牛磺酸的作用机理及临床应用.doc

中国畜牧兽医 2007 年第 34 卷第 10 期 疾病防治牛磺酸的作用机理及临床应用8512( 1 湖南文理学院, 常 德 415000; 2 湖南省畜牧兽医研究所, 长沙 410131)摘要: 牛磺酸( taurine) 是一种含硫条件性必需氨 基酸, 不能用于蛋 白质的合 成, 但它 可以以游 离氨基酸形 式存在, 也可 以存在于肽类物质中。研究结果表明, 牛磺酸 在哺 乳动 物生长 发育 的特定 时期 是必需 的, 用不 同种 类的动 物体 外试验 结果 表明, 低水平的牛磺酸或缺乏是导致发生不同病 理学损害的 原因之一, 其 中包括 心肌炎、视觉 下降、生长 迟缓, 尤其是 生长发 育阶段的缺乏影响更大。关键词: 牛磺酸; 疾病治疗中图分类号: Q 517 文献标识码: B 文章编号: 1671- 7236( 2007) 10- 0085-031827 年在公牛胆汁中首先发现了牛磺 酸的存在, 但直到 1975 年研究发现牛磺酸的缺乏会造成猫视网膜老化而失明, 以后人们才逐渐认识到牛磺酸的重要营养学作用。因为牛磺酸在体内是源于蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸的代谢产物, 因此牛磺酸在许多生理功能上起着重要作用, 其中与胆酸结合形成胆盐促进脂肪的消化吸收是它最主要的功能之一, 但发挥这种功能的牛磺酸数量只占牛磺酸总量的小部分。牛磺酸的代谢作用主要包括: 与胆酸收稿日期: 2007-05-08作者简介: 郭冬生( 1973- ) , 男, 湖 南人, 硕士, 讲师, 研 究方向:动物营养与饲料科学。基金项目: 湖南省自然科 学基金项 目( 06JJ50040) , 湖南省 教育厅项目资助( 06C604) 。如确实需要, 应在分娩 后 24 h 内 进行。 降低饲2头以上, 每栏 10 12 头猪为宜。 减少环境应激,尽量减少猪群转栏和混群 的次数。保育阶段尽量减少免疫接种, 特别应避免在断奶前后 3 d 内注射各种疫苗和阉割工作。 保 育阶段用湿 拌料喂猪可降低发病率。 提高猪的营养水平, 通过提高蛋白质、氨基 酸、维生素 和微量 元素 等水平, 并 保证充足的饮水, 禁喂霉变饲料, 可降低 PM WS 的发生率。 加强生物安全措施, 严格控 制人员、车辆出入, 加强灭鼠, 严格消毒。 保 育舍要有 独立的饮水和加药设施。5 药物预防5 1 仔猪用药 哺乳仔猪在 3、7 日龄时注射 0. 5 ml 得米先, 或在 3 和 10 日龄分别注射拜有利 0. 2、0. 3 ml和科特壮 1、1 ml。断奶前 1 周至断奶后 1 月, 饲料中结合形成胆盐、解毒作用、保持膜结构的稳定性、调节渗透压、调节细胞内钙离子水平。在临床上, 牛磺酸已经成功用于治疗不同病症, 其中包括: 心脏血管的疾病、血脂过高、癫痫症和其他行为失调症、恶性肿瘤、肝功能失调、酒精中毒以及胆囊纤维化等疾病。1 牛磺酸的生物化学结构和新陈代谢过程牛磺 酸 又 名 牛 胆 酸, 化 学 名 2- 氨 基 乙 磺 酸( H 2 N- CH 2- CH 2- SO3 H ) , 结构简单。尽管牛磺酸经常被称为氨基酸, 牛磺酸分子结构中除了包含有在其他氨基酸中含有的羧酸部分外, 还含有一个磺酸基的酸性功能团, 但它不具有真正氨基酸的功能, 牛磺 酸不能用于蛋白质的合成, 但牛磺酸能够以游离形式存在, 在许多组织中牛磺酸是含量最多的游离氨基酸之一, 这些组织包括骨骼肌、心肌和大脑。添加黄芪多糖 500 g/ t + 2% 氟苯尼考2000 g/ t + 强力霉素 200 g / t ; 或黄芪 多糖 500 g/ t + 支原净 150m g/ kg+ 金霉 素 450 m g/ kg + 阿 莫西 林 200 mg/kg; 或注射 5% 拜有利 0. 6 1 m l 和科特壮 2 ml。5. 2 哺乳母猪 在母猪分娩前后各 1 周的饲料中添加支原净 150 mg/ kg+ 金霉素 450 m g/ kg; 或泰农 1250 mg/ kg+ 金霉素 300 mg/ kg ; 或在母猪产前5 d 注射 5% 拜有利 10 ml, 分娩后注射 5% 拜有利10 m l、科特壮 10 ml。5. 3 饮水加药 当猪群发病时, 由于采食饲料减少, 可在饮水中加药: 添加黄芪多糖 1000 g/ t + 2%氟苯尼考 2000 g/ t + 阿莫西林 50 g / t + 葡萄糖 5000g / t + 氨基维它适量, 让仔猪自由饮用。5 4 定期驱虫 实行四加一驱虫模式, 即使用伊维菌素或多拉菌素与芬苯达唑复合制剂, 母猪每年驱虫 4 次, 肉猪驱虫 2 次。郭冬生 , 彭小兰养密度, 保育舍0. 33 m / 头, 生长肥 育舍 0. 8 m 2 /86 疾病防治 中国畜牧兽医 2007 年第 34 卷第 10 期在体内, 牛磺酸由必需氨基酸蛋氨酸和非必需氨基酸半胱氨酸等含硫氨基酸经过脱羧与氧化等过程合成。由半胱氨酸合成牛磺酸有 3 条已知途径,由蛋氨酸合成牛磺酸有 2 条已知途径, 所有的合成途径 都需 要 VB6 的 活性 辅酶 形式 5- 磷 酸 吡哆 醛( py ridox a-l 5 - phosphat e) 的参与, VB6 的缺乏将会降低牛磺酸的合成效率。肝脏、大脑和心脏是合成牛磺酸的主要组织器官。蛋氨酸和半胱氨酸在活性半胱氨酸亚磺酸脱羧酶( CSAD) 的催化作用下能够转化为中间产物半胱亚磺酸, 半胱亚磺酸经过脱羧变成亚牛磺酸, 然后氧化成牛磺酸, CSAD 的活性被认为是反映牛磺酸合成能力的重要指标。与其他的哺乳动物相比, 人类有相对较低的 CSAD 活性, 因此人类合成牛磺酸的能力较低, 人只能合成一部分牛磺酸。大量公开发表的关于牛磺酸的研究都是用猫所做的试验研究,原因是猫体内缺乏半胱氨酸亚磺酸脱羧酶, 不能利用蛋氨酸和半胱氨酸合成牛磺酸, 牛磺酸对猫而言是必需氨基酸, 猫是研究牛磺酸营养及其代谢的最理想模型, 在日粮中必须添加牛磺酸来满足猫的牛磺酸需要。2 牛磺酸对心脏血管的影响牛磺酸是心脏中最丰富的游离氨基酸, 约占游离氨基酸总量的 50% 以上, 牛磺酸可以有效保护心肌细胞而避免发生心脏畸形, 同时有降低血压的作用。牛磺酸缺乏会引起猫心力衰竭, 是扩张性心肌病的重要诱因。在一定程度上, 牛磺酸是通过影响钙离子的跨膜流动而对心脏细胞发生作用, 消除心脏中钙离子过多或缺乏的负面影响, 从而保护心脏组织免受伤害。钙离子过剩的后果是引起细胞内钙离子的积聚, 最终导致细胞死亡。牛磺酸的作用可能是直接或间接的调节细胞内的钙离子水平而发挥肠末端大约能吸收 80% 肠肝循环的胆酸, 是吸收胆酸的主要位点。胆酸作为去污剂主要起乳化( emu-lsif icat io n) 作用, 从而有利于吸收脂肪和脂溶性维生素。因为胆酸有亲 脂基团 ( lipo philic) 和亲水 基团( hy drophilic) , 能够降低表面张力, 形成胶囊结构,从而发挥乳化剂的作用。胆酸( cho lic acid) 和鹅胆酸( cheno deox ycholic acid) 2 种 主要的胆酸 都来源于肝脏内胆固醇的代谢, 这 2 种主要的胆酸经过肠道内细菌作用能够分别形成脱氧胆酸( deox ycholicacid) 和石胆酸( lit ho cholic acid) 2 种次级胆酸。在动物生理 pH 下, 这些胆酸是可溶解的, 但这种过程必须通过胆酸 与氨基乙酸或牛磺酸结 合形成缩氨酸, 胆酸与这些氨基酸的结合物被称为胆盐。牛磺酸的主要功能之一是与胆酸结合生成硫磺胆酸, 提高脂肪酶的活性, 促进脂肪的乳化, 从而促进脂肪及酯类物质的消化吸收; 牛磺酸对胆固醇的溶解产生重要的影响, 是胆固醇的主要促溶剂, 能够促进胆固醇的溶解和胆汁的排泄, 具有利胆的作用,抑制胆结石的形成。饲料中添加牛磺酸时, 粪中胆酸的排泄量增加, 从而降低血液中胆固醇水平, 牛磺酸同时能够清除胆固醇在动脉上的集聚, 预防动脉粥样硬化。将年龄在 18 29 岁的 22 个健康男性随机分成 2 组, 摄食高脂肪或高胆固醇的食物, 试验期为 3 周, 试验组每天摄食 6 g 牛磺酸, 试验结束时,对照组血清中胆固醇含量明显高于试验组。4 胆囊的纤维化胆囊纤维化的病人大部分都伴有营养吸收障碍( nutr ient malabsorpt ion) 的病症, 其主 要原因在于回肠, 因为回肠末端大约能吸收 80% 肠肝循环的胆酸, 是吸收胆酸的主要位点。牛磺酸被证明有降低胆囊纤维化病症的作用。13 个患胆囊纤维化的儿童, 每天服用 30 m g/ kg 牛 磺酸, 试验期 持续 4 个作用, 这种作用可 能是通过调节 Ca2+通道的通 透月, 研究结果发现 92% 患胆囊纤维化的儿童服用牛+果。牛磺酸也对其他许多离子通道及其转运产生影响。因此, 牛磺酸的作用不具有专一性。当提供足够数量的牛磺酸时, 由钙离子所引起的对心肌的破坏作用明显降低, 可能是通过牛磺酸和膜蛋白交互作用而实现。有研究报道, 牛磺酸保持膜稳定性的作用是通过防止降低钠钾 A T P ase 膜泵的作用而实现的。3 胆盐的形成与胆固醇的分泌肝脏每天大约经过 10 次左右的肠肝循环( en-t erohepat ic cycles) , 从而形成 2 4 g 的胆酸池, 回磺酸后排泄物中脂肪酸含量降低, 同时固醇排泄也减少。因此, 牛磺酸对治疗营养吸收障碍可能有作用。肾脏是牛磺酸的主要排泄器官, 体内的牛磺酸主要从尿液中排泄。5 解毒作用牛磺酸是 牛黄 的重要成分, 具有消炎、解毒等药理功效。由于牛磺酸特殊的结构, 除了含有羧基外, 还含有磺酸基的一部分, 它能够抑制次氯酸形成乙醛, 而形成相对稳定的氯胺化合物, 因此牛磺酸是一种抗氧化剂, 能够抑制次氯酸的氧化作用, 降低芳香胺化合物对 DNA 的破坏作用。还特别体现在牛性, 也可能是 通过调节 Na 通道而发 挥作用的 结中国畜牧兽医 2007 年第 34 卷第 10 期 疾病防治87磺酸能够调节氯离子和次氯酸浓度作用上, 能防止醛类物质对机体的有害作用。牛磺酸能够有效清除体内的自由基, 具有抗衰老作用; 与体内的氧化剂结合, 从而缓解氧化剂对细胞的破坏作用, 牛磺酸是一种重要的细胞保护剂。牛磺酸能减弱由四氯化碳所引起的毒副作用,从而保护机体。将老鼠放置在充满四氯化碳的笼子中, 老鼠肝脏中的牛磺酸浓度明显下降, 但是让这些放置在充满四氯化碳笼子中的老鼠口服牛磺酸制剂后, 则能够防止这些老鼠肝脏中牛磺酸浓度继续下降而被耗尽的危险, 从该试验研究可以发现, 肝脏中的牛磺酸在防止像四氯化碳等 肝毒素上起重 要作用, 从而起到有效保护肝细胞的作用。肠道内的内毒素( endot ox ins) 与其他内脏内的内毒素形成一个正反馈机制, 从而 促使血清中的内 毒素水平升高。动物试验研究结果表明, 牛磺酸能明显抑制肠道内内毒素的扩散和转移, 从而保护动物机体免受内毒素的伤害。因此, 牛磺酸能够减弱有毒化学物质的潜在有害传染性。同时牛磺酸能够促进淋巴细胞的增殖和脾脏的生长发育, 增强机体的体液免疫能力,提高机体的免疫机能, 从而起到有效保护机体和发挥解毒的作用。6 视觉障碍牛磺酸是视网膜中含量最高的氨基酸, 在维护视网膜的结构和功能上具有重要作用。视网膜中缺乏牛磺酸时会造成光感受器结构的破坏, 导致严重的视觉障碍。当猫视网膜中牛磺酸浓度只是正常浓度的一半时, 感光细胞就会发生一些改变, 如果进一步降低牛磺酸浓度, 则猫可能发生永久性的视觉障碍。人类视觉障碍病 色素性视网膜炎 与猫缺乏牛磺酸的症状极其相似。牛磺酸主要是通过改变视网膜中感光细胞的钠、钾和钙离子的平衡与浓度影响视觉效果和功能。7 癫痫症牛磺酸能够明显促进神经系统的生长发育, 改善神经系统功能。患癫痫病的猫大脑中牛磺酸的水平较正常猫要低, 补充牛磺酸可减轻发病率, 虽然有用牛磺酸治疗癫痫病的临床试验报道, 但大多存在方法上的缺点和不足。用牛磺酸治疗癫痫病的各种试验报道中, 其成功率为 16% 90% , 在这 些试验中, 牛磺酸的剂量为 375 8000 mg / d。牛磺酸在突触传递间的具体作用还不是很确定, 通过血脑屏障( bloo d- brain bar rier) 限制牛磺酸的扩散作用, 是主要的抗癫痫症的影响因素。牛磺酸是大脑正常发育的必需营养物质, 是中枢神经系统的抑制性递质, 具有抑制神经元、抗痉挛和抗惊厥等作用, 是一种抗癫痫剂。含有牛磺酸的饮料能够有效改善人的情绪。8 糖尿病牛磺酸可以与胰岛素受体结合, 加速葡萄糖的降解, 降低血糖浓度。在依赖胰岛素的糖尿病患者中, 血浆和血小板中的牛磺酸水平被证明是降低的,但是可以通过口服牛磺酸达到正常水平。另外, 在患糖尿病的人中, 促使血小板聚集的花生四烯酸数量要比健康人的数量低, 牛磺酸能改变这种影响, 减少血小板的聚集。体外试验结果表明, 牛磺酸能减少糖尿病患者血小板的集聚, 但对健康的人则没有这种作用。9 结论尽管牛磺酸在结合胆酸形成水溶性的胆盐