茶葉功能成分的健康作用研究新進展

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

摘要：茶葉有效成分的健康功能一直是國際茶葉科學研究的熱點。文章系統(tǒng)綜述了國際上近年來（尤其是近5年來）關于茶葉主要功能成分的生物活性及其作用機制的研究進展，重點闡述了兒茶素、茶黃素、茶氨酸、茶多糖、咖啡堿及兒茶素衍生物的健康功能研究成果，旨在為以茶的健康屬性驅動市場消費及茶葉功能成分利用提供新的科學依據。

關鍵詞：茶葉功能成分;生物活性;健康屬性;作用機制

New Progress in Health Benefits of

Functional Components of Tea

LIU Zhonghua， HUANG Jian'an， GONG Yushun， ZHANG Sheng， LI Qin， XIONG Ligui，

CAI Shuxian， LIN Yong， ZHU Mingzhi， LIU Changwei

Hu'nan Agricultural University， Changsha 410128， China

Abstract： The health benefits of active components of tea have always been the focus of international tea scientific

research. This paper systematically summarized the international research progress on the biological activities of the

main functional components of tea and their relative mechanism in recent years （especially in the past 5 years）. The

research achievements on the health benefits of functional components including catechin， theaflavins， theanine， tea

polysaccharide， caffeine and catechin derivatives were expounded to provide a new scientific foundation for driving

tea consumption and utilization of functional components of tea based on the health properties.

Keywords： functional components of tea， biological activity， health property， mechanism of action

茶是全世界公認的天然健康飲料，茶與健康一直是國際茶葉科學研究的熱點。近年來，隨著現(xiàn)代分子生物學、細胞生物學研究手段的快速升級及茶學專家與醫(yī)學、藥學、營養(yǎng)學專家的協(xié)同創(chuàng)新，國內外研究者從細胞生物學和分子生物學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、調節(jié)糖脂代謝、減肥、調節(jié)腸道菌群、調節(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，研究者們日益關注兒茶素衍生產物（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依據，有效驅動了全球范圍內的茶葉健康消費;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，為茶葉產業(yè)深加工向大健康產業(yè)跨越與延伸提供了重要的科學支撐。

一、兒茶素類的健康功能研究進展

兒茶素屬黃烷醇類物質，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，兒茶素也表現(xiàn)出促氧化作用。氧化應激與衰老及與衰老相關的疾病有關。EGCG可改善與氧化應激相關的疾病，研究表明EGCG通過降低輻射誘導的ROS水平，提高受致死輻射小鼠的存活時間，減輕腸道損傷[1]。

各種生理過程都伴隨著細胞衰老，盡管衰老在生物體中起著保護作用，但衰老過程中衰老細胞的積累可增強腫瘤細胞增殖和轉移導致癌癥發(fā)生。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，并削弱EGCG對延長壽命的有效性[2]。以大鼠為模型的試驗表明，EGCG可通過促進脂質代謝、減輕炎癥、抵抗氧化損傷以延長高脂飲食大鼠壽命[3]。G3BP1（RasGAP SH3-binding protein 1）可被視為改變衰老細胞行為以對抗年齡相關疾病的潛在藥物靶標，衰老和腫瘤生長的體外和體內模型研究表明，G3BP1的缺失不會阻止細胞衰老，但會影響衰老相關分泌表型（Senescent-associated secretory phenotype，SASP）的表達，缺失SASP的衰老細胞會抑制衰老介導的體外癌細胞生長和體內腫瘤生長，EGCG可作用于G3BP1介導SASP的表達和分泌，因此，G3BP1可作為兒茶素抗衰老作用的關鍵靶點[4-5]。

此外，G3BP1對環(huán)鳥苷酸-腺苷酸合成酶（Cyclic GMP-AMP synthase，cGAS）的有效激活至關重要。先天免疫系統(tǒng)通過模式識別受體（Pattern-recognition receptors，PRR）感知危險信號，cGAS是一種關鍵的PRR，cGAS激活會誘導自身免疫系統(tǒng)反應。EGCG抑制G3BP1-cGAS復合物產生從而抑制cGAS激活，是治療cGAS相關自身免疫性疾病的潛在化合物[5]。兒茶素的攝入可抑制小鼠與年齡相關的認知功能障礙[6]，EGCG可通過維護腦神經能量穩(wěn)態(tài)起到神經保護的作用[7]。

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可誘導癌細胞的凋亡。通過表面等離子共振（Surface plasmon resonance，SPR）、核磁共振（Nuclear magnetic resonance，NMR）和原子模擬（Atomistic simulations）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末端結構域結合，擾亂p53-MDM2（Murine double minute 2）結合，阻滯MDM2對p53的泛素化降解。p53具有阻止癌細胞生長、激活DNA修復、誘導癌細胞凋亡等作用，p53的水平會隨著與EGCG的直接相互作用而增加，進而促進p53發(fā)揮抗癌功能[8]。

3. 兒茶素的抗病毒作用

由病毒引起的傳染病嚴重威脅著人類的健康，有效的抗病毒藥物對預防病毒感染引起的疾病至關重要。根據已有報道可知，綠茶中的兒茶素尤其是EGCG表現(xiàn)出抗DNA和RNA病毒的活性[9]。Xu等[10]對綠茶中兒茶素在抗原表達水平上的抗乙型肝炎病毒（Hepatitis bvirus，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，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。Zhao等[11]研究結果表明，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展

茶黃素（Theaflavins，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量指標，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激、抗腫瘤、調節(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)生會導致細胞凋亡和組織損傷，茶黃素能有效緩解不良因素所引起的炎癥反應[12]。茶黃素通過調節(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）誘導的小鼠結腸炎[13]。研究發(fā)現(xiàn)，茶黃素TF-3-G單體能夠延緩丘腦神經干細胞的衰老，并改善相關病理。通過調節(jié)Keap1/Nrf2/HO-1軸，茶黃素可以改善小鼠軟骨細胞代謝平衡，保護軟骨細胞免受凋亡和衰老，改善小鼠骨關節(jié)炎[14]。

2. 茶黃素的延緩衰老作用

茶黃素還能調節(jié)免疫缺損（Imd）蛋白表達，調節(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的造血損傷，抵抗輻照導致的機體氧化應激與衰老[15]。同時，茶黃素TFDG單體能抑制鈦顆粒誘導的骨溶解并防止骨破壞[16]，從而保護骨骼健康。

保障肌肉健康是維持人體生命質量、抵抗慢性疾病的重要手段。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，它能夠誘導成肌因子的釋放，加速成肌分化，提升肌細胞的融合指數、成熟肌管數量和肌管發(fā)育程度，延緩肌肉衰老[17]。同時，茶黃素能夠特異性引起肌管鈣離子內流、激活骨骼肌相關通路，從而調節(jié)骨骼肌的糖吸收，促進骨骼肌線粒體豐度與慢肌纖維形成[18]。

3. 茶黃素的調節(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的膽固醇、低密度脂肪和甘油三酯的積累，從而有效預防高脂飲食大鼠肥胖[19];在細胞研究中，TFDG單體可減少肝細胞中的脂滴積累，減輕肝臟脂質沉積，降低脂肪肝的風險[20]，TFDG還能改變3T3-L1脂肪細胞中能量代謝，增加脂肪消耗，降低脂肪積累[21]。茶黃素可顯著降低糖尿病大鼠的氧化應激水平，抑制糖代謝關鍵酶活性，使大鼠血糖趨于正常水平，具有潛在的抗糖尿病作用[22]。

4. 茶黃素的預防心腦血管疾病作用

茶黃素可有效預防心腦血管疾病，并通過多種機制發(fā)揮作用[23]。茶黃素能夠顯著提高血管內皮細胞活力，降低胞內活性氧自由基（ROS）水平，提高酶活，有效抑制H2O2誘導的血管內皮細胞氧化應激損傷[24]。茶黃素還能降低心肌自噬蛋白的表達，抑制心肌自噬，保護心肌細胞免受由高葡萄糖所引起的脂毒性和再灌注損傷[25]。

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生，抑制變異鏈球菌繁殖，具有較好的抗齲能力[26]。計算機分子對接發(fā)現(xiàn)，TFDG具有能夠與COVID-19結合的靶標對接位點，可抑制SARS-CoV-2病毒活性[27]，存在潛在預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細胞增殖并誘導其凋亡[28]。

三、茶氨酸的健康功能研究進展

茶氨酸的神經保護作用，特別是在提升認知水平、緩解焦慮、提高睡眠質量、改善抑郁癥狀等“精神健康”方面，逐漸得到證實。因此，茶氨酸被部分學者稱作“幸福氨基酸”。

1. 茶氨酸的神經保護作用

動物實驗結果顯示，茶氨酸可觸發(fā)抑郁小鼠的抗抑郁和抗氧化活性效應。100 mg/（kg·d） L-茶氨酸可有效修復輕度應激雄性大鼠的結腸組織損傷，改善大鼠抑郁行為及功能異常作用;另有研究表明，參試者服用200 mg L-茶氨酸40 min后，額葉和枕葉的大腦α波增加，焦慮癥狀得到有效緩解。通過雙盲、隨機對照研究發(fā)現(xiàn)，L-茶氨酸能有效影響50 ～ 69歲參試者的認知功能;通過對30名健康個體的隨機對照實驗發(fā)現(xiàn)，服用L-茶氨酸（200 mg/d）4周后能夠通過抗焦慮作用來改善睡眠質量問題。

相比單獨攝入茶氨酸，“茶氨酸復合配方”尤其是茶氨酸和咖啡堿的協(xié)同作用，在促進“精神健康”方面更為顯著。在對27名受試者進行茶氨酸（100 mg）和咖啡堿（50 mg）聯(lián)合干預實驗發(fā)現(xiàn)，受試者的認知水平顯著提升[29]。

2. 茶氨酸的延緩衰老作用

在抗衰老模式生物秀麗線蟲中，茶氨酸從成蟲期干預可以使其平均壽命和最大壽命分別延長約3.6%和3.2%[30]。在熱應激和氧化應激條件下，茶氨酸（100 mg/mL）顯著提高了線蟲的平均壽命，2種條件下分別提高了12.8%和21.3%。茶氨酸可降低空間隔離狀態(tài)下雄性小鼠大腦皮層氧化損傷水平，提高其存活率。在強制活動空間環(huán)境下，茶氨酸（6 mg/kg）可有效改善速衰小鼠的腦萎縮程度，并維持正常衰老小鼠的腦容積。因此，茶氨酸對延緩衰老及預防老年性疾病也具有積極的作用。

3. 茶氨酸的免疫調節(jié)作用

據《美國科學院學報》報道，茶氨酸具有提高機體免疫功能和抗感染能力[29]?；饢|曉等[30]發(fā)現(xiàn)L-茶氨酸抑制細胞因子調節(jié)免疫細胞，緩解炎癥反應。適宜劑量L-茶氨酸（200 mg/kg）可通過改善腸道發(fā)育和健康來調節(jié)免疫作用，對肉仔雞的生長性能產生有益影響[31]。服用茶氨酸復合制劑可增強人（23.3 mg/kg，口服）和小鼠（120 ～ 700 mg/kg，灌胃）細胞免疫和體液免疫功能。在SD雄性大鼠干預實驗發(fā)現(xiàn)，L-茶氨酸（600 mg/（kg·d））能夠促進腸道絨毛增長，隱窩加深，緩解腸毒素大腸桿菌（E44813）對腸道應激影響[32-33]。在體外研究發(fā)現(xiàn)，茶氨酸可通過提高免疫能力抑制小鼠肝癌細胞增殖。

4. 茶氨酸的代謝調節(jié)作用

茶氨酸在動物和人體中還具有顯著的抗應激和調節(jié)代謝作用。灌胃干預2周后，L-茶氨酸（50 mg/kg）可以通過下調大鼠小腸中相關基因的表達，抑制葡萄糖、氮的吸收和胰島素的分泌，改善葡萄糖耐量和胰島素敏感性，降低乙胺水平和Ⅱ型糖尿病的發(fā)病風險。此外，茶氨酸還能通過增強谷胱甘肽（GSH）及其相關酶抗氧化系統(tǒng)提高對阿霉素（DOX）致大鼠腎毒性的保護作用[34]。茶氨酸（200 ～ 500 μmol/L）能夠有效緩解高劑量EGCG（1 000 μmol/L）對秀麗線蟲壽命的健康損害[35]。

四、兒茶素衍生物的健康功能研究進展

近年來，兒茶素衍生物作為一種新型茶葉功能成分，其生物活性越發(fā)受到研究者們的關注，相關研究主要聚焦在聚酯型兒茶素、兒茶素氧化多聚體（線粒體激活因子）、甲基化兒茶素、兒茶素與茶氨酸的縮合產物的健康作用等方面。

1. 聚酯型兒茶素類

聚酯型兒茶素（Theasinensins，TSs）是茶葉鮮葉中的兒茶素類組分在發(fā)酵過程中氧化聚合生成的一類兒茶素二聚體，雖然TSs中兒茶素結構的聚合形式與茶黃素類（TFs）有所不同，但針對其健康功能方面的研究表明，TSs在抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌、降脂減肥等方面均表現(xiàn)出與TFs相似的功能[36]。同時，有研究發(fā)現(xiàn)TSs對α-葡萄糖苷酶的活性有顯著的抑制作用，表明TSs可能會在一定程度上影響機體的糖類代謝從而達到降低血糖的功效[37]。

除了這些研究較多的功能之外，另有研究表明TSs可以通過抑制肝星狀細胞的激活減少肝臟的纖維化，從而緩解四氯化碳誘導的小鼠肝損傷，起到保護肝臟的作用[38]。另有研究表明，TSs可在減少細胞中黑色素生成的同時抑制色素沉淀[39]，這類功能的發(fā)現(xiàn)使TSs與TFs一樣可作為天然的添加劑用于開發(fā)新型護膚品。目前，新冠肺炎疫情備受關注，最新體外實驗研究表明，TSs對SARS-CoV-2病毒有明顯的抑制效果[40-42]，因此，經常飲用含有TSs的發(fā)酵茶類可能對預防新冠肺炎有幫助。

2. 兒茶素氧化多聚體（線粒體激活因子）

2007年，Kikuchi等[43]從發(fā)酵茶類（紅茶、烏龍茶）中分離出了一類多酚物質，因其可以提高線粒體膜電位而將其命名為線粒體激活因子（Mitochondrial activation factors，MAFs）。后續(xù)研究表明，MAFs也是一類兒茶素氧化聚合產物，可能由茶黃素或聚酯型兒茶素進一步氧化聚合生成。MAFs是首個被報道的可以激活細胞線粒體呼吸的化合物，因此，其與能量代謝相關的功能備受研究人員關注。進一步的體內實驗表明，MAFs可以根據參與運動的種類不同表達不同的功能，對小鼠骨骼肌能量代謝產生不同的影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，MAFs的攝入與耐力訓練相結合可以提高小鼠耐力訓練的效果，增強小鼠骨骼肌的運動耐力[44]。另一項研究表明，攝入富含MAFs的紅茶提取物的小鼠在抗阻力訓練中的訓練效果也有所增加，相同的肌肉負荷下，MAFs可以促進小鼠肌肉組織的增大，達到更好的增肌效果[45]。最近的一項相關研究發(fā)現(xiàn)，MAFs雖然無法防止廢用（如長期臥床、失重等）引起的肌肉萎縮，但可以輔助這類肌肉萎縮癥狀的恢復，在一定程度上增加肌肉質量，緩解肌肉萎縮[46]。這些研究都表明，MAFs的膳食干預有著輔助增加骨骼肌質量的功能，因此，這類物質或許可以通過開發(fā)新型功能產品來輔助提高運動效果或者緩解肌肉萎縮，但在此之前仍需要進一步的研究來闡明其作用的具體機制。

3. 甲基化兒茶素類

甲基化兒茶素是一類兒茶素類化合物，主要有EGCG3"Me、EGCG"Me、ECG3"Me、ECG4"Me 等。前期的臨床和細胞試驗均表明，甲基化兒茶素可有效提高兒茶素的穩(wěn)定性和生物利用率，具有比母本化合物更強的生物活性。

甲基化兒茶素生物活性主要包括抗過敏、抗氧化、抗炎、降脂減肥、降血壓及預防心血管疾病等[47]。根據體內外實驗研究證明，甲基化兒茶素抗過敏效果顯著，其作用機制主要包括3個方面：（1）阻隔產生過敏反應的主要受體免疫球蛋白E（IgE）;（2）抑制IgE受體FcεRI的表達，從而抑制嗜堿細胞釋放組織胺，與抗過敏藥物藥效相同，EGCG3"Me在各種兒茶素及衍生物中抗過敏作用最好;（3）抑制多種肥大細胞蛋白激酶的活性。

此外，研究表明EGCG3"Me具有顯著的調節(jié)代謝作用。一方面，通過增加有益微生物種群和影響氨基酸生物合成、雙組分系統(tǒng)和ABC轉運蛋白等代謝途徑，對腸道微生態(tài)產生良好的影響，維護宿主健康的同時改善高脂飲食所致的腸道菌群失調[48-49];另一方面，EGCG3"Me對體外胰腺α-淀粉酶活性、前脂肪細胞的增殖和分化具有抑制作用，可減少脂肪生成和脂質沉積[50-51]。該研究還證明，EGCG3"Me的抗肥胖活性優(yōu)于EGCG，顯示出較低的細胞毒性[50]。EGCG3"Me對血管緊張素轉換酶（ACE）活性有較強的抑制作用，且吸收率高，在血液中穩(wěn)定性好，有助于預防高血壓[52]。EGCG3"Me在老鼠腫瘤細胞中具有強抗氧化性和抗細胞毒素能力，且這種能力約為EGCG的1.5倍。趙新等[53]的研究也證實，甲基化EGCG可能通過下調Cyclin E、Bcl-2、Bcl-xL的表達，使胃癌SGC 7901細胞的增殖和凋亡之間達到平衡，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。

4. 兒茶素與茶氨酸的縮合產物

茶葉中發(fā)現(xiàn)的N-乙基-2-吡咯烷酮取代的化合物

（N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ol，

EPSF）成分是一類在兒茶素的C-8位或者C-6位進行N-乙基-2-吡咯烷酮取代的化合物，由茶葉中的兒茶素成分（EGCG、ECG、EGC、EC、C、GC等）與茶氨酸等游離氨基酸反應生成[54]。

最早是在黑茶中發(fā)現(xiàn)了8種EPSF類化合物[55]，其對過氧化氫誘導的人微血管內皮細胞損傷具有良好的保護作用，活性優(yōu)于EGCG等兒茶素成分[56]。之后在不同年份白茶中也發(fā)現(xiàn)了4 ～ 8種EPSF類成分[57]。EPSF對乙酰膽堿酯酶和中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白有強抑制作用，可以改善阿爾茨海默癥患者的膽堿功能，并緩解神經性紊亂癥狀，抑制細胞凋亡誘導血管生成[58]。此外，在黃大茶中也發(fā)現(xiàn)了11種EPSF類的標志化合物[59]，這些化合物在體外抑制α-葡萄糖苷酶和氧化損傷的形成[60]。體內實驗結構表明，EPSF對患有糖尿病的ApoE（-/-）小鼠具有治療作用[61]，對早衰型SAMP8小鼠的神經退行性疾病具有顯著抑制作用[62]。在細胞實驗中，EPSF通過抑制NF-кB信號通路活化發(fā)揮抗炎作用，對脂多糖誘導的RAW264.7巨噬細胞具有較強抗炎活性，活性優(yōu)于EGCG和茶氨酸[63]。

五、咖啡堿和苦茶堿的健康功能研究進展

目前，已發(fā)現(xiàn)的含咖啡堿的植物中，茶樹嫩枝葉中咖啡堿含量最高，占干重的2% ～ 4%。咖啡堿的生物合成核心途徑是以黃嘌呤核苷作為起始底物，并經過3步甲基化和1步核苷降解反應而最終合成。苦茶堿則是咖啡堿在氧化酶、甲基轉移酶的作用下進一步轉化形成[64]。

大量研究指出，咖啡堿對人體具有諸多生理功效?？Х葔A能刺激神經系統(tǒng)，增強學習和識別能力，提高瞬時記憶力，降低患神經退行性疾病的危險?？Х葔A刺激中樞神經系統(tǒng)主要作用于大腦皮層和海馬。咖啡堿可以降低富含膽固醇飲食引起的大鼠海馬組織β-淀粉樣蛋白水平的增加，展示了預防阿爾茨海默病的潛能[65]。咖啡堿對中樞神經系統(tǒng)的影響主要通過它對多巴胺和腺苷受體的調節(jié)。多巴胺D2受體和腺苷A2A 受體共存于神經元中?？Х葔A能夠抑制腺苷A2受體，促進多巴胺D2配體與D2受體的結合，從而增強多巴胺的神經傳遞，起到了神經刺激及保護作用[66]。

咖啡堿也是呼吸系統(tǒng)的刺激藥物，是治療早產嬰兒呼吸暫停的常用藥物之一[67]。在早產兒中，早期（預防性）使用咖啡堿可降低死亡率或支氣管肺發(fā)育不良（BPD）和動脈導管未閉（PDA）的發(fā)生率[68]。主要作用機制是抑制腦干中與呼吸相關的腺苷A1和A2A受體，提高每分鐘換氣量;加強膈肌活力，減少周期性呼吸;增加機體對動脈中O2和CO2水平的敏感度，削弱缺氧對呼吸的抑制作用?？Х葔A通過拮抗免疫細胞上的腺苷受體A2A，增加細胞因子的產生，促進T細胞增殖，增強抗腫瘤免疫力。咖啡堿的抗氧化特性對CCl4誘導的大鼠肝硬化及缺氧誘導的腎纖維細胞活化表現(xiàn)出抑制作用[69]。單獨攝入咖啡堿和結合運動都可降低大鼠血漿中炎癥標志物含量，顯示咖啡堿具有抗炎作用。咖啡堿還能夠預防心血管疾病[70]、降脂減肥[71]、改善高血壓及胰島素敏感性，而且咖啡堿和吡格列酮（PIO）聯(lián)合給藥能增強其抗糖尿病效果[72]，表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯（EGCG）和咖啡堿低劑量聯(lián)合使用具有顯著的抗肥胖協(xié)同作用[73]。此外，咖啡堿還具有利尿、增加肌肉耐力、抗疲勞[74]、緩解雄激素性脫發(fā)等功效[75]。但是，長期攝入過量的咖啡堿也會對人體產生一定的副作用，如依賴性、煩躁、失眠、頭疼等。

雖然苦茶堿與咖啡堿結構相似，但不同于咖啡堿引起中樞神經興奮，苦茶堿具有鎮(zhèn)靜安眠的作用，其發(fā)揮促睡眠作用可能主要是通過腺苷A1和A2A受體介導[76]?？嗖鑹A通過激活脂質代謝相關酶通路減少游離脂肪酸的合成和甘油三酯積累改善高脂飲食引起小鼠的肝損傷[77]，還能通過提高抗氧化酶的活性及基因表達水平，清除自由基和增強抗氧化能力，改善束縛應激誘導的肝損傷。此外，苦茶堿能通過逆轉上皮細胞向間充質轉變（EMT）過程來抑制乳腺癌細胞轉移[78]，還能通過TGF-β/SMAD途徑緩解弗氏不完全佐劑（FIA）誘導的慢性炎癥[79]。

六、茶多糖的健康功能研究進展

茶多糖（Tea polysaccharides）是茶葉中一類非常重要的生物活性大分子，主要以糖綴合物的形式存在，即與各種不同的單糖聚合后，又與蛋白質、糖醛酸等結合形成的復合物質。近年來發(fā)現(xiàn)，茶花中也富含多糖，即為茶花多糖（Tea flower polysaccharides），且茶花多糖與茶多糖結構類似[80]。相比于茶葉中多酚、兒茶素、茶氨酸、咖啡堿等小分子物質，茶多糖的健康功能研究較為滯后。日本的清水岑夫于1987年發(fā)現(xiàn)茶多糖是粗老茶治療糖尿病的主要功能成分后，茶多糖的功能研究才開始興起。近年來，腸道菌群的研究熱潮，帶動作為腸道菌群主要營養(yǎng)來源的多糖成為研究的熱點和重點，這極大地推動了茶多糖的研究[81]。大量研究表明，茶多糖具有降血糖、降脂減肥、調節(jié)免疫、改善腸道菌群等多種生物活性[82]。

1. 茶多糖的降血糖作用

降血糖活性作為茶多糖最重要的功效之一，目前研究得最多。茶多糖可通過抑制淀粉水解成葡萄糖，延遲其吸收和轉運，從而降低體內血糖。如Liu等[83]研究發(fā)現(xiàn)，茶多糖可顯著抑制α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶等淀粉消化酶的活性，從而阻止淀粉向葡萄糖轉化，并阻止二糖向單糖轉化。茶多糖對淀粉消化酶活性的抑制，不僅通過抑制底物-酶復合物的解離，還通過與底物競爭酶的活性位點或產生空間位阻，從而防止底物與酶結合[84]。動物研究表明，茶多糖可緩解機體胰島素抵抗，改善胰島素分泌和敏感性;且茶多糖改善糖尿病的功效與其調控cAMP-PKA和PI3K/Akt信號通路有關[85]。

2. 茶多糖的減肥作用

降脂減肥也是茶多糖的主要功效之一，近年來對茶多糖的降脂減肥功效及其機理進行了一些研究。Chen等[81]研究表明，茯磚茶多糖能顯著抑制飲食誘導的肥胖小鼠的體重增長，改善機體脂質代謝紊亂。Wu等[86]的研究也發(fā)現(xiàn)，烏龍茶多糖可通過調控脂質代謝通路促進肥胖大鼠減肥。機理研究表明，多糖可能通過減少食物攝取、抑制脂肪吸收與脂肪生成、抗氧化和抗炎等途徑發(fā)揮減肥功效[87]。

3. 茶多糖的免疫調節(jié)作用

免疫調節(jié)活性是天然多糖的主要功能之一，同時也是茶多糖的主要功能之一[82]。Chen等[88]研究表明，茯磚茶多糖可增強小鼠巨噬細胞的吞噬作用，促進TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子以及NO的分泌，從而增強小鼠的免疫功能。

4. 茶多糖的調節(jié)腸道菌群作用

茶多糖調節(jié)腸道菌群的活性也受到研究者廣泛關注。研究表明，茶多糖不能在胃和小腸中被消化和吸收，但能作為底物和碳源被大腸中的腸道微生物分解和利用。體外厭氧發(fā)酵試驗發(fā)現(xiàn)茶多糖可改善腸道菌群的組成和結構，并增加短鏈脂肪酸的含量[89]。動物試驗表明，茶多糖可改善肥胖大鼠紊亂的腸道菌群[81]。茶多糖的降血糖、降脂減肥、調節(jié)免疫等功效可能均與其腸道菌群調節(jié)功效以及增加腸道菌群代謝物——短鏈脂肪酸有關。

隨著現(xiàn)代分析技術進步和生命科學研究手段提升，未來將會有越來越多的新型茶葉功能成分被分離鑒定出來。當然，對于同一茶葉活性成分也將有更多的新功能被發(fā)掘。同時，隨著基因組學、蛋白質組學、代謝組學與化學物質組學等多組學研究方法的多維度應用，必將更清晰地揭示茶葉功能成分之間的多通路、多靶點協(xié)同或拮抗作用機制。這些研究成果將為飲茶保健和科學飲茶提供更豐富的理論依據，也將為茶葉功能成分在大健康產品研發(fā)中的合理利用提供科學依據。

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作者簡介：劉仲華，男，中國工程院院士，教授、博士生導師，主要從事茶葉深加工與功能成分利用、茶葉加工理論與技術、茶與健康研究，E-mail：zhonghua-liu@hunau.edu.cn。