La patogenesi della CIN nell'uomo è molto complessa e non del tutto chiara.Sulla base di studi in vitro e modelli animali si pensa che la CIN derivi dalla combinazione di più meccanismi, in parte mediati da specie reattive dell'ossigeno 80,94,95 . La CIN è associata a cambiamenti nel flusso renale costituiti da una risposta vascolare bifasica: un breve periodo di vasodilatazione e incremento del flusso renale ed un successivo periodo di vasocostrizione 96-100 con conseguente diminuzione della perfusione renale e del GFR (Glomerular Filtration Rate).IA livello intrarenale esiste, inoltre, una ridistribuzione del flusso sanguigno verso la midollare 101 .Heyman, grazie ad un lavoro condotto su ratti sottoposti a nefrectomia monolaterale e trattamento con indometacina prima dell'infusione di mdc, osservò una riduzione della perfusione renale e dell'assorbimento del sodio, una riduzione della clearance creatininica, associati ad un severo danno morfologico limitato alle zone extramidollari più profonde, nella porzione spessa del segmento ascendente (un'area altamente soggetta al danno ischemico per l'elevata richiesta di ossigeno e la relativa lontananza dai vasa recta della midollare) 102 . L'autore concluse che il danno ipossico risultava legato ad un disequilibrio fra la richiesta e l'offerta metabolica, ossia un disequilibrio fra l'ischemia indotta dalla vasocostrizione a fronte di un aumento del lavoro metabolico legato al rilascio incrementato di sodio 103,104 .La riduzione della concentrazione di ossigeno nella midollare a seguito della somministrazione di mdc è stata dimostrata da Prasad 105 . Al momento il meccanismo preciso della riduzione del flusso di sangue nella CIN rimane sconosciuto, ma si ritiene sia legato a più fattori: un feedback tubuloglomerulare (il carico osmotico a seguito della filtrazione di mdc agisce sull'apparato iuxtaglomerulare, portando a vasocostrizione 106,107 ), un effetto diretto del mdc sulle cellule endoteliali e sulle cellule muscolari lisce, un disequilibrio fra ormoni vasodilatatori e vasocostrittori (studi clinici su antagonisti di endotelina [108][109][110][111] , adenosina 96,112,113 e ossido nitrico 114,115 ). 