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刘仲华等:茶叶功能成分的健康作用研究新进展(一)

来源: 原创
作者: 源源
2021-12-14 21:51:02
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茶是全世界公认的天然健康饮料,茶与健康一直是国际茶叶科学研究的热点。近年来,随着现代分子生物学、细胞生物学研究手段的快速升级及茶学专家与医学、药学、营养学专家的协同创新,国内外研究者从细胞生物学和分子生物学水平上探究了茶叶主要功能成分的生物活性及其作用机制,揭示了儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖、咖啡碱在延缓衰老、调节糖脂代谢、减肥、调节肠道菌群、调节免疫、抗肿瘤、抗抑郁、抗炎症、抗病毒、抑菌、壮骨骼等方面的作用效果及作用机制。同时,研究者们日益关注儿茶素衍生产物(甲基化儿茶素、聚酯型儿茶素、儿茶素多聚体、儿茶素与茶氨酸缩合物) 及苦茶碱等新型茶叶功能成分的健康价值,并取得了一系列新进展。

这些新的研究成果一方面为茶的健康属性赋予了越来越丰富的科学依据,有效驱动了全球范围内的茶叶健康消费;另一方面,为茶叶深加工与功能成分利用提供了新的理论依据,为茶叶产业深加工向大健康产业跨越与延伸提供了重要的科学支撑。

 

刘仲华等:茶叶功能成分的健康作用研究新进展(一)

一、儿茶素类的健康功能研究进展

儿茶素属黄烷醇类物质,茶叶、葡萄和可可制品是黄烷醇主要的膳食来源。茶叶中的儿茶素类化合物主要包括儿茶素(C)、表儿茶素(EC)、没食子儿茶素(GC)、表没食子儿茶素(EGC)、儿茶素没食子酸酯(CG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG) 及表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)8种单体。

 

刘仲华等:茶叶功能成分的健康作用研究新进展(一)

 

1. 儿茶素的延缓衰老作用

儿茶素可以作为活性氧(ROS)清除剂和金属离子螯合剂直接发挥抗氧化功效,也可通过诱导抗氧化酶,抑制促氧化酶间接体现抗氧化活性,由于剂量效应,儿茶素也表现出促氧化作用。氧化应激与衰老及与衰老相关的疾病有关。EGCG可改善与氧化应激相关的疾病,研究表明EGCG通过降低辐射诱导的ROS水平,提高受致死辐射小鼠的存活时间,减轻肠道损伤。

 

刘仲华等:茶叶功能成分的健康作用研究新进展(一)

 

EGCG 具有减缓衰老、延长寿命的潜在特性,研究表明EGCG可以增加秀丽线虫的平均寿命,剂量响应呈倒U型,并且EGCG作用于成虫早中期时,其抗衰老生物活性为最佳,衰老会降低秀丽线虫对EGCG的响应,并削弱EGCG对延长寿命的有效性。以大鼠为模型的试验表明,EGCG可通过促进脂质代谢、减轻炎症、抵抗氧化损伤以延长高脂饮食大鼠寿命。儿茶素的摄入可抑制小鼠与年龄相关的认知功能障碍,EGCG可通过维护脑神经能量稳态起到神经保护的作用。

2. 儿茶素的抗肿瘤作用

EGCG是一种潜在的有效抗癌化合物,EGCG可诱导癌细胞的凋亡。通过表面等离子共振、核磁共振 和原子模拟等方法研究发现,EGCG潜在的抗癌机制体现在EGCG(微摩级) 能直接与p53的N 末端结构域结合,阻滞MDM2 对p53 的泛素化降解。p53 具有阻止癌细胞生长、激活DNA修复、诱导癌细胞凋亡等作用,p53 的水平会随着与EGCG的直接相互作用而增加,进而促进p53发挥抗癌功能。

3. 儿茶素的抗病毒作用

由病毒引起的传染病严重威胁着人类的健康,有效的抗病毒药物对预防病毒感染引起的疾病至关重要。根据已有报道可知,绿茶中的儿茶素尤其是EGCG表现出抗DNA 和RNA 病毒的活性。Xu 等对绿茶中儿茶素在抗原表达水平上的抗乙型肝炎病毒(HBV)活性研究发现,儿茶素(EGCG、EGC、ECG、EC、C)可抑制HBV抗原表达,且EGCG对HBV抗原活性抑制作用最强,推测可能与EGCG没食子酰基以及羟基相关。Zhao 等研究结果表明,GCG是一种潜在的抑制新型冠状病毒(COVID-19)的天然化合物。

 

刘仲华等:茶叶功能成分的健康作用研究新进展(一)

 

二、茶黄素的健康功能研究新进展

茶黄素(TFs)是茶叶加工发酵过程中形成的一类儿茶素二聚体,在红茶茶汤中鲜亮的颜色和浓烈的口感方面,起到了一定的作用,是红茶的一个重要质量指标,被称为茶叶中的“软黄金”。研究表明,茶黄素在抵抗机体炎症与氧化应激、抗肿瘤、调节糖脂代谢等方面均具有显著的功效。

1. 茶黄素的抗炎症作用

炎症的发生会导致细胞凋亡和组织损伤,茶黄素能有效缓解不良因素所引起的炎症反应。茶黄素通过调节肠道菌群,维持肠道免疫稳态和屏障功能完整性,来缓解葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎。研究发现,茶黄素TF-3-G单体能够延缓丘脑神经干细胞的衰老,并改善相关病理。通过调节Keap1/Nrf2/HO-1轴,茶黄素可以改善小鼠软骨细胞代谢平衡,保护软骨细胞免受凋亡和衰老,改善小鼠骨关节炎。

2. 茶黄素的延缓衰老作用

茶黄素还能调节免疫缺损(Imd)蛋白表达,调节肠道稳态,从而延缓衰老。此外,茶黄素能够改善全身电离辐射诱导的造血损伤,抵抗辐照导致的机体氧化应激与衰老。同时,茶黄素TFDG单体能抑制钛颗粒诱导的骨溶解并防止骨破坏,从而保护骨骼健康。研究发现,茶黄素可作为一种潜在的天然骨骼肌膳食保护剂,它能够诱导成肌因子的释放,加速成肌分化,提升肌细胞的融合指数、成熟肌管数量和肌管发育程度,延缓肌肉衰老。同时,茶黄素能够特异性引起肌管钙离子内流、激活骨骼肌相关通路,从而调节骨骼肌的糖吸收,促进骨骼肌线粒体丰度与慢肌纤维形成。

3. 茶黄素的调节糖脂代谢作用

在动物研究中发现,茶黄素通过降低大鼠体内的胆固醇、低密度脂肪和甘油三酯的积累,从而有效预防高脂饮食大鼠肥胖;在细胞研究中,TFDG单体可减少肝细胞中的脂滴积累,减轻肝脏脂质沉积,降低脂肪肝的风险,TFDG还能改变3T3-L1 脂肪细胞中能量代谢,增加脂肪消耗,降低脂肪积累。茶黄素可显著降低糖尿病大鼠的氧化应激水平,抑制糖代谢关键酶活性,使大鼠血糖趋于正常水平,具有潜在的抗糖尿病作用。

4. 茶黄素的预防心脑血管疾病作用

茶黄素可有效预防心脑血管疾病,并通过多种机制发挥作用。茶黄素能够显著提高血管内皮细胞活力,降低胞内活性氧自由基(ROS)水平,提高酶活,有效抑制H2O2诱导的血管内皮细胞氧化应激损伤。茶黄素还能降低心肌自噬蛋白的表达,抑制心肌自噬,保护心肌细胞免受由高葡萄糖所引起的脂毒性和再灌注损伤。

 

刘仲华等:茶叶功能成分的健康作用研究新进展(一)

 

5. 茶黄素的抗病毒作用

茶黄素还具有抑菌、抗病毒和抗癌等活性,可以抑制链球菌生物膜的产生,抑制变异链球菌繁殖,具有较好的抗龋能力。计算机分子对接发现,TFDG具有能够与COVID-19 结合的靶标对接位点,可抑制SARS-CoV-2病毒活性,存在潜在预防和治疗新冠肺炎的可能。此外,茶黄素能够抑制斑马鱼中的黑色素瘤A375细胞增殖并诱导其凋亡。

(本文节选自《中国茶叶》2021年第9期,P1-11,《茶叶功能成分的健康作用研究新进展》,作者:刘仲华,黄建安,龚雨顺,张盛,李勤,熊立瑰,蔡淑娴,林勇,朱洺志,刘长伟)

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