不止于缓解体力疲劳，牛磺酸缓解视疲劳的潜力
牛磺酸（化学名为2-氨基乙磺酸），是一种特殊的非蛋白氨基酸，以游离状态高浓度存在于大脑、视网膜和肌肉中。在人类大脑、视网膜及血浆中，牛磺酸的含量分别为1 ~ 20、30 ~ 40、50 ~ 100 μ mol/L[1]。牛磺酸除了能与胆汁酸结合参与脂质的消化吸收，还与渗透调节、神经元兴奋性、炎症反应和葡萄糖代谢等生理活动有关，还具有促进视网膜分化和发育的重要作用。目前，在功能食品市场中主要应用于缓解体力疲劳、增强免疫力、改善记忆等产品中。
研究表明，缺乏牛磺酸会导致视网膜功能受损，甚至失明。通过膳食补充牛磺酸可有效改善眼部应激损伤，修复受损视网膜，缓解视疲劳。近期，北京联合大学闫文杰教授团队发表的综述文章，对牛磺酸的来源、牛磺酸缓解视觉疲劳的研究进展等内容进行了综述，为牛磺酸在缓解视觉疲劳功能食品中的开发和应用提供参考依据和启示。
牛磺酸的来源
目前，牛磺酸的来源有两种途径，一是机体内源性代谢合成：在哺乳动物体内，牛磺酸可在维生素B6含量充足的情况下，通过甲硫氨酸或半胱氨酸合成（详见图1）；二是通过外源性饮食途径获取：牛磺酸的主要膳食来源是动物性食物，特别是海洋生物和哺乳动物，其器官和组织中含有高浓度的牛磺酸。此外，海藻如海带和螺旋藻以及少数植物如灵芝孢子、枸杞和虫草也含有一定量的牛磺酸。（详见图2）
图1 牛磺酸在肝脏中的合成途径
注：CDO=半胱氨酸双加氧酶；CSAD=半胱氨酸亚磺酸脱羧酶
图2 牛磺酸主要的膳食来源及在各食物中的占比情况
外源性牛磺酸的生产方式
目前，外源性牛磺酸的生产途径有天然提取、化学合成以及生物发酵三种方式，各种生产方式具有一定的特点（详见表1）。
表1 外源性牛磺酸的生产方法及特点
牛磺酸在缓解视疲劳中的研究进展
牛磺酸具有广泛的生理作用，如：促进胆汁合成、缓解视疲劳、促进大脑发育、维持膜稳定、调控渗透压、提高免疫力、降低血压和动脉粥样硬化等多种功能。近期，Science发表的一篇研究[2]中，还报道了牛磺酸缺乏是衰老的驱动因素。该研究表明，随着年龄的增长，牛磺酸丰度逐渐降低。而通过补充牛磺酸可以逆转这种衰退，延长老鼠、线虫以及猴子的寿命。
衰老伴随着视网膜功能衰退或受损，特别是长时间用眼导致眼部代谢堆积过多，而无法得到清除所引起的各种应激损伤是引起视疲劳的重要原因之一。牛磺酸被认为是确保视网膜光感受器、RGC、RPE细胞功能及存活所必需的营养物质，牛磺酸的耗损加剧了视网膜对光暴露损伤的易感性，并且还会增加视网膜中胶质细胞增生以及氧化应激，损害RPE的正常吞噬能力。此外，大量临床以及动物实验研究证实，牛磺酸耗竭会诱导视网膜功能受损，甚至引起病理性眼科疾病。而通过补充牛磺酸，可有效改善视网膜光感受器变性、视网膜以及视神经损伤。总之，牛磺酸对视网膜功能具有重要的保护作用，这种保护作用主要来源于牛磺酸抗氧化及神经保护作用，且对视网膜光感受器、RGC、RPE细胞功能及存活具有不可缺少的作用。但由于人体自身合成的牛磺酸数量并不能满足人体的健康需求，因此还需要通过膳食补充的途径获取。这提示膳食补充牛磺酸对促进眼部健康的重要意义及必要性。
视网膜功能的正常是维持视觉功能正常及眼部健康的关键。因此，保护并修复受损视网膜功能的途径，可有效缓解视疲劳的发生。图3为牛磺酸保护视网膜以减轻视疲劳的主要机制。可以看出，牛磺酸可有效改善视网膜上产生的应激损伤，特别是氧化应激损伤，并能通过抗炎症和抗凋亡的作用，发挥保护视网膜功能免受应激损伤，从而缓解视疲劳；此外，牛磺酸还可能通过改善视网膜突触连接、维持Bcl-2/Bax比值（该比值决定着细胞凋亡）的平衡、减少视网膜Müller细胞反应性胶质增生发挥改善视网膜损伤的作用。
图3 牛磺酸保护视网膜以减轻视觉疲劳的主要机制。
总之，牛磺酸可通过减少视网膜上的各种应激损伤、兴奋毒性，提供多种神经保护，发挥改善受损的RPE、RGC及光感受器功能和形态的正常，从而缓解视疲劳。表2为牛磺酸对视网膜的健康影响及其必要性。
表2 牛磺酸对视网膜的健康影响及其必要性
牛磺酸在缓解视觉疲劳功能性食品中的开发应用前景以及未来的研究方向
牛磺酸作为一种天然氨基酸，安全性较高，在许多国家都允许添加到功能饮料和其他食品相关产品中。可以预见，牛磺酸在视网膜中的重要保护作用和其较高的食用安全性，提示了牛磺酸应用于缓解视疲劳类功能食品开发的前景十分可观。因此，在今后缓解视疲劳功能食品开发过程中，可以加大牛磺酸与其他功能性原料配伍后的协同增效作用研究，明确牛磺酸与其他功能性原料之间最佳的配方比例，从而最大化发挥产品的缓解视疲劳功能。该研究团队已采用牛磺酸为主要原料，开发出具有缓解视疲劳功能的粉剂、软糖、片剂、口服液、饮料等不同剂型的系列保健食品和功能食品。
作者简介
闫文杰 教授
北京联合大学保健食品功能检测中心主任，北京联合大学保健食品和食药同源及新食品原料教授团队负责人，生物活性物质与功能食品北京市重点实验室主任。主持和参加国家和省部级等纵向项目10 余项，主持横向项目30 余项；获得中国食品科学技术学会科技进步一等奖和中国轻工业联合会科技进步二等奖各1项；发表文章100 余篇；授权7项专利，主编和参编著作8部。
段昊
北京联合大学食品科学与工程2022级硕士在读研究生。研究方向：功能食品研究与开发。目前，已发表北大核心和EI期刊论文共12篇。在《Nutrients》、《Food Hydrocolloids》、《Molecules》、《Foods》等国际期刊发表SCI论文9篇。
参考文献
[1] Zichun Le, Evhen Antonov, Qiang Mao, et al. Anti-Fatigue Glasses Based on Microprisms for Preventing Eyestrain[J]. Sensors, 2022;22(5):1933.
doi: 10.3390/s22051933.
[2] Parminder Singh, Kishore Gollapalli, Stefano Mangiola, et al. Taurine deficiency as a driver of aging[J]. Science, 2023;380(6649):eabn9257.
doi: 10.1126/science.abn9257.
[3] Hao Duan, Wei Song, Jinhong Guo, et al. Taurine: A Source and Application for the Relief of Visual Fatigue[J]. Nutrients. 2023;15(8):1843.
doi: 10.3390/nu15081843.
