L’ammoniaca è presente nell’ambiente acquatico a causa del deflusso agricolo e della decomposizione dei rifiuti biologici. L’ammoniaca è tossica per tutti i vertebrati causando convulsioni, coma e morte, probabilmente perché l’elevato NH4+ sposta il K+ e depolarizza i neuroni, causando l’attivazione del recettore del glutammato di tipo NMDA, che porta a un afflusso di Ca2+ eccessivo e alla conseguente morte cellulare nel sistema nervoso centrale.
I criteri attuali dell’ammoniaca per i sistemi acquatici sono basati su test di tossicità eseguiti su pesci affamati, a riposo e non stressati. Questo è doppiamente inappropriato. Durante l’esercizio estenuante e lo stress, i pesci aumentano la produzione di ammoniaca e sono più sensibili all’ammoniaca esterna. I criteri attuali non proteggono i pesci che nuotano. I pesci hanno strategie per proteggersi dall’impulso di ammoniaca che segue l’alimentazione, e questo li protegge anche dagli aumenti di ammoniaca esterna, di conseguenza i pesci affamati sono più sensibili all’ammoniaca esterna rispetto ai pesci nutriti.
Ci sono diverse specie di pesci che possono tollerare un’elevata ammoniaca ambientale. La formazione di glutammina è un’importante strategia di disintossicazione dall’ammoniaca nel cervello dei pesci, specialmente dopo l’alimentazione. La disintossicazione dell’ammoniaca in urea è stata osservata anche negli elasmobranchi e in alcuni teleostei. La riduzione del tasso di proteolisi e del tasso di catabolismo degli aminoacidi, che si traduce in una diminuzione della produzione di ammoniaca, può essere un’altra strategia per ridurre la tossicità dell’ammoniaca. Il loach del tempo volatilizza NH3, e il mudskipper, P. schlosseri, utilizza un’altra strategia unica, pompa attivamente NH4+ fuori dal corpo.