茶是全世界公認(rèn)的天然健康飲料,茶與健康一直是國(guó)際茶葉科學(xué)研究的熱點(diǎn)。近年來(lái),隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)研究手段的快速升級(jí)及茶學(xué)專家與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)專家的協(xié)同創(chuàng)新,國(guó)內(nèi)外研究者從細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)水平上探究了茶葉主要功能成分的生物活性及其作用機(jī)制,揭示了兒茶素、茶黃素、茶氨酸、茶多糖、咖啡堿在延緩衰老、調(diào)節(jié)糖脂代謝、減肥、調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗抑郁、抗炎癥、抗病毒、抑菌、壯骨骼等方面的作用效果及作用機(jī)制。同時(shí),研究者們?nèi)找骊P(guān)注兒茶素衍生產(chǎn)物(甲基化兒茶素、聚酯型兒茶素、兒茶素多聚體、兒茶素與茶氨酸縮合物) 及苦茶堿等新型茶葉功能成分的健康價(jià)值,并取得了一系列新進(jìn)展。
這些新的研究成果一方面為茶的健康屬性賦予了越來(lái)越豐富的科學(xué)依據(jù),有效驅(qū)動(dòng)了全球范圍內(nèi)的茶葉健康消費(fèi);另一方面,為茶葉深加工與功能成分利用提供了新的理論依據(jù),為茶葉產(chǎn)業(yè)深加工向大健康產(chǎn)業(yè)跨越與延伸提供了重要的科學(xué)支撐。
一、兒茶素類的健康功能研究進(jìn)展
兒茶素屬黃烷醇類物質(zhì),茶葉、葡萄和可可制品是黃烷醇主要的膳食來(lái)源。茶葉中的兒茶素類化合物主要包括兒茶素(C)、表兒茶素(EC)、沒食子兒茶素(GC)、表沒食子兒茶素(EGC)、兒茶素沒食子酸酯(CG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG) 及表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)8種單體。
1. 兒茶素的延緩衰老作用
兒茶素可以作為活性氧(ROS)清除劑和金屬離子螯合劑直接發(fā)揮抗氧化功效,也可通過誘導(dǎo)抗氧化酶,抑制促氧化酶間接體現(xiàn)抗氧化活性,由于劑量效應(yīng),兒茶素也表現(xiàn)出促氧化作用。氧化應(yīng)激與衰老及與衰老相關(guān)的疾病有關(guān)。EGCG可改善與氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病,研究表明EGCG通過降低輻射誘導(dǎo)的ROS水平,提高受致死輻射小鼠的存活時(shí)間,減輕腸道損傷。
EGCG 具有減緩衰老、延長(zhǎng)壽命的潛在特性,研究表明EGCG可以增加秀麗線蟲的平均壽命,劑量響應(yīng)呈倒U型,并且EGCG作用于成蟲早中期時(shí),其抗衰老生物活性為最佳,衰老會(huì)降低秀麗線蟲對(duì)EGCG的響應(yīng),并削弱EGCG對(duì)延長(zhǎng)壽命的有效性。以大鼠為模型的試驗(yàn)表明,EGCG可通過促進(jìn)脂質(zhì)代謝、減輕炎癥、抵抗氧化損傷以延長(zhǎng)高脂飲食大鼠壽命。兒茶素的攝入可抑制小鼠與年齡相關(guān)的認(rèn)知功能障礙,EGCG可通過維護(hù)腦神經(jīng)能量穩(wěn)態(tài)起到神經(jīng)保護(hù)的作用。
2. 兒茶素的抗腫瘤作用
EGCG是一種潛在的有效抗癌化合物,EGCG可誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡。通過表面等離子共振、核磁共振 和原子模擬等方法研究發(fā)現(xiàn),EGCG潛在的抗癌機(jī)制體現(xiàn)在EGCG(微摩級(jí)) 能直接與p53的N 末端結(jié)構(gòu)域結(jié)合,阻滯MDM2 對(duì)p53 的泛素化降解。p53 具有阻止癌細(xì)胞生長(zhǎng)、激活DNA修復(fù)、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等作用,p53 的水平會(huì)隨著與EGCG的直接相互作用而增加,進(jìn)而促進(jìn)p53發(fā)揮抗癌功能。
3. 兒茶素的抗病毒作用
由病毒引起的傳染病嚴(yán)重威脅著人類的健康,有效的抗病毒藥物對(duì)預(yù)防病毒感染引起的疾病至關(guān)重要。根據(jù)已有報(bào)道可知,綠茶中的兒茶素尤其是EGCG表現(xiàn)出抗DNA 和RNA 病毒的活性。Xu 等對(duì)綠茶中兒茶素在抗原表達(dá)水平上的抗乙型肝炎病毒(HBV)活性研究發(fā)現(xiàn),兒茶素(EGCG、EGC、ECG、EC、C)可抑制HBV抗原表達(dá),且EGCG對(duì)HBV抗原活性抑制作用最強(qiáng),推測(cè)可能與EGCG沒食子酰基以及羥基相關(guān)。Zhao 等研究結(jié)果表明,GCG是一種潛在的抑制新型冠狀病毒(COVID-19)的天然化合物。
二、茶黃素的健康功能研究新進(jìn)展
茶黃素(TFs)是茶葉加工發(fā)酵過程中形成的一類兒茶素二聚體,在紅茶茶湯中鮮亮的顏色和濃烈的口感方面,起到了一定的作用,是紅茶的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo),被稱為茶葉中的“軟黃金”。研究表明,茶黃素在抵抗機(jī)體炎癥與氧化應(yīng)激、抗腫瘤、調(diào)節(jié)糖脂代謝等方面均具有顯著的功效。
1. 茶黃素的抗炎癥作用
炎癥的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和組織損傷,茶黃素能有效緩解不良因素所引起的炎癥反應(yīng)。茶黃素通過調(diào)節(jié)腸道菌群,維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)和屏障功能完整性,來(lái)緩解葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎。研究發(fā)現(xiàn),茶黃素TF-3-G單體能夠延緩丘腦神經(jīng)干細(xì)胞的衰老,并改善相關(guān)病理。通過調(diào)節(jié)Keap1/Nrf2/HO-1軸,茶黃素可以改善小鼠軟骨細(xì)胞代謝平衡,保護(hù)軟骨細(xì)胞免受凋亡和衰老,改善小鼠骨關(guān)節(jié)炎。
2. 茶黃素的延緩衰老作用
茶黃素還能調(diào)節(jié)免疫缺損(Imd)蛋白表達(dá),調(diào)節(jié)腸道穩(wěn)態(tài),從而延緩衰老。此外,茶黃素能夠改善全身電離輻射誘導(dǎo)的造血損傷,抵抗輻照導(dǎo)致的機(jī)體氧化應(yīng)激與衰老。同時(shí),茶黃素TFDG單體能抑制鈦顆粒誘導(dǎo)的骨溶解并防止骨破壞,從而保護(hù)骨骼健康。研究發(fā)現(xiàn),茶黃素可作為一種潛在的天然骨骼肌膳食保護(hù)劑,它能夠誘導(dǎo)成肌因子的釋放,加速成肌分化,提升肌細(xì)胞的融合指數(shù)、成熟肌管數(shù)量和肌管發(fā)育程度,延緩肌肉衰老。同時(shí),茶黃素能夠特異性引起肌管鈣離子內(nèi)流、激活骨骼肌相關(guān)通路,從而調(diào)節(jié)骨骼肌的糖吸收,促進(jìn)骨骼肌線粒體豐度與慢肌纖維形成。
3. 茶黃素的調(diào)節(jié)糖脂代謝作用
在動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn),茶黃素通過降低大鼠體內(nèi)的膽固醇、低密度脂肪和甘油三酯的積累,從而有效預(yù)防高脂飲食大鼠肥胖;在細(xì)胞研究中,TFDG單體可減少肝細(xì)胞中的脂滴積累,減輕肝臟脂質(zhì)沉積,降低脂肪肝的風(fēng)險(xiǎn),TFDG還能改變3T3-L1 脂肪細(xì)胞中能量代謝,增加脂肪消耗,降低脂肪積累。茶黃素可顯著降低糖尿病大鼠的氧化應(yīng)激水平,抑制糖代謝關(guān)鍵酶活性,使大鼠血糖趨于正常水平,具有潛在的抗糖尿病作用。
4. 茶黃素的預(yù)防心腦血管疾病作用
茶黃素可有效預(yù)防心腦血管疾病,并通過多種機(jī)制發(fā)揮作用。茶黃素能夠顯著提高血管內(nèi)皮細(xì)胞活力,降低胞內(nèi)活性氧自由基(ROS)水平,提高酶活,有效抑制H2O2誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷。茶黃素還能降低心肌自噬蛋白的表達(dá),抑制心肌自噬,保護(hù)心肌細(xì)胞免受由高葡萄糖所引起的脂毒性和再灌注損傷。
5. 茶黃素的抗病毒作用
茶黃素還具有抑菌、抗病毒和抗癌等活性,可以抑制鏈球菌生物膜的產(chǎn)生,抑制變異鏈球菌繁殖,具有較好的抗齲能力。計(jì)算機(jī)分子對(duì)接發(fā)現(xiàn),TFDG具有能夠與COVID-19 結(jié)合的靶標(biāo)對(duì)接位點(diǎn),可抑制SARS-CoV-2病毒活性,存在潛在預(yù)防和治療新冠肺炎的可能。此外,茶黃素能夠抑制斑馬魚中的黑色素瘤A375細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡。
(本文節(jié)選自《中國(guó)茶葉》2021年第9期,P1-11,《茶葉功能成分的健康作用研究新進(jìn)展》,作者:劉仲華,黃建安,龔雨順,張盛,李勤,熊立瑰,蔡淑嫻,林勇,朱洺志,劉長(zhǎng)偉)
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