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陳宗懋:飲茶與人體神經退行性疾病

來源:中國茶葉 編輯:iShuocha   2019-07-26 15:50:43

陳宗懋:飲茶與人體神經退行性疾病

新世紀以來,許多國家都進入老齡化社會。阿爾茨海默病(又名老年性癡呆,Alzheimer'sdisease)、帕金森氏病(Parkinson'sdisease)等神經退行性疾病的發病率很高。

老年性癡呆是神經退行性疾病中最普遍的一種。全球2018年約有5000萬人患老年性癡呆,據估計到2050年世界老年性癡呆的人數將達1.52億。中國擁有世界上數量最大的老年性癡呆患者群體。老年性癡呆的主要特征是在認知和行動上受損傷,同時出現腦部蛋白質異常的積累和β-淀粉樣肽在細胞外的積累,結果出現氧化損傷、炎癥、突觸功能紊亂、神經細胞死亡以及細胞外鈣水平增加。

帕金森氏病是僅次于阿爾茨海默病的一種神經退行性疾病。它的特征是患者對運動控制的不正常和肌肉僵硬。帕金森氏病在人群中的發生比例約為0.3%,在60歲以上的人群中發病率約為1%。

這類神經退行性疾病最明顯的病理學癥狀是在死亡的神經元頂部和周圍的小神經膠質細胞中有鐵元素的異常積累。鐵元素積累會使有害的活性氧基團的形成增加,以及使大腦神經元受β-淀粉樣肽集聚毒害而死亡,從而出現記憶力衰退以及老年癡呆癥狀。老年性癡呆癥的遺傳力高達79%。神經退行性疾病由于是由多種因子引起的疾病,所以預防和治療具有較大的難度。這類疾病發生的關鍵部位是在人的腦部,因此治療的藥物必須具有穿透血-腦屏障的能力,同時具有強的抗氧化活性和能與腦部鐵離子螯合的能力。

將神經退行性疾病和茶葉相聯系是在21世紀初。2001年英國Newcastle大學的科學家最早報道了飲茶具有改善記憶功能的功效。近20年來美國、以色列、英國、日本和中國等國連續進行了大量流行性調查、發病機理、預防和防治的研究。在2010年的老年性癡呆病國際會議上,發布了對4809名65歲以上的老年人進行飲茶數量和老年性癡呆發病率的調查結果。每月喝茶5~10次、每周1~4次和每周5次以上3個組的受試人群,老年性癡呆的發病率分別降低20%、43%和31%。以色列的研究表明,每天喝茶超過3杯的老年人出現帕金森氏病癥狀的年齡比不喝茶的老年人要晚7.7年。新加坡的研究報道,連續10年每天喝茶3杯的老年人發生帕金森氏病的風險性比不喝茶的人群要低28%,比每天喝3杯咖啡的人群低22%。2002年在美國發表的一個飲茶與帕金森氏病間的流行性調查表明,每天喝茶2杯以上,可以使帕金森氏病發生的危險性下降28%~60%。

飲茶對神經退行性疾病的功效及其作用的機理表現如下。

一、飲茶有益于提高認知和記憶力

神經退行性疾病的患者都具有記憶衰退和認知功能下降的癥狀。飲茶有益于老年人的認知。大量的研究表明,茶葉含有的茶氨酸和兒茶素具有神經保護效應,因而具有降低老年人認知機能下降癥發生比例的功能。日本對仙臺市1003名高齡老人的調查結果表明,每天喝1杯綠茶的老年人患有認知機能下降癥的人數比不喝茶的降低38%,每天喝2杯綠茶的老年人患有認知機能下降癥的比不喝茶的降低54%,紅茶和烏龍茶的效果稍差于綠茶,下降效果分別為40%和13%。有研究認為,綠茶中的兒茶素類化合物和茶氨酸具有神經保護作用,對血管和腦功能產生有益的影響。除茶葉外,攝入一些富含黃烷醇類化合物的食品,如藍莓、葡萄、可可、草莓等,都具有促進神經元再生、改善和提高人腦記憶和認知功能的功效。綠茶中EGCG具有明顯提高人腦前部和中央部α,β和θ波的活性,以及降低神經緊張和提高鎮靜度的作用。綠茶和紅茶提取物具有提高乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶的作用,這兩種酶是一種神經遞質,可以維持神經系統的正常傳導,因此綠茶和紅茶提取物通過這兩種酶的抑制作用可以提高人腦的記憶力和認知力。

陳宗懋:飲茶與人體神經退行性疾病

二、茶葉預防神經退行性疾病的機理

1、抗氧化活性

老年人的神經退行性疾病的關鍵是在腦部。腦部對氧非常敏感,易遭受氧化攻擊,需要有相當于單位質量20%的氧以保證其進行正常的生理活動。患老年性癡呆的老年人通常出現腦部脂質、蛋白質和核酸受氧化損傷的早期病理學特征。在神經退行性疾病患者的腦部通常有2倍或更多的氧化的蛋白質積累,這也是認知減退的病理學特征。茶葉中的多酚類化合物是一類具有很強抗氧化活性的化合物,尤其是酯型兒茶素EGCG。這類兒茶素還對人體內抗氧化劑保護酶,如超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)具有調節作用。據日本科學家研究表明,長期攝入含有兒茶素類化合物的綠茶后,一方面可以增強抗氧化酶類的活性,另一方面可以對β-淀粉樣肽的產生發揮抑制作用和提高海馬神經的形成。關于茶葉抗氧化作用與人體神經退行性疾病間的關系在近15年才開始關注,這些研究證明了對腦神經細胞的保護是從抗氧化開始的。

2、腦組織中鐵元素的消除

人體腦組織的抗氧化活性與其他組織相比相對較弱,而腦組織某些部位的鐵元素隨著年齡的增長逐漸積累。鐵元素的負面作用是增加和促進有毒的活性氧基團的產生,還可以誘使β-淀粉樣肽和合核素的集聚以誘導神經退行性疾病的發生,所以對神經退行性疾病的預防和治療的關鍵是要減少腦部鐵元素的積累。要達到這個目的,首先要解決用以治療的化合物是否能通過血-腦屏障(Blood-BrainBarrier,BBB)進入人體腦組織,并與腦中的鐵元素進行螯合和移除。近10年來,國內外大量研究表明,茶葉中的兒茶素類化合物可以由血液通過血-腦屏障而進入腦組織,與鐵、銅和鋅離子螯合并將其移除,同時對β-淀粉樣肽的形成產生抑制作用,因而對老年性癡呆和帕金森氏病具有治療效果。日本研究大鼠口服500mg/kgEGCG1h后,大鼠血液中EGCG濃度達12.3nmol/mL,腦中EGCG濃度為0.5nmol/g。有研究報道,茶葉中的沒食子酸具有很強的活體外的BBB滲透,滲透率達6.5%,EGCG和EGC的滲透率低于沒食子酸,為2.8%和3.4%(0.5h)。飲用2杯綠茶后,人體血液中的EGCG濃度可達0.2mol/L,這樣1h中從血液中進入腦軟組織的EGCG濃度將達到0.01mol/L。飲入更多的綠茶可使腦組織中的EGCG濃度提高。腦組織中保持低濃度的EGCG對其健康至關重要。

Unno等根據BBB模型的結果,計算得出人體在飲用1~2杯綠茶后腦中的EGCG濃度約為0.01mol/L。在研究中還發現除了與腦組織中的鐵等金屬離子螯合外,兒茶素類化合物還可以加強神經生長因子(Nervegrowthfactor,NGF)對神經突的生長作用。NGF及其受體具有保護受損傷的神經細胞的作用,即使在很低的濃度下(0.1mol/L),也可以發揮這種功能。飲茶后血液中EGCG的濃度約為攝入量的0.1%左右,而在腦組織中的濃度約為0.05mol/L。韓國在活體外生物模擬及在細胞培養系統中研究綠茶提取物中GCG和±CG兩種兒茶素化合物在濃度為50、100、250μg/mL時,從胃腸道最終到腦的滲透率,GCG的滲透率分別為55.85%±0.06%、28.49%±0.05%和13.32%±0.04%,CG的滲透率分別為30.41%±0.31%、17.11%±0.09%和10.71%±0.11%。

Ferruzzi等曾用葡萄種子中的多酚類提取物喂飼實驗小鼠,發現1次喂飼在腦組織中未檢測到多酚類物質,但如果連續喂飼,在腦中可檢測到(0.29±0.046)ng/g和(0.576±0.221)ng/g的EC和C兒茶素類化合物。

日本最新的研究表明,茶葉中的EGCG在動物體內會水解成EGC和沒食子酸。EGC會進一步代謝成表沒食子兒茶素5-(3',5'-二羥苯基)-γ-戊內酯(EGC-M5)及其結合態(圖1)。據研究,EGCG、EGC、EGC-M5和沒食子酸4種茶葉中多酚類化合物及其代謝物在動物體內可進入腦組織。它們在腦中的滲透系數以沒食子酸和EGC-M5兩種最高。EGC-M5的滲透系數為(12.45±0.45)×10-6cm/s,沒食子酸為(21.97±1.92)×10-6cm/s。EGC-M5的分子大小比EGCG小,所以其通過血-腦屏障時的滲透率也比EGCG和EGC要高。EGC-M5在血中的含量大約為0.2%。因此,在喂飼EGCG或EGC后小鼠腦中的脂質過氧化水平明顯低于對照小鼠。

陳宗懋:飲茶與人體神經退行性疾病

與人體神經退行性疾病的預防有關的幾種茶葉中的兒茶素類化合物及其糖甙結合物(synuclein)

注:EGCG,表沒食子兒茶素沒食子酸酯;EGC,表沒食子兒茶素;EGC-M5,表沒食子兒茶素5-(3',5'-二羥苯基)-γ-戊內酯;EGC-M5-GlcUA、EGC-M5-Sul,EGC-M5的糖甙結合物;GA,沒食子酸;Pyrogallol,焦沒食子酚;PG-GlcUA,焦沒食子酚的糖甙結合物。

3、抑制有毒的β-淀粉樣肽和α-突觸核蛋白(synuclein)原纖維的形成

在老年性癡呆的病原中,β-淀粉樣肽的有害影響是一個重要的方面。加拿大和美國的聯合研究表明,綠茶和紅茶的提取物(5~25g/mL)對β-淀粉樣肽的毒性具有神經保護作用。綠茶提取物的50%抑制濃度為6.7~22.0mol/L,有效應用劑量為5~10g/mL,最高的效果出現在25g/mL。在不同的提取物中,酯型兒茶素具有較強的神經保護效應,只有茶黃烷-3-醇沒食子酸酯(ECG、EGCG)和沒食子酸可以抑制由β-淀粉樣肽引起的凋亡作用。在上述3種提取物中EGCG的效果最好。EGCG和沒食子酸可以抑制β-淀粉樣肽的積聚和由淀粉樣肽衍生的神經毒素配體。哥倫比亞和阿根廷的聯合研究證明,EGCG具有減弱淀粉樣肽途徑,減少β-淀粉樣肽聚集,最終減少老年性癡呆患者的神經細胞死亡。研究者還提出可以應用這種天然功能性材料來預防神經退行性疾病。此外,EGCG可通過促進α-促分泌酶使淀粉樣蛋白前體裂解,減少β-淀粉樣肽的積聚。(來源:中國茶葉;作者:陳宗) 

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