牛磺酸综述2.docx

水产动物牛磺酸的营养研究进展近年来，伴随着水产行业的不断发展，饲料企业对鱼粉的需求也将会越来越 大，然而，由于鱼粉供应的紧缩，鱼粉的价格势必会伴随着需求继续上涨(FAO, 2004; Lunger et al„ 2007)因此，降低饲料中鱼粉的用量，已经成为全世界普 遍关注的问题随着大量的研究关注于替代鱼粉蛋白，牛磺酸在鱼类中的研究也 受到广泛的关注对于一些种类鱼类来说,牛磺酸是必需氨基酸，一定剂量的牛磺 酸不仅能够提高鱼类的生长率、食物转化效率、刺激鱼类摄食，并口具有防止一 些营养疾病的功能，如绿肝综合症(一般由于植物蛋白引起)本文重点综述牛磺 酸的生理和生物学功能，以及作为营养元素在水产动物中的应用研究现状1・牛磺酸的性质、分布、代谢过程以及作用位点1.1牛磺酸的性质牛磺酸(Taurine),又称为牛服酸，是一种非蛋白氨基酸，无遗传密码子,不 组成蛋白质和酶类，因最早于1827年从牛胆汁中分离而得名(Huxtable 1992) 牛磺酸系小分子含硫氨基酸，化学名为2■氨基乙磺酸，结构式为 NH2-CH2-CH2SO3H,相对分子质量为125.4,常温常压下牛磺酸纯品为呈白色或 浅黄色四面针状结晶，易溶于水，无臭，味微酸，微溶于95%乙醇，不溶于无 水乙醇，熔点为310Co1.2牛磺酸在动物体内的存在形式以及分布在所研究的脊椎动物体内，牛磺酸主要以游离形式存在，尤其是在一些易兴 奋组织内，如中枢神经系统、骨骼肌、肝脏、心脏和大脑中的含量更高，对于维 持这些组织细胞的稳定性具有一定的作用。

在海洋生物中含量最高，如鱼类的青 花鱼、沙丁鱼、墨鱼、章鱼，贝类的牡蛎、海螺、蛤婀等和虾中牛磺酸的含量都 很丰富其中中壳类海产品中牛磺酸的含量最多女口：马氏珠母贝中含量高达 13830mg/kg,牡蛎、沙虫干和翡翠贻贝中含量也不低于10000mg/kgo牛磺酸在 鱼、贝类的不同组织内含量也有所不同一般來说，鱼背上深色的鱼肉中牛磺酸 的含量是其白色部分的5・10倍金枪鱼、鲂鱼等红肉鱼的血和肉中牛磺酸含量比 普通肉高，而在真鯛、比目鱼等白肉鱼的各种组织中牛磺酸含量则无明显的差异 角体内脏中的牛磺酸含量明显高于其肌肉组织中的含量而牛磺酸含量在内脏中 的分布也因鱼种而异，但差别不大一般来说，心脏、脾脏中含量较多，而鲍中 则含量较少(谭乐义等，2000)另外，在哺乳类中，有少量牛磺酸以小肽的形式 存在，如磺乙谷酰胺(gultaurine, litoralon)> aspartyltaurine> Ser-Glu-Ser-taurine 和 seryl-taurine ,另外还有一些乙酰化的形式,如 N-acetylasparty 1 taurine、 N-acetylglutamyl-taurine等，这些短肽在体内同样发挥着重要的生理功能(Marnela 1985; Bittner,et al., 2005； Marnela et al.,1984)。

1.3牛磺酸在动物体内的代谢1.3.1合成代谢途径在高等动物体内，牛磺酸可以由蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸为原料合成，其 合成途径也较为清楚现有的研究表明水产动物牛磺酸的来源有2种：一种是通过自身合成；另一种是从饵料中直接摄取水产动物牛磺酸合成途径见图1水 产动物合成牛磺酸有4条主要途径：1) 蛋氨酸■胱硫储■半胱氨酸■半胱亚磺酸■亚牛磺酸■牛磺酸：2) 4一磷酸泛酰铳基乙胺■半胱胺(胱胺)■亚牛磺酸■牛磺酸；3) 蛋氨酸■胱硫醛•半胱氨酸•半胱亚磺酸■磺酰半胱氨酸■牛磺酸;4) 3,■磷酸腺昔■磷酰硫酸+(x ■氨基丙烯酸■磺酰半胱氨酸■牛磺酸其中途径①与哺乳动物合成牛磺酸相同，途径④与禽类的主耍合成途径相 同据Yokoyama(2001 )^0Takanobu^(2001)报道，■■是水产动物合成牛磺酸的关键稱类研究发现牙鲫、真鯛等海水仔稚鱼的 肝脏中对牛磺酸的合成起关键作用的半胱氨酸亚磺酸脱竣酶的活性较低，即鱼体 自身合成牛磺酸的能力较弱必须从食物中获取补充以满足其代谢的需要(Yokoyama等，2001)不同种类对牛磺酸需求量存在差异与其各自内源合成牛磺 酸能力有关，牛磺酸合成能力的大小乂会受养殖种类的大小(Martine厶J. B., 2004)、环境盐度以及食性的影响(Gaylord et al., 2006)o Lunger等(2007)的研究 认为肉食性鱼类其牛磺酸合成能力较差，因为其天然饵料中牛磺酸含量一般相对 较高，而草食性以及杂食性鱼类可能牛磺酸合成能力更强，因为其天然饵料中牛 磺酸含量相对缺乏。

此外，牛磺酸合成能力的大小由牛磺酸合成过程中的一个关 键酶性限制性酶半胱亚磺酸脱竣酶决定的，不同种类之间这种酶的活力大小差异 较大，例如，蓝鳍金枪鱼(blue fin tuna),黄狮龟(yellowtail),日本牙W (Japanese flounder )和真鯛(red sea bream)对这种酶合成能力很低或者几乎没有，但是虹鱒鱼(rainbow trout)合成能力却很高是牙鲫的13.7倍(Goto et al., 2001b;Yokoyama et al., 200l)o胱氨酸丝氨酸胱硫瞇合成半胱氨酸4=険酸泛酰 毓基乙胺图一：水产动物牛磺酸口身合成途径a-氨基丙烯酸1.3.2牛磺酸分解代谢牛磺酸相对分子质量小无抗原性，各种给药途径均易吸收牛磺酸在体内 分解，参与牛磺胆酸或轻乙基磺酸的生成而动物体对牛磺酸的需要量取决于与 胆酸结合的量和肌肉池内的含量肾脏是排泄牛磺酸的主要器官并且它可以依 据机体的需要和膳食中牛磺酸的含量调节机体内牛磺酸的含量当牛磺酸过量 时多余部分随尿排出；牛磺酸不足时肾脏通过重吸收减少牛磺酸排泄，以此 维持体内牛磺酸的平衡牛磺酸在动物体内的代谢途径主要有以下4条:①生成牛 磺胆酸。

牛磺酸和胆酸在肝脏中合成牛磺胆酸随胆汁排出到消化道中，促进脂肪 及脂类物质的消化吸收胆汁酸中牛磺胆酸的含量受年龄和牛磺胆酸合成酶活性 的影响；②生成N■氨基甲駄牛磺酸(牛磺腺酸)牛磺酸在肝脏中经转氨基甲瞰基 作用生成氨慕中瞰牛磺酸，其功能尚待研究；③生成眯基牛磺酸牛磺酸或亚牛 磺酸接受精氨酸的肌慕，在ATP■眯慕转移酶及ATP-K基亚牛磺酸转移酶催化下 生成月米慕牛磺酸和月米慕亚牛磺酸月米慕牛磺酸磷酸化生成磷酸眯慕牛磺酸，已知 它在低等动物中可作为一种磷酸源，在能量代谢中起重要作用；④生成异乙基硫 氨酸乙基硫氨酸是牛磺酸分解为硫酸的中间产物，它在生物界中分布很广，具 有与牛磺酸一起调节离子生物膜的转移作用动物体内牛磺酸的含量受多种因素的调控，如:日采食量、牛磺酸的合成及 利用量、通过胆汁排泄(与胆汁酸结合)及尿的排泄量、肌肉池内牛磺酸的含量等 1.4牛磺酸的作用位点牛磺酸主要作用于丫・2氨基丁酸A(GABAA)或甘氨酸受体产生效应牛磺酸 可作用于GABAA-苯二氮卓受体复合物，影响GABA识别点，使GABA与受体亲 和力下降，但不影响苯二氮卓结合点，并具有部分激动剂的作用神经系统有三 种类型的牛磺酸作用受体，它们分别介导去极化，超极化(GABA样效应)和甘氨 酸型反应(亦为超极化)。

牛磺酸的去极化可被牛磺酸相对特异的颉顽剂6•氨甲基 -4,氢・1, 2, 4-苯丙嗥二嗪一 1, 1 一盐酸二氧化物(TAG)颉顽TAG不影响超 极化(GABA样效应和甘氨酸型反应)，其中兴奋GABA受体的牛磺酸浓度较大 牛磺酸引起的超极化(GABA样效应)可被GABAA受体颉硕剂荷包牡丹碱 (Bicucullin)阻断，其翻转电位与GABAA的翻转电位相似，牛磺酸引起的甘氨酸 型反应则可被甘氨酸受体颉顽剂士的^(Strychnine)颉顽在大脑、小脑脑片，黑 质神经元，骸髓后连合核神经元，视上核等部分，应用膜片钳技术记录到较小剂 量牛磺酸(lm mol-L1)作用于士的宁敏感甘氨酸受体，而较大剂量牛磺酸(3-10 m molL1)则作用于荷包牡丹碱敏感的GABAA受体，它们均使氯通道开放产生内向 电流在黑质神经元，作用于甘氨酸受体的牛磺酸通过蛋白激酶C、蛋白激酶A 和细胞内cAMP可与缶，辺肾上腺素受体反应结合于百日咳毒素敏感G蛋白上的 a?肾上腺素受体通过减少细胞内cAMP水平及抑制蛋白激酶A活性，导致甘氨酸 受体介导的牛磺酸反应増强;而与百口咳毒素不敬感G蛋白结合的缶肾上腺素受 体可增加细胞内蛋白激酶C的活性，促进牛磺酸激活的通道开放，并提高牛磺酸 在黑质神经元激活电流的峰值。

2牛磺酸在水产动物饲料中的应用研究进展牛磺酸在水产动物中应用早期主要集中在诱食作用上，最近儿年发现牛磺酸 具有显著的促生长作用，是很多水产动物的条件性必需氨基酸(Gaylord et al„ 2006； Martinez, J. B., 2004； Kim et al., 2005; Park et al., 2001 ； Takagi et al., 2005, 2006a)＞同吋也具有提高机体免疫作用在贝类中，牛磺酸还有许多特殊的动能, 如可作为能量贮存，调节细胞的可激发性，并通过渗透排泄来减少体内过多的硫 化物积聚3・1牛磺酸对水生动物生长的影响关于牛磺酸对水产动物生长的影响，己有较多报道鱼类饲料中添加牛磺酸 能起到促进生长、提高饲料利用率的作用，例如在大麻哈鱼(chum salmon ) (Sakaguchi and Murata, 1988),黄狮鱼(yellowtail juveniles ) (Matsunari et al., 2005),欧洲餉鱼(Martinezv et al., 2004),军曹鱼幼鱼(juvenile cobia) (Lunger et al., 2007),虹鱒鱼(rainbow trout) (Gaylord, 2007),扶鯛(common dentex) (Chatzifotis et al., 2008)和真鯛幼鱼(juvenile red sea bream) (Matsunari et al., 2008) Takagi (2005)在真鯛饵料中添加牛磺酸时发现能减少绿色肝的发生率，同时还提高了 饵料效率，认为海水鱼类不能合成足够的牛磺酸，需耍从饵料中额外获得牛磺酸, 才可以满足生长和止常生理的需求。

Park等(2002)和Martinez等(2004)分别在牙鲫 和欧洲鲂鱼饲料中添加1.4%和0.2%牛磺酸，显著促进生长，提高蛋白质效率比 Jose等(2004)在对花(Dicentrarchus Lcibrcix)鱼种的研究发现,饵料中添加0.2 % -0.3%的牛磺酸对增重率和特定生长率(SGR)均有显著提高，饵料效率相对于对 照组提高近40%o在对甲壳类的研究中发现，刘媛等(2005)在日本沼虾饵料中添 加0.4%〜0.8%的牛磺酸，增重率显著增加；投喂添加0.4%的牛磺酸饲料组的日 本沼虾肌肉中的酚氧化酶活性也显著升高，牛磺酸对对曰本沼虾的免疫力有显著 影响，同时结果表明过量的牛磺酸对日本沼虾的生长有抑制作用草角饲料中适 量添加牛磺酸(200-1400mg/kg),能提高特定生长率、饲料效率和蛋白质效率，其 中最适添加量为600 mg/kg (罗莉等，2006)o饲料中添加适量的牛磺酸，可以起 到促进草鱼肝朕脏、肠道脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶活性，从而导致饲料脂肪、淀 粉、蛋白质的消化利用提高；牛磺酸能增强肝胰脏和肌肉蛋白质合成代谢能力， 增强肝胰脏和肌肉转氨酶的活性，促进草鱼蛋白质、氨基酸代谢水平，有利于氮 在体内蓄积。

邱小琮和赵红雪(2006)试验表明，牛磺酸显著提高鲤的生长速度和 血清中状腺素T4和T3的含量，对饵料系数无显著影响赵小锋等(2006)报道，牛 磺酸可以显著提高鲫鱼对蛋白质的消化利用率，。