牛磺酸的生物学功能及在饲料中的应用

王斓 刘鸿

牛磺酸分子结构为H2N—CH2—CH2—SO3H，是β-丙氨酸的磺酸类似物，分子量约125，常温常压下为无色四面针状结晶。在生理pH条件下，电离常数PK1是1.5、PK2是8.82，等电点是5.16，绝大多数以两性离子形式存在。牛磺酸作为非必需氨基酸，没有遗传密码子，不能参与组成蛋白质和酶类。

一、牛磺酸的生物学功能

动物体内牛磺酸广泛分布，虽然牛磺酸不参与蛋白质合成，但对维持机体生理功能发挥着重要作用。

1.结合胆汁酸 肝脏的胆固醇通过乳化作用生成胆酸和鹅去氧胆酸，吸收脂质、脂溶性维生素形成胆汁酸。牛磺酸是肝脏合成胆汁酸的成分，其含量影响胆酸中甘氨胆酸和牛磺胆酸的比例。胆汁酸和牛磺胆酸能加快胆固醇的分解与排泄。

2.抗氧化及清除自由基 高血糖使细胞氧化，导致胰岛素抵抗。牛磺酸有三种抗氧化作用，能预防细胞的氧化损伤，具有减弱活性氧簇活性和清除活性氧簇的作用。研究表明，牛磺酸对臭氧、二氧化氮、博来霉素和胺碘酮导致的细胞氧化损伤具有保护作用。牛磺酸通过抑制博来霉素一氧化氮合酶生成来抑制氮氧化物合成。牛磺酸是有效的抗氧化剂，能减少肺脂质氧化，减轻四氯化碳诱导的氧化作用和光诱导的视网膜脂质氧化。研究表明，牛磺酸不能直接清除超氧负离子、羟基和过氧化氢等活性氧簇；牛磺酸可显著减少线粒体超氧化物产生。目前，牛磺酸抗氧化的作用机理尚不清楚，有的研究者将牛磺酸抗氧化的作用归因于降低自由基活性。

3.调节细胞钙稳态 牛磺酸能调节细胞内Ca2+浓度。细胞内Ca2+超载可导致细胞死亡，激活N-甲基-D-天冬氨酸受体，刺激细胞的钙离子吸收，导致线粒体内Ca2+积聚。牛磺酸可阻止细胞内Ca2+超载，Ca2+超载可导致线粒体损伤，继而产生过多的活性氧簇。研究表明，谷氨酸盐介导刺激Ca2+内流，经由Na+/Ca2+交换器或者依赖去级化的Ca2+运输系统，其机理是牛磺酸改变渗透压或细胞膜的结构，通过Na+/Ca2+交换器抑制钙内流，牛磺酸是机体内源性Ca2+稳态调节剂。

4.免疫调节作用 中性粒细胞和淋巴细胞中含量大量的牛磺酸，能促进淋巴细胞增殖。牛磺酸对细胞增殖的作用是通过保护细胞膜、调节渗透压，防止细胞胀破变性，进而减少细胞死亡的数量。研究表明，牛磺酸可显著减少由自然杀伤细胞介导的重组白细胞介素-2活化的内皮细胞毒素，且不降低重组白细胞介素-2抗肿瘤效应；同时，抑制淋巴因子活化杀伤细胞介导的内皮细胞溶解。牛磺酸还可以促进白细胞介素-1的正向调节，从而增加干扰素的生成。

5.直接膜稳定作用 牛磺酸通过调节细胞的渗透压、维持细胞内环境、抑制膜蛋白磷酸化和预防脂质过氧化来稳定细胞膜。研究发现，牛磺酸能够调节基底膜结构，抑制磷脂甲基转移酶活性，磷脂甲基转移酶活性决定膜内含物磷脂酰乙醇胺和磷酸卵磷酯的比例。牛磺酸通过抑制磷脂甲基转移酶活性，提高细胞膜中磷脂酰乙醇胺与磷酸卵磷酯的比例，从而改变膜的流动性、膜相关酶的活性及膜抵抗毒素损伤的能力。

正是由于牛磺酸对动物机体具有重要的生理、药理和营养功能，机体内几乎所有正常生理功能的维持和调节都需要牛磺酸参与，因此牛磺酸是机体内不可缺少的生理活性物质。

二、牛磺酸在畜禽饲料中的应用

1.牛磺酸在家畜饲料中的应用 研究表明，母猪饲料中缺少牛磺酸，容易引发流产，产仔能力下降，仔猪死亡率升高，成活率降低。仔猪断乳后的饲料中添加牛磺酸，可提高生长速度和饲料转化率。

2.牛磺酸在家禽饲料中的应用 牛磺酸可促进鸡性腺组织形态的发育和内分泌功能，提高公鸡性成熟前睾丸重量，促进生殖细胞发育和提高精子形成速度；能提高母鸡性成熟前卵巢重量，促进卵母细胞发育。在雏鸡饲料中添加牛磺酸，可使体重增加，饲料转化率提高，促进早期发育。在蛋鸡饲料中添加牛磺酸，蛋重增加，改善蛋黄色泽。在蛋鸡饲养中后期的饲料中添加牛磺酸，蛋黄中锌的含量提高，总脂含量降低，改善蛋壳色泽。

3.牛磺酸在水产饲料中的应用 牛磺酸可作为虾、蟹的饵料诱食添加剂，将牛磺酸添加在虾类的饲料中可增加其摄食量，对调节饵料的微量元素平衡效果明显。研究表明，牛磺酸对虾、蟹、鱼具有促摄食作用，促进鱼类生长，提高饲料转化率，增强鱼类机体的免疫力和抗缺氧能力。

目前，随着牛磺酸生产技术不断完善及对其营养机理研究不断深入，牛磺酸作为一种饲料添加剂在畜禽生产中将得到越来越多的应用。牛磺酸添加于畜禽饲料中安全可靠，且符合动物性食品安全要求，但添加剂量和添加效应方面的研究结果尚未一致，还需更多更深入的研究。