陳 穎，熊立瑰，唐湘粵，龔雨順，劉仲華

（湖南農業(yè)大學 茶學教育部重點實驗室 國家植物功能成分利用工程技術研究中心植物功能成分利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心 長沙 410128）

茶富含茶多酚、茶氨酸和咖啡堿等活性成分，不僅具有減肥、抗癌、延緩衰老和預防輻射等功能[1]，還能調控腸道菌群與生物節(jié)律[2]。在臨床研究中，以不同形式攝入茶提取物，各類兒茶素及其它活性成分（如咖啡因）的生物利用度均存在較大差異。除了茶葉活性成分本身不穩(wěn)定外，個體的飲食結構與身體素質對茶葉的吸收程度、吸收速度也有重要影響[3-4]。

生物體內存在多種信號受體參與茶葉成分的吸收代謝，如藥物代謝酶（Drug metabolism enzymes，DMEs）、外排轉運體（Efflux transporters，ETs）、核受體（Nuclear receptor superfamily，NRS）等[5]。當前研究發(fā)現(xiàn)，飲食習慣變化能夠引起生物體內營養(yǎng)再分配與內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的變化，包括調節(jié)激素水平、疾病因子等[6]。此外，腸道中存在大量參與茶葉活性成分吸收與排泄的微生物，這些微生物與宿主之間存在相互作用，且極易受飲食影響。腸道菌群的變化影響茶葉的生物利用度。

飲食行為與飲食質量能夠影響茶葉中天然成分在人體內的吸收效果。本文概述飲食行為以及膳食元素對參與茶葉成分攝入的酶、轉運蛋白[7-8]、腸道微生態(tài)[9]的影響，并重點描述了腸道微生物[10-11]對茶葉生物利用度的潛在作用。根據(jù)已報道研究結論分析干預茶葉成分生物利用度的主要食物因素，討論飲食對個體吸收差異的生理機制[12]，總結相關研究存在的主要問題。

1 飲食方式對茶葉成分體內代謝的影響

機體通過攝入食物來滿足大分子跨膜運輸?shù)哪芰啃枨螅S持和保護機體正常生命活動[13]。能量代謝過程受多種因素影響，營養(yǎng)攝入過?；虿蛔愣紩淖儥C體原有的生理狀態(tài)，阻礙其對膳食元素的吸收和利用，引發(fā)一系列改變機體健康狀況的反應[14-16]。

1.1 時間營養(yǎng)

時間營養(yǎng)（Chrono-nutrition） 是指哺乳動物中，特定時間的食物攝入量會引起生理內分泌和代謝通路變化[8，17]。時間營養(yǎng)注重研究生物節(jié)律、營養(yǎng)和代謝之間的關系，強調進食時間與進食數(shù)量、質量對機體健康的重要性[8，18]。通過服用表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）膠囊后發(fā)現(xiàn)，空腹情況下EGCG 的吸收量顯著高于少量或正常飲食后系統(tǒng)的吸收量[4]。進食后間隔1 h 再飲茶，茶葉抑制鐵元素吸收的作用降低[19]。這些研究證實了餐后飲茶是導致茶葉生物活性改變的重要原因。一方面，腸道中殘留的食物，如氨基酸、多糖等可以與茶葉成分形成特殊的復合物，從而延遲吸收[20-21]，食物中蛋白質與其它成分引起pH 值改變會加速EGCG 降解，進而降低其生物利用度。另一方面，與茶葉成分攝入相關的藥物轉運蛋白多耐藥蛋白1（Multi-drug resistance 1，MDR1）、單羧酸轉運蛋白（Monocarboxylate transporter，MCT1）、多藥耐藥相關蛋白（Multidrug resistance-associated protein 2，MRP2）和肽轉運蛋白（Peptide transporter，PEPT1）等受生物鐘和飲食條件調控[7]，尤其是與兒茶素體內運輸過程相關的轉運蛋白。其中，MRP2 將EGCG 和其它兒茶素從腸上皮細胞運輸?shù)交啬c，通過控制細胞內多酚類物質的積累，直接參與茶多酚及其代謝物的攝取與利用[22]。研究發(fā)現(xiàn)，空腹服用兒茶素后血漿中EGCG 濃度較高，而飲食后血漿中EGCG 的清除率較高。即使只有少量食物攝入，EGCG 的吸收率也會受到強烈抑制。這表明，時間營養(yǎng)適用于機體對茶葉成分吸收利用，其作用依賴于茶葉與食物共用的代謝系統(tǒng)。

1.2 飲食限制

飲食限制與下丘腦-垂體-腎上腺軸（Hypothalamic-pituitary-adrenal axis，HPA）活性有關，通過逐步減少除維生素與礦物質外所有飲食成分的攝入，影響機體內能量支出、代謝基因及生物鐘調控基因【包括激酶A、蛋白激酶C 和絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK】激動劑的表達，增加糖皮質素釋放，降低褪黑激素分泌[23-24]，導致生物節(jié)律變化，從而影響機體活動規(guī)律。褪黑激素是下丘腦分泌用于調節(jié)生物節(jié)律相關基因表達和代謝的生物激素，Wang 等[25]發(fā)現(xiàn)褪黑激素能顯著降低EGCG 促氧化作用，降低高劑量EGCG 的亞急性肝損傷，抵消肝臟轉錄因子NF-E2 相關因子2（Nuclear Factor erythroid-2-related factor 2，Nrf2）的抑制作用。

1.3 禁食

禁食（Fasting）能增加細胞敏感性，導致目標器官更容易受到茶多酚的影響。有研究發(fā)現(xiàn)用綠茶提取物分別喂食禁食犬和非禁食犬后，在非禁食犬無不良反應的情況下，禁食犬出現(xiàn)肝細胞壞死，胃腸道上皮、腎小管和生殖器官萎縮，以及造血組織萎縮和壞死等病理癥狀[26-27]。一般認為，飲食限制（Dietary restriction）或者禁食能改善機體代謝反應，重塑脂肪組織，減少脂肪積累，甚至延長機體壽命[28]。禁食狀態(tài)下肝臟中的法尼醇-X-受體（Farnesoid X receptor，F(xiàn)XR）和過氧化物酶體增殖劑激活受體（Peroxisome proliferator activates the receptor，PPAR） 被激活，PPAR 是茶葉調節(jié)機體脂肪酸分解的主要基因，PPARα 參與Y-27632二鹽酸鹽提高PANC-1 細胞對EGCG 的敏感性和調節(jié)細胞增殖與遷移的反應[29]。因此，利用飲食管理的有益作用干預茶葉活性成分的生物利用度，需要針對不同體質的人群，采取適當?shù)娘嬍诚拗疲沁^度的飲食剝奪。

2 膳食元素影響機體的茶葉吸收與代謝

生物體中，膳食元素與茶葉成分之間可以通過相互作用改變茶葉活性成分的吸收利用[4]。飲食成分中營養(yǎng)素（碳水化合物、脂肪和蛋白質）是影響茶葉活性成分利用率的關鍵因素。由于它們在新陳代謝水平上不能完全相互轉換，導致每種營養(yǎng)素對體內代謝的作用有明顯區(qū)別[30]。不同飲食成分的攝入比例不僅會在短期內改變內環(huán)境的pH 值，影響茶葉成分的親和力和生物可及性，還能提供必要的器官保護（如保護肝臟），使細胞免受高劑量茶葉成分刺激[31]。

2.1 宏量營養(yǎng)素

有研究表明，食物中豐富的糖類物質通過降低氧溶解度、螯合過渡金屬離子和清除活性氧等多種機制，提高茶葉活性成分在人體內生物活性[32-33]。Li 等[34]發(fā)現(xiàn)水蘇糖預處理能抑制小腸二期代謝酶和轉運蛋白的表達，提高小鼠血清中兒茶素濃度和抗氧化酶活性，有效抑制脂質過氧化，降低血清丙氨酸氨基轉移酶（Alanine aminotransferase，ALT） 和天冬氨酸氨基轉移酶（Aspartate aminotransferase，AST）活性，防止肝細胞壞死。然而，過量糖分攝入會導致結腸中葡萄糖的大量殘留[21]，引起多藥耐藥蛋白2（Multidrug resistance associated Protein 2，MRP2）表達顯著降低，增加對MRP2 底物的吸收，使EGCG 在細胞內大量積累[35]。

長期攝入高脂飲食會使藥物吸收和外排相關基因mRNA 表達發(fā)生改變，影響茶多酚外排轉運蛋白的活性。研究表明，在高脂飲食小鼠的肝臟中，外排轉運蛋白MRP2 和攝取轉運蛋白有機陰離子轉運體2（Organic-anion transporter，OAT2）mRNA 表達顯著高于正常飲食小鼠，表兒茶素（Epicatechin，EC）外排量也遠高于正常組[22，36]。

在飲食熱量相等時，蛋白質是影響茶葉活性成分吸收的主要因素，沒食子酰基是決定多酚與蛋白質結合能力的主要原因[37]。膳食蛋白與茶多酚通過氫鍵結合[38]，形成穩(wěn)定的分子橋。由于酯型兒茶素可以提供更多的羥基，能優(yōu)先與蛋白質發(fā)生氫鍵締合，促進其與目標大分子的結合，因此表現(xiàn)出更高的生物活性。膳食蛋白（如米糠蛋白和牛奶） 可以影響EGCG 和酚酸類物質的吸收率和生物活性[20，39]。綠茶中添加牛奶可使細胞內兒茶素含量增加10%～30%[20，40-41]。一些研究認為，酪蛋白能與多酚結合，在胃中形成凝塊，延遲多酚的吸收，增強其抗氧化能力[20]。Egert 等[42]試驗表明，當茶葉與酪蛋白含量低的大豆蛋白同時攝入時，酯型兒茶素以及總兒茶素的生物利用度顯著降低。這并不代表非酯型兒茶素的生物活性同樣受到抑制，因為當酯型兒茶素大量消耗時，不易與蛋白結合的非酯型兒茶素能更多的被吸收利用，并表現(xiàn)出更高的生物活性[37，43]。此外，多酚與蛋白質的相互作用會導致蛋白質二級或三級結構改變，形成復雜的聚合物，例如：纖維蛋白與EGCG 結合可以抑制其毒性聚集物的形成，防止神經退行性疾病和淀粉樣變性[44]。

2.2 微量營養(yǎng)素

表兒茶素（Epicatechin，EC）是MRP2 等外排蛋白的運輸?shù)孜?。Chung 等[45]發(fā)現(xiàn)維生素C 抑制EC 外排運輸，增加腸道運輸功能，增強腸道對EC吸收。此外，蔗糖和維生素C 聯(lián)合使用能提高茶葉中EGCG、表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG） 與表沒食子兒茶素（Epigallocatechin，EGC）的生物活性和腸道吸收[46]。

礦質元素攝入對細胞健康至關重要，過量或不足都會威脅其健康生長。機體在缺乏鐵元素時會引起貧血、組織缺氧和細胞功能障礙[47]。鐵與抗壞血酸鹽同時存在能抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長[48]。微量元素鋅、硒和銅是機體必需營養(yǎng)素，高劑量攝入時，會增加同型半胱氨酸（Homocysteine，HCY）生成量，高同型半胱氨酸經過修飾后可降低兒茶素與人血清蛋白的親和力[49]。此外，與精氨酸、N-乙酰半胱氨酸、硒以及微量的銅和錳同時攝入，黃酮類物質的協(xié)同作用增強[50]。Gawande 等[51]通過給志愿者服用不同營養(yǎng)比例的營養(yǎng)物發(fā)現(xiàn)，食用含有維生素C、硒、N-乙酰半胱氨酸等營養(yǎng)成分的食物可以將人體血液中EGCG的可利用率提高14%。

2.3 非營養(yǎng)素

植物成分食物與茶葉活性成分能產生協(xié)同作用，增強茶葉多酚在機體的吸收和轉化。膳食黃酮可以作為茶葉多酚代謝的增強劑，通過抑制MRP1 和MRP2 活性來增加小腸對EGCG 的吸收[52]。Novotny 等[53]和How 等[54]分別進行11 d 和4周的研究發(fā)現(xiàn)，無論在肥胖還是健康個體中，重復攝入多酚類物質都能增加機體對植物多酚以及兒茶素的吸收能力。另一項研究使用低劑量EGCG預處理2 周后，高劑量EGCG 在小鼠體內的生物利用度降低，EGCG 對小鼠的肝毒性減弱[55]。當以0.6 g/mL 綠茶多酚溶液作為小鼠的唯一攝入液體時，血漿和肝臟中EGCG 水平在0～4 d 上升，而在隨后10 d 下降[56]。這些結果表明，多酚干預對茶葉吸收的促進作用在一定時間內有效，這一效果在人體內持續(xù)時間更長；長期攝入會導致兒茶素的吸收量降低，這可能與機體的適應性自我調節(jié)有關。

體內外試驗研究均表明，富含膳食黃酮的食物與綠茶聯(lián)合攝入能提高腸細胞對EGCG 的吸收能力，降低轉運蛋白的表達和EGCG 甲基化，減少過度甲基化導致的EGCG 流失，從而表現(xiàn)出比單獨食用綠茶提取物更強的抗炎效果[50，57]。研究發(fā)現(xiàn)，富含槲皮素[57]或姜黃素[58]的食物補充劑均可提高EGCG 的吸收率。槲皮素使A549 細胞對EGCG的吸收增加4 倍，甲基化程度降低到19%；使786-O 細胞的吸收增加2 倍，甲基化程度從97%降低到56%；并能顯著降低COMT 的活性和蛋白表達，以及MRP1 的蛋白表達。木犀草素和L-茶氨酸的混合物比單獨攝入更有助于改善大鼠記憶，預防和延遲記憶功能障礙的發(fā)展[59]。

控制特定營養(yǎng)素的效果不僅取決于攝入量，還易受攝入時間和其它飲食元素的干擾。這些因素使得分析營養(yǎng)成分的影響變得更加復雜。

3 膳食營養(yǎng)通過微生物代謝影響茶葉吸收代謝

不同比例營養(yǎng)元素組成的飲食結構影響菌群組成多樣性與活性。飲食、藥物、腸粘膜、免疫系統(tǒng)和菌群本身都可以影響腸道微生態(tài)平衡。菌落組成的巨大變化或菌落的擴展都會引發(fā)疾病，打破腸道微生態(tài)平衡，擾亂機體正常的生理代謝。

3.1 膳食元素與腸道菌群

人體腸道微生物主要由擬桿菌門（Bacteroidetes）、厚壁菌門（Firmicutes）、放線菌門（Actinobacteria）和變形桿菌門（Proteobacteria）組成。其菌群結構、功能主要受宿主飲食模式影響。例如，富含蛋白質的飲食會減少哺乳動物腸道乳酸桿菌和腸球的數(shù)量[60]。脂肪攝入會影響腸道通透性、機體免疫功能及微生物環(huán)境[61-62]，不飽和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acid，PUFA） 的攝入量會引起腸道菌群組成和功能發(fā)生顯著變化[63]，尤其是雙歧桿菌的種類與數(shù)量變化。植物多糖（如植物纖維）能改變微生物群的豐度，促進擬桿菌的生長及短鏈脂肪酸生成[64]。

3.2 茶葉生物活性與腸道菌群

一般認為，茶葉成分進入人體后，酯型兒茶素會受到酯酶作用形成鄰苯三酚[65]。也有人認為大分子兒茶素EGCG 和ECG 在小腸內不易吸收，而是在結腸內有效轉化為小分子的多酚微生物代謝物（Polyphenol microbial metabolites，PMMs），進入肝臟后再被吸收利用。Calani 等[66]監(jiān)測綠茶多酚代謝產物在48 h 內的排泄情況，發(fā)現(xiàn)綠茶多酚的生物利用度在很大程度上歸因于微生物代謝。人體腸道菌群中含有多種參與多酚代謝的微生物。奧氏梭菌和真桿菌分枝桿菌產生的酶，可對茶葉中的槲皮素和柚皮苷C 環(huán)進行裂變，腸球菌對槲皮素-3-糖苷有脫糖作用[67]。Takagaki 等[68]先從169株腸內細菌篩選出5 類能將EGCG 水解為EGC和沒食子酸的腸內細菌：產氣腸桿菌屬（Enterobacter aerogenes）、植生拉烏爾菌屬（Raoultella planticola）、肺炎克雷伯菌屬（Klebsiella pneumoniae susp.pneumoniae）、長雙歧桿菌克雷伯氏菌亞屬（Bifidobacterium longum subsp.infantis）。之后，他又從大鼠糞便中分離到2 株參與EGC 降解的腸道細菌，經初步鑒定為阿德勒克魯茨氏菌（Adlercreutzia equolifaciens）和Flavonifractor plautii[69]。

多酚類物質經微生物轉化后生物活性發(fā)生變化[70]。酯型兒茶素在結腸中經過微生物酶的作用，酯鍵水解，c 環(huán)發(fā)生裂變，產生沒食子酸和環(huán)狀裂變代謝物，再在大腸中進一步降解成苯基戊酸、酚酸或者更小的分子，分散到各個器官發(fā)揮作用[71]。腸道微生物群促進EGCG 胺化代謝并通過共軛作用抑制活性羰基化合物[72]。由于PMMs 在通過腸道和血腦屏障時，表現(xiàn)出更強的滲透性[73]，腸道菌群的變化可能是阻礙EGCG 在生物體內吸收利用的原因之一。外界環(huán)境變化改變腸道細菌的豐度和多樣性，多酚代謝阻力受到干擾，最終影響機體對兒茶素的吸收與排泄。Liu 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，用抗生素破壞腸道中具有分解兒茶素能力的微生物群后，小鼠血液中的EGCG 水平升高，多酚代謝物（環(huán)分裂代謝物）減少，更多兒茶素通過尿液和糞便排出。抗生素的作用效果存在爭議，口服抗生素會引起宿主小腸中與藥物吸收和代謝相關蛋白水平發(fā)生變化，如PEPT1、MRP2 和多耐藥蛋白1a（Multi-drug resistant proteins 1a，MDR1a）。更多研究證實，抗生素引起小鼠的腸道菌群改變，使藥代動力學相關蛋白水平發(fā)生變化，進而導致細胞內EGCG 滯留時間縮短，難以充分發(fā)揮作用，并非抗生素對相關蛋白的直接作用。

早在2010年，Duynhoven 等[74]提出利用代謝組學與微生物學技術獲得定量飲食營養(yǎng)信號，將腸道微生物多樣性與膳食營養(yǎng)的功能聯(lián)系起來，并最終確定微生物與多酚生物活性之間的關聯(lián)。目前，營養(yǎng)動力學研究已經成為總結人體腸道菌群功能（生物轉化）的重要依據(jù)，然而由于不能從系統(tǒng)生物學的角度解釋代謝底物的生物利用度，僅可作為模型觀察顯型宿主和微生物的功能（生物轉化）。因此，雖然“飲食-微生物-茶葉吸收利用”三者之間的聯(lián)系已經確定，但缺少相關研究來解析其中的生物轉化途徑，以及識別整個過程中涉及的微生物群。

3.3 飲食、疾病與腸道菌群

表兒茶素、兒茶素和槲皮素的血藥濃度與身體質量指數(shù)（Body mass index，BMI）相關[75]。Novotny 等[53]發(fā)現(xiàn)同時攝入等量多酚，偏瘦與肥胖兩類人群血液中多酚含量差異顯著，低BMI 個體的血液中兒茶素濃度高于高BMI 個體。一方面，超重和肥胖的個體可能改變了某些營養(yǎng)素和飲食成分的吸收或代謝，包括類黃酮、葉酸和維生素等[76-77]；另一方面，由肥胖引起的慢性疾病會引起腸道微生物組成、單個分類群和功能的改變[78]，導致腸道菌群對茶葉活性成分代謝不足[79]。

總熱量低于基礎代謝水平的飲食可能導致短期內礦物質、微量營養(yǎng)素以及長期內所有營養(yǎng)素的攝入不足。營養(yǎng)不良會影響腸道微生物群的結構與功能，這些變化會增加個體患糖尿病、自閉癥、肥胖癥以及免疫性炎癥等疾病的風險，嚴重影響機體生理代謝與健康狀況[80]。因此，除了考慮不同微生物群對茶葉活性成分代謝的單獨影響外，疾病（或病理）狀態(tài)下微生物種群間的相互影響，可能對了解腸道菌群對茶葉吸收利用的影響具有重要參考意義。

4 展望

茶葉活性成分的吸收利用率存在極大的個體差異。除了茶葉中化學物質自身的穩(wěn)定性較弱以外，另一個重要因素是飲食行為。不同進食行為（飲食限制、禁食）會引起腸道動力變化、激素水平和相關膜轉運蛋白等調控因子的改變，與茶葉中多酚類物質相互結合改變其代謝途徑。此外，腸道菌群作為機體代謝的重要參與者，與飲食-茶葉活性成分吸收利用相互作用形成復雜的結構體系。

飲食影響茶葉生物活性和機體代謝的相關研究還處于初期階段，可從以下幾個方面進行深入研究：

1）利用飲食營養(yǎng)調整腸道微生物結構和功能，增強腸道菌群對茶葉成分的代謝能力，深入探討作用機制的關鍵代謝產物。腸道菌群具有可調控性，利用飲食改變腸道菌群，促進微生物對茶葉成分的分解代謝來增強宿主的吸收利用，可能是提高茶葉利用度的方法之一。分離鑒定具有分解代謝茶葉活性成分能力的微生物、鑒定微生物代謝產物，是破譯調控機制的關鍵所在。

2）目前針對茶葉的研究主要集中在兒茶素類化合物，而茶氨酸、咖啡堿、茶皂苷及其它黃酮類物質及茶色素（茶紅素、茶黃素、茶褐素等）的相關研究較少。茶葉中豐富的生物堿，如咖啡堿，在增加胃酸分泌，降低脂肪等方面有積極作用[81-82]。茶氨酸具有調節(jié)情緒的活性作用，能增加多巴胺濃度（特別是在紋狀體、海馬和下丘腦），并降低大腦中去甲腎上腺素的濃度[83-84]，其對神經性疾病的治療[85]，尤其是阿茲海默[59]的作用得到廣泛研究。然而外源的影響因素尤其是飲食對茶氨酸生物活性影響研究較少。由于不同營養(yǎng)元素對茶葉成分吸收利用的作用效果不同，綜合了解飲食對不同茶葉活性成分的影響也值得深入探索。

3）根據(jù)不同年齡及身體素質等因素建立調控茶葉吸收代謝的飲食模型，是充分利用茶葉活性成分促進個體健康的關鍵，也是精準飲食的核心之一。僅僅著力于提高茶葉活性物質在生物體內的生物利用度并非無害。目前，過量兒茶素攝入已被證實會增加肝臟負擔[86-88]，由于不同人群的體質差異，茶葉攝入的推薦飲用量及有益效果并不能廣泛適用。因此，飲食作為一種干預手段，既可以照顧特殊個體或特殊疾病期間的營養(yǎng)需求，也能通過膳食元素的合理配比，將茶葉成分的生物利用控制在最佳范圍。

5 結論

飲食作為調控生理代謝的重要因素，與茶葉成分在生物體內的代謝關系密切。不同類型的進食方式和飲食模式都會改變機體對茶葉成分的代謝，影響茶葉成分的生物活性。如何合理飲食補充發(fā)揮茶葉對機體的積極作用尚需進一步研究。全面了解飲食對茶葉活性成分生物利用率的作用機制，將有望為精準飲食提供重要參考。