北京权威冻疮医院 http://m.39.net/baidianfeng/a_8595986.html海洋活性物质中的牛磺酸一、海洋活性营养——牛磺酸1.什么是牛磺酸牛磺酸又称α-氨基乙磺酸，最早由牛黄中分离出来，故得名。纯品为无色或白色斜状晶体，无臭，化学性质稳定，溶于乙醚等有机溶剂，是一种含硫的非蛋白质氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白质的生物合成。牛磺酸虽然不参与蛋白质合成，但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶（CSAD）活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。（1）牛磺酸是人体条件性必需营养素(conditionally-essentialnutrition)多数哺乳动物妊娠后期胎儿各组织中牛磺酸的含量明显增加,生后逐渐下降,至断奶时接近成年动物水平,牛磺酸随年龄而变动提示其与生长发育有密切的关系。年Harys等首次报道,用以酪蛋白为主要蛋白质来源、缺少牛磺酸的饲料喂猫,其体内牛磺酸逐渐耗竭,血浆浓度下降,并出现了视网膜变性,视网膜损害面积随时间而增大,逐渐发展成卵圆形,随后扩展到整个视网膜,最后原发部位不易辨认,其视网膜电图(ERG)也显示功能缺陷。超微结构改变的特点为出现空泡及光感受器细胞外节蜕变,严重时整个感受细胞可变性。补充牛磺酸后,在很大程度上可恢复,这取决于变性的程度。猫的胆酸完全与牛磺酸结合。当饲料中缺乏牛磺酸时,猫不像大多数种属的动物那样能转变为以甘氨酸与胆酸结合。缺乏牛磺酸的雌性猫妊娠时常发生流产、死胎,即使足月分娩的小猫出生体重也低于补充牛磺酸者。Berson等给小猫不含牛磺酸的酪蛋白饲料,并分别补充甲硫氨酸、胱氨酸或牛磺酸共24周,结果补充甲硫氨酸与胱氨酸均不能维持血浆牛磺酸浓度,也不能防止视网膜变性发展,而补充牛磺酸者血浆牛磺酸及视功能均正常。进一步说明猫需要膳食供应牛磺酸。因此,牛磺酸是猫的必需氨基酸。Ament等对8名长期接受胃肠外营养的儿童进行视网膜电图检查,他们出现了与缺乏牛磺酸猫类似的异常情况。在4名儿童的输液中加入牛磺酸后,其中3名视网膜电图恢复正常。在中断补充牛磺酸1年后,3名中有2名儿童的血浆牛磺酸含量又下降,但视网膜电图未见异常。一般情况下,成人不太可能发生牛磺酸缺乏,但在某些特殊或疾病情况下,尤其是新生儿及早产儿就可能出现缺乏症候。因此,牛磺酸应被视为人的条件必需营养素,即在特定条件下,机体内它们的合成量不能满足通常需要,或不能满足某些特定临床情况下的特殊需要。（2）牛磺酸对神经系统的营养作用牛磺酸是中枢神经系统最丰富的游离氨基酸之一,脑中牛磺酸浓度在动物出生后很快下降,各种动物脑组织中牛磺酸含量也是幼小动物高于成年动物,提示牛磺酸在脑发育中扮演重要角色。由缺乏牛磺酸的猫生产与哺喂的幼小猫表现出小脑机能的异常:特殊的步态，过度外展与瘫痪,胸椎后突。牛磺酸缺少的猫在出生后第八周小脑外侧颗粒细胞层的许多细胞仍处于有丝分裂相对静止,分化很慢,导致神经突触难于形成。而在正常情况下,细胞分裂在出生后第三周就已完成。当给牛磺酸时,小脑的牛磺酸达到正常水平,细胞分化正常。牛磺酸缺乏对猫发育的影响可殃及脑皮质的视觉区。韩晓滨等研究认为，牛磺酸可促进细胞的增殖活性,显著增加脑重。在行为上牛磺酸具有提高学习与记忆的作用。陈文雄等研究表明，牛磺酸与n-3多不饱和脂肪酸对大鼠脑神经功能发育存在协同的促进作用,表现为可增加大鼠海马突触数目,在功能上有促进大鼠脑神经功能发育的趋势,在行为上表现为大鼠学习记忆能力的增强。进一步的研究发现，牛磺酸有促进人胚脑神经细胞的生长发育、增殖分化和延缓衰老的作用。Chen等研究还发现，在添加牛磺酸的培养基中，神经元细胞DNA合成蛋白质含量较对照组明显增加,第十五天,神经元细胞特有的磷酸丙酮酸水合酶的表达仅能在含有牛磺酸的培养基中发现。这些结果确立了牛磺酸在人类大脑发育过程中扮演神经营养因子的角色。甘氨酸受体(glycinereceptor;GlyR)对脑干及脊髓的突触传递起到快速抑制作用。其亚单位在生长发育的新生大脑皮质中被表达,但神经递质系统是否包含皮质中的GlyR尚不得而知。Flint等研究发现，在不成熟的新生大脑皮质中GlyR具有兴奋性且能被非突触内源性配体释放所激活,在所有对大脑皮质GlyR具有影响潜力的配体中,牛磺酸是目前在生长发育的新生大脑皮质中最丰富的。研究还发现，牛磺酸储存在不成熟大脑皮质的神经元细胞中,增加细胞外牛磺酸导致GlyR激动。这些事实表明，在新生大脑皮层生长发育期间非突触地释放牛磺酸可激活GlyR。胎儿由于牛磺酸的剥夺可导致大脑发育不全。牛磺酸可能是通过激活GlyR而影响新生大脑皮层的生长发育。Jone等报道，牛磺酸的添加能促进早产儿的脑干听觉系统的成熟。陈文雄等研究结果显示，断乳大白鼠添加0.6%牛磺酸若干个月后与对照组相比,其脑干听觉诱发电位(BAEP)Ⅳ波峰间期缩短,这与Tyson的结果有类似的地方。此外，有报道用核磁共振检查早产儿小脑中牛磺酸的含量，并与足月儿相比，显著下降。再次肯定了牛磺酸对早产儿脑发育的重要性。2、牛磺酸的理化性质化学式：C2H7NO3S。相对分子质量：.15。熔点：.11℃。水溶性：溶于水，不溶于乙醇、乙醚。密度：1.g/cm3(—.15K)。外观：白色或类白色结晶或结晶性粉末。在水中12℃时溶解度为0.5％，其水溶液pH为4.1~5.6，在95％乙醇中17℃时溶解度为0.％。不溶于无水乙醇、乙醚和丙酮。溶解后的牛磺酸具有较强的酸性，以两性离子形式存在，不易通过细胞膜。3.牛磺酸的来源和排泄动物体中的牛磺酸一方面来源于膳食供给，另一方面来源于自身的内源性合成，其需要量取决于胆酸结合和肌肉池内的含量。牛磺酸是通过尿液以游离形式或通过胆汁以胆酸盐形式排出体外的。肾是排泄牛磺酸的主要器官，也是调节机体内牛磺酸含量的重要器官。当牛磺酸过量时，多余部分随尿排出；当牛磺酸不足时，肾通过重吸收减少牛磺酸的排泄。另外，也有少量牛磺酸经肠道排出。4.牛磺酸的生理功能第一，促进婴幼儿脑组织和智力发育。研究发现，牛磺酸在脑内的含量丰富，分布广泛，能明显促进神经系统的生长发育和细胞增殖、分化，且呈剂量依赖性，在脑神经细胞发育过程中起重要作用。研究表明，早产儿脑中的牛磺酸含量明显低于足月儿，这是因为早产儿体内的半胱氨酸亚磺酸脱氢酶（CSAD）尚未发育成熟，合成的牛磺酸不足以满足机体的需要，需由母乳补充。母乳中的牛磺酸含量较高，尤其初乳中含量更高。如果补充不足，将会使幼儿生长发育缓慢，智力发育迟缓。牛磺酸与幼儿、胎儿的中枢神经及视网膜等的发育有密切的关系，长期单纯的牛奶喂养易造成牛磺酸的缺乏。第二，提高神经传导和视觉机能。年Hayes等报道，猫的饲料中若缺少牛磺酸会导致其视网膜变性，长期缺乏终至失明。猫及夜行猫头鹰之所以要捕食老鼠，其主要原因是老鼠体内含有丰富的牛磺酸，多食可保持其锐利的视觉。婴幼儿如果缺乏牛磺酸会发生视网膜功能紊乱。长期静脉营养滴注的患者，若输液中没有牛磺酸，会使患者视网膜电流图发生变化，只有补充大剂量的牛磺酸才能纠正这一变化。第三，防止心血管病。牛磺酸在循环系统中可抑制血小板凝集，降低血脂，保持人体正常血压和防止动脉硬化；对心肌细胞有保护作用，可抗心律失常；对降低血液中胆固醇含量有特殊疗效，可治疗心力衰竭。第四，影响脂类吸收。肝中牛磺酸的作用是与胆汁酸结合形成牛黄胆酸，牛磺胆酸对消化道中脂类的吸收是必需的。牛磺胆酸能增加脂质和胆固醇的溶解性，解除胆汁阻塞，降低某些游离胆汁酸的细胞毒性，抑制胆固醇结石的形成，增加胆汁流量等。第五，改善内分泌状态，增强人体免疫。牛磺酸能促进垂体激素分泌，活化胰腺功能，从而改善机体内分泌系统的状态，对机体代谢以有益的调节；并具有促进有机体免疫力的增强和抗疲劳的作用。第六，影响糖代谢。牛磺酸可与胰岛素受体结合，促进细胞摄取和利用葡萄糖，加速糖酵解，降低血糖浓度。研究表明，牛磺酸具有一定的降血糖作用，且不依赖于增加胰岛素的释放。牛磺酸对细胞糖代谢的调节作用可能是通过受体后机制实现的，它主要依靠与胰岛素受体蛋白的相互作用，而不是直接与胰岛素受体结合。第七，抑制白内障的发生发展。牛磺酸具有调节晶体渗透压和抗氧化等重要作用，在白内障发生发展过程中，晶状体中山梨酸含量增加，晶体渗透压增加，而作为调节渗透压的重要物质牛磺酸浓度则明显降低，抗氧化作用减弱，晶体中的蛋白质发生过度氧化，从而引起或加重白内障的发生。补充牛磺酸可抑制白内障的发生发展。第八，改善记忆功能。在牛磺酸与脑发育关系的动物实验研究中发现，牛磺酸可促进大白鼠的学习与记忆能力。补充适量牛磺酸不仅可以提高学习记忆速度，而且还可以提高学习记忆的准确性，并且对神经系统的抗衰老也有一定作用。第九，维持正常生殖功能。正常的生殖功能需要用牛磺酸来维持。有资料证实，猫饲料中牛磺酸含量低于0.%时，其生殖功能不良，死胎、流产和先天缺陷率增高，幼仔存活率下降；含0.%以上时，其才能维持正常的生殖功能。除此以外，研究还发现牛磺酸对缺铁性贫血有明显效果的防治，它不仅可以促进肠道对铁的吸收，还可增加红细胞细胞膜的稳定性；牛磺酸还是人体肠道内双歧菌的促生因子，优化肠道内细菌群结构；还具有抗氧化、延缓衰老作用；能够促进急性肝炎恢复正常；对四氯化碳中毒有保护作用，并能抑制由此所引起的血清谷丙转氨酶的升高；对肾毒性有保护作用，牛磺酸对顺铂所致的兔原代肾小管上皮细胞改变有保护作用。另有报道，牛磺酸可镇静、镇痛和消炎，对冻伤、氰化钾（KCN）中毒及偏头疼也有防治作用。二、海洋生物中牛磺酸的含量及分布牛磺酸在鱼贝类中含量十分丰富,在软体动物中尤甚。此外,一些海藻也含有不少牛磺酸。可以说海洋生物是牛磺酸的天然宝库。表4-1列出了代表性鱼贝类的牛磺酸含量。由此可以看出贝类、鱿鱼、甲壳类等的牛磺酸含量较高。其中马氏珠母贝中含量更是高达mg/kg,牡蛎、沙虫干和翡翠贻贝中含量也不少。1、牛磺酸应用研究进展（一）在心血管疾病中的应用迄今，牛磺酸作为药物成分在心血管疾病的治疗中主要有三大应用。首先是抗高血压作用。在原发性高血压患者、大鼠腹主动脉狭窄和高盐摄入引起高血压模型中,观察到口服牛磺酸(患者1.6~2.0g,每日3次;大鼠饲料内加1%牛磺酸)4周后,受试者平均收缩压和平均舒张压均明显降低,42.2%的患者血压恢复正常,并能抑制原发性高血压患者和高血压大鼠血浆内皮素和血管紧张素Ⅱ水平的升高,增加高血压大鼠血浆降钙素基因相关肽和主动脉组织中的牛磺酸含量。此结果表明，牛磺酸在起降压作用的同时伴随有缩血管物质的降低和舒血管物质的增加,为牛磺酸抗高血压辅助用药提供依据。其次是治疗心力衰竭作用。牛磺酸和盐酸L-精氨酸合用能有效治疗心力衰竭。41例冠心病和心肌梗死患者中心功能Ⅱ级33例,心功能Ⅲ～Ⅵ级8例,病程3年以上,有常规治疗史，患者均有心脏肥大体征。在对照组常规剂量应用洋地黄强心苷、髓袢利尿剂和转换酶抑制剂卡托普利的基础上,加用盐酸L-精氨酸mg/kg和牛磺酸mg/kg,溶于mL生理盐水,静脉滴注,每日1次,疗程为6d,部分患者同时服用阿司匹林、亚硝酸酯类、B-受体阻滞剂,严格控制其他用药。治疗1疗程后心功能指标明显改善,各血管活性肽水平好转,症状和体征有较明显改善,心功能Ⅱ级变为Ⅰ级,Ⅲ级变为Ⅱ级,有31例,而对照组为0。总有效率治疗组91.68%,对照组71.05%。研究表明，在一般充血性心力衰竭（CHF）治疗的基础上应用L-精氨酸和牛磺酸可以显著改善心功能,提高心脏舒缩功能,增加心舒出量,显著降低动脉血压,心率无明显变化。6min步行实验表明治疗组1疗程后6min步行距离显著增加。此外，还有治疗心肌炎作用。病毒性心肌炎目前尚无有效的治疗方法。用牛磺酸、黄芪、维生素C、辅酶Q10联合治疗病毒性心肌炎,其中早搏患者加服心律平、慢心律等抗心律失常药物。治疗1个月后临床症状改善,有效率、心功能分级改善率分别为92.2%、89.7%。对照组给予极化液静脉滴注,联合应用维生素C、辅酶Q10,其中早搏患者加服心律平、慢心律等抗心律失常药物。治疗1个月后有效率、心功能分级改善率分别为64.3%和60.1%。治疗3个月后EVS-RNA转阴率治疗组为80.8%,对照组为41.2%。牛磺酸与黄芪联用可使外周血中EVS-RNA转阴率显著提高,提示牛磺酸与黄芪确实能抑制肠道病毒RNA的复制,从而减轻病毒对心肌组织的损伤,使患者临床症状减轻,恢复加快。用牛磺酸颗粒剂佐治小儿病毒性心肌炎,在常规治疗的基础上加用牛磺酸颗粒剂口服,4周后主要症状大部分消失,体征和实验室检查接近正常者为63.3%,8周后为93.3%,显著高于对照组的53.3%和80.5%。（二）防治糖尿病及其慢性并发症在防治糖尿病及其慢性并发症方面，牛磺酸主要用于三方面的治疗。首先是治疗糖尿病。有医学研究者研究发现，20例经饮食治疗或加服降糖药物2～3周后空腹血糖仍8.3mmol/L-1和餐后血糖10mmol/L-1的患者,在单纯饮食治疗、或口服消渴丸或口服优降糖、或口服二甲双胍、或口服格列齐特的基础上,加服牛磺酸颗粒2g,每天3次,饭前30min口服,治疗3个月,空腹血糖虽无明显改变,但餐后2h血糖及葡萄糖耐量实验60min、min点的血糖峰值及血糖曲线下面积均明显下降。而未加服牛磺酸的10例患者空腹血糖、餐后2h血糖、糖化血红蛋白均无明显变化。20例加服牛磺酸颗粒患者的胰岛素水平无明显改变。提示牛磺酸具有一定的降血糖作用,且不依赖于增加胰岛素的释放。牛磺酸对细胞糖代谢的调节作用可能是通过受体后机制实现的,它主要依靠与胰岛素受体蛋白的相互作用,而不是直接与胰岛素受体结合。其次是抑制糖尿病白内障的形成发展。牛磺酸具有调节晶体渗透压和抗氧化等重要作用,在白内障发生发展过程中,晶状体中山梨酸含量增加,晶体渗透压增加,而作为调节渗透压的重要物质牛磺酸浓度则明显降低,抗氧化作用减弱,晶体中的蛋白质发生过度氧化,从而引起或加重白内障的发生。补充牛磺酸可抑制糖尿病白内障的发生发展。陈翠真等用裂隙灯照相显微镜检测糖尿病大鼠的晶状体混浊度,用TUNEL法检测晶状体上皮细胞凋亡情况,结果显示，8～12周时,链脲佐菌素（STZ）诱发的Wister大鼠有80%的晶状体发生白内障,几乎所有细胞呈现凋亡,腹腔注射4%牛磺酸组的大鼠晶状体一直保持透明,仅有极少数细胞凋亡。说明牛磺酸能抑制糖性白内障的发生,其主要作用可能与抗氧化功能和抑制高血糖有关。此外，牛磺酸还能减轻糖尿病心肌病变。糖尿病心肌病是一种特异性心肌病,是通过多种复杂机制造成血管的结构和功能改变及由心肌代谢紊乱等所致。心肌组织肾素-血管紧张素系统的功能亢进参与糖尿病性心肌病的发展过程,牛磺酸可通过抑制糖尿病大鼠的心肌组织肾素-血管紧张素系统的功能,从而起到减轻糖尿病心肌损害的作用。（三）治疗呼吸道感染用牛磺酸治疗小儿上呼吸道感染例,均口服,每天3次。另75例口服头孢氨苄干糖浆作为对照。两组均不加任何药物,观察3d。结果两组疗效无显著差别,但治疗组1天退热,流涕、鼻塞、喷嚏症状改善明显优于对照组。将上感呼吸道例、支气管炎40例、支气管肺炎60例、扁桃腺炎20例、急性喉炎4例、毛支气管炎2例经统计学处理分成两组,治疗组在综合治疗(抗菌、抗病毒、退热、止咳祛痰、纠酸及支持治疗)的基础上加服牛磺酸颗粒剂，1日3次冲服,除肺炎治疗7d外,其余为3～5d。结果:治疗组治愈率为91.67%,对照组为76.67%。在发热、症状、体征、X线检查、住院日等指标上治疗组比对照组平均缩短1.82d、0.34d、1.36d、4.42d。牛磺酸通过对中枢5-HT系统或儿茶酚胺的作用降低体温,效果明显,这可能与其提高人体免疫力,调节体内生理平衡、减少病理损害有关,通过其对细胞的保护作用发挥对机体的内源性抗损害作用。
资料来源：《海洋活性物质》迟玉森著
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