Механизм возникновения уремии до настоящего времени остается не вполне ясным. Общепризнано, что уремия является следствием и клиническим выражением самоотравления организма продуктами его жизнедея­тельности. Недостаточная выделительная способность почек служит причиной этой аутоинтоксикации. Спорным остается, однако, вопрос о природе уремического яда и о месте его образования. Более ста лет назад было впервые обнаружено при уремии резкое повышение количества мочевины в крови больных. С тех пор многие считали мочевину причинным фактором уремии. Однако то количество мочевины, которое циркулирует в крови больных при уремии, не может обладать столь токсическим действием. Экспериментальное отравление животных мочевиной наступало лишь при введении огромных количеств ее в организм (до 8 г на 1 кг веса). То же касается и других азотистых продуктов, накапливающихся в крови при уремии в крайне малых абсолютных количествах (креатинин, мочевая кислота). Азотемия, очевидно, лишь сопровождает уремию, является ее характерным признаком, но едва ли причиной. Указывая на значение для возникновения уремии токсических кислых продуктов, на­капливающихся в крови, в частности, подчеркивается роль ароматических кислот. К новообразованным токсинам могут относиться продукты кишечного гниения белка (индофенолы, ароматические оксикислоты), которые при уремии обнаруживаются в сравнительно больших количествах в крови и даже в спинномозговой жидкости. Сходство уремической комы с диабетической дает некоторые основания для такого предположения, так как при диабетической коме безусловно имеет место ацидоз (кетоз). Однако и предположение об ацидотическом характере уремии не является полностью доказанным; в крови при уремии находили токсические вещества неизвестной химической природы, обладающие нейротропностью: при впрыскивании мышам кровяной сыворотки больных уремией наступали судороги и параличи.

Немалую роль играет также нарушение осмотического равновесия, а также сдвиги в минеральном составе крови и тканей (так называемая дисминерализация). Действительно, соотношения ионов кальция и фосфора, натрия, калия и хлора, кислых и щелочных фосфатов, карбонатов и бикарбонатов резко нарушаются. Количество свободных нелетучих оснований в крови (натрия, кальция) падает. Так как синтез аммиака в почках нарушается, то в результате в организме накапливается большое количество кислых соединений, ничем не связанных. Активная реакция (рН) крови и мочи сдвигается в кислую сторону, в особенности при потреблении пищи, богатой кислыми валентностями (хлеб, мясо). Развившаяся гипокапния не может быть компенсирована ни усиленным выведением углекислоты с дыханием, ни выделением свободной соляной кислоты с рвотными массами. На этом фоне развиваются глубокие деструктивные изменения в мышцах, в печени, в эндокринных железах и даже в костях (уремическая остеодистрофия).

Трофические, структурные изменения в такой стабильной ткани, как костная, свидетельствуют о глубочайших нарушениях минерального обмена с мобилизацией кальциевых солей, находящихся в костях, очевидно, для связывания кислых валентностей, наводняющих кровь.

Совершенно очевидно, что истинная уремия — глубочайшее самоотравление. Причина его — не только задержка обычных составных частей мочи в организме, но и нарушение в связи с почечной недостаточностью промежуточного обмена, в первую очередь в печени с образованием токсических продуктов, но природа этих ядов пока полностью не выяснена.

Токсические вещества выделяются из организма разными путями: почти всеми железистыми органами и слизистыми оболочками, слюнными и желудочными железами, слизистой оболочкой дыхательных путей, толстого кишечника, матки. Таким образом, возникают выделительные стоматиты, гастриты, колиты, ларингофарингиты, эндометриты и пр. Токсическими моментами обусловлены при уремии также и воспалительные изменения в эндокарде, перикарде, плевре, в легких, мозгу и других органах. Заслуживает внимания, что уремическое воспаление носит вна­чале асептический характер: в пораженных тканях, как правило, не находят микроорганизмов.