Результатом этого этапа является уменьшение на 70 % количества первичной мочи, полное обратное всасывание в кровь полезных для метаболизма веществ и выделение из крови в мочу продуктов метаболизма. Постоянство обязательной реабсорбции определяется в основном постоянством количества первичной мочи и неизменной активностью ферментов в этой части нефрона.
В проксимальных извитых канальцах реабсорбируется 70 % воды и солей. Реабсорбция катион солей (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) происходит против градиента концентрации, активно с использованием энергии АТФ. Отрицательно заряженные анионы притягиваются положительно заряженными катионами, и за счет электростатических сил поступают из мочи в кровь пассивно (Cl− и HCO3− вслед за Na+ и K+; SO4−, PO4− вслед за Ca2+ и Mg2+). Вода всасывается из первичной мочи в кровь пассивно вслед за солями по осмотическому градиенту.
Основной ион, определяющий осмотическое давление, и, следовательно, реабсорбцию воды, Na+ входит в эпителиальные клетки пассивно, по градиенту концентрации, а затем выбрасывается активно с другой стороны клетки Na+,K+-АТФ-азой. Суммарно, на весь переход Na+ из мочи в кровь затрачивается небольшое количество энергии, так как разность потенциалов между мочой и кровью равна только 1 мВ. Это связано с особенностью заряда мембран эпителиальной клетки. Обращенная в сторону канальца нефрона апикальная мембрана имеет заряд 69 мВ, а обращенная в сторону кровеносного капилляра базальная мембрана имеет заряд 70 мВ.
Ионы K+ реабсорбируются активно на апикальной мембране и затем выходят в кровь за счет диффузии. Механизмы реабсорбции Са2+, Mg2+, SO4−, PO4− сходны с механизмами реабсорбции Na+, K+ и Cl−.
В проксимальных извитых канальцах полностью обратно всасываются в кровь глюкоза, аминокислоты, низкомолекулярные белки, витамины, микроэлементы. Всасывания этих веществ в кровь происходит в большинстве случаев с помощью облегченной диффузии или активно с затратой энергии макроэргических фосфатов. Облегченная диффузия заключается в переносе через апикальную мембрану в цитоплазму почечной эпителиальной клетки веществ совместно с ионами Na+. Из эпителиальной клетки в кровь вещества поступают через базальную мембрану с помощью диффузии по градиенту концентрации. Реабсорбция этих веществ может осуществляться пассивно через апикальную и базальную мембраны эпителиальных клеток при увеличении концентрации этих веществ в моче после реабсорбции воды из канальцев нефрона.
При определенной концентрации вещества в крови, которая называется порогом выведения, вещества эти, названные пороговыми не могут полностью реабсорбироваться и часть профильтровавшихся веществ оказывается в конечной моче. К пороговым веществам относится глюкоза, которая в норме (3,8 – 7,1 ммоль/л в крови) фильтруется, а затем полностью реабсорбируется. При увеличении её концентрации в крови выше значения 7,1 ммоль/л часть глюкозы не успевает реабсорбироваться. Нереабсорбировавшаяся глюкоза выделяется с мочой из организма. Выделение глюкозы с мочой называется глюкозурией.
Реабсорбция в проксимальных извитых канальцах сочетается с секрецией некоторых веществ из крови в мочу. Секреция необходима для удаления из организма с мочой высокомолекулярных продуктов обмена веществ, которые не смогли профильтроваться из крови в первичную мочу. Эпителиальные клетки активно секретируют из крови холин, парааминогиппуровую кислоту, видоизмененные молекулы лекарственных веществ.
Кроме того, эпителиальные клетки поглощают из первичной мочи глютамин и с помощью фермента глютаминазы расщепляют его на глютаминовую кислоту и аммиак. Затем аммиак выделяется в мочу и выносится из организма в виде аммонийных солей. Таким образом, азот распавшегося в организме белка выделяется с мочевиной и мочевой кислотой за счет фильтрации и в виде аммиака за счет секреции.
В эпителиальных клетках ферментом карбоангидразой расщепляется угольная кислота Н2СО3. Ионы НСО3− всасываются в кровь за счет электростатического притяжения их Na+ и K+ , что способствует щелочной реакции крови. Ионы Н+ секретируются в мочу и, соединяясь с профильтровавшимися молекулами Na2HPO4, удаляются с мочой в виде NaH2PO4. Удаление ионов Н+ из крови с мочой предотвращает организм от закисления. Этим же объясняется кислая реакция конечной мочи (pH = 4,5-6,5).
Если на входе в проксимальный извитой каналец первичная моча практически не отличается от состава жидкой части крови, то на выходе из этой части нефрона состав мочи становится специфическим. Пороговые вещества (глюкоза, аминокислоты) перешли обратно в кровь. К моче добавились высокомолекулярные продукты обмена, аммиак и ионы Н+, которые сделали её реакцию кислой, в отличие от слабощелочной реакции крови. Кроме того, общее количество мочи значительно уменьшилось.
Постоянство результата обязательной реабсорбции и секреции в этой части нефрона определяется постоянством количества первичной мочи, постоянством почечного кровотока и неизменностью активности ферментов почечного эпителия.