导读
在营养补充剂中,牛磺酸(β-aminoethanesulfonic acid, taurine)一直备受关注,也常见于能量饮料中。牛磺酸具有抗氧化、胆汁酸结合以及代谢调节等作用。既往研究显示,在酒精相关肝炎(alcohol-associated hepatitis, AH)患者中,粪便牛磺酸水平下降,因此研究者推测补充牛磺酸对酒精相关肝病(alcohol-associated liver disease, ALD)患者或许有益。
近日,来自美国杜兰大学医学院Wenke Feng教授及团队在eGastroenterology发表了题为“High-dose taurine supplementation exacerbates alcohol-associated liver disease by inducing gut microbiota dysbiosis and bile acid dysregulation in mice”的研究,揭示了一个值得警惕的发现:牛磺酸补充并非越多越好。本研究在小鼠ALD模型中发现,高剂量牛磺酸补充与酒精性肝损伤加重有关,并伴随肠道菌群失衡、硫化氢产生增加、肠屏障功能受损、细菌向肝脏移位增加、肝脏炎症反应增强,以及胆汁酸代谢紊乱和肝脏脂质代谢相关基因表达改变;相比之下,低剂量牛磺酸补充与肝脏结局改善相关。

一、研究做了什么:同样是牛磺酸,为什么结局相反?
本研究采用经典的美国国家酒精滥用和酒精中毒研究所(National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism, NIAAA)“慢性加暴饮(chronic-plus-binge)”酒精喂养小鼠模型,其能够较好地模拟人类“长期饮酒基础上发生一次性大量饮酒”的现实情境,同时在酒精暴露期间给予口服牛磺酸补充。研究设置了两种牛磺酸补充剂量进行比较:高剂量(3 g/kg 体重/天)与低剂量(0.2 g/kg 体重/天)。
1. 高剂量:加重肝脂肪变性、转氨酶水平及炎症反应
高剂量牛磺酸补充并未发挥“护肝”作用,反而加剧了酒精诱导的肝损伤(见图1):
血清转氨酶进一步升高:与单纯酒精喂养组相比,高剂量牛磺酸补充组的血清丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase, ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase, AST)水平显著增加;
肝脏脂肪沉积加重:肝脏甘油三酯含量显著升高、H&E染色显示肝细胞脂肪变性更为明显;
肝细胞凋亡增加:TUNEL染色阳性细胞数量增多;
肝脏炎症反应增强:促炎因子TNFα和Cxcl2的mRNA表达上调,肝巨噬细胞浸润增加。

图1 高剂量牛磺酸补充加剧小鼠酒精相关性肝损伤。
(A) 实验设计示意图。小鼠接受含牛磺酸(3 g/kg 体重/天)饮用水预处理10天,随后采用NIAAA“慢性加暴饮”酒精喂养模型:液体饲料中酒精浓度在6天内逐步递增至5%并维持10天,同时将牛磺酸添加至液体饲料中。末次灌胃给予5 g/kg乙醇,9小时后处死小鼠。配对喂养组接受等热量麦芽糖糊精处理,并在处死前9小时灌胃给予等热量麦芽糖糊精;(B) 肝重与体重比值;(C) 肝脏甘油三酯含量;(D) 肝脏H&E染色代表性图像;(E) 血清ALT和AST水平;(F) 肝脏TUNEL染色代表性图像。
2. 低剂量:改善肝脏脂肪变性与肝酶水平
当牛磺酸补充剂量降至0.2 g/kg 体重/天时,研究观察到相反效果(见图2):
肝脏脂肪沉积减少;
ALT呈下降趋势、AST显著降低;
脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, Fasn)蛋白表达水平下降;
胆汁酸代谢改善,尤其牛磺酸结合型胆汁酸占总胆汁酸的比例升高,提示胆汁酸结合能力增强。

图2 低剂量牛磺酸补充(0.2 g/kg 体重/天)改善酒精诱导肝损伤与脂质积累。
(A)肝脏H&E染色代表性图像;(B) 血清ALT和AST水平;(C) 肝脏牛磺酸含量;(D) 肝脏Csad蛋白表达水平;(E) 肝脏中牛磺酸结合型胆汁酸占总胆汁酸的比例;(F) β-氧化相关基因的点条热图可视化;(G) 肝脏Cpt1a蛋白表达水平;(H) 肝脏Fasn蛋白表达水平。
研究结果表明,牛磺酸对ALD呈现剂量依赖性的双相效应——低剂量补充可能发挥保护作用,而高剂量可能加剧肝损伤。
二、高剂量为何更糟?三条机制链揭示“损伤放大效应”
本研究不仅发现高剂量补充牛磺酸的有害作用,还系统阐明了其背后的三条机制链条——脂代谢紊乱、胆汁酸代谢异常以及肠道菌群失调与肠屏障功能障碍。这三条线相互交织、彼此放大,最终将酒精诱导的肝损伤推向更严重的方向(见图3)。

图3 酒精联合高剂量牛磺酸加重肝损伤的“肠–肝轴”机制示意图。
与单纯酒精喂养相比,高剂量牛磺酸补充(3 g/kg 体重/天)后,肝脏内源性含硫氨基酸/牛磺酸代谢相关酶(Csad)及胆汁酸-牛磺酸缀合酶(Baat)表达下调,导致牛磺酸缀合胆汁酸生成减少;同时肝脏脂代谢重编程,表现为脂肪酸氧化关键酶(Cpt1a)下调、Fasn上调,脂质沉积与炎症反应增强,最终加重肝损伤。肠道端出现菌群失衡、产硫化氢细菌丰度增加、肠屏障受损以及细菌移位增加,进一步放大肝脏炎症与损伤。图中箭头方向表示相对上调或下调。
1. 机制一:肝脏脂代谢被“重编程”——脂肪更容易堆积
研究通过肝组织RNA测序发现,高剂量牛磺酸在酒精背景下引起两个关键变化:
脂肪酸β-氧化被抑制:Cpt1a(线粒体脂肪酸进入与氧化的关键“闸门”)在mRNA与蛋白水平均显著下降,并伴随多种β-氧化相关基因下调;
脂肪生成被增强:Fasn蛋白水平上升,脂肪生成通路整体呈上调趋势。
这种同时抑制脂肪酸氧化并促进脂肪合成的代谢重编程,加剧了酒精诱导的肝脏脂肪变性。这一发现提示:尽管很多补充剂宣传“改善代谢”,但代谢并非单一开关。酒精背景下的肝脏处于应激与重塑状态,高剂量外源物可能触发完全不同的代谢响应。
2. 机制二:胆汁酸代谢紊乱——牛磺酸结合及内源性牛磺酸合成受阻
牛磺酸的核心生理功能之一是介导胆汁酸的牛磺酸结合(taurine-conjugation),这一过程有助于降低胆汁酸毒性以及维持肠肝循环的稳态。基于这一认知,补充牛磺酸理应增加牛磺酸结合型胆汁酸的生成。然而,本研究观察到一个看似矛盾的现象:在高剂量牛磺酸联合酒精喂养的条件下,肝脏中牛磺酸结合型胆汁酸占总胆汁酸的比例并未如预期上升,反而呈现下降趋势,且与胆汁酸结合关键酶Baat的mRNA表达下调相一致。换言之:高剂量牛磺酸并未增强结合能力,反而抑制了结合通路,即问题不在于“原料供给不足”,而在于“加工能力受损”。同时,高剂量牛磺酸补充抑制了体内半胱氨酸亚磺酸脱羧酶的表达,从而可能抑制内源性牛磺酸的合成代谢。
同时,肠道FXR信号轴也出现选择性抑制。在酒精喂养导致回肠Shp表达下降的基础上,高剂量牛磺酸进一步压低其表达水平,提示肠道FXR轴对高剂量牛磺酸更为敏感、更易受到扰动。这一发现提示:外源性补充剂的作用并非简单的“缺什么补什么”,在高剂量或病理背景下,可能触发负反馈调节如抑制内源性合成、下调关键酶表达,从而将机体从“代偿状态”推向“失衡状态”。
3. 机制三:肠道菌群失衡、硫化氢升高、屏障破坏——肝脏炎症被“放大”
菌群结构显著改变:高剂量牛磺酸补充导致粪便菌群β多样性发生明显偏移,且出现“潜在有害菌增加、有益菌减少”的变化趋势。
产硫化氢细菌丰度增加,硫化氢产量上升:研究重点关注了产硫化氢菌群,发现其丰度显著上升,其中Prevotella尤为富集。功能实验进一步发现,盲肠内容物的硫化氢水平升高。硫化氢在一定生理浓度下具有信号分子功能,但在“过量产生”的情况下,则与氧化应激、黏膜损伤及屏障功能下降密切相关。
肠屏障受损加剧,细菌更易“闯关”进入肝脏:肝脏细菌负荷(16S rRNA定量)增加,肝组织E. coli 免疫荧光染色增强;回肠绒毛和隐窝结构受损更为明显;紧密连接蛋白Cldn1的mRNA表达下降,免疫荧光显示其定位紊乱。
上述变化意味着“肠漏”进一步加剧,细菌及其产物更易经门静脉进入肝脏,从而放大炎症反应。
尽管很多人将”护肝“简单理解为“给肝加点抗氧化剂”,但在ALD的病理过程里,肠道是炎症放大的关键起点之一。若某种补剂在试图”护肝“的同时,反而导致肠道菌群失衡与屏障功能受损,其潜在风险可能远超其抗氧化获益。
需要注意的是,本研究基于小鼠ALD模型,其结果不能直接等同于人类效果。作者亦明确指出,本研究所用高剂量可能超过人类生理相关摄入水平,需进一步系统研究加以验证。然而,本研究构建了清晰的“剂量—机制—表型”对应关系:高剂量牛磺酸在酒精背景下触发多系统失衡,而低剂量走向相反方向。
三、健康提示:本研究并非强调“牛磺酸有毒”,而是警示“高剂量不等于更安全”
1. 别把牛磺酸当“解酒护肝的保险”
本研究提示:在酒精暴露背景下,高剂量牛磺酸补充可能走向反面——肠道菌群更乱、屏障功能更差、肝脏炎症更重、脂肪堆积更明显。所以,“喝酒前来一瓶能量饮料或牛磺酸冲剂”这种思路并不可靠。
2. 警惕“叠加摄入”:能量饮料、复合补剂与高蛋白饮食
现实生活中,许多人并非单独摄入牛磺酸,而是同时通过能量饮料、复合营养补剂及高蛋白饮食等多个途径叠加摄入;在此背景下,若再叠加饮酒与作息紊乱,肠肝轴本就处于脆弱状态,更容易被推向系统性失衡。
3. 核心原则:先处理酒精暴露与生活方式,再谈补充剂
ALD的底层驱动因素是酒精及其代谢产物、炎症反应与肠肝轴紊乱。任何营养补充剂均不应替代以下基础干预:减少乃至停止饮酒;规律饮食、控制体重;纠正睡眠紊乱与运动缺乏;补充剂的作用最多是“锦上添花”,而非“逆天改命”。
本研究更像一次对“营养补充剂迷思”的理性纠偏,其核心启示包括:
生理分子并非越多越好:即使是对机体有益的物质,过量摄入也可能走向反面;
缺乏相关并不意味着补充必定获益:在病理背景下,外源性补充可能触发负反馈调节,使“补充”变成“紊乱”;
肠肝轴是一个整体:以为在“护肝”的干预,可能先“扰肠”,最后反而“伤肝”。
四、结论
牛磺酸并非不能补充,但应将其视为“剂量敏感的生物活性分子”。在酒精相关性肝损伤的病理情境下,高剂量补充可能是一把双刃剑;真正更安全的应用方向,应是适量补充、谨慎使用、避免与酒精暴露叠加。
作者介绍
Wenke Feng教授
Wenke Feng教授就职于美国杜兰大学医学院结构与细胞生物学系。美国肝脏疾病研究协会会员(FAASLD)。长期致力于研究肠道菌群稳态机制、肠-肝轴以及益生菌在肠肝疾病中的应用,主要研究方向包括酒精相关性肝病、非酒精性脂肪性肝病、胆汁淤积性肝病、炎症性肠病及结肠癌。
Feng教授实验室重点探索饮食与环境因素对肠道菌群的调控及其对肠肝疾病的影响,研究细菌与宿主细胞的相互作用,特别是细胞外囊泡在其中的角色,并基于此开发益生菌相关的疾病防治策略。同时关注以大麻素系统为靶点的肝病治疗研究。研究技术涵盖单细胞测序、空间转录组学、代谢组学等前沿技术,并与临床团队紧密合作,推动成果转化。
Feng教授在相关领域发表了240余篇同行评审论文,h指数为55,并持续获得美国国立卫生研究院(NIH)的稳定资助。
引证本文
Pei J, Chen L, Pushparaj R, Huang P, Pan G, Sun C, et al. High-dose taurine supplementation exacerbates alcohol-associated liver disease by inducing gut microbiota dysbiosis and bile acid dysregulation in mice. eGastroenterology. 2026;4:e100321.
https://egastroenterology.bmj.com/content/4/1/e100321
转自:eGastroenterology
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