茶是全世界公認(rèn)的天然健康飲料，茶與健康一直是國際茶葉科學(xué)研究的熱點。近年來，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及茶學(xué)專家與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、營養(yǎng)學(xué)專家的協(xié)同創(chuàng)新，國內(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制。同時，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越豐富的科學(xué)依據(jù)，有效驅(qū)動了全球范圍內(nèi)的茶葉健康消費;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間，減輕腸道損傷。
EGCG 具有減緩衰老、延長壽命的潛在特性，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，其抗衰老生物活性為最佳，衰老會降低秀麗線蟲對EGCG的響應(yīng)，并削弱EGCG對延長壽命的有效性。以大鼠為模型的試驗表明，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可通過維護腦神經(jīng)能量穩(wěn)態(tài)起到神經(jīng)保護的作用。
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潛在的抗癌機制體現(xiàn)在EGCG(微摩級) 能直接與p53的N 末端結(jié)構(gòu)域結(jié)合，阻滯MDM2 對p53 的泛素化降解。p53 具有阻止癌細(xì)胞生長、激活DNA修復(fù)、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等作用，p53 的水平會隨著與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預(yù)防病毒感染引起的疾病至關(guān)重要。根據(jù)已有報道可知，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HBV抗原活性抑制作用最強，推測可能與EGCG沒食子?；约傲u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)致的機體氧化應(yīng)激與衰老。同時，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，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，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。計算機分子對接發(fā)現(xiàn)，TFDG具有能夠與COVID-19 結(jié)合的靶標(biāo)對接位點，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，劉長偉)
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