逆转与衰老相关的牛磺酸损失可改善小鼠寿命和猴子健康。
牛磺酸又称为β-氨基乙磺酸，是一种含硫的非蛋白氨基酸，分子结构中带有一个磺酸基和一个β-氨基，这使得它在结构和化学层面上有别于我们熟知的形成蛋白质的氨基酸。大多数植物中都不含牛磺酸，但它占动物体重的0.1%。人体自身有能力合成牛磺酸，不过当早期产量不足以支持发育时，就要依赖外源性补充了，因此牛磺酸算是半必需物质。对于一些牛磺酸合成水平极低的物种（例如猫）来说，牛磺酸是它们整个成年期都必需的营养素，摄入不足会快速导致视网膜损伤、免疫问题和心肌病。小型临床试验表明，成年人类补充牛磺酸对于代谢和缓解炎症性疾病有益。然而，我们对于牛磺酸在大多数情况下的确切作用仍知之甚少。
印度国家免疫学研究所的学者帕敏德·辛格（Parminder Singh）等人研究证明，体内循环的牛磺酸含量减少，是包括人类在内多个物种衰老的一项特征。人类在整个寿命期里，牛磺酸水平会下降约80%。进一步工作表明，缺乏主要牛磺酸转运蛋白的小鼠成年寿命较短。如果从野生型秀丽隐杆线虫中年开始为它们补充牛磺酸，其中位寿命将延长10%~23%；把线虫换成野生型小鼠，延寿幅度为10%~12%。对于小鼠，服用牛磺酸还可以改善力量、协调性和记忆力，并减轻多种衰老标志，包括细胞衰老、线粒体和DNA损伤以及慢性炎症。此外，中年恒河猴服用牛磺酸补充剂6个月后，其骨骼健康、代谢表型和免疫学特征受到了积极作用。研究作者指出，肥胖症和糖尿病患者体内的循环牛磺酸水平更低，而运动则促进牛磺酸水平升高，这加强了它与整体健康的相关性。
衰老过程中牛磺酸缺乏的原因是什么？有一种可能性是老年人的热量摄入减少或食物偏好改变。另一方面，对于年轻、健康的个体来说，如果长期践行纯素饮食，由于此类饮食的牛磺酸含量可忽略不计，他们体内的循环牛磺酸水平会下降约20%，但也仅仅是20%。根据辛格等人的发现，假使让老年人吃素食，他们的循环牛磺酸水平将降低约80%，这一定程度上表明内源合成能力因衰老而丧失。大多数牛磺酸的合成被认为是在肝脏中进行的。有证据显示，肝脏牛磺酸的产量随年龄增长而减少。然而，牛磺酸合成的最后一步——亚牛磺酸转化为牛磺酸——最近被证明是由含黄素单加氧酶1（FMO1）催化的，此酶在啮齿动物而非人类的肝脏中表达。因此，对于人类而言，牛磺酸在其他组织中的合成或其中间体在组织间的共享可能发挥了更大作用。
任何长寿干预都离不开一个关键问题：它是否导致卡路里限制（可以延长寿命）或通过独立机制发挥作用。辛格等人发现，补充牛磺酸不影响小鼠的食物摄入量，却导致体重略有下降——表明热量摄入不足。经过牛磺酸处理的小鼠能量消耗更高，肠道转运加快，但尚不清楚营养吸收是否减少。肠道行为的变化很有趣，因为牛磺酸与胆汁酸结合形成胆汁盐，从而促进膳食脂质的摄取。在未来的研究中，控制牛磺酸对身体成分和营养吸收的影响至关重要。
研究最多的牛磺酸作用机制之一是增强抗氧化能力。虽然氧化损伤与哺乳动物寿命没有明确关联，但它在许多与年龄相关的病理学机制中发挥作用。牛磺酸清除活性氧的水平很差——唯独能对付次氯酸盐；它可以把次氯酸盐“解毒”为N-氯牛磺酸。N-氯牛磺酸具备抗炎作用，可诱导小鼠和人类的抗氧化酶表达。补充牛磺酸还可能导致其前体——包括抗氧化剂亚牛磺酸和半胱氨酸——水平升高。一个有趣的推论是，上调内源性牛磺酸合成会产生相反结果，即亚牛磺酸和半胱氨酸反而减少了。牛磺酸也是生成硫化氢的底物，而硫化氢能清除活性氧和氮，并诱导其他抗氧化防御。辛格等人发现，经牛磺酸处理的小鼠，体内DNA氧化损伤减少，对氧化应激的抵抗力增加。
如前文所述，牛磺酸也与一些线粒体转移RNA（tRNA）结合，它对于翻译过程中密码子特异性的维持至关重要。辛格等人证明，线粒体tRNA的牛磺酸含量随年龄增长而降低，并通过补充牛磺酸部分恢复。NADH脱氢酶亚基6（ND6）是一种依赖于牛磺酸修饰tRNA的线粒体蛋白，且数量也随年龄增长而减少，又因牛磺酸补充而增加。不过需要指出，这种因果关系仍有待检验。
牛磺酸补充剂是否有潜在风险？尽管牛磺酸被广泛纳入婴幼儿奶粉和能量饮料的配方中，但很少人提出关于风险的建议；而且鉴于人体组织内本就存在毫摩尔浓度的牛磺酸，预计补充剂的安全性相对良好。然而，潜在风险仍然值得考虑，因为缺少大规模、长期的人体安全性试验，而且辛格等人用于研究的等效剂量，对人类而言非常高。补充牛磺酸是否影响人类寿命也不得而知。
牛磺酸可以作为A型γ-氨基丁酸和/或甘氨酸受体激动剂来促进神经元抑制——这是否在牛磺酸积极影响小鼠焦虑和记忆的过程中发挥了作用，还是对神经传递产生了不太理想的作用？科学家尚无答案。另有证据表明，牛磺酸与生长激素和性激素信号通路存在潜在相互作用。虽然辛格等人证实牛磺酸对骨骼健康有积极影响，但对小鼠的观察结果显示，牛磺酸补充剂对骨骼微结构有负面作用。牛磺酸是肠道微生物的重要能量来源，可能影响微生物群组成，或被微生物影响。单一关注饮食中的牛磺酸风险会导致营养选择不当，因为富含植物的饮食与人类健康及长寿有关。因此，与任何干预措施一样，以改善人类健康和长寿为目的的牛磺酸补充剂应谨慎对待。
资料来源 Science