Effect of protein level and NH4Cl addition to diet on ammonia detoxication in rats

Summary The effect of the nitrogen content of the diet on ammonia detoxication in rats was studied using 6 diets containing 5, 15 and 70% casein with or without 2% NH4Cl. Evaluation of ammonia detoxication was based on the estimation of the LD50 of intraperitoneally administered NH4Cl, on the levels of ammonia, urea and glucose in blood, and on the arginase, δ-ornithine transaminase and ornithine transcarbamylase activities in the liver and on ATP + ADP concentration in the liver, kidneys and muscles. Higher doses of exogenous ammonia were tolerated by rats receiving for some time a protein-rich diet or a diet containing an ammonium salt as an additive. The faster rate of ammonia detoxication in such cases was due to faster urea synthesis resulting from increased amounts of substrate and available energy. The effect of changes in the activity of the ornithine cycle enzymes was probably less important. The observed considerable increase of the ATP + ADP level in the muscles of rats receiving increased amounts of dietary nitrogen suggests that muscles are involved in the process of ammonia detoxication. Zusammenfassung Der Einflus des Gehaltes an Eiweis und NH4Cl im Futter auf die Ammoniak-Entgiftung bei Ratten Bei Ratten wurde der Einflus des Stickstoffgehaltes des Futters (5, 15 und 70% Kasein im Futter) sowie der Zugabe von NH4Cl zum Futter auf die Ammoniak-Entgiftung untersucht. Die Beurteilung der Ammoniak-Entgiftung basierte auf folgenden Parametern: LD50 bei intraperitoneal verabreichtem NH4Cl; Gehalt des Blutes an Ammoniak, Harnstoff und Glucose; Aktivitaten der Arginase, δ-Ornithin-Transaminase und Ornithin-Transcarbamylase der Leber; ATP- und ADP-Konzentration in Leber, Niere und Muskulatur. Ratten, welche eine proteinreiche Diat oder eine Diat mit Ammoniumsalz-Zusatz erhielten, ertrugen hohere Mengen von exogenem Ammoniak. Die grosere Detoxikationsrate war auf die intensivere Harnstoffsynthese zuruckzufuhren. Diese beruhte ihrerseits auf einer hoheren Substratkonzentration sowie einer erhohten Energiefreisetzung. Aktivitatsanderungen der Enzyme des Ornithinzyklus spielten wahrscheinlich eine geringere Rolle. Die ATP- und ADP-Vermehrung in der Muskulatur der Tiere, welche zunehmend hohere Stickstoffmengen im Futter erhielten spricht dafur, das die Muskulatur bei der Ammoniak-Entgiftung mitbeteiligt ist. Resume Influence de la teneur en proteines et en NH4Cl dans la nourriture sur la desintoxication ammoniacale chez le rat On a examine l'influence de la teneur en azote (5,15 et 70% de caseine dans l'aliment) et l'addition de NH4Cl dans la nourriture sur la d'sintoxication ammoniacale. L'analyse de desintoxication ammoniacale s'est basee sur les parametres suivants: LD50 lors d'application intraperitoneale de NH4Cl; teneur du sang en ammoniac, en uree et en glucose; activites de l'arginase, de δ-ornithine-transaminase et de l'ornithine-transcarbamylase du foie; concentration en ATP et ADP dans le foie, les reins et la musculature. Les rats ayant recu une alimentation riche en proteines ou avec addition de sel d'ammonium subirent la plus forte quantite d'ammoniac exogene. La plus grande part de la desintoxication etait due a une plus grande synthese d'uree qui reposait sur une plus grande concentration du substrat et une liberation d'energie plus elevee. Les changements d'activite des enzymes du cycle de l'ornithine ne jouerent vraisemblablement qu'un faible role. L'augmentation de l'ATP et l'ADP dans la musculature des animaux nourris avec un aliment contenant de grandes quantites d'azote revele que la musculature participe a la desintoxication ammoniacale. Resumen El efecto del nivel proteico y la adicion de ClNH4 al pienso sobre la desintoxicacion amonica en ratas Se estudio en ratas el efecto del contenido en nitrogeno del pienso (5, 15 y 70% de caseina en el mismo), asi como la adicion de un 2% de al pienso sobre la desintoxicacion amonica. La evaluacion de la desintoxicacion amonica se basaba en los parametros siguientes: DL50 de ClNH4 administrado por via peritoneal; contenido de amoniaco, urea y glucosa en sangre; actividades de la arginasa, δ-ornitina-transaminasa y ornitina-transcarbamilasa en el higdo; concentracion de ATF y ADF en higado, rinon y musculatura. Las ratas que recibieron una dieta rica en proteinas o una dieta con sal amonica como aditivo toleraron cantidades mayores de amoniaco exogeno. La tasa mayor de desintoxicacion amonica se atribuye a la sintesis mas intensa de urea. Esta se basaba a su vez en la concentration mas elevada de substrato, asi como en la liberacion aumentada de energia. Las modificaciones en la actividad de los fermentos del ciclo de la ornitina jugaban tal vez un papel menos importante. El aumento de la ATF y ADF en la musculatura de los animales que recibieron cantidades crecientes cada vez de nitrogeno con el pienso sugiere que la musculatura interviene en el proceso de desintoxicacion amonica.