牛磺酸生理活性作用的最新研究进展

牛磺酸生理活性作用的最新研究进展 摘 要：牛磺酸存在于动物体内，具有多种药理活性。它具有：强肝利胆作用；解热与抗炎作用；降压作用；强心和抗心律失常作用；降血糖作用等其它药理作用。有些方面还有待研究。 关键词：牛磺酸；肝脏；营养活性；抗氧化；糖尿病。

引言 牛磺酸是一种含硫的非蛋白氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白的生物合成。是一种重要的生理活性物质。目前，人类对其研究已经有一定的进展。以下是对其研究进展。 1 牛磺酸在肝脏中作用及其营养活性的研究 肝脏中牛磺酸的作用是与胆酸结合形成牛磺胆酸，牛磺胆酸常以盐的形式存在，对于消化道中脂类的消化吸收是必需的：它能增加各种脂肪酶的活性，加速脂肪水解；可降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成微粒，分散于水溶液中，从而增加与脂肪酶作用的界面，促进水解的进行；还能与甘油一酯结合，促进胆固醇、脂溶性维生素等的消化吸收及胆汁的分泌，增加胆汁排泄量，抑制胆结石形成。牛磺酸改善脂质吸收的作用首先发现于患囊性纤维化的儿童，给这样的儿童补充牛磺酸，可增加牛磺胆酸的比例，促进脂肪吸收，减少脂溢（赵熙和，1987）。还有试验表明大鼠饲料中添加牛磺酸，可显著降低其血清中TG、TC、AI、LDH的水平，增加HDLC含量（杨燕等，2002；何天培等，1997；颜崇超，1988），这说明牛磺酸可促进脂肪代谢，有效预防高胆固醇血症及动脉粥样硬化，其作用机制可能与牛磺酸促进胆汁酸生成和粪胆酸排出及调控甲状腺激素代谢有关，还与矿物质代谢有关。另有研究表明蛋鸡饲料中添加牛磺酸可明显增加蛋黄色泽，其机理可能是因为牛磺胆酸钠可促进蛋鸡对类胡萝卜素的吸收从而导致叶黄素在蛋黄中沉积量增加（陈波等，2001）。而且，牛磺酸还参与细胞膜磷脂的代谢，具有直接膜稳定作用。 研究表明，牛磺酸对Ca2+有调节作用：低钙时促进Ca2+的内流，高钙时减少Ca2+内流和增加Ca2+与细胞的亲和力，以降低游离钙水平，即牛磺酸具有抗钙超载作用，从而对应激性损伤的心肌细胞起保护效应，其具体机制如下：牛磺酸能刺激细胞膜上Ca2+依赖性ATP酶泵的运转速率，间接增强膜对钙离子的摄取；对细胞膜上钙离子的高亲合性位点有调节作用；可抑制Ca2+在细胞膜上的被动扩散及调节钙通道的开关（何天培，1998；丁力，1995；韩春来，2000）。牛磺酸还可促进肠道对锌的吸收，2.5%有影响，8%无影响；另有资料表明牛磺酸与锌有互作效应，如锌缺乏可导致牛磺酸排出增加，牛磺酸缺乏可导致锌从视网膜消失，二者之间存在一个“牛磺酸锌”的调节机制（徐广飞等，1998；刘慧芳，2001）；李万里（1993）研究结果表明，牛磺酸可显著增加饲喂高脂饲粮家兔血清锌含量，提示牛磺酸可能通过调节体内锌、铜代谢而影响脂质代谢。日粮中添加牛磺酸还可提高肉仔鸡肝中Fe、Cu、Mn等矿物元素含量（何天培等，1998；徐广飞，1997；李万里，1998）。总之，牛磺酸可参与机体内矿物元素的代谢，其机制可能与牛磺酸促进甲状腺激素代谢有关，甲状腺素可能作为Cu、Zn载体或改变细胞膜的通透性来影响机体中Cu、Zn离子的转运（张兆兰，1998），具体机制有待于进一步探讨，但牛磺酸有可能通过参与矿物元素代谢而间接调节脂类代谢，发挥抗氧化功能及其它生理活性。 2 牛磺酸在提高机体能力，延缓衰老方面的研究进展。 研究表明，牛磺酸除了能促进营养物质代谢外，还能抑制自由基损伤，提高SOD、GSH、Px的活性，减少LPO产生，从而提高机体的抗氧化能力。沈芳兰等研究表明，饮水中补充1%牛磺酸后可使小鼠心、脑组织中SOD活性增高、MDA含量降低；田庆伟等（1999）在膳食中添加1ml5%牛磺酸，可使老龄小鼠血液SOD、GSHPx活性增加，MDA减少。牛磺酸还可提高机体DNA损伤后自我修复能力，降低小鼠肝、脑匀浆中脂褐质含量（沈芳兰等，1996），戴建国（1994）钱小明（1995）李万里（1993）研究均表明牛磺酸可降低组织中脂褐质的含量。自由基损伤及MDA、脂褐质产生的机理如下：自由基是指外层轨道含有未配对电子的原子、原子团或特殊状态的分子，如：超氧阴离子、氢过氧自由基、羟自由基、过氧化氢等，它们是机体代谢过程中产生的副产物。正常机体存在着完善的自由基清除体系，即抗氧化酶系统，如SOD和GSHPx可使自由基的产生与清除处于动态平衡中。在病理条件下可产生过量自由基与游离或结合状态的不饱和脂肪酸作用，使其以链式或链式支链反应的形式不断的形成脂质过氧化物（MDA、脂褐质）。脂褐质是细胞衰老过程中具特征性的物质，自由基被脂质过氧化酶氧化分解成终产物MDA，MDA是极为活泼的交联剂，迅速与磷脂酰乙醇胺交联成荧光色素，然后与蛋白质、肽类、脂类结合形成板层状脂褐质，它可使细胞核、细胞器受压变形，影响神经元的正常代谢传递功能。牛磺酸能减少脂褐质产生，具有保护细胞、延缓衰老的作用，其机制如下：（1）Ca2+可通过激活黄嘌呤氧化酶途径使细胞中氧自由基增加，牛磺酸具有抗钙超载作用，因此具有抗氧化能力。牛磺酸还可显著提高机体内Zn、Fe、Cu、Mn等离子含量，故牛磺酸可通过矿物元素而间接起到抗氧化作用；（2）由于摄入较丰富的牛磺酸后，动物机体逐渐以外源性牛磺酸替代生物合成的牛磺酸，使体内蛋氨酸、半胱氨酸（GSHPx活性中心为硒半胱氨酸）相对过剩，从而导致 GSHPx的生物活性增加；（3）H2O2与Cl-作用生成HOCl，进而与牛磺酸的氨基反应生成稳定的氯氨，氯氨可防止细胞自溶，被髓过氧化物酶?H2O2?Cl-系统氯化后，最终可被GSH还原为NH3+。 在淋巴细胞中牛磺酸的含量占整个游离氨基酸的50%，在中性粒细胞中牛磺酸的含量占所有游离氨基酸的76%，免疫细胞中牛磺酸的含量极高，说明其与免疫功能密切相关（冉霓，1993）。取脐静脉血淋巴细胞于体外培养时加入牛磺酸，发现IgG、IgM形成细胞的数量增加（Keuji等，1987）。Kuri yaman等（1988）报道，牛磺酸可增强多克隆抗体反应并具有免疫佐剂活性，可促进免疫细胞的增殖。添加适量牛磺酸可提高鸡血清中新城疫抗体效价（HI）及免疫器官腔上囊、脾脏的相对重量，增强鼠机体免疫应答反应及白细胞计数（WBC），增强机体免疫力（何天培，1995，1997；田庆伟，1998）。牛磺酸缺乏时可引起机体白细胞数量下降，多核白细胞与单核细胞比值降低，还可使创伤或坏血病病人的免疫反应受到抑制。 牛磺酸是中枢神经系统中含量最多的游离氨基酸，在动物大脑皮层、小脑和嗅球等区域含量很丰富。有研究表明牛磺酸可促进人大脑神经细胞的增殖、分化、成熟和存活，呈剂量?反应关系。其机制为：（1）作为神经细胞代谢活性因子，直接参加神经细胞大分子合成代谢，促进细胞增殖和分化；（2）调节细胞Ca2+浓度和线粒体能量代谢，拮抗一些物质的毒性作用；（3）作为抗氧化物质，阻止氧自由基过氧化过程，保护神经细胞膜的完整性；（4）和其它神经营养素协同作用于神经细胞。另有资料认为牛磺酸具有抗惊厥作用，对神经元有抑制作用，是有效的抗癫痫剂 （Gelder等，1983）。 牛磺酸可调节生长激素（GH）、催乳素及脑内β?内啡肽（β?EP）、精氨酸加压素（AVP）的分泌。何天培等（2000）报道，日粮中添加0.1%的牛磺酸可显著提高24?120时龄肉仔鸡肝中T45'?DI活性及血清中T3含量，降低血清中T4的含量。T3是调节戊糖磷酸循环关键酶即1,6-磷酸脱氢酶的因素之一，它可增强碳水化合物的利用,促进脂肪酸合成及关键酶的转录，继而促进脂肪的合成。此外，T3控制GH的基因表达及其合成，并能增加胰岛素mRNA含量,促进蛋白质合成。由此可见，动物的生长发育与甲状腺激素有密切关系，牛磺酸可通过促进甲状腺激素分泌，进而影响脂类及蛋白代谢，促进动物生长发育。牛磺酸可促进激素分泌的具体机制有待于进一步研究。 3 牛磺酸对糖尿病大鼠肾脏保护机制的研究。 研究发现，牛磺酸能降低血糖、血肌酐、尿素氮、尿蛋白、抑制肾小球肥大，减轻肾脏病理改变，说明牛磺酸对DN具有保护作用。牛磺酸的降血糖作用可能与其能保护胰岛β细胞，增加胰岛素分泌有关〔1〕。脂质过氧化损伤〔3〕、蛋白非酶性糖基化〔4〕在DN发生中起重要作用，牛磺酸治疗后血丙二醛明显降低，提示牛磺酸具有抗脂质过氧化损伤作用；牛磺酸能降低AGEs含量，但对HbA1c并无明显降低作用，说明牛磺酸对早期Amadori 产物的生成无 影响，而 是阻断 了Amadori产物向晚期糖基化终末产物的转化，机制可能与其抑制脂质过氧化反应，打断了葡萄糖氧化-糖基化之间的恶性循环有关〔5〕。 正常情况下毛细血管内皮细胞中cAMP活化能抑制纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)的生成，对于减少血栓形成有重要作用，糖尿病时AGEs的生成能抑制cAMP活化，引起PAI-1生成增多，从而发挥抗纤维溶解作用，使血小板聚集性增强，参与DN发生〔6〕。有研究发现牛磺酸能抑制心肌等组织中cAMP生成，但本研究中牛磺酸对cAMP含量无明显改变，可能是牛磺酸通过抑制AGEs间接升高cAMP的作用被牛磺酸的直接抑制效应所抵消。糖尿病肾组织TGFβ1含量增加导致肾小球系膜细胞肥大、细胞外基质过度积聚，TGFβ1增多可能与血糖升高、糖基化蛋白增多〔7〕、NO生成减少有关〔8〕。牛磺酸通过降低血糖、抑制糖基化终末产物生成、促进NO生成等途径抑制TGFβ1表达，可能是其减少肾小球硬化的重要机制。牛磺酸增加肾脏NO的