在牛磺酸与脑发育关系的动物实验研究中发现，牛磺酸可促进大白鼠的学习与记忆能力。补充适量牛磺酸不可以提高学习记忆速度，而且还可以提高学习记忆的准确性，并且对神经系统的抗衰老也有定作用。
动物机体除直接从膳食中摄入牛磺酸外，还可以在肝脏中进行生物合成。蛋氨酸和半胱氨酸代谢的中间产物半胱亚磺酸经半胱亚磺酸脱羧酶（csad）脱羧成亚牛磺酸，再经氧化生成牛磺酸。而csad被认为是哺乳动物牛磺酸生物合成的限速酶，且与其他哺乳动物相比，人类csad活性较低，可能是因为人体内牛磺酸合成能力也较低。牛磺酸在体内分解后可参与形成牛磺胆酸及生成羟乙基磺酸。牛磺酸的需要量取决于胆酸结合能力和肌肉含量。
正常的生殖功能需要用牛磺酸来维持。有资料证实，猫饲料中牛磺酸含量低于0.101%时，其生殖功能不良，死胎、流产和先天缺陷率增高，幼仔存活率下降。含0.105%以上时，才能维持正常的生殖功能。
牛磺酸是通过尿液以游离形式或通过胆汁以胆酸盐形式排出体外的。肾脏是排泄牛磺酸的主要器官，也是调节机体内牛磺酸含量的重要器官。当牛磺酸过量时，多余部分随尿排出；当牛磺酸不足时，肾脏通过重吸收作用减少牛磺酸的排泄。另外，也有少量牛磺酸经肠道排出。
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