Effect of cortical-medullary gradient for ammonia on urinary excretion of ammonia

Effect of cortical-medullary gradient for ammonia on urinary excretion of ammonia. Previous studies suggested that a portion of ammonia secreted into the proximal tubule may diffuse directly from Henle's loop into the medullary collecting duct. Since water is absorbed along the course of the descending portion of the loop, it was proposed that the concentration of ammonia increased in loop fluid, and that rapid diffusibility of the free base would facilitate the delivery of ammonia into medullary interstitium where a high level could be maintained by the countercurrent exchange process. In this schema it was proposed that there was an ammonia concentration gradient between medullary structures and cortex, and recovery of ammonia by the medullary collecting duct due to the low pH in tubule fluid at that site. The present study was designed to evaluate this hypothesis by estimating ammonia concentrations in medullary and cortical tissue, and by correlating medullary levels with secretion rate into the inner medullary collecting duct. In control animals the concentration of total ammonia (NH 4 + + NH 3 + ) in inner medullary vasa recta was 9.2 ± 1.5 µmoles/ml, a level 100-fold higher than the cortical level of 0.10 ± 0.01. During acute acidosis the medullary level rose to 22.5 ± 2.7 µmoles/ml, but in acute acidosis during mannitol infusion the level fell to 8.0 ± 1.2. The rate of ammonia secretion into inner medullary collecting duct fluid correlated directly with medullary vasa recta ammonia concentration. These data provide evidence for a steep ammonia concentration gradient between the medulla and cortex, and suggest that the diffusion gradient across collecting duct epithelium governs the rate of the addition of ammonia to collecting duct fluid. Effet du gradient cortico-medulaire d'ammoniaque sur l'excretion urinaire d'ammoniaque. Des etudes anterieures ont suggere qu'une partie de l'ammoniaque secrete dans le tubule proximal pourrait diffuser directement de l'anse de Henle jusqu'au canal collecteur medullaire. Puisque de l'eau est reabsorbee le long de la partie descendante de l'anse, on a propose que la concentration d'ammoniaque augmenterait dans le liquide de l'anse, et que la diffusibilite rapide de la base libre pourrait faciliter l'apport d'ammoniaque dans l'interstitium medullaire ou son niveau eleve pourrait etre maintenu par le processus d'echange a contre-courant. Dans ce schema, il a ete propose qu'il y avait un gradient de concentration d'ammoniaque entre les structures medullaires et le cortex et une recuperation de l'ammoniaque par le canal collecteur medullaire en raison du faible pH du liquide tubulaire a ce niveau. Cette etude a ete concue pour evaluer cette hypothese en estimant les concentrations d'ammoniaque dans le tissu medullaire et cortical, et en correlant les niveaux medullaires avec la vitesse de secretion dans le canal collecteur medullaire interne. Chez les animaux controles, la concentration d'ammoniaque total (NH 4 + + NH 3 + ) dans les vasa recta medullaires internes etait de 9,2 ± 1,5 µmoles/ml, une valeur 1 000 fois plus elevee que le niveau cortical de 0,10 ± 0.01. Pendant une acidose aigue, le niveau medullaire s'elevait a 22,5 ± 2,7 μmoles/ml, mais en acidose aigue au cours d'une perfusion de mannitol, le niveau chutait a 8,0 ± 1,2. La vitesse de secretion d'ammoniaque dans le liquide du canal collecteur medullaire interne etait directement correlee avec la concentration d'ammoniaque dans les vasa recta medullaires. Ces donnees apportent la preuve d'un fort gradient de concentration d'ammoniaque entre la medullaire et le cortex, et suggerent que le gradient de diffusion a travers l'epithelium du canal collecteur gouverne la vitesse d'addition de l'ammoniaque au liquide du canal collecteur.