氨对大脑的毒性作用为干扰脑的能量代谢，引起高能磷酸化合物浓度降低。血氨过高可能抑制丙酮酸脱氢酶活性，从而影响乙酰辅酶工的生成，干扰脑中三羧酸循环。另一方面，氨在大脑中的去毒性作用中，氨与α-酮戊二酸和谷氨酸生成大量的谷氨酰胺。α-酮戊二酸是三酸循环中的重要中间产物，缺少则使大脑细胞的能量供应不足，导致不能维持正常功能。