一、机制
1.肾小球血动学异常
当肾脏处于缺血状态时，肾小球滤过率会随肾血流量减少而下降。肾动脉血压不及自动调控限度或受包括内皮素、腺苷及血管紧张素等缩血管因子作用，肾血管阻力增加所致。肾小球内阻力增加尚与分布在毛细血管袢中毛细血管间的系膜收缩有关，后者并可受上述因子作用使肾小球的滤过率进一步减少。
2.肾小管病变
（1）缺氧性病损：肾小管损害为急性肾功能衰竭早期的主要病理改变，尤以排列在外髓内带处肾单位髓袢上升支的粗段受累更明显，系该处氧分压较低所致。正常情况下，由于特定的解剖结构及血液流变学等原因，使到达髓外血管的血流较皮质部含较少比例的红细胞，致实际携氧能力下降，肾缺血时，即易出现缺氧性肾小管病变。当已陷于急性肾小管坏死者，可经管球反馈机制，随肾小管外排泌功能受损。肾小管细胞对钠、氯的重吸收减少，遂使流经致密斑处小管内液体的钠、氯浓度升高，通过肾素一血管紧张素作用，入球小动脉收缩，阻力升高，肾血流减少，导致肾小球滤过率降低。内皮素与内皮素源-氧化氮生成之间失衡所致的血流动力学障碍对引发肾小管病变有不可低估的作用。前者可致血管收缩，后者却具有扩血管作用，前者可协调使血管张力维持在正常的状态下。然而，当缺血、缺氧或毒素损伤内皮细胞时，内皮素生成增多致血管持续收缩，加重肾脏缺血、缺氧，进而引起肾小管坏死。
（2）代谢性病损：研究表明，肾小管尚承担离子转运功能，所需能量较高。当肾阻断1～2min，肾皮质ATP下降80%，于是继细胞内泵钠离子功能的丢失，细胞损伤接踵而至。此外.细胞内钙离子的浓度，对其所执掌的细胞信使功能也具有重要的作用。正常情况下，细胞内ca2+处于低水平，随细胞能量储备的减少可使钙离子流逸入细胞内，其时可能触发众多ca2+解导由蛋白酶及脂酶所造成包括损伤小管上皮在内的有害效应，后者系线粒体Ca2+过高引起的细胞肿胀，继而出现细胞呼吸功能障碍所致。最近，Ponila撰文指出，缺氧并能在无钙离子解导的情况下，激活磷脂酶。此外，肾缺血时的5’-核苷酸酶可迅速地使单磷酸腺苷（AMP）降解为腺苷，后者可致细胞膜剥离而损伤肾小管上皮。
（3）再灌注病损：生理状况下，线粒体和微粒体将电子递给O2形成水并产生能量，当02未完全还原成水时就产生了反应氧族。02接受一个电子产生超氧阴离子自由基（O2），接受两个电子产生过氧化氢（H2O2）。O2和H2O2通过铁离子作用生成羟基（OH）。当肾脏处于再灌注期，滞留组织中的次黄嘌呤经黄嘌呤氧化酶作用形成黄嘌呤，其时可生成羟基底物及阴离子化超氧化物等。再者，于横纹肌溶解时，由肌红蛋白降解所释出的铁也有助于上述物质的形成。于是，氧自由基不仅直接损害细胞，而且能增强源于内皮中氧化氮的降解过程，间接促进肾血管收缩。(https://www.daowen.com)
（4）阻塞性病损：肾缺血可在损伤细胞间的黏附因子（整合素）以及细胞骨架（F肌动蛋白）后使具有生命活力的细胞剥离，进而不仅影响肾小管上皮细胞骨架的构型，而且使细胞间紧密连结的功能也受到损害，尔后随肾小管细胞构型的部分结构剥离，甚至坏死脱落后形成管型，堵塞管腔，致压力上升。此为滤过液由细胞间隙渗漏至间质的重要原因。临床所见肾小管管型有近端及远端两种类型，若能检获本周蛋白者，可视为近端小管的特征性损害，以骨髓瘤肾病为代表。然而，当检获tanm-horsfall蛋白（THP）者，则指示远端肾小管管型。
（5）中毒性病损：见于肾毒素对肾脏作用所致者，主要累及肾小管细胞，可干扰酶的功能或破坏细胞膜完整性。由于肾小管有主动重吸收和浓缩功能，因此，肾毒素易在肾小管细胞蓄积引起中毒。如氨基糖苷类抗生素为有机多聚阳离子，经肾小球滤过后与肾小管腔面膜上的带阴电荷磷酰肌醇脂结合。药物在溶酶体浓缩，半衰期达数天，当溶酶体内药物和磷脂积聚的量超过阈值时，溶酶体破裂，在释出大量酸性水解酶和高浓度药物后，可破坏线粒体的呼吸功能，并干扰细胞内信号传递，进而导致细胞死亡。
3.肾间质水肿
实验研究及临床放射学检查均显示，在少尿型亚急性肾小管坏死的患者中，肾小球滤过功能仍然存在，但却无尿排出，提示肾小管的外排泌功能受到损害，系肾小管管腔阻塞后小管内液体可穿透受损的上皮渗漏至间质，而后再经毛细血管重吸收入血所致。其回漏量甚至达到滤液量的50%以上，此即小管回漏机制（tubula backeak）。然而，由庆大霉素致肾小管坏死的动物模型，却未能发现回漏现象，故医界对此仍有争议。再者，肾脏外髓内带处的毛细血管，因受氧自由基作用而处于瘀血状态，随管壁渗透性增加，液体由毛细血管逸出进入间质，而红细胞则滞留于血管内，进而阻塞毛细血管系统，以上种种均加剧急性肾功能衰竭的进程。
4.细胞因子参与肾小管修复
急性肾功能衰竭延至恢复期，随血流动力学转为正常，可显示小管阻塞趋于消退以及小管细胞再生等改变，肾功能亦逐渐恢复。有认为肾小管再生始于急性肾功能衰竭恢复过程的最早期，其时有上皮生长因子（EGF）参与。研究已证实，后者对近端肾小管细胞的有丝分裂具有促进作用。