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牛磺酸(Taurine)又称β-氨基乙磺酸,又名牛胆碱、牛胆素,是一种含硫氨基酸。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,牛磺酸化学性质稳定,不溶于乙醚等有机溶剂,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。主要分布于心脏、视网膜、大脑及肌肉组织器官中,具有多种生理功能,对心血管系统功能、脂质代谢、糖代谢、血液系统、免疫系统功能及生长发育均具有重要作用。[1]

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。牛磺酸是人体的条件必需氨基酸,对胎儿、婴儿神经系统的发育有重要作用。牛磺酸可广泛应用于医药食品添加剂荧光增白剂、有机合成等领域,也可用作生化试剂、湿润剂、pH 缓冲剂等。

中文名 牛磺酸 CAS登录号 107-35-7
外文名 Taurine 熔 点 328℃
别 称 2-氨基乙磺酸、牛胆酸、牛胆素 水溶性 溶于水,不溶于乙醇、乙醚
化学式 C2H7NO3S 密 度 1.734g/cm3(-173.15K)
分子量 125.15 外 观 白色或类白色结晶或结晶性粉末

简介

  1. 牛磺酸是一种由含硫氨基酸转化而来的氨基酸,又名牛黄酸、牛胆酸、牛胆碱、牛胆素。
  2. 牛磺酸广泛分布于体内各个组织和器官,且主要以游离状态存在于组织间液和细胞内液中,最先于公牛胆汁中发现而得名,但长期以来一直被认为是含硫氨基酸的无功能代谢产物。牛磺酸是动物体内的一种含硫氨基酸,但并不是蛋白质的组成成分。
  3. 牛磺酸以游离氨基酸的形式广泛分布于人和动物的心脏卵巢子宫骨骼肌血液、唾液及乳汁中,以松果体、视网膜、垂体、肾上腺等组织中的浓度为最高。在哺乳动物的心脏中,游离牛磺酸占游离氨基酸总量的50%之多。
牛磺酸分子式原图连接图片来源于
  1. 牛磺酸的化学结构式为H2N-CH2-CH2-SO3H,化学名称为β-氨基乙磺酸或2-氨基乙磺酸,相对分子质量为125.15,单斜棱形棒状白色晶体,熔点328 ℃(317 ℃分解),无毒、无臭、味微酸、对热稳定。牛磺酸可溶于水,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0.004%,不溶于无水乙醇、乙醚和丙酮。牛磺酸是一种有机渗透的调节物质,其不仅参与调节细胞体积,还为胆汁盐的形成提供基础,在细胞内游离钙浓度的调制方面也起到了重要作用。
  2. 虽然牛磺酸是一种未纳入蛋白质类物质的特殊氨基酸,但牛磺酸是大脑、视网膜、肌肉组织中最丰富的氨基酸。牛磺酸应用广泛,如在中枢神经系统的功能、细胞保护作用、心肌病、肾功能不全、肾功能发育异常和视网膜神经损伤等方面都有牛磺酸。几乎所有的眼组织中都含有牛磺酸。大鼠眼组织提取物的定量分析表明,牛磺酸是视网膜、玻璃体、晶状体、角膜、虹膜和睫状体中最丰富的氨基酸。
  3. 诸多研究发现,牛磺酸是调节机体正常生理活动的活性物质,具有消炎、镇痛、维持机体渗透压平衡、维持正常视觉功能、调节细胞钙平衡、降血糖、调节神经传导、参与内分泌活动、调节脂类消化与吸收、增加心脏收缩能力、提高机体免疫能力、增强细胞膜抗氧化能力、保护心肌细胞等广泛的生物学功能。[2]

生理功能

牛磺酸能够维持脑部活动及促进大脑发育,加速神经元的增生以及延长,同时亦有利于细胞在脑内移动及增长神经轴突;牛磺酸具有抗氧化作用,能减少毒害人体细胞的自由基的生成;牛磺酸参与构成胆汁,能够促进脂肪及脂溶性维生素的消化吸收;牛磺酸能促进视网膜的发育、分化及维持细胞膜的电位平衡;牛磺酸还具有解毒作用,对于人体健康必不可少。[3]

促进婴幼儿脑组织和智力发育

  1. 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。
  2. 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,合成牛磺酸不足以满足机体的需要,需由母乳补充。
  3. 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。
  4. 目前作为婴儿奶粉添加剂、牛奶添加剂、调味品添加剂和能量饮料等用途的牛磺酸约占全球牛磺酸总产量的80%以上。

提高神经传导和视觉机能

猫以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。

长期的静脉营养输液的病人,若输液中没有牛磺酸,会使病人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。

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。

影响脂类的吸收

肝脏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。

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。

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,而不是直接与胰岛受体结合。

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。

改善记忆的功能

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。

牛磺酸眼药水原图连接图片来源于

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0.101%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0.105%以上时,才能维持正常的生殖功能。

其他功能

牛磺酸防治缺铁性贫血有明显效果,它不仅可以促进肠道对铁的吸收,还可增加红细胞膜的稳定性;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;牛磺酸可镇静、镇痛和消炎,对冻伤、KCN中毒及偏头疼也有防治作用。

富含牛磺酸的食物

动物性食物是膳食中牛磺酸的主要来源,海产品中尤其丰富;植物几乎不含牛磺酸。牛磺酸分子量较小,经口摄入的牛磺酸可在小肠直接被人体吸收。

药物作用

  1. 强肝利胆作用:豚鼠实验表明,牛磺酸可解除胆汁阻塞,呈利胆作用。
  2. 解热与抗炎作用:本品可能通过对中枢5-ht系统或儿茶酚胺系统的作用降低体温
  3. 降压作用
  4. 强心和抗心律失常作用
  5. 降血糖作用
  6. 牛磺酸有松弛骨骼肌和拮抗肌强直的作用

牛磺酸在化妆品/护肤品中的应用

  • 国外的研发实验室证实牛磺酸(Taurine)具有赋活肌肤细胞的能力,可源源不断地提供年轻肌肤快速与持久的能量补充与多重保护。牛磺酸同时也具有提高肌肤免疫力,抵抗外界环境对肌肤的侵袭的功效。
  • 护肤品方面的代表产品有法国香奈儿(Chanel)的青春光彩系列,法国BeautyMed活力再现系列:牛磺活性面霜、牛磺精华素。
牛磺酸的作用

参考文献