Como las bombas de sodio accionadas por la ATPasa de Na y K en la membrana plasmática basolateral de la célula tubular proximal bombean sodio hacia el intersticio renal, este deja el ultrafiltrado y entra en la célula. De esta manera, el flujo neutro de sodio ocurre desde el ultrafiltrado hacia el tejido conectivo renal. Para conservar la neutralidad eléctrica, el Cl sigue al sodio de manera pasiva. Además, para conservar el equilibrio osmótico el agua sigue también de manera pasiva al sodio (por osmosis).

Hay bombas adicionales que requieren energía, localizadas en el plasmalema apical de las células tubulares proximales, que cotransportan aminoácidos y glucosa con sodio hacia el interior de la célula para su descarga hacia el intersticio renal. Las proteínas, a las cuales llevan al interior de la célula vesículas pinocíticas, se degradan por acción de las enzinas lisosómicas dentro de los endosomas tardíos.

Cada día los túbulos proximales del riñón conservan 140 g de glucosa, 430 g de Na, 500 g de CI, 300 g de bicarbonato, 18 g de K y unos 142 L de agua.

El túbulo proximal descarga también ciertas sustancias hacia la luz tubular. Ente ellas están H, amoniaco, rojo fenol, ácido hipúrico, ácido úrico, bases orgánicas y tetraacetato de etilenodiamina, lo mismo que ciertos fármacos, como penicilina.

Asa de Henle y sistema multiplicador de contracorriente

La osmolaridad del ultrafiltrado glomerular es la misma que la de la sangre circulante. El túbulo proximal no altera esta osmolaridad, a causa del agua que queda en su luz con reacción al movimiento de iones. Sin embargo, la presión osmótica de la orina formada es distinta a la de la sangre. Establecen la presión osmótica diferencial las regiones restantes del tubulo urinífero. Tiene interés que la osmolaridad y el volumen de la orina varían, lo que indica que los riñones pueden modular estos factores.