李 旭
(國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局信息中心,中國(guó) 北京100053)
茶多酚又名茶單寧、茶鞣質(zhì),是茶葉中約30多種多酚類化合物及其衍生物的總稱,占茶葉干重的20%~35%。按其化學(xué)結(jié)構(gòu),茶多酚可分為4類,包括兒茶素類、黃酮及黃酮醇類、花白素及花青素類、酚酸及縮酚酸類。
研究證實(shí),茶多酚在體內(nèi)有著消除自由基、抑制脂氧合酶活性和脂質(zhì)過(guò)氧化等作用,從而在防癌、抗癌、抗突變、抗衰老、防治心血管疾病等許多方面表現(xiàn)出一系列藥理功能[1]。
自由基是指外層軌道上帶有不配對(duì)電子的原子、分子或基團(tuán),包括超氧化物陰離子自由基(O2-·)、羥自由基(·OH)、過(guò)氧化氫(H2O2)、脂質(zhì)過(guò)氧化物(LPO)等。自由基是人體生命活動(dòng)中多種生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物,具有高度的化學(xué)活性及極強(qiáng)的氧化反應(yīng)能力,且存在時(shí)間極短。
生理情況下,自由基在體內(nèi)處于一種不斷產(chǎn)生、不斷清除的動(dòng)態(tài)平衡中,始終維持在一個(gè)正常水平。外源性氧化應(yīng)激(包括物理、化學(xué)、生物等因素)或內(nèi)源性氧化應(yīng)激(如內(nèi)源性細(xì)胞代謝產(chǎn)物)均可導(dǎo)致自由基穩(wěn)衡性動(dòng)態(tài)異常:自由基產(chǎn)生增加、清除能力減弱,同時(shí)機(jī)體對(duì)損傷的生物分子的修復(fù)能力降低。過(guò)多的自由基可攻擊DNA、蛋白質(zhì)、生物膜脂質(zhì)等重要生物大分子,使其產(chǎn)生過(guò)氧化變性、交聯(lián)或斷裂,從而引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞,導(dǎo)致機(jī)體組織損害和器官退行性變化,加速機(jī)體衰老進(jìn)程并誘發(fā)各種疾病[2]。
機(jī)體內(nèi)可清除自由基的防御系統(tǒng)成分是抗氧化酶和內(nèi)源性與外源性的抗氧化劑。外源性的抗氧化劑靠食物供給,主要包括抗壞血酸、維生素E、β-胡蘿卜素、多酚類化合物等。
實(shí)驗(yàn)證明茶多酚在體內(nèi)外對(duì)多種活性氧自由基均有清除作用,從而阻斷體內(nèi)自由基反應(yīng)鏈,消除因自由基過(guò)剩而引起的生物大分子損傷。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于茶多酚抗自由基的機(jī)制主要有以下幾種觀點(diǎn):
1.2.1 抑制自由基產(chǎn)生
抑制自由基產(chǎn)生主要是利用茶多酚抑制氧化酶。目前已確認(rèn)缺血與再灌注、吞噬細(xì)胞激活、花生四烯酸代謝異常及補(bǔ)體激活,是產(chǎn)生活性氧的重要途徑。實(shí)驗(yàn)證明,茶多酚對(duì)生物體內(nèi)多種與自由基生成相關(guān)的氧化酶有抑制作用,如黃嘌呤氧化酶系,細(xì)胞色素P-450,體內(nèi)、外脂氧化酶和環(huán)氧酶等[3],從而預(yù)防病理?xiàng)l件下自由基的爆發(fā)性發(fā)生。
1.2.2 直接清除活性氧自由基
茶多酚具有多個(gè)活潑的羥基氫,能提供質(zhì)子與體內(nèi)過(guò)量的自由基結(jié)合,而本身被氧化形成酚氧自由基[4]。此類自由基由于含鄰苯二酚結(jié)構(gòu)而具有較高穩(wěn)定性,進(jìn)而抑制了原來(lái)的自由基鏈鎖反應(yīng)。
1.2.3 抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)
體內(nèi)產(chǎn)生的自由基極易侵害細(xì)胞脂質(zhì)中的不飽和脂肪酸,形成脂自由基,引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)。茶多酚不僅可清除鏈引發(fā)階段的自由基成為斷鏈型抗氧化劑,還可清除鏈反應(yīng)中間產(chǎn)物脂過(guò)氧自由基和烷氧自由基,從而阻止脂自由基的傳播擴(kuò)增[5]。
1.2.4 鰲合金屬離子
金屬鐵、銅等離子是許多自由基產(chǎn)生過(guò)程的催化劑,尤其是鐵離子,它既可介導(dǎo)脂質(zhì)過(guò)氧化,同時(shí)也是自由基產(chǎn)生的媒介物。茶多酚可將游離金屬離子鰲合,形成無(wú)活性的金屬?gòu)?fù)合物,從而影響氧化過(guò)程,減輕自由基對(duì)機(jī)體的損傷。
1.2.5 激活細(xì)胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)
細(xì)胞內(nèi)存在著抗氧化防御系統(tǒng),可及時(shí)清除體內(nèi)過(guò)剩的自由基,維持自由基的動(dòng)態(tài)平衡。細(xì)胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)主要有抗氧化酶和一些低分子化合物。
茶多酚可使體內(nèi)的超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,肝丙二醛(MDA)下降[6]。由于SOD是催化超氧陰離子自由基O2-·歧化的一類金屬酶,對(duì)消除自由基、維護(hù)細(xì)胞膜完整性和線粒體超微結(jié)構(gòu)及其正常功能起重要作用,所以茶多酚可通過(guò)激活SOD間接具有一定的抗自由基作用。同時(shí),茶多酚也能增強(qiáng)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶、脂還原酶和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的活性,增強(qiáng)機(jī)體自身抗氧化防御系統(tǒng)對(duì)活性氧的清除能力[7]。
低分子化合物如維生素C(VitC)、維生素E(VitE)、谷胱甘肽(GSH)等可及時(shí)中止自由基鏈反應(yīng),抑制自由基的產(chǎn)生。茶多酚可以再生和保護(hù)體內(nèi)VitC、VitE,提高體內(nèi)VitC、VitE的含量,而且茶多酚可能同時(shí)以水溶性和脂溶性兩種方式清除自由基,比單一的還原劑更有效地保護(hù)α-VitE[8];此外,茶多酚可以增強(qiáng)GSH-r的活性,使氧化型谷胱甘肽還原,在谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)作用下清除H2O2和有機(jī)氫過(guò)氧化物。
1.2.6 茶多酚與其他成分的協(xié)同增效作用
茶多酚對(duì)19種氨基酸、有機(jī)酸和維生素E等抗豬油氧化活性有顯著的增效效果。推測(cè)可能原因是茶多酚的某些組分與檸檬酸等之間的氫鍵締合,形成大而穩(wěn)定的供氫體,它不僅提高了茶多酚的抗氧化活性,而且能與不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物自由基結(jié)合[9]。
近年來(lái),已有多項(xiàng)體外試驗(yàn)證明茶多酚對(duì)多種氧化損傷細(xì)胞具有保護(hù)作用,并推測(cè)其機(jī)制與茶多酚的抗自由基作用有關(guān)。張軍等利用體外培養(yǎng)人肺成纖維細(xì)胞,在加茶多酚處理后用紫外線進(jìn)行照射,結(jié)果證明紫外線照射細(xì)胞可使DNA受到損傷,茶多酚具有拮抗這種損傷的作用,推測(cè)其可能與抗氧化功能有關(guān)[10]。朗桂玲等從細(xì)胞水平證實(shí)了茶多酚對(duì)CCl4及H2O2等化學(xué)物引起的Hep G2細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用,推測(cè)其機(jī)制可能與清除氧自由基、對(duì)抗脂質(zhì)過(guò)氧化有關(guān)[11]。熊建新等人的研究結(jié)果證實(shí)茶多酚能在一定程度上抑制ox-LDL對(duì)血管內(nèi)皮的氧化損傷,可能對(duì)預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化起到一定的作用[12]。
詹皓等對(duì)重復(fù)正加速度暴露的大鼠灌胃給予茶多酚,結(jié)果顯示茶多酚對(duì)重復(fù)正加速度暴露引起的心肌自由基代謝異常具有明顯的保護(hù)作用[13]。梁江等以亞砷酸鈉進(jìn)行小鼠體內(nèi)急性染毒,并在此基礎(chǔ)上以茶多酚進(jìn)行預(yù)防性干預(yù),結(jié)果提示茶多酚對(duì)砷所致小鼠骨髓細(xì)胞遺傳損傷具有保護(hù)性作用,其機(jī)制可能與其抗氧化特性有關(guān)[14]。何冰等利用大鼠腦缺血再灌注模型證明了茶多酚對(duì)腦缺血再灌注損傷的保護(hù)作用及在體外抗脂質(zhì)過(guò)氧化和清除自由基作用[15]。以上結(jié)果表明,茶多酚對(duì)物理刺激、化學(xué)染毒、缺血再灌注等導(dǎo)致的氧化損傷具有明顯的保護(hù)作用,而這種保護(hù)作用與其抗自由基密切相關(guān)。
全吉淑等對(duì)14名健康受試者空腹食用茶多酚后抽取靜脈血,采用序列超速離心法分離血漿極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL),并觀察各血漿脂蛋白過(guò)氧化程度以及氧化易感性的變化。結(jié)果顯示茶多酚對(duì)·OH、H2O2、ROO·及O2-·均有清除作用;食用茶多酚后,受試者VLDL、LDL和HDL過(guò)氧化脂質(zhì)水平明顯降低;在體外進(jìn)行氧化修飾時(shí),LDL氧化延滯時(shí)間明顯延長(zhǎng),提示LDL氧化易感性下降。因此得出結(jié)論:茶多酚可增強(qiáng)血漿抗氧化能力,因而能夠起到預(yù)防心血管疾病和延緩衰老的積極作用[16]。目前,關(guān)于茶多酚對(duì)人體自由基代謝影響的試驗(yàn)資料仍有限,且與食物中其他抗氧化劑的協(xié)同作用機(jī)制尚無(wú)明確結(jié)論,需進(jìn)一步研究。
業(yè)已明確,約有100余種疾病的發(fā)生、發(fā)展與自由基的過(guò)量形成密切相關(guān)[17]。因此,利用抗氧化劑預(yù)防或消除自由基所造成的氧化損傷將有助于延緩衰老,減少腫瘤、心血管疾病等的發(fā)生。因此,對(duì)茶多酚與自由基的相互作用開展深入研究,對(duì)于研究抗氧化劑延緩衰老、抑制腫瘤發(fā)生、防治心血管疾病等具有重要指導(dǎo)價(jià)值。
[1]Higdon JV,Frei B.Tea catech ins and polyphenols:health effects,metabo lism,and antioxidant functions[J].Crit RevFood Sci Nutr,2003,43(1):89-143.
[2]Poulsen HE,Prieme H,Loft S.Role of oxidative DNA damage in cancer initiation and promotion[J].Eur J Cancer Prve,1998,7(1):9-16.
[3]廖系晗,金翠蘭.茶多酚及其抗癌機(jī)理的研究進(jìn)展[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2006,17(9):1783-1785.
[4]蔣建偉,何文珊,嚴(yán)玉霞,等.茶多酚的離體抗氧化作用[J].中國(guó)病理生理雜志,1999,15(6):522-524.
[5]吳文華,吳鎮(zhèn)洲.茶多酚預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的作用[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)腦血管疾病分冊(cè).2002,10(4):317-320.
[6]Kim MJ,Choi JH,Yang JA,et al.Effects of green tea catechin on enzyme activities andgene expression of antioxidative system in rat liver exposed to microwaves[J].Nutrition Research,2002,22(6):733-744.
[7]羅非君.茶多酚抑制腫瘤細(xì)胞增殖的分子機(jī)制研究新進(jìn)展[J].國(guó)外醫(yī)學(xué)生理病理科學(xué)與臨床分冊(cè),2001,21(4):251-253.
[8]劉少鋒,韓真.茶多酚的生物活性及其對(duì)實(shí)驗(yàn)性肝損傷的保護(hù)作用[J].世界華人消化雜志,2004,12(10):24-29.
[9]Haixia Chen,Min Zhang,Bijun Xie.Components and antioxidant activity of polysaccharide conjugate from green tea[J].Food Chemistry,2005,90(12):17-21.
[10]張軍,張敬,石紅軍.茶多酚對(duì)紫外線引起的DNA損傷的保護(hù)作用[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2004,25(2):91-97.
[11]郎桂玲,周琴,李衛(wèi)平.茶多酚對(duì)HepG2細(xì)胞保護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)藥房,2006,17(9):662-664.
[12]熊建新,陳立軍,吳子忠.茶多酚對(duì)氧化的低密度脂蛋白引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的作用[J].中國(guó)綜合臨床,2004,20(13):8.
[13]詹皓,張政,陸江陽(yáng).重復(fù)+10Gz暴露對(duì)大鼠心肌自由基代謝的影響及低G預(yù)適應(yīng)和茶多酚的保護(hù)作用[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志,2004,20(3):249-252.
[14]梁江,裴秋玲,韓光.茶多酚對(duì)亞砷酸鈉致小鼠骨髓細(xì)胞遺傳損傷的保護(hù)作用[J].中國(guó)毒理學(xué)雜志,2006,20(2):98-100.
[15]He Bing,Chen Xiaoxia,Chen Yiyue.Protective Effects of Tea Polyphenol on Cerebral Ischemia Reperfusion Injury in Rats and Its Scavenging Oxyradical and Anticerebral Lipid Peroxidation Effects[J].journal of Chinese Pharmaceutical Sciences 2002,11(4):157-161.
[16]全吉淑,尹學(xué)哲,金澤武道.茶多酚自由基清除及抗脂蛋白氧化作用研究[J].中藥藥理與臨床,2007,23(3):75-77.
[17]周園紅,鐘守琳.自由基與人體健康[J].中外健康文摘,2007,4(6):629-630.