牛磺酸的生物學(xué)功能及在飼料中的應(yīng)用

王斕 劉鴻

牛磺酸分子結(jié)構(gòu)為H2N—CH2—CH2—SO3H，是β-丙氨酸的磺酸類(lèi)似物，分子量約125，常溫常壓下為無(wú)色四面針狀結(jié)晶。在生理pH條件下，電離常數(shù)PK1是1.5、PK2是8.82，等電點(diǎn)是5.16，絕大多數(shù)以兩性離子形式存在。牛磺酸作為非必需氨基酸，沒(méi)有遺傳密碼子，不能參與組成蛋白質(zhì)和酶類(lèi)。

一、牛磺酸的生物學(xué)功能

動(dòng)物體內(nèi)牛磺酸廣泛分布，雖然牛磺酸不參與蛋白質(zhì)合成，但對(duì)維持機(jī)體生理功能發(fā)揮著重要作用。

1.結(jié)合膽汁酸 肝臟的膽固醇通過(guò)乳化作用生成膽酸和鵝去氧膽酸，吸收脂質(zhì)、脂溶性維生素形成膽汁酸。牛磺酸是肝臟合成膽汁酸的成分，其含量影響膽酸中甘氨膽酸和牛磺膽酸的比例。膽汁酸和牛磺膽酸能加快膽固醇的分解與排泄。

2.抗氧化及清除自由基 高血糖使細(xì)胞氧化，導(dǎo)致胰島素抵抗。牛磺酸有三種抗氧化作用，能預(yù)防細(xì)胞的氧化損傷，具有減弱活性氧簇活性和清除活性氧簇的作用。研究表明，牛磺酸對(duì)臭氧、二氧化氮、博來(lái)霉素和胺碘酮導(dǎo)致的細(xì)胞氧化損傷具有保護(hù)作用。牛磺酸通過(guò)抑制博來(lái)霉素一氧化氮合酶生成來(lái)抑制氮氧化物合成。牛磺酸是有效的抗氧化劑，能減少肺脂質(zhì)氧化，減輕四氯化碳誘導(dǎo)的氧化作用和光誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜脂質(zhì)氧化。研究表明，牛磺酸不能直接清除超氧負(fù)離子、羥基和過(guò)氧化氫等活性氧簇；牛磺酸可顯著減少線粒體超氧化物產(chǎn)生。目前，牛磺酸抗氧化的作用機(jī)理尚不清楚，有的研究者將牛磺酸抗氧化的作用歸因于降低自由基活性。

3.調(diào)節(jié)細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài) 牛磺酸能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度。細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載可導(dǎo)致細(xì)胞死亡，激活N-甲基-D-天冬氨酸受體，刺激細(xì)胞的鈣離子吸收，導(dǎo)致線粒體內(nèi)Ca2+積聚。牛磺酸可阻止細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載，Ca2+超載可導(dǎo)致線粒體損傷，繼而產(chǎn)生過(guò)多的活性氧簇。研究表明，谷氨酸鹽介導(dǎo)刺激Ca2+內(nèi)流，經(jīng)由Na+/Ca2+交換器或者依賴去級(jí)化的Ca2+運(yùn)輸系統(tǒng)，其機(jī)理是牛磺酸改變滲透壓或細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，通過(guò)Na+/Ca2+交換器抑制鈣內(nèi)流，牛磺酸是機(jī)體內(nèi)源性Ca2+穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)劑。

4.免疫調(diào)節(jié)作用 中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞中含量大量的牛磺酸，能促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖。牛磺酸對(duì)細(xì)胞增殖的作用是通過(guò)保護(hù)細(xì)胞膜、調(diào)節(jié)滲透壓，防止細(xì)胞脹破變性，進(jìn)而減少細(xì)胞死亡的數(shù)量。研究表明，牛磺酸可顯著減少由自然殺傷細(xì)胞介導(dǎo)的重組白細(xì)胞介素-2活化的內(nèi)皮細(xì)胞毒素，且不降低重組白細(xì)胞介素-2抗腫瘤效應(yīng)；同時(shí)，抑制淋巴因子活化殺傷細(xì)胞介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞溶解。牛磺酸還可以促進(jìn)白細(xì)胞介素-1的正向調(diào)節(jié)，從而增加干擾素的生成。

5.直接膜穩(wěn)定作用 牛磺酸通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓、維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境、抑制膜蛋白磷酸化和預(yù)防脂質(zhì)過(guò)氧化來(lái)穩(wěn)定細(xì)胞膜。研究發(fā)現(xiàn)，牛磺酸能夠調(diào)節(jié)基底膜結(jié)構(gòu)，抑制磷脂甲基轉(zhuǎn)移酶活性，磷脂甲基轉(zhuǎn)移酶活性決定膜內(nèi)含物磷脂酰乙醇胺和磷酸卵磷酯的比例。牛磺酸通過(guò)抑制磷脂甲基轉(zhuǎn)移酶活性，提高細(xì)胞膜中磷脂酰乙醇胺與磷酸卵磷酯的比例，從而改變膜的流動(dòng)性、膜相關(guān)酶的活性及膜抵抗毒素?fù)p傷的能力。

正是由于牛磺酸對(duì)動(dòng)物機(jī)體具有重要的生理、藥理和營(yíng)養(yǎng)功能，機(jī)體內(nèi)幾乎所有正常生理功能的維持和調(diào)節(jié)都需要牛磺酸參與，因此牛磺酸是機(jī)體內(nèi)不可缺少的生理活性物質(zhì)。

二、牛磺酸在畜禽飼料中的應(yīng)用

1.牛磺酸在家畜飼料中的應(yīng)用 研究表明，母豬飼料中缺少牛磺酸，容易引發(fā)流產(chǎn)，產(chǎn)仔能力下降，仔豬死亡率升高，成活率降低。仔豬斷乳后的飼料中添加牛磺酸，可提高生長(zhǎng)速度和飼料轉(zhuǎn)化率。

2.牛磺酸在家禽飼料中的應(yīng)用 牛磺酸可促進(jìn)雞性腺組織形態(tài)的發(fā)育和內(nèi)分泌功能，提高公雞性成熟前睪丸重量，促進(jìn)生殖細(xì)胞發(fā)育和提高精子形成速度；能提高母雞性成熟前卵巢重量，促進(jìn)卵母細(xì)胞發(fā)育。在雛雞飼料中添加牛磺酸，可使體重增加，飼料轉(zhuǎn)化率提高，促進(jìn)早期發(fā)育。在蛋雞飼料中添加牛磺酸，蛋重增加，改善蛋黃色澤。在蛋雞飼養(yǎng)中后期的飼料中添加牛磺酸，蛋黃中鋅的含量提高，總脂含量降低，改善蛋殼色澤。

3.牛磺酸在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用 牛磺酸可作為蝦、蟹的餌料誘食添加劑，將牛磺酸添加在蝦類(lèi)的飼料中可增加其攝食量，對(duì)調(diào)節(jié)餌料的微量元素平衡效果明顯。研究表明，牛磺酸對(duì)蝦、蟹、魚(yú)具有促攝食作用，促進(jìn)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)魚(yú)類(lèi)機(jī)體的免疫力和抗缺氧能力。

目前，隨著牛磺酸生產(chǎn)技術(shù)不斷完善及對(duì)其營(yíng)養(yǎng)機(jī)理研究不斷深入，牛磺酸作為一種飼料添加劑在畜禽生產(chǎn)中將得到越來(lái)越多的應(yīng)用。牛磺酸添加于畜禽飼料中安全可靠，且符合動(dòng)物性食品安全要求，但添加劑量和添加效應(yīng)方面的研究結(jié)果尚未一致，還需更多更深入的研究。