牛磺酸从何而来？

牛磺酸（2-氨基乙磺酸）是1827年在公牛胆汁中发现的一种有机化合物，主要存在于不同的动物组织中，多存在于胆汁和大肠中。“牛磺酸”一词源自拉丁语“金牛座”，意思是公牛。牛磺酸在动物体内具有许多功能，如肌肉发育、心血管功能和神经系统发育等。最初，科学家在合成牛磺酸出现之前提取了这种化合物。然而，关于牛磺酸产品有几个误区和误解。德国科学家弗里德里希·蒂德曼 (Friedrich Tiedemann) 和利奥波德·格梅林 (Leopold Gmelin) 是第一个从牛胆汁中提取牛磺酸的人。

牛磺酸的来源
虽然最初被认为只存在于牛胆汁中，但牛磺酸存在于肉类、海鲜和乳制品等食物中。牛磺酸在植物性食物中含量很低。人类肠道、母乳和眼睛视网膜等动物组织中含有大量牛磺酸。吃正常均衡饮食的人体内有足够的牛磺酸（每天 9-400 毫克）。母乳中的牛磺酸是必不可少的，因为早产婴儿缺乏将胱硫醚转化为半胱氨酸的必要酶，因此这种化合物的含量很低。对于不能母乳喂养的婴儿，牛磺酸作为婴儿配方奶粉的补充剂存在。大多数能量饮料，如 Red Bull 和 Monster，含有大量与其他成分混合的牛磺酸，因此不应作为牛磺酸补充剂。因此，根据上述解释，这些传言是错误的。

牛磺酸合成和生物合成
合成的
世界上有许多实验室通过氨解过程生产合成牛磺酸。首先，环氧乙烷与亚硫酸氢钠反应得到羟乙磺酸（2-羟基乙磺酸）。从这里开始，氨解过程开始于羟乙磺酸与氨反应形成牛磺酸。合成牛磺酸有利于宠物食品、能量饮料和医药产品的制造。其他实验室通过氨与溴乙烷磺酸盐的烷基化来生产牛磺酸。

生物合成
自然地，在生物体中，牛磺酸形成于称为半胱氨酸的半必需蛋白质氨基酸中。牛磺酸的生物合成从胰腺通过半胱氨酸亚磺酸途径开始，其中半胱氨酸与亚磺酸和氧化学结合。半胱氨酸双加氧酶催化这一过程形成亚牛磺酸，亚牛磺酸进一步被亚牛磺酸脱氢酶氧化形成牛磺酸。一些牛磺酸可以通过转硫途径合成，其中半胱氨酸和高半胱氨酸相互转化形成胱硫醚。然后通过胱硫醚γ-裂解酶、半胱氨酸双加氧酶和半胱氨酸亚磺酸脱羧酶的作用将胱硫醚转化为亚牛磺酸。就像上面的第一个生物合成一样，亚牛磺酸脱氢酶氧化亚牛磺酸，从而形成牛磺酸。

牛磺酸对人类健康的用途和益处
自然地，鱼和肉含有牛磺酸。这种化合物可以说是人体中最重要的化合物。牛磺酸可改善葡萄糖耐量，增加胰岛素作用，并且作为一种抗氧化化合物，它是钠、镁、钙和钾等体内离子发挥最佳功能的关键。在某些地方，提取的动物牛磺酸是制造对身体有益的其他补充剂的关键成分。来自世界各地的证据表明，在摄入更多牛磺酸的人群中，预期寿命很长，而且他们也有健康和积极的生活方式。

心血管健康
在心脏病和并发症不断增加的世界中，大多数医生建议人们使用牛磺酸来逆转心血管疾病因素。这种化合物浓度较高，可降低死于心脏相关并发症的风险，降低身体质量指数 (BMI)，并通过降低血管壁血流阻力以及减少神经导致血压升高的大脑冲动。动脉的增厚和僵硬通常可以通过口服牛磺酸补充剂来恢复。当血浆中的牛磺酸水平降低时，一个人就有患扩张型心肌病 (DCM) 的风险，这是一种心脏扩大而无法有效泵血的疾病。如果不纠正，DCM 还可能影响肝、肺、和其他身体器官。为此，美国饲料控制官员协会 (AAFCO) 建议干和湿食品应分别至少含有 0.1% 和 0.2% 的牛磺酸。

对抗肥胖
对人类和动物的研究表明，每天摄入 3 克牛磺酸有助于身体通过降低体脂水平以及改善葡萄糖耐量来对抗肥胖，因为大多数肥胖者最终会患上糖尿病。这个过程是正确的，因为与健康人相比，糖尿病患者的牛磺酸浓度较低。

对抗帕金森病
对帕金森病患者的常见测试显示牛磺酸水平低，可刺激干细胞并增加神经元的寿命，最终有助于脑细胞的生长，尤其是海马体中的细胞。

牙齿健康
作为一种抗氧化剂，牛磺酸通过增强抗氧化酶和脂质过氧化产物 (TBARS) 来对抗自由基和引起氧化应激的物质，从​​而提高慢性牙周病患者的抗氧化剂水平，从而改善愈合过程。

眼睛健康
充足的牛磺酸水平可预防与年龄相关的眼部问题。自然地，视网膜具有抗氧化应激的牛磺酸，随着年龄的增长而减少。在儿童和年轻人中，视网膜中的低牛磺酸水平可能导致视网膜功能障碍和视网膜神经节细胞变性。引入牛磺酸补充剂可改善视网膜功能。在化疗和放疗等医疗程序降低体内牛磺酸水平的情况下，医生会使用牛磺酸补充剂来恢复视网膜功能。隐形眼镜制造商在大多数隐形眼镜溶液中添加牛磺酸。由于猫科的所有成员都不能合成牛磺酸，缺乏这种化合物会使猫的视网膜随着年龄的增长而退化，从而导致失明。配镜师将这种情况称为中枢性视网膜变性 (CRD)。

耳朵健康
牛磺酸对于减少耳鸣至关重要，还可以帮助逆转生物听力损失。耳朵的损伤发生在负责将声音转换为大脑解释的电信号的神经细胞中。这些神经细胞依赖于钙的循环才能正常工作。当这种钙循环减少时，牛磺酸有助于将其恢复并保持在最佳水平。

与癫痫作斗争
癫痫发作的一个常见原因是可兴奋的脑组织的正常功能受到破坏。对动物的科学研究表明，低水平的牛磺酸会增加癫痫发作的次数。牛磺酸在调节易兴奋组织方面很重要，因为它通过增加产生神经递质 GABA 的谷氨酸脱羧酶 (GAD) 起作用，并结合大脑中的 GABA 受体，从而使它们平静下来并协调它们发出电信号的运动。不协调的电信号会增加癫痫发作的可能性。

肝脏健康
高级研究表明，牛磺酸可能是治疗非酒精性脂肪肝 (NAFLD) 的关键。这种疾病的发生是由于胰岛素抵抗引起的肝脏脂肪堆积。如果病情不改正，就会导致肝硬化。牛磺酸通过降低氧化应激引起的肝损伤的严重程度来帮助保护肝细胞。

运动与健身
营养学家和运动专家通常建议摄入牛磺酸以提高运动员的表现。在身体上，该化合物使运动员表现得更好，时间更长。从科学上讲，牛磺酸会增加骨骼肌和心肌的收缩性，赋予它们更多的力量。牛磺酸还可以去除肌肉中的乳酸（负责疼痛和酸痛），使它们能够更长时间、更快地执行。最后，该化合物可保护肌肉免受氧化应激。

鸟类种类
雀形目 鸟类的成员需要牛磺酸才能生长和发育。这种鸟类用含有富含牛磺酸的组织的蜘蛛喂养它们的幼鸟。

牛磺酸补充剂的安全性和毒性
虽然牛磺酸是人体中最普遍和最重要的化合物之一，但关于牛磺酸的信息还不够多，尤其是食品和饮料补充剂中使用的合成物质。由于对此类产品的健康辩论具有争议性，因此需要中立但彻底的解释。从辩论中，出现了两个问题。一、合成牛磺酸有多安全？其次，合成牛磺酸的安全摄入量是多少？

作为一种条件性氨基酸，与必需氨基酸不同，人体自然会制造这种化合物。然而，有些人的身体可能不会制造这种化合物，或者有些人可能会出现需要牛磺酸的情况，因此完全依赖于膳食补充剂。其他人可能只是需要更好表现的运动员。不同的来源建议正常和健康个体每天摄入高达 0.11 盎司的化合物。能量饮料和食品补充剂中使用的牛磺酸量远低于这个水平，因此被认为是安全的，没有副作用。然而，重要的是要注意这些饮料和补充剂可能含有其他可能具有独立作用的化合物。例如，能量饮料含有糖分和咖啡因。过多的咖啡因可能会导致血压升高和心率加快。这种组合直接对抗牛磺酸的作用，但也许此类饮料的制造商有一个公式和测量方法，使每种化合物都能按预期工作。此外，合成牛磺酸的吸收比从天然食物中吸收更快，而且肝脏会排出多余的牛磺酸。