La vascolarizzazione del rene è assicurata dall'arteria renale i cui rami danno origine alle arterie interlobulari, che scorrono a livello delle colonne di Bertin ramificandosi nelle arterie arcuate alla giunzione corticomidollare. Da tali vasi originano poi le arterie corticali ascendenti, da cui nascono le arteriole afferenti che giungono ai capillari glomerulari. Le arteriole efferenti che emergono dal glomerulo si continuano nei capillari peritubulari.Il drenaggio venoso ricalca l'organizzazione del versante arterioso terminando nella vena renale. La circolazione renale ha molti aspetti che la rendono unica.In primo luogo, nonostante rappresenti meno dell'1% del peso corporeo, il rene riceve circa il 20-25% della gittata cardiaca; non vi sono anastomosi tra i rami segmentari dell'arteria renale, il che configura un quadro di circolazione terminale; il versante arterioso e quello venoso si trovano in stretta vicinanza, ma il sangue scorre in direzioni opposte creando uno dei più grandi shunt funzionali arterovenosi; infine, la circolazione renale contiene a livello del glomerulo un "sistema mirabile arterioso" con arteriole pre e post capillari.I corpuscoli renali sono composti da endotelio, epitelio specializzato, e mesangio in una struttura altamente conservata all'interno delle diverse specie; ognuno presenta un polo vascolare in continuità con l'arteriola afferente e con quella efferente, ed un polo urinario da cui ha origine il tubulo contorto prossimale, circondato dallo spazio di Bowman in cui si accumula l'ultrafiltrato, che origina a livello dell'interfaccia tra i capillari e il versante urinario. Tale sito si presenta come una struttura tripartita comprendente l'endotelio dei capillari, la membrana basale glomerulare e l'epitelio specializzato costituito dai podociti. I capillari posseggono un endotelio dotato, sul versante urinario, di fenestrature di circa 50-100 nm di diametro, occupate dalla protrusione del glicocalice composto da proteoglicani solfati caricati negativamente; questa particolare struttura a setaccio costituisce un primo sito di filtrazione delle sostanze, sulla base della loro dimensione e carica (Genetic Diseases of the Kidney, Haraldsson et al 2008).A contatto con l'endotelio si trova la membrana basale, composta da un fitto network di fibre caricate negativamente, che contribuiscono a garantire una permeabilità selettiva : il collagene di tipo IV, un polipeptide a tripla elica, rappresenta il componente fondamentale a cui si legano tutti gli altri; la laminina interagisce con l'endotelio e l'epitelio della capsula di Bowman, ancorandoli entrambi alla membrana basale; le glicoproteine (come l'entactina) legano tra loro i vari costituenti. L'importanza dei singoli componenti di questa struttura così articolata è testimoniata, ad esempio, dal fatto che mutazioni a livello dei geni codificanti per le catene del collagene IV conducono all'insorgenza della sindrome di Alport, caratterizzata da anomalie della composizione urinaria e da una progressione verso l'insufficienza renale (Genetic Diseases of the Kidney, Gubler 2008) .La parte epiteliale della barriera di filtrazione è costituita dai versanti viscerale e parietale della capsula di Bowman; la porzione parietale è rappresentata da cellule altamente specializzate, denominate podociti, dotate di protrusioni citoplasmatiche, i pedicelli, strettamente interconnessi gli uni con gli altri attraverso un complesso di proteine tra cui nefrina, podocina, neph1, podoplannina tutte possibili sedi di mutazione in genere causa di sindrome nefrosica. Si viene così a creare un ulteriore diaframma che aumenta la selettività della filtrazione (Genetic Diseases of the Kidney, Garg et al 2007). A livello del polo vascolare del glomerulo si trova una struttura altamente specializzata, l'apparato iuxtaglomerulare, costituita da arteriola afferente, arteriola efferente, mesangio extraglomerulare e macula densa, una porzione dell'ansa ascendente spessa; tale apparato riveste un ruolo cruciale nella regolazione del bilancio del sodio e della pressione arteriosa in quanto è sede dell'attivazione del sistema reninaangiotensina-aldosterone e influenza l'entità della filtrazione glomerulare attraverso il feedback tubuloglomerulare. Dall'arteriola efferente originano i capillari peritubulari, particolarmente importanti in quanto permettono ai soluti e all'acqua riassorbiti dal sistema dei tubuli di ritornare alla circolazione sistemica. Va sottolineato che, nonostante l'associazione tra la porzione iniziale dei capillari peritubulari e la porzione iniziale del tubulo contorto prossimale, non necessariamente i capillari derivati dall'arteriola efferente di un dato glomerulo irrorano i tubuli originati dallo stesso glomerulo.Esiste una grande variabilità nei capillari peritubulari, che dipende principalmente dalla localizzazione del nefrone: i capillari dei nefroni corticali, ad esempio, sono più fitti a livello del tubulo contorto prossimale, permettendo un maggior riassorbimento di acqua e sodio. In generale comunque la relazione anatomica tra vasa recta, ansa di Henle e dotti collettori è di fondamentale importanza per il riassorbimento di acqua e per il ricircolo dell'urea, dell'ammonio e del potassio.