牛磺酸在畜牧生產中的應用及研究進展
牛磺酸(taurine)又名牛黃酸、牛膽酸、牛膽堿、牛膽素,是一種β-含硫氨基酸,因1827年首次從牛膽汁中分離出來而得名。長期以來牛磷酸一直被認為是機體內含硫氨基酸的無功能代謝產物;直到1957年,Hayes等報道幼貓采食牛黃酸含量不足的食物可導致視力功能下降,甚至失明,牛磺酸的營養作用才5;起了人們的極大關注。近幾年來的研究表明,牛磺酸具有廣泛的生物學效應,是調節機體正常生理功能的重要物質,在生產實際和人們的生活中具有廣泛的應用價值。
1 牛磷酸的分布與性質
牛磺酸在大多數植物及其果實(蔬菜、穀類植物、水果等)中的含量幾乎為零,但在堅果(15-46nmol/g)和豆科植物的籽實(黑豆、蠶豆、嫩豌豆、扁豆及南瓜籽等9.2-18.7 nmol/g)中含量較多。牛磺酸廣泛存在於所有動物的組織、細胞內,在哺乳動物組織細胞內,特別是神經、肌肉和腺體中的含量較高,海洋生物含量最高,是動物機體內含量最豐富的自由氨基酸,但在雞蛋、牛奶和蜂蜜中含量甚微。
牛磺酸的化學名稱為2一氨基乙磺酸或β-氨基乙磺酸,分子式為C2H7NO3S,化學結構式為H2N-CH2-SO3H,相對分子質量為125.15。常溫常壓下為無色四周針狀結晶,無臭,味微酸,熔點300℃,微溶於水,溶於乙酸,不溶於無水乙醇、乙醚或丙酮,具有抗氧化功能,可作潤濕劑和生化試劑。
2 牛磺酸的代謝
對於貓來說,由於機體內牛磺酸生物合成的限速酶――半優亞磺酸脫羧酶(CSAD)活性非常低,其體內的牛磺酸合成量遠遠不能夠滿足生理需求,因此必須從飼料中采食足夠的牛磺酸。齧齒類動物體內的半胱亞磺酸脫羧酶活性足夠高,其自身合成的牛磺酸足以滿足其生理需要,因此不必額外補充。牛磺酸是人、猴、猿、家畜、家禽等的條件性必須氨基酸,自身隻能合成其生理需要的30%一40%,必須從食物中補充一部分牛磺酸在動物機體內可以由蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸為原料合成,其合成途徑有以下5條,其中第一條是哺乳動物最主要的合成途徑,其他為輔助途徑。
①蛋氨酸-胱氨酸-半胱亞磺酸-亞牛磺酸-牛磺酸
②蛋氨酸(胱氨酸)-半胱氨酸-半胱亞磺酸-磺基內酸-牛磺酸
③半胱氨酸-半胱氨酸/胱氨酸一中間產物-亞牛磺酸-牛磺酸
④半胱氨酸-β-氨基丙烯酸十硫酸-亞硫酸-磺基丙酸-牛磺酸
⑤半胱氨酸-胱氨酸-胱氨酸二硫氧化物-牛磺酸
牛磺酸在體內的代謝途徑主要有以下4條:
①與膽堿在肝髒中生成牛磺膽酸,隨膽汁排到消化道中,可促進脂肪和脂類物質的消化吸收。
②在肝髒中經轉氨基甲酸基作用生成氨基甲酸牛橫酸,但其具體功能還不清楚。
③接受精氨酸的抓基,在ATP眯基轉移酶催化下生成眯基牛磺酸,然後磷酸化生成磷酸脒基牛磺酸。在低等生物中可作為一種磷酸源,參與機體的能量代謝。
④在分解為硫酸的過程中生成中間產物——乙基硫氨酸,與牛磺酸一起調節離子通過生物膜的轉移作用。
腎髒是牛磺酸排泄的主要器官,它調節機體內牛磺酸的含量。當牛磺酸過量時,多餘部分隨尿排出;當牛磺酸不足時,腎髒通過重吸收來降低牛磺酸的排泄量,以滿足機體的需要3牛磷酸的生物學功能
3.1膽酸的合成,促進脂類物質的消化吸收
牛磺酸最重要的生理功能之一就是在肝髒中與膽酸結合生成牛磺膽酸,從而促進脂肪乳化,增加脂肪酸的活性,並協助中性脂肪、膽固醇、脂溶性維生素及其他脂溶性物質的消化吸收。此外,牛磺酸還可以促進膽汁中膽固醇的溶解,起到保肝利膽作用;並可有效預防高膽固醇血症及動脈粥樣硬化,抑製膽結石形成,促進膽汁排泄等功能到。
3.2對細胞的保護作用
牛磺酸對肝細胞、心肌細胞和紅細胞等都具有保護作用。牛磺酸參與細胞膜主要成分磷脂的代謝,具有直接膜穩定作用,並可抑製溶酶體內組織酶的漏出。牛磷酸還具有抑製自由基的產生,保護抗氧化酶(SOD)的活性,減少脂質過氧化反應,保護細胞膜的完整性,減輕心肌損傷