Effects of in vitro potassium on ammoniagenesis in rat and canine kidney tissue

Effects of in vitro potassium on ammoniagenesis in rat and canine kidney tissue. Decreased ammonium (NH4+) excretion is associated with hyperkalemia. To determine if potassium could directly influence renal ammonia production, we investigated ammoniagenesis by rat and canine renal cortical tissues in vitro at different potassium concentrations. Renal tissue from normal and acidotic rats and normal dogs incubated in glutamine, lactate, and 7 to 10mEq/liters of potassium or 25mEq/liters of potassium produced significantly less ammonia than slices incubating in glutamine, lactate, and 4 to 5mEq of potassium. Glutamate accumulation, which follows glutamine deamidation, did not decrease and even increased at 25mEq/liters of potassium. With glutamine as the sole substrate, decreased ammoniagenesis was seen only at higher potassium concentrations (> 16mEq/liters) than when lactate was also present. The depression to glutamine ammoniagenesis by high concentrations of potassium was partially obliterated in an anaerobic environment. When glutamate replaced glutamine as the precursor, renal ammonia produced by slices in 7 and 25mEq/liters was again significantly lower than by slices incubating in 4mEq/liters. We blocked glutamine synthesis by rat kidney slices with dl-methionine dl-sulfoximine when glutamate was the renal ammonia precursor. This essentially allows glutamate deamination to produce ammonia. Potassium depressed glutamate deamination significantly at 7mEq/liters (↓ 13%) and at 25mEq/liters of potassium (↓ 35%) as compared to 4mEq/liters. The above findings are consistent with a major depressive effect of in vitro potassium on glutamate deamination in rat and canine kidneys. Other evidence, especially from rat tissue studies, suggests that potassium also may affect glutamine deamination directly. Rat kidney slices incubating in the high potassium medium of 7mEq/liter or greater also consumed less oxygen in the presence of glutamine (P < 0.01), oxidatively decarboxylated less glutamine (P < 0.02) and produced less glucose from glutamine (P < 0.01).Effet du potassium in vitro sur l'ammoniogenèse dans tissu rénal de rat et de chien. Une diminution de l'excrétion d'ammoniaque (NH4+) est associée à l'hyperkaliémie. Afin de déterminer si le potassium peut influencer directement la production rénale d'ammoniac, nous avons étudié l'ammoniogenèse dans le tissu rénal cortical de rat et de chien in vitro à différentes concentrations de potassium. Du tissu rénal provenant de rats normaux et en acidose et de chiens normaux incubés dans de la glutamine, du lactate, et 7 à 10mEq/litres de potassium ou 25mEq/litres de potassium produit significativement moins d'ammoniac que des tranches incubées dans de la glutamine, du lactate, et 4 à 5mEq/litres de potassium. L'accumulation de glutamate, consécutive à la deamination de la glutamine, n'a pas diminué et même a augmenté à 25mEq/litres de potassium. Avec la glutamine comme seul substrat, la diminution de l'ammoniogenèse n'a été observée qu'à des concentrations de potassium supérieures (> 16mEq/litres) à celle nécessaire quand le lactate est présent. La dépression de l'ammoniogenèse due à la glutamine au moyen de concentrations élevées de potassium est partiellement abolie par un environnement anaérobique. Quand la glutamine est remplacée par du glutamate, le rénale d'ammoniac produit par des tranches dans des milieux à 7mEq/litres et 25mEq/litres est là encore significativement inférieur à celui produit par des tranches incubées dans un milieu à 4mEq/litres. Nous avons bloqué la synthèse de glutamine dans les tranches de rein de rat au moyen de la dl-méthionine dl-sulfoximine quand le glutamate était le précurseur de rénale d'ammoniac. Ceci permet à la déamination du glutamate de produire de l'ammoniac. Potassium diminue significativement la déamination du glutamate à 7mEq/litres (diminution de 13%), et à 25mEq/litres (diminution de 35%) par comparaison avec les valeurs obtenues à 4mEq/litres. Ces constatations sont compatibles avec un effet dépresseur majeur du potassium in vitro sur la déamination du glutamate dans les reins de rat et de chien. D'autres arguments, tirés essentiellement des études sur le tissu de rat, suggèrent que le potassium peut aussi affecter la déamination du glutamate directement. Des tranches de rein de rat incubées dans un milieu riche en potassium (7mEq/litres ou plus) consomment moins d'oxygène en présence de glutamine (P < 0,01), décarboxylent moins de glutamine par oxydation (P < 0,02) et produisent moins de glucose à partir de la glutamine (P < 0,01)