En physiologie rénale, l’ultrafiltration se produit à la barrière entre le sang et le filtrat dans la capsule glomérulaire (capsule de Bowman) dans les reins. Comme dans les exemples non biologiques d’ultrafiltration, des gradients de pression (dans ce cas la pression sanguine) et de concentration conduisent à une séparation à travers une membrane semi-perméable (fournie par les podocytes). La capsule de Bowman contient un réseau capillaire dense appelé glomérule. Le sang entre dans ces capillaires par les artérioles afférentes et en sort par les artérioles efférentes.

Diagramme montrant les mécanismes physiologiques de base du rein

La pression hydrostatique élevée force les petites molécules du fluide tubulaire telles que l’eau, le glucose, les acides aminés, le chlorure de sodium et l’urée à travers le filtre, du sang dans la capsule glomérulaire à travers la membrane basale de la capsule de Bowman et dans les tubules rénaux. Ce processus est appelé ultrafiltration ; le liquide qui en résulte, pratiquement exempt de grosses protéines et de cellules sanguines, est appelé filtrat glomérulaire ou ultrafiltrat. Une modification ultérieure de l’ultrafiltrat, par réabsorption et sécrétion, le transforme en urine.

La pression glomérulaire est d’environ 75 millimètres de mercure (10 kPa). Elle est contrée par la pression osmotique (30 mmHg, 4,0 kPa) et la pression hydrostatique (20 mmHg, 2,7 kPa) des solutés présents dans l’espace capsulaire. Cette différence de pression est appelée pression effective (25 mmHg, 3,3 kPa).

Dans les centres d’hémodialyse, l’ultrafiltration a lieu dans un hémofiltre sur les machines d’hémodialyse, lorsque la pression sanguine est supérieure à la pression du dialysat (différence = pression transmembranaire (PTM)). Cela permet d’éliminer le liquide du sang tout en conservant ses cellules sanguines intactes.