Ze wszystkich składników wydalanych z moczem mocznik zawsze sta­nowił przedmiot największego zainteresowania fizjologów i klinicystów, ponieważ jest to główny produkt końcowy przemiany białkowej ustroju i zasadniczy — poza wodą — składnik moczu. W r. 1804 Fourcroy twier­dził, że wydalanie mocznika jest zasadniczym i najbardziej godnym uwagi zadaniem diurezy. W obecnym okresie jednak dalecy już jesteśmy od ścisłego przyczynowego łączenia objawów zatrucia w stanach niedomogi nerek z powiększonym poziomem mocznika we krwi, jak to było za czasów Brighta, który już w r. 1827 tak wyczerpująco opisał zespół przewlekłej marskości nerek z postępującą ich niedomogą i mocznicą, nazwany od jego nazwiska „chorobą Brighta". Wiadomo obecnie, że właściwie żaden z obja­wów przewlekłej niewydolności nerek nie zależy bezpośrednio od zatrzy­mania mocznika w ustroju, gdyż jest on prawie lub zupełnie nietoksyczny. Jednak stopień zaburzenia w wydalaniu tego związku pozostaje nadal ważnym wskaźnikiem w ocenie czynnościowego uszkodzenia nerek. Mocznik zostaje wydalony w moczu jako główny produkt azotowy kata­bolizmu kwasów aminowych pochodzących z rozpadu ciał białkowych — przynajmniej w ustroju ssaków, ryb i ziemnowodnych. U ptaków i pła­zów produktem takim jest kwas moczowy, który w ustroju ludzkim po­wstaje tylko w wyniku przemiany związków purynowych. Głównym źródłem wytwarzania mocznika w ustroju jest arginina, która przy udziale zaczynu arginazy ulega hydrolizie na mocznik i ornitynę według wzoru: Przez przyłączenie cząsteczki amoniaku i dwutlenku węgla powstaje z ornityny cytrulina. Następnie przez przyłączenie się jeszcze jednej czą­steczki amoniaku powstaje z cytruliny znowu arginina — i cykl przemian rozpoczyna się ponownie. Ostatecznie więc wytwarzanie mocznika z amo­niaku i dwutlenku węgla odbywa się zgodnie z przedstawioną tu teorią następującym torem: CO2 + NH3 + ornityna -> cytrulina cytrulina + NH3 arginina arginina + arginaza -> mocznik + ornityna Zapewne jednak w ustroju istnieją jeszcze inne drogi wytwarzania mocznika, np. z glutaminy, amoniaku i dwutlenku węgla, na co wskazuje Lenthardt (wg Besta i Taylora). W każdym razie u osobników pozostają­cych na zwykłej diecie 80—90°/o azotu pochodzącego z przemiany biał­kowej w ustroju wydala się z moczem w postaci mocznika. Wynosi to — 8—13 g azotu, czyli 20—30 g mocznika na dobę przy zawartości jego we krwi — 18—35 mg°/o (8—15 mg% azotu mocznikowego). Głównym narzą­dem produkującym mocznik w ustroju jest wątroba, chociaż nie wyklu­czone, że pewne jego ilości mogą powstawać również i w innych tkankach. Mocznik przenika bardzo łatwo i szybko, dlatego też znajduje się w jednakowym niemal stężeniu we wszystkich tkankach i płynach ustroju (stąd podana przez Landsberga metoda określania poziomu jego w ślinie). Tylko w nerkach stwierdza się znacznie większe jego stężenia, wynoszące 150—200 mg na 100 g tkanki (wg Besta i Taylora), co pozostaje w związku z wytwarzaniem w samej tkance nerkowej amoniaku z mocznika i ami­nokwasów. Podobnie jak inne rozpuszczone w osoczu ciała — cukier, sód, potas, chlor, siarczany i fosforany, a także składniki azotowe — kreatynina i kwas moczowy — tak i mocznik przechodzi do izotonicznego przesączu kłębkowego w takim samym stężeniu, w jakim znajduje się we krwi. Dzięki pracom Rehberga, Poulssona, Holtena i innych stwierdzono, że w obrębie proksymalnych odcinków cewek nerkowych następuje wchła­nianie zwrotne znacznej części mocznika razem z wodą, z całkowitą prawie ilością cukru, jodu, potasu, z częścią kwasu moczowego, fosforanów i siar­czanów. Substancje te na zasadzie biernej dyfuzji wchłaniają się w płynie izotonicznym z powrotem do krwi, a reszta — ciągle jeszcze izotonicznego moczu przechodzi do dystalnej części kanalików. Tu odbywa się na drodze złożonych mechanizmów czynne formowanie moczu ostatecznego, przy czym pewna część przesączonego w kłębkach mocznika (wg Besta i Tay­lora 40—50%), ulega dalszemu wchłanianiu zwrotnemu drogą zwykłej dyfuzji, której zakres zależy wyłącznie od różnicy stężenia osmotycznego istniejącego w sąsiednich naczyniach krwionośnych i od szybkości prze­pływu moczu. Z doświadczeń Smitha wynika zresztą, że dystalne odcinki kanalików są znacznie mniej przepuszczalne od proksymalnych, wskutek czego dyfuzja odbywa się daleko wolniej. W razie znaczniejszego uszkodzenia kanalików nerkowych, np. wskutek zatrucia solami rtęci lub cyjankami, kanaliki mogą utracić zupełnie zdol­ność czynnego regulowania stężeń poszczególnych składników wydalanego moczu, a nawet może nastąpić zupełny bezmocz i śmiertelna mocznica. Przyczyną bezmoczu jest bierne wchłanianie zwrotne całkowitej ilości napływającego z kłębków przesączu przez uszkodzone lub pozbawione nabłonka ściany kanalików.