牛磺酸與健康及衰老有關(guān)

逆轉(zhuǎn)與衰老相關(guān)的牛磺酸損失可改善小鼠壽命和猴子健康。

牛磺酸又稱為β-氨基乙磺酸，是一種含硫的非蛋白氨基酸，分子結(jié)構(gòu)中帶有一個(gè)磺酸基和一個(gè)β-氨基，這使得它在結(jié)構(gòu)和化學(xué)層面上有別于我們熟知的形成蛋白質(zhì)的氨基酸。大多數(shù)植物中都不含牛磺酸，但它占動(dòng)物體重的0.1%。人體自身有能力合成牛磺酸，不過(guò)當(dāng)早期產(chǎn)量不足以支持發(fā)育時(shí)，就要依賴外源性補(bǔ)充了，因此牛磺酸算是半必需物質(zhì)。對(duì)于一些牛磺酸合成水平極低的物種（例如貓）來(lái)說(shuō)，牛磺酸是它們整個(gè)成年期都必需的營(yíng)養(yǎng)素，攝入不足會(huì)快速導(dǎo)致視網(wǎng)膜損傷、免疫問(wèn)題和心肌病。小型臨床試驗(yàn)表明，成年人類補(bǔ)充牛磺酸對(duì)于代謝和緩解炎癥性疾病有益。然而，我們對(duì)于牛磺酸在大多數(shù)情況下的確切作用仍知之甚少。

印度國(guó)家免疫學(xué)研究所的學(xué)者帕敏德·辛格（Parminder Singh）等人研究證明，體內(nèi)循環(huán)的牛磺酸含量減少，是包括人類在內(nèi)多個(gè)物種衰老的一項(xiàng)特征。人類在整個(gè)壽命期里，牛磺酸水平會(huì)下降約80%。進(jìn)一步工作表明，缺乏主要牛磺酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的小鼠成年壽命較短。如果從野生型秀麗隱桿線蟲中年開始為它們補(bǔ)充牛磺酸，其中位壽命將延長(zhǎng)10%～23%；把線蟲換成野生型小鼠，延壽幅度為10%～12%。對(duì)于小鼠，服用牛磺酸還可以改善力量、協(xié)調(diào)性和記憶力，并減輕多種衰老標(biāo)志，包括細(xì)胞衰老、線粒體和DNA損傷以及慢性炎癥。此外，中年恒河猴服用牛磺酸補(bǔ)充劑6個(gè)月后，其骨骼健康、代謝表型和免疫學(xué)特征受到了積極作用。研究作者指出，肥胖癥和糖尿病患者體內(nèi)的循環(huán)牛磺酸水平更低，而運(yùn)動(dòng)則促進(jìn)牛磺酸水平升高，這加強(qiáng)了它與整體健康的相關(guān)性。

衰老過(guò)程中牛磺酸缺乏的原因是什么？有一種可能性是老年人的熱量攝入減少或食物偏好改變。另一方面，對(duì)于年輕、健康的個(gè)體來(lái)說(shuō)，如果長(zhǎng)期踐行純素飲食，由于此類飲食的牛磺酸含量可忽略不計(jì)，他們體內(nèi)的循環(huán)牛磺酸水平會(huì)下降約20%，但也僅僅是20%。根據(jù)辛格等人的發(fā)現(xiàn)，假使讓老年人吃素食，他們的循環(huán)牛磺酸水平將降低約80%，這一定程度上表明內(nèi)源合成能力因衰老而喪失。大多數(shù)牛磺酸的合成被認(rèn)為是在肝臟中進(jìn)行的。有證據(jù)顯示，肝臟牛磺酸的產(chǎn)量隨年齡增長(zhǎng)而減少。然而，牛磺酸合成的最后一步——亞牛磺酸轉(zhuǎn)化為牛磺酸——最近被證明是由含黃素單加氧酶1（FMO1）催化的，此酶在嚙齒動(dòng)物而非人類的肝臟中表達(dá)。因此，對(duì)于人類而言，牛磺酸在其他組織中的合成或其中間體在組織間的共享可能發(fā)揮了更大作用。

任何長(zhǎng)壽干預(yù)都離不開一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：它是否導(dǎo)致卡路里限制（可以延長(zhǎng)壽命）或通過(guò)獨(dú)立機(jī)制發(fā)揮作用。辛格等人發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充牛磺酸不影響小鼠的食物攝入量，卻導(dǎo)致體重略有下降——表明熱量攝入不足。經(jīng)過(guò)牛磺酸處理的小鼠能量消耗更高，腸道轉(zhuǎn)運(yùn)加快，但尚不清楚營(yíng)養(yǎng)吸收是否減少。腸道行為的變化很有趣，因?yàn)榕；撬崤c膽汁酸結(jié)合形成膽汁鹽，從而促進(jìn)膳食脂質(zhì)的攝取。在未來(lái)的研究中，控制牛磺酸對(duì)身體成分和營(yíng)養(yǎng)吸收的影響至關(guān)重要。

研究最多的牛磺酸作用機(jī)制之一是增強(qiáng)抗氧化能力。雖然氧化損傷與哺乳動(dòng)物壽命沒(méi)有明確關(guān)聯(lián)，但它在許多與年齡相關(guān)的病理學(xué)機(jī)制中發(fā)揮作用。牛磺酸清除活性氧的水平很差——唯獨(dú)能對(duì)付次氯酸鹽；它可以把次氯酸鹽“解毒”為N-氯牛磺酸。N-氯牛磺酸具備抗炎作用，可誘導(dǎo)小鼠和人類的抗氧化酶表達(dá)。補(bǔ)充牛磺酸還可能導(dǎo)致其前體——包括抗氧化劑亞牛磺酸和半胱氨酸——水平升高。一個(gè)有趣的推論是，上調(diào)內(nèi)源性牛磺酸合成會(huì)產(chǎn)生相反結(jié)果，即亞牛磺酸和半胱氨酸反而減少了。牛磺酸也是生成硫化氫的底物，而硫化氫能清除活性氧和氮，并誘導(dǎo)其他抗氧化防御。辛格等人發(fā)現(xiàn)，經(jīng)牛磺酸處理的小鼠，體內(nèi)DNA氧化損傷減少，對(duì)氧化應(yīng)激的抵抗力增加。

如前文所述，牛磺酸也與一些線粒體轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）結(jié)合，它對(duì)于翻譯過(guò)程中密碼子特異性的維持至關(guān)重要。辛格等人證明，線粒體tRNA的牛磺酸含量隨年齡增長(zhǎng)而降低，并通過(guò)補(bǔ)充牛磺酸部分恢復(fù)。NADH脫氫酶亞基6（ND6）是一種依賴于牛磺酸修飾tRNA的線粒體蛋白，且數(shù)量也隨年齡增長(zhǎng)而減少，又因牛磺酸補(bǔ)充而增加。不過(guò)需要指出，這種因果關(guān)系仍有待檢驗(yàn)。

牛磺酸補(bǔ)充劑是否有潛在風(fēng)險(xiǎn)？盡管牛磺酸被廣泛納入嬰幼兒奶粉和能量飲料的配方中，但很少人提出關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)的建議；而且鑒于人體組織內(nèi)本就存在毫摩爾濃度的牛磺酸，預(yù)計(jì)補(bǔ)充劑的安全性相對(duì)良好。然而，潛在風(fēng)險(xiǎn)仍然值得考慮，因?yàn)槿鄙俅笠?guī)模、長(zhǎng)期的人體安全性試驗(yàn)，而且辛格等人用于研究的等效劑量，對(duì)人類而言非常高。補(bǔ)充牛磺酸是否影響人類壽命也不得而知。

牛磺酸可以作為A型γ-氨基丁酸和/或甘氨酸受體激動(dòng)劑來(lái)促進(jìn)神經(jīng)元抑制——這是否在牛磺酸積極影響小鼠焦慮和記憶的過(guò)程中發(fā)揮了作用，還是對(duì)神經(jīng)傳遞產(chǎn)生了不太理想的作用？科學(xué)家尚無(wú)答案。另有證據(jù)表明，牛磺酸與生長(zhǎng)激素和性激素信號(hào)通路存在潛在相互作用。雖然辛格等人證實(shí)牛磺酸對(duì)骨骼健康有積極影響，但對(duì)小鼠的觀察結(jié)果顯示，牛磺酸補(bǔ)充劑對(duì)骨骼微結(jié)構(gòu)有負(fù)面作用。牛磺酸是腸道微生物的重要能量來(lái)源，可能影響微生物群組成，或被微生物影響。單一關(guān)注飲食中的牛磺酸風(fēng)險(xiǎn)會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)選擇不當(dāng)，因?yàn)楦缓参锏娘嬍撑c人類健康及長(zhǎng)壽有關(guān)。因此，與任何干預(yù)措施一樣，以改善人類健康和長(zhǎng)壽為目的的牛磺酸補(bǔ)充劑應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。

資料來(lái)源 Science