Ormai classici studi sperimentali sulla pielonefrite ematogena hanno rilevato una netta differenza nella suscettibilità all'infezione batterica tra la midollare e la corticale renale, risultando la prima molto più sensibile all'infezione (Gorrill 1956, Rocha 1964. Gli esperimenti più decisivi furono quelli condotti da Freedman e Beeson che mostrarono che bastavano 10 batteri iniettati nella midollare per determinare un'infezione, mentre ne erano necessari 1 milione nella corticale (Freedman 1958). L'osservazione fu poi confermata da studi di immunofluorescenza (Cotran 1963, Sanford 1962.Sebbene vecchie teorie riconoscessero l'azione anticomplementare dell'ammoniaca come causa della straordinaria recettività alle infezioni della midollare, spiegazioni più probabili si dimostrarono essere il ridotto flusso ematico a livello della midollare, il ritardo di mobilizzazione dei leucociti e l'ipertonicità della midollare renale. In aggiunta alla difettosa mobilizzazione granulocitaria ed alla moltiplicazione batterica, anche l'ipertonicità della midollare interferisce con la reazione antigene-anticorpo, con l'effetto battericida del siero e con la fagocitosi da parte dei leucociti, e permette la sopravvivenza delle forme batteriche prive di parete cellulare (Beeson 1959, Hubert 1967, Chernew I 1962.