Ginjal melakukan tiga proses dasar dalam melaksanakan fungsi regulatorik dan ekskretoriknya: (l) filtrasi glomerulus, perpindahan nondiskriminatif plasma bebas protein dari darah ke dalam tubulus; (2) reabsorpsi tubulus, pemindahan selektif konstituenkonstituen tertentu di filtrat kembali ke dalam darah kapiler peritubulus; dan (3) sekresi tubulus, perpindahan sangat spesifik bahan-bahan spesifik dari darah kapiler peritubulus ke dalam cairan tubulus. Segala sesuatu yang difiltrasi atau disekresikan tetapi tidak direabsorpsi akan diekskresikan di urin.
1. Filtrasi Glomerulus Filtrat glomerulus diproduksi sewaktu sebagian plasma yang mengalir melalui masingmasing glomerulus secara pasif dipaksa di bawah tekanan menembus membran glomerulus ke dalam lumen kapsul Bowman di bawahnya. Tekanan filtrasi netto yang memicu filtrasi disebabkan oleh tekanan darah kapiler glomerulus yang tinggi yang mendorong filtrasi mengalahkan kombinasi gaya yangdihasilkan oleh tekanan osmodk koloid plasma dan tekanan hidrostatik kapsul Bowman. 20% - 25% curah jantung disalurkan ke ginjal untuk diproses oleh mekanisme regulatorik dan ekskretorik ginjal. Dari plasma yang mengalir ke ginjal, normalnya 20% difiltrasi melalui glomerulus, menghasilkan laju filtrasi glomerulus (LFG) rerata 125 ml/mnt. Filtrat ini identik komposisinya dengan plasma kecuali protein plasma yang ditahan oleh membran glomerulus. 2. Reabsorpsi Tubulus
Plasma bebas protein yang difiltrasi glomerulus masuk ke tubulus. Lebih dari 99% plasma yang terfiltrasi di reabsorpsi. Secara rerata, 124 ml dari 125 rnl yang terfiltrasi per menit direabsorpsi. Reabsorpsi tubulus melibatkan transpor transepitel dari lumen tubulus ke dalam plasma kapiler peritubulus. Proses ini mungkin aktif (memerlukan energi) atau pasif (tidak menggunakan energi). Proses penting yang berkaitan dengan sebagian besar proses reabsorpsi adalah reabsorpsi aktif Na+, yang dijalankan oleh suatu pembawa Na+-K+ ATPase dependen energi di membran basolateral hampir semua sel tubulus. Transpor Na+ keluar sel ke ruang lateral di antara selsel oleh pembawa ini menyebabkan reabsorpsi netto Na+ dari lumen tubulus ke plasma kapiler peritubulus. Reabsorpsi aktif Na+ juga mendorong reabsorpsi pasif Cl- (melalui gradien listrik), H2O (melalui osmosis), dan urea (menuruni gradien konsentrasi urea yang tercipta akibat reabsorpsi osmotis ekstensif H2O). Enam puluh lima persen H2O yang difiltrasi direabsorpsi dari tubulus proksimal tanpa diatur, didorong oleh reabsorpsi aktif Na. Reabsorpsi H2O meningkatkan konsentrasi bahan-bahan lain yang tertinggal di cairan tubulus, yang sebagian besar adalah produk sisa yang terfiltrasi. Produk-produk sisa lainnya yang tidak direabsorpsi tetap berada di urin dengan konsentrasi tinggi. 3. Sekresi Tubulus Sekresi tubulus juga melibatkan transpor transepitel, dalam hal ini dari plasma kapiler peritubulus ke dalam lumen tubulus. Dengan sekresi tubulus, tubulus ginjal dapat secara selektif menambahkan bahan-bahan tertentu ke dalam cairan tubulus. Sekresi suatu bahan mempercepat ekskresinya di urin. Sistem sekresi terpenting adalah untuk H+ (membantu regulasi keseimbangan asam-basa), K+ (menjaga konsentrasi K- plasma pada kadar yang sesuai untuk mempertahankan eksitabilitas membran sel otot dan saraf) dan ion organic (melaksanakan eliminasi lebih efisien senyawa organik asing dari tubuh. H+ disekresikan di tubulus proksimal, distal, dan koligentes. K+ disekresikan hanya di tubulus distal dan koligentes di bawah kendali aldosteron. Ion organik hanya disekresikan di tubulus proksimal. 4. Ekskresi Urin dan Bersihan Plasma
Dari 125 ml/mnt filtrat yang terbentuk di glomerulus, normalnya hanya 1 ml/mnt yang tersisa di tubulus untuk diekskresikan di urin. Hanya zat sisa dan kelebihan elektrolit yang tidak dibutuhkan oleh tubuh yang terringgal, larut dalam H2O dalam volume rertentu untuk dieliminasi melalui urin. Istilah bersihan plasma merujuk kepada volume plasma yang dibersihkan dari suatu bahan setiap menit oleh aktivitas ginjal.
Ginjal dapat mengekskresiken urin dengan volume dan konsentrasi bervariasi untuk menahan atau mengeluarkan H2O, masing-masing bergantung pada apakah tubuh mengalami kekurangan atau kelebihan H2O. Ginjal dapat menghasilkan urin yang berkisar dari 0,3 ml/mnt pada 1200 mOsm/liter hingga 25 ml/menit pada 100 mOsm/liter dengan mereabsorpsi H2O dalam jumlah bervariasi dari bagian distal nefron. Vasopresin meningkatkan permeabilitas tubulus distal dan koligentes terhadap H2O; tubulustubulus ini impermeable terhadap H2O jika tidak terdapat vasopresin. Sekresi vasopresin meningkat sebagai respons terhadap defisit H2O, dan karenanya reabsorpsi H2O meningkat.
Sekresi vasopresin dihambat sebagai respons terhadap kelebihan H2O sehingga reabsorpsi H2O berkurang. Dengan cara ini, penyesuaian reabsorpsi H2O yang dikendalikan oleh vasopresin membantu tubuh mengoreksi setiap ketidakseimbangan cairan. Setelah terbentuk, urin terdorong oleh kontraksi peristaltic melalui ureter dari ginjal ke kandung kemih untuk disimpan sementara. Kandung kemih dapat menampung hingga 250 sampai 400 ml urin sebelum reseptor regang di dindingnya memicu refleks berkemih. Refleks ini menyebabkan pengosongan involunter kandung kemih dengan meyebabkan kontraksi kandung kemih dan pembukaan sfingter uretra internus dan eksternus secara bersamaan. Berkemih dapat sementara dicegah sampai wakru yang lebih tepat, dengan mengencangkan sfingter eksrernus dan diafragma pelvis di sekitarnya secara sengaja.