Nel tratto ascendente dell'ansa il riassorbimento del magnesio e del calcio dipende dalle concentrazioni di sodio e cloro (principalmente per il riciclo del potassio causato dalla mancata generazione di un gradiente elettropositivo). I diuretici dell'ansa inibiscono il riassorbimento di questi ultimi ioni, rendendo impossibile la concentrazione dell'urina e impedendo così la creazione di una midollare renale ipertonica. In tal modo l'acqua perde in forza osmotica che le consentirebbe di lasciare il dotto collettore, con il risultato di un'aumentata produzione di urina.