每天大約排泄180升的水和25,000mmol的鈉入尿液。腎小管的功能是調節水和電解質的排泄以維持正常的血容量。對于一個正常的腎臟來說，大多數鈉、氯和水的重吸收是由滲透壓梯度所致的滲透現象來完成的，這就需要一個無疾病的腎臟來改變由腎臟中心部位所發現的高重量滲透摩爾濃度，尿液電解質和水的調節最終是通過醛固酮和抗利尿素的協同作用來完成的。當醛固酮缺乏時，濾過到尿液中的大約3-5%的鈉將會流失，而ADH缺乏可使10%的水流失。圖3展示了這一現象。
圖3：腎小管分為多個段落以控制水和溶質狀態。最初由遠曲小管(a)吸收大部分溶質，約2/3的鈉，以及水和氯被重吸收。在亨利擇 （b）段，水被進一步吸收，鈉濃度的升高致重量滲透摩爾濃度升高達1200mosm/kg。在下一個階段（C），鈉和氯被重吸收，出現幾乎不含鉀的重量滲透摩爾濃度相對較低的尿液。近曲小管（d）在醛固酮的作用下對鈉進行重吸收，與此交換鉀或氫離子。集合管（e）在ADH的作用下重吸收水，使尿液濃縮。
尿液溶質濃度的“正常”值
每當實驗室被要求提供尿液溶質濃度和重量滲透摩爾濃度的“正常”值（“normal”values）時，腎功能最好是用“恰當”（appropriate）這個詞來理解。例如，對于一個脫水病人來說，如果發現其尿液極度稀釋，且尿液重量滲透摩爾濃度為50的時候，則應被視為是不恰當的（inappropriate），盡管這種情況可在正常人中見到。同樣，如果這個病人的尿液鈉濃度是100mmol/L，也應該被認為是不恰當的。在我們自己的實驗室，我們是不提供尿液的重量滲透摩爾濃度和電解質濃度的正常參考值的。
濃縮和稀釋
腎臟可通過腎小管的功能來排泄濃度不同的尿液。在脫水情況下，ADH刺激水的最大儲存，從而使尿液的重量滲透摩爾濃度達到1200mosm/kg之高。水的攝入過多時，最大稀釋可產生重量滲透摩爾濃度小至50mosm/kg。這些數值可在兒童中以及隨著年齡的增長而改變；年齡大于65歲的人最大濃縮度則不能達到700mosm/kg，而最多稀釋度通常不小于100-150mosm/kg。
尿液電解質
在正常人中,尿液電解質的排泄與鹽的攝入有關。一個正常個體的總尿鈉排泄量是鈉攝入的一個很好的指標，該指標一直被用作監測高血壓患者鈉攝入的工具。但是,當血漿容量改變時,激素會刺激機腎臟來改變鈉的排泄,以達到重新平衡的狀態。在一個血容量下降的病人中，典型表現是當尿鈉濃度小于10mmol/L時，醛固酮可作用于腎小管，使已被腎小球濾過的尿鈉的丟失減少到小于0.5%。而當血容量過大時，尿鈉的排泄會明顯增加，可達已濾過尿鈉的5%或更大，便尿鈉濃度大于血鈉濃度的2倍或更大。
Ⅲ.溶質狀態的測試
滲透間隙
滲透間隙(Osmotic
Gap)是一個理論概念（與陰離子間隙相似），最初用來作為檢查滲透重量摩爾濃度儀器的準確度的一個指標。滲透間隙是指實際重量滲透摩爾濃度與測量重量滲透摩爾濃度之差，它是從存在于血清中的所有主要溶質的摩爾濃度中計算出來的。常用的兩個用來計算范量滲透摩爾濃度的公式如下：
公式1
【葡萄糖】 【尿素氮】 【乙醇】
1.86 x Na+ + 18 + 2.8 + 3.8
0. 93
公式2
2 x Na+ + 【葡萄糖】 + 【尿素氮】 + 【乙醇】
18 2.8 3.8
血清實際只有約93%是水，其余為懸浮于水中的脂肪和蛋白，滲透活性物質則溶解于水中而并非于血漿中。由于93%血清是水，所以全部結果除以0.93，1.86
x Na+則變成2 x
Na+，換算系數將葡萄糖和尿素氮由mg/dl換成mmol/L。雖然乙醇換算系數的期望值是4.6，但乙醇的作用不僅僅是溶質，而且是溶劑，換算系數3.8實際上是從觀察乙醇在溶液中的效應而決定的。滲透間隙可大到10，這種差異是出于其他一些滲透活性物質的存在而未能被考慮入以上兩個公式所致。
滲透間隙提示有一種以毫摩爾量的小分子化合物存在。為了實際應用的目的，可認為引起滲透間隙的物質只有酒精（甲醇、異丙醇、乙烯和丙烯乙二醇）、丙酮、乙酰水楊酸和三聚乙醛。乙醇如果在實驗室內不能測得，而又未被考慮入以上兩個公式的話，也可產生滲透間隙。只有非離子物質會對滲透間隙產生影響，例如，酸分解并與一個堿基結合，直接替代HCO3；由于我們已將陰離子乘以NA+并乘以2，從而導致“未測定”的陰離子的升高，因此不會產生滲透間隙。有無滲透間隙的存在會影響過去那些用來測量重量滲透摩爾濃度的方法。由于大多數能引起滲透間隙的物質是揮發性的（阿司匹林除外），用來測量蒸點降低的滲透壓計是檢測不到這些物質的存在的。幸運的是，我們國家大多數醫院的實驗室所采用的是冰點降低法，它可準確地測量到這些物質的存在。
自由水清除率
自由水清除率（free water
clearance）是一個理論上的概念，它是指提高腎臟的排泄能力以達到排泄或多或少的水，而非腎臟本身需要處理由腎小球濾過的滲透的量。它反映了腎小管因病人血容量的改變而進行濃縮和稀釋的調節能力。自由水清除率是計算總水清除率（尿液容量）和所需水清除率（滲透清除率）之差，由下面的公式來定義：
C水 = C尿 — C滲透 = V — U滲透 x V = V x (1 — U滲透)
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P滲透 P滲透
如果腎臟沒有水的凈重吸收，但排泄與血液重量滲透摩爾濃度相同的尿液的話，那么自由水清除率為零。在血容量減少的情況下，正常的響應是提高抗利尿素的分泌，從而導致排泄一種與血液相比水份含量少的濃縮性尿液，因此自由水清除率為負值。同樣，水的過多攝入抑制了ADH的分泌，導致了稀釋尿液的排泄，此時自由水清除率為正值。如果所有調節系統和腎臟的工作正常的話，尿液溶質濃度就會適合于身體液體的狀況。