李慕 粟雯
人體細(xì)胞正常代謝的過程中會產(chǎn)生活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基,當(dāng)ROS和活性氮自由基在體內(nèi)的生成速率高于清除速率,則容易引起機體氧化應(yīng)激損傷,造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能異常,誘發(fā)細(xì)胞凋亡壞死,同時反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量中間產(chǎn)物也易間接導(dǎo)致人類患多種疾病,氧化損傷的積累也是導(dǎo)致人體衰老的重要原因之一。目前,主流的觀點認(rèn)為,利用抗氧化劑減輕氧化應(yīng)激損傷,可以保護機體組織、延緩衰老。研究表明,許多植物提取物中的活性成分有較好的抗氧化損傷作用,如覆盆子、葡萄籽及蔓越莓里提取到的原花青素,桑葉提取物中的黃酮類化合物槲皮素,花生、虎杖及桑葚里提取到的白藜蘆醇,大豆提取物中的異黃酮類化合物大豆苷元等。茶類作為人們?nèi)粘o嬈分?,也被認(rèn)為具有較好的抗氧化損傷效果,能夠延緩機體衰老。本文結(jié)合近些年國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)表的茶類提取物抗氧化損傷的實驗研究,從茶類提取物的主要化學(xué)成分、抗氧化能力評價方式、效果和機制方面進行綜述,為茶類的養(yǎng)生保健功能提供更多的理論依據(jù)。
一、茶類提取物的主要化學(xué)成分
茶葉根據(jù)制作工藝可分為六類:綠茶、白茶、黃茶、青茶、紅茶、黑茶。雖然多項研究表明,該六類茶類提取物的主要活性物質(zhì)為兒茶素、生物堿、游離氨基酸、可溶性糖及茶多酚等,但不同茶葉原產(chǎn)地的地理環(huán)境、茶樹品種上的差異會造成茶葉原葉品質(zhì)的不同,再結(jié)合茶葉制作工藝和提取方法的差別,可能會造成不同茶類提取物功能性成分比例上存在差異。
李榮林等利用祁門櫧葉種制作了綠茶、卷型紅茶和安茶(黑茶),對其提取物分析得到了游離氨基酸的含量:綠茶≥紅茶≈黑茶,兒茶素總量:綠茶≥黑茶≈紅茶,芳香物總量:紅茶≥黑茶≥綠茶。李丹等以信陽毛尖、紅碎茶和普洱熟茶為研究對象比較了不同工藝茶類的水提取物和醇提取物的功能性成分差異,結(jié)果顯示信陽毛尖醇提取物得率高于水提取物,而紅碎茶和普洱熟茶水提取物得率高于醇提取物得率,其中醇提物中主要成分為茶多酚(信陽毛尖>普洱熟茶>紅碎茶)、咖啡因及蛋白質(zhì),水提物則以茶多酚、茶多糖(普洱熟茶>紅碎茶>信陽毛尖)及茶氨酸為主。李小飛等選取了云南大葉種茶、福鼎大白茶等6種茶為代表測定了六大茶類水提取物的功能性成分。結(jié)果顯示,六大茶類水提取物的主要理化成分(兒茶素和EGCG)存在較大差異,發(fā)酵類茶(黑茶和紅茶)的含量顯著低于其他茶類。其中含量最高的茶多酚含量約在19.65%-35.03%,可溶性氨基酸、可溶性糖及總生物堿含量約在2.15%-13.52%、5.97%-7.42%及6.39%-11.36%。王振等也分析了六大茶類及茉莉花茶的水提取物的主要化學(xué)成分,因選取的茶類具體品種的不同,結(jié)果與李小飛等人的結(jié)果存在較大差異。雖然不同的研究檢測出不同茶類的活性成分的具體比例存在著較大差距,但是一般未發(fā)酵茶類中茶多酚和兒茶素的含量明顯高于半發(fā)酵類或全發(fā)酵茶類,而后發(fā)酵茶類(黑茶)的游離氨基酸含量較低,多糖類、總生物堿含量較高。這些成分上的差異可能會影響其抗氧化損傷的試驗效果。
二、抗氧化能力評價方法
目前,一種物質(zhì)(測試樣品)抗氧化損傷效果的評價方式一般可分為體外和體內(nèi)兩類。體外試驗包括化學(xué)法和細(xì)胞法,體內(nèi)試驗是建立動物模型或者人體試驗進行相關(guān)指標(biāo)檢測。體外試驗操作起來簡單、快速,但生物相關(guān)性較差,難以進行抗氧化損傷分子機制研究,而體內(nèi)抗氧化實驗則能彌補這一缺陷。
1.體外抗氧化能力評價方法(化學(xué)法和細(xì)胞法)。化學(xué)方法主要是在體外檢測物質(zhì)對脂類氧化的抑制能力或者對自由基的清除能力,用以評價其抗氧化損傷能力,像DPPH、FRAP、ABTS(基于電子轉(zhuǎn)移方法)及ORAC(基于氫原子轉(zhuǎn)移方法)是茶類提取物化學(xué)氧化能力測定的常用方式。
細(xì)胞法是以細(xì)胞為載體,通過不同的檢測手段來評價物質(zhì)對細(xì)胞的抗氧化活性,可以適度解決化學(xué)分析法生物相關(guān)性不高的問題。目前報道的方法有CAP-e法、紅細(xì)胞氧化溶血法、細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷模型法和CAA法。其中細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷模型法應(yīng)用最為廣泛,一般選用內(nèi)皮、肝癌、成纖維等細(xì)胞暴露在H2O2或者過氧化脂質(zhì)中,構(gòu)建氧化損傷細(xì)胞模型,再加入待測物質(zhì),檢測其抑制細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)的效果。
2.體內(nèi)抗氧化能力評價方法(動物模型法)。就目前來看,體內(nèi)抗氧化損傷研究中,使用動物模型法的頻率往往高于人體試驗法,常用動物模型一般為模式生物,如小鼠、大鼠、果蠅及秀麗隱桿線蟲。
(1)果蠅抗氧化損傷活性評價。果蠅作為生命科學(xué)研究的模式生物,常被用于抗氧化實驗研究。一般通過紫外線照射或者鄰苯二甲酸二辛酯(DEHP)處理來構(gòu)建果蠅氧化損傷模型,給果蠅飼喂不同劑量的天然產(chǎn)物提取物,再通過相關(guān)指標(biāo)如果蠅的壽命、體內(nèi)CAT、SOD等抗氧化酶類、ROS及丙二醛(MAD)等的含量來進行抗氧化活性評價。同時,可以挑選部分基因突變的果蠅構(gòu)建模型進行氧化應(yīng)激能力測定,進行體內(nèi)抗氧化損傷分子機制的研究。
(2)秀麗隱桿線蟲抗氧化損傷活性評價。秀麗隱桿線蟲是研究衰老和壽命的首推模式動物,氧化損傷的積累一般會導(dǎo)致衰老從而影響壽命,因此其也成為體內(nèi)抗氧化能力評價的重要動物模型。一般采取雙氧水、百草枯、紫外線或者高溫處理構(gòu)建線蟲的氧化損傷模型,給藥處理后進行指標(biāo)檢測。表型指標(biāo)一般為壽命、生殖能力、脂褐素含量、頭部擺動頻率和身體彎曲頻率等;生化方面一般檢測體內(nèi)抗氧化性酶T-SOD和SOD的活性;分子水平方面可以檢測與線蟲壽命分子機制相關(guān)的Insulin/IGF-1信號途徑關(guān)鍵基因daf-2、daf-16、tub-1、skn-1、sod-3的表達活性。
(3)大鼠、小鼠抗氧化損傷活性評價。目前常用的大鼠或者小鼠抗氧化損傷模型有自然衰老模型、D-半乳糖模型、輻射模型、溴代苯模型等。常測定的指標(biāo)為SOD、GSH-PX和CAT等抗氧化酶類的活性以及MDA等誘導(dǎo)過氧化物質(zhì)的含量,通過實驗組和空白組的對照,從而評價受試物在生物體內(nèi)的抗氧化效果。該動物模型的實驗周期長,檢測指標(biāo)多且復(fù)雜,一般建議適用于經(jīng)體外篩選后的活性化合物的氧化性活性評價。
三、茶類提取物抗氧化
損傷效果和機制研究進展
在對六大茶類提取物進行抗氧化損傷效果的研究過程中,不同團隊選取的研究對象常為一種或者多種有地域代表特色的具體品種的茶類提取物(綠茶、紅茶類研究較多,黃茶類研究相對較少)。早期的實驗一般采用體外化學(xué)法進行評價,生物相關(guān)性較差。近些年,體外細(xì)胞法、體內(nèi)動物模型或者體內(nèi)外實驗結(jié)合的研究方法逐漸增多,這有利于茶類提取物抗氧化損傷效果的全面真實評價及分子機制的探究。
大量研究都表明,六大茶類提取物均具有不同程度的抗氧化能力,但不同品種的茶類提取物活性成分存在差異,且由于采用的評價方式不同,結(jié)果在細(xì)節(jié)上也會存在差異。但是一般認(rèn)為,茶多酚的含量與體外抗氧化能力成正相關(guān),而未發(fā)酵茶中綠茶的茶多酚含量較高,總還原能力往往最優(yōu)。在以大鼠和小鼠為體內(nèi)實驗?zāi)P偷难芯恐?,綠茶和紅茶能預(yù)防出血性腦卒中誘導(dǎo)的大鼠運動缺陷和紋狀體氧化損傷;綠茶對馬拉硫磷誘導(dǎo)的大鼠睪丸氧化損傷有保護作用,證實了雷公藤多苷片對馬拉硫磷所致不育患者氧化應(yīng)激和睪丸組織損傷的改善作用;白茶多酚里面含有隱綠原酸等6種活性物質(zhì),能夠有效改善由D-半乳糖誘導(dǎo)的小鼠腎損傷;生普洱茶中的多酚能夠通過抗氧化效果、抗炎及增強胃黏膜保護因子,對小鼠酒精性胃損傷有一定抑制作用;Wang Pu等人利用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞和糖尿病小鼠探究霍山大葉黃茶提取物正丁醇部位( HLYTBE )對血管內(nèi)皮損傷的影響,結(jié)果表明HLYTBE通過AMPK/mTOR通路上調(diào)自噬和抑制氧化應(yīng)激保護血管內(nèi)皮。
另外,童杰文等人研究表明紅茶和綠茶能夠改善紫外線輻射應(yīng)激后的秀麗隱桿線蟲的身體狀況,并且認(rèn)為紅茶能夠上調(diào)與生殖和應(yīng)激通路相關(guān)的基因來發(fā)揮抗氧化損傷作用;張少維等研究表明,烏龍茶提取物能提高線蟲抵抗慢性氧化應(yīng)激能力,并通過DAF-16信號通路顯著提高線蟲的存活率,延長壽命。馮雪等以果蠅為模型研究了黃芩葉茶的抗氧化損傷能力,發(fā)現(xiàn)其能延長果蠅壽命,通過調(diào)控氨基酸代謝和能量代謝等不同代謝途徑,可改善機體代謝紊亂從而延緩機體衰老。人體實驗法的研究相對較少,但也有團隊近期報道紅茶和綠茶對吸煙女性的DNA氧化損傷和脂質(zhì)損傷有一定緩解,但是對男性吸煙群體作用并不明顯,具體的機制還未闡明。
綜上,大量的體外化學(xué)實驗證實了不同品種的茶類提取物都具有較好的抗氧化能力,在不同的動物模型及人體實驗中也得到了證實,這充分說明適當(dāng)飲茶能夠起到抗氧化損傷、延緩衰老的保健功能。
目前,綠茶及紅茶提取物在動物模型里的抗氧化損傷分子機制研究較為成熟,其他茶類研究相對較少。在評估抗氧化損傷能力時,常采用茶類提取物混合液作為檢測對象,難以評估具體每種物質(zhì)的作用度;或者針對茶多酚類物質(zhì)進行單獨評估,而忽略了其他微量成分的協(xié)同能力。這些不足都應(yīng)該是后續(xù)研究中亟待解決的問題。
基金項目:湖南省教育廳一般項目——三種白茶的體內(nèi)抗氧化損傷效果與機制研究(18C0812)。