牛磺酸在口服摄入后表现出抗焦虑作用。　牛磺酸看起来与抑郁症有关,因为大鼠脑中牛磺酸的浓度似乎在实验诱导的应激反应中被改变(增加13%);假设它被释放以减轻抑郁/压力反应,因为牛磺酸本身处于细胞水平,会抑制神经元的射击。　已经注意到口服牛磺酸(约230-460mg/kg)可以在不影响蛋白质含量的情况下增加大鼠中ERK1、ERK2和CREB的海马磷酸化级联(MAPK-CREB)抑郁症的作用。　在糖尿病大鼠(糖尿病患者更容易患抑郁症)中,30天内注射牛磺酸(100mg/kg),与盐水相比,海马BDNF　mRNA增加,并且GABAAα2受体亚基的mRNA增加。已知患有抑郁症的糖尿病大鼠具有较低水平的GABA,而没有该特定受体亚单位(GABAAα2)的大鼠经历抑郁,提示糖尿病患者中牛磺酸作用的机制。当在非糖尿病大鼠中测试该牛磺酸注射时,GABAAα2mRNA没有增加,并且相对于非糖尿病对照,BDNF的增加使糖尿病大鼠正常化(BDNF在糖尿病患者的血液中降低)并且不影响非糖尿病大鼠。　牛磺酸具有一些可能与GABA和BDNF信号传导相关的机制,表明它可能具有抗抑郁特性。这种抗抑郁作用可能在糖尿病受试者中更相关。与对照饮食相比,在四周内以45mM/kg饮食给予大鼠的牛磺酸(最终食用462.8mg/kg体重)在强迫游泳试验中显示出抗抑郁作用,而该牛磺酸剂量的一半与对照没有差异。　在糖尿病大鼠和其他地方以相同剂量和较低剂量25mg/kg腹腔注射的强迫游泳试验中注意到100mg/kg牛磺酸注射剂具有这种抗抑郁作用。　牛磺酸通过调节细胞膜的流动性和健康以及发挥类似抗氧化作用而充当细胞保护剂。　它可以通过结合血液中的游离离子(Fe2　+、Cu2　+)和氧化金属蛋白发挥抗氧化作用,然后在高血糖的情况下作为促氧化剂。牛磺酸还可以通过胰岛素致敏作用预防与胰岛素抵抗相关的促氧化作用,从而发挥抗氧化剂效应。　浓度为1mM的牛磺酸可显著降低氧化应激状态下心肌组织的氧化应激,并可预防心脏组织中缺血再灌注的损伤。　一项针对内皮功能障碍发生率较高的I型糖尿病吸烟者进行一项研究,给予牛磺酸补充剂,2周1500mg牛磺酸补充剂能够将这些参数恢复到控制水平并改善血流量(通过血流介导的血管舒张和肱动脉)。　牛磺酸可能通过改变胰岛素信号传导的受体后(细胞内)作用,以及再生内在抗氧化剂,减少脂质过氧化和改善果糖诱导的胰岛素抵抗。牛磺酸还可以通过改善急性胰岛素作用在一定程度上控制葡萄糖水平。　牛磺酸通过以牺牲方式向糖化剂中提供氨基来减轻胶原蛋白的糖化和生理变化,从而有助于糖尿病引起的关节疼痛,尽管这种效果仅见于那些健康受损的人。这与保护视网膜免受糖化作用的行为机制相同。　在睾丸中,牛磺酸主要作为抗氧化化合物起作用,保护睾丸和局部结构免受氧化应激。这似乎可以减少睾丸激素由于其他可能通过促氧化降低睾酮的药物所导致的减少,并且已经显示出对尼古丁、砷、镉和多柔比星的作用。　牛磺酸对氧化剂诱导的睾酮减少的一般保护作用,其与牛磺酸作为抗氧化剂并且在睾丸中高度浓缩有关。健康的2月龄大鼠在饮用水中给予0.5%、1%和1.5%牛磺酸5周的一项研究显示血清睾酮(以及FSH和LH)增加,其中1%是最重要的并且血清中的睾酮升高睾丸从50ng/dL到80ng/dL,增加了60%。这些结果后来在成年和老年雄性大鼠的饮食中用1%牛磺酸复制,其中两组中都注意到睾酮和LH的增加,但在老年大鼠中则更为显著。　牛磺酸的细胞缺乏通过促氧化手段导致细胞死亡,间接饮食牛磺酸可通过防止其自身缺乏来防止氧化。牛磺酸也被发现上调硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)mRNA水平,这依赖于牛磺酸的细胞积累。由于TXNIP通过硫氧还蛋白调节氧化,这是抗氧化作用的合理机制。　在猫和猴子中(已知由于低内源性合成而依赖于饮食中的牛磺酸),饮食中牛磺酸的缺乏会导致视网膜中牛磺酸浓度显著降低(降低50%)与视网膜变性和视力受损,在用胍基乙烷磺酸盐(视网膜中的牛磺酸转运拮抗剂)治疗的大鼠中显示出相似的症状(在肝脏中合适的合成),这也导致视网膜变性。　牛磺酸还在视网膜中发挥渗透特性,可通过调节这些细胞器的水合作用和压力来机械性地保护视网膜杆外段。　对于包括灵长类动物在内的所有受试哺乳动物物种,牛磺酸似乎在眼睛中具有重要作用。用牛磺酸观察到的这种保护和生长促进特性被假设为由于对光感受器和视紫红质(对于视力至关重要的色素)的刺激作用或继发于控制由光刺激引起的眼内的促氧化应激物。牛磺酸还可以帮助保护眼睛免受其他压力因素的影响,例如视网膜组织中葡萄糖浓度升高(可能导致糖尿病性视网膜病变的糖尿病的后果),并且其在该模型中的功效已被证明相当有效。　与心脏相似,牛磺酸补充剂可以防止肾脏缺血/再灌注损伤,并防止毒素诱导的氧化应激,以及一般饮食诱导的氧化应激。　牛磺酸还可通过以牺牲方式起作用并通过与次氯酸(HOCl)反应产生N-氯噻吩而不是使HOCl以其他方法反应以诱导炎症反应而保护肺免受氧化剂诱导的应激(如吸烟时发生的那样)。　牛磺酸可以保护肝脏免受对乙酰氨基酚诱导的毒性,其毒性水平略低于N-乙酰谷胱甘肽。它也可能对一般的其他毒素产生保护作用。　在用UV(A)辐射处理的分离的皮肤细胞中,虽然细胞通常摄取各种渗透物(肌醇和TMG),但是注意到所有渗透物的细胞摄取增加,牛磺酸增加69%(但是TMG的增幅最大,为170%);然而,看起来牛磺酸仅能够抑制辐射分泌的IL-6的增加。　血管生成是形成新血管的过程,并且与心血管健康(微循环)和癌症代谢(为肿瘤细胞提供燃料)有关。