茶多酚抗肥胖作用研究進展

何若菡，孫蕾蕾，王浩田，張藝欣，趙玉平*

（1. 煙臺大學(xué)生命科學(xué)院，山東 煙臺 264005；2. 天津農(nóng)學(xué)院，天津 300384）

肥胖是由遺傳因素、生活作息紊亂及不良飲食習(xí)慣等引起的能量失衡，導(dǎo)致體內(nèi)脂肪過度積累［1］。隨著人們生活水平和飲食結(jié)構(gòu)的不斷變化，超重及肥胖人口比例不斷增加，并且逐漸向年輕化趨勢發(fā)展［2］。肥胖不僅導(dǎo)致人體出現(xiàn)各種嚴重健康問題，如高血壓、高血脂、因持重過多出現(xiàn)關(guān)節(jié)問題，同時還是多種癌癥及心血管、中風(fēng)的重要危險因素［3］。因此，預(yù)防肥胖是近年來研究的重點。

預(yù)防肥胖最有效的方法是飲食控制結(jié)合體育鍛煉療法、藥物減重，以及減肥手術(shù)。相較來看，藥物治療肥胖效果不明顯，同時涉及到副作用和藥物依賴［4,5］。近年來，人們發(fā)現(xiàn)長期飲茶，可有效控制體重，其主要活性成分為茶多酚［6］。茶多酚（Tea Polyphenols, TPs）是從茶葉中提取的30多種天然酚類化合物的統(tǒng)稱，尤以綠茶中含量居高［7］。其中，兒茶素為酚類物質(zhì)主要化學(xué)成分，占茶多酚總量的70%左右，主要以表兒茶素（EC）、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）等4類化合物為主［8］。藥理學(xué)研究表明，茶多酚具有抗腫瘤［9］、抗氧化［10,11］、增強免疫力［12］、降血脂、降血壓、抑菌殺菌、減肥等多種生物學(xué)活性［13］。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對茶多酚在抗肥胖功能方面亦進行了探索研究，其抗肥胖機理也得到了進一步闡明。本文結(jié)合近年來茶多酚抗肥胖研究的相關(guān)文獻報道，主要對其抗肥胖功效及機理研究進展進行綜述。

1 對代謝酶活性的調(diào)控

不良飲食是引起肥胖的重要因素，長期高脂高糖的飲食極易引起人體能量動態(tài)失衡，減少食物中能量的吸收是控制肥胖的重要方式［14］。胰脂肪酶、淀粉酶及葡萄糖苷酶與肥胖密切相關(guān)，是促進人體能量吸收的關(guān)鍵消化酶［4］。胰脂肪酶作為水解膳食脂肪的主要酶，能將食物中的脂肪分解成單酰甘油和游離脂肪酸，在體內(nèi)形成脂質(zhì)顆粒，在小腸內(nèi)被吸收并重新合成三酰甘油，在脂肪組織中不斷地積累，引起體脂超標(biāo)而導(dǎo)致肥胖［15］。淀粉酶和葡萄糖苷酶是分解碳水化合物的關(guān)鍵酶，將淀粉大分子物質(zhì)分解成人體易吸收和利用的葡萄糖，葡萄糖通過血液運輸?shù)缴眢w各個組織，多余的葡萄糖導(dǎo)致血糖升高及轉(zhuǎn)化成甘油三酯，造成皮下組織及臟腑的脂肪不斷積累而引發(fā)肥胖［4,15］。眾所周知，茶多酚作為關(guān)鍵消化酶的抑制劑，可有效控制酶活性，這些酶反過來又減少脂質(zhì)的吸收和碳水化合物的轉(zhuǎn)化，通過減少人體對能量的攝入來預(yù)防和控制肥胖。

1.1 抑制胰脂肪酶的活性

胰脂肪酶與肥胖密切相關(guān)，胰脂肪酶促進脂肪的形成，使得膳食脂肪50%～70%被人體充分的消化和吸收，脂肪積累過多造成體脂超標(biāo)［4］，因此，抑制胰脂肪酶的活性可有效控制肥胖。據(jù)報道，茶多酚對胰脂肪酶具有較高的抑制活性，可減少人體對食物中甘油三酯的吸收，抑制脂肪的形成［13］。Gondoin等［16］將白茶、綠茶、紅茶經(jīng)過沸水沖泡，冷卻后從茶湯中提取酚類物質(zhì)，對3種茶葉提取物進行體外抑制胰脂肪酶活性進行研究。結(jié)果顯示，以茶袋提取的酚類含量為：紅茶＞白茶＞綠茶，25μg·mL-1白茶和綠茶多酚就能顯著抑制酶活性，而100 μg·mL-1紅茶多酚效果不明顯，白茶和綠茶多酚對酶的半抑制濃度（IC50）分別為22、35 μg·mL-1，白茶比綠茶更有效。Glisan等［17］研究發(fā)現(xiàn)紅茶中3種類型的茶黃素沒食子酸酯均能抑制胰脂肪酶的活性，IC50分別為1.9、4.2、3.0 μmol·L-1，其抑制效力與沒食子酰基酯部分的存在和位置相關(guān)。Grove等［18］發(fā)現(xiàn)綠茶主要的酚類物質(zhì)EGGG非競爭性地抑制胰脂肪酶活性，IC50為7.5 μmol·L-1。Nakai等［19］發(fā)現(xiàn)烏龍茶典型的多酚類物質(zhì)：Oolonghomobisflavans A、Oolonghomobisflavans B 和Oolongtheanin 3’-O-gallate能良好地抑制胰脂肪酶活性，其半抑制濃度分別為0.048、0.108、0.068μmol·L-1。Satoshi等［20］研究發(fā)現(xiàn)聚合多酚組分（BTP）是紅茶多酚（BTPE）中特有的活性成分，體外研究表明BTP、BTPE均能抑制胰脂肪酶的活性，BTP抑制效果要比BTPE顯著，其中IC50分別為15.5、36.4 mg·mL-1。張忠等［21］研究認為茶多酚顯著抑制胰脂肪酶活性，減少食物中脂肪的消化和吸收，從而有效地控制和治療肥胖。

1.2 抑制α-淀粉酶活性

食物中的碳水化合物大多數(shù)是淀粉，淀粉在淀粉酶的水解下轉(zhuǎn)化為麥芽糖，麥芽糖進一步分解成人體易吸收和利用的葡萄糖，在體內(nèi)多余的糖一方面致使血糖升高，引發(fā)高血糖或糖尿病，另一方面多余的糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化脂肪［22］，堆積腹部及臟腑增大，引起肥胖。研究顯示，茶多酚及其主要成分兒茶素可用作α-淀粉酶抑制劑，可有效防止和治療肥胖癥。張宏圖等［23］采用抑制動力學(xué)方法及分子對接技術(shù)探究茶多酚對α-淀粉酶的抑制作用，其結(jié)果顯示，茶多酚通過氫鍵與疏水相互作用力與α-淀粉酶的活性部位結(jié)合，改變α-淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)，從而抑制酶催化活性，抑制效果依賴于茶多酚的濃度，當(dāng)茶多酚濃度為1.6 mg·mL-1時，抑制率高達72.19%，IC50值為1.35 mg·mL-1，屬于非競爭抑制類型。楊小平等［24］采用相同茶鮮葉加工成綠茶、紅茶和烏龍茶樣品，研究各提取物及茶多酚對α-淀粉酶的體外活性影響，結(jié)果顯示：綠茶提取物中總酚含量最高，其次為烏龍茶和紅茶，三種茶的提取物均能顯著提高α-淀粉酶的活性，研究表明，茶提取物中的其他成分如咖啡因、氯離子［25］、鈣離子會提高α-淀粉酶活性，從而影響茶多酚對淀粉酶的抑制效果。此外，淀粉的添加順序?qū)γ傅囊种苹钚杂酗@著差異，在培養(yǎng)液中先添加淀粉時，其淀粉酶IC50為9.83 mg·mL-1，反之為13.78 mg·mL-1，該研究認為TP與淀粉的結(jié)合減少了酶的有效結(jié)合位點，從而影響了α-淀粉酶的活性。熱處理有助于提高天然產(chǎn)物中游離多酚的提取量，從而提高對淀粉酶的抑制作用，周慧明等［26］研究紅茶水提取物（BTWE）和烘焙紅茶水提物（BBTWE）對α-淀粉酶的活性影響，研究顯示，低濃度的BTWE提高α-淀粉酶活性，高濃度的BTWE顯著抑制酶活性，值得注意的是，即使在低濃度下，BBTWE也能抑制α-淀粉酶的活性，它們的IC50分別為1.723、1.213 mg·mL-1。HPLC檢測結(jié)果顯示，烘烤處理降低了提取物中總多酚的含量，從而導(dǎo)致低級性酚類物質(zhì)兒茶素聚合物的出現(xiàn)，使得α-淀粉酶空間結(jié)構(gòu)變化更加顯著。

1.3 抑制α-葡萄糖苷酶活性

α-葡萄糖苷酶（別稱：α-葡糖苷酶）作為一種消化酶，能將淀粉大分子物質(zhì)降解成能被人體直接吸收和利用的單糖，茶多酚抑制α-葡糖苷酶的活性，從而抑制血糖的升高，減少糖類物質(zhì)向脂肪的轉(zhuǎn)化，從而預(yù)防肥胖和控制體重［4,27］。體外試驗研究［27］顯示，綠茶多酚（GTP）、紅茶多酚（BTP）、烏龍茶多酚（OTP）均能顯著抑制α-葡糖苷酶的活性，有效控制餐后血糖的升高，抑制效果與茶多酚的濃度具有依賴性，IC50分別為2.33、2.25、1.38 μg·mL-1。KAN L 等［28］在一項大鼠腸道酶和人Caco-2細胞研究茶多酚抑制葡萄糖苷酶活性的實驗中發(fā)現(xiàn)，4種茶葉（烏龍茶、綠茶、紅茶和白茶）的茶多酚均能較好地抑制麥芽糖酶、葡萄糖淀粉酶的活性，但只有白茶能抑制蔗糖酶、異麥芽糖酶，這是由于白茶中EGCG含量較高的緣故，當(dāng)綠茶提取物聯(lián)合EGCG作用于人的Caco-2細胞能顯著抑制蔗糖酶的活性，抑制作用與劑量成正相關(guān)，而對大鼠腸道蔗糖酶無抑制作用，此外紅茶中的單寧物質(zhì)也能顯著抑制α-葡萄糖苷酶的活性。楊興賓等［29］研究綠茶可提取多酚（EPP）和不可提取多酚（BEPP）的抗葡萄糖苷酶的能力，結(jié)果顯示EPP和NEPP對α-葡糖苷酶的抑制都是可逆的，抑制常數(shù)Ki值分別為0.184、0.895 μg·mL-1。面包是人們?nèi)粘Ｗ詈唵蔚暮袕?fù)合碳水化合物的食物，30名健康參與者食用白面包后，體內(nèi)血糖明顯增高，飲用綠茶水提 取 物（aqueous extract Camellia sinensis，AECs）后將α-葡萄糖苷酶活性降低至17.50%，面包血糖指數(shù)（GI）也降低了39.71%，其特性可能是由于AECs中含有大量兒茶素有關(guān)［30］。周惠明等［31］研究發(fā)現(xiàn)EGCG可強烈抑制α-葡糖苷酶活性，其IC50為3.7×10-5M。利用多種光譜技術(shù)和分子模擬結(jié)果顯示：EGCG含有大量的羥基，其通過氫鍵和疏水相互作用的結(jié)合，自發(fā)地與α-葡糖苷酶活性部位結(jié)合，從而強烈抑制α-葡糖苷酶活性。

2 調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)和組成

腸道菌群是指存在腸道中復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和能量代謝至關(guān)重要，肥胖與腸道菌群密切相關(guān)，腸道菌群失衡產(chǎn)生乙酸，乙酸刺激交感神經(jīng)釋放饑餓激素，增加食物的攝入量［32］，抑制糖代謝，促進脂肪的儲存，從而導(dǎo)致體重和體脂的占比增加［33］。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚類似于益生元有助于調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)促進益生菌增殖，有利于糖類和食物的消化吸收，減少有害菌的產(chǎn)生，維護腸道健康微環(huán)境［34］。GTP處理的肥胖小鼠在3周以后總菌落多樣性達到最大值，腸道有益菌變形桿菌與擬桿菌門相對豐度大幅提高，有害菌門厚壁菌門相對豐度顯著下降［35］。此外GTP干預(yù)8周后的優(yōu)勢菌科普氏菌科和擬桿菌科呈上升趨勢，同時，毛螺菌科、瘤胃球菌科和梭狀芽孢桿菌科的相對豐度降低［36］。Sun等［37］研究表明OTP、BTP促進短鏈脂肪酸的增加，提高雙歧桿菌和乳酸桿菌相對豐度，同時抑制擬桿菌、普氏菌和溶組織梭菌的生長。KEMPERMAN等［38］研究表明OTP促進腸球菌、阿克曼氏菌和克雷伯氏菌的增殖，并抑制 B.coccoides、Anaeroglobus和 Victivallis的生長。張鑫等［39］以烏龍茶為原料提取不同純度的茶葉兒茶素，研究發(fā)現(xiàn)兒茶素不能改變菌群的數(shù)量，但能改變菌群的組成，兒茶素顯著促進腸道有益細菌雙歧桿菌和乳酸菌的增殖，抑制有害細菌梭狀菌和擬桿菌的增殖，并且隨著兒茶素濃度及純度增加，效用增強，尤其是90%濃度的甲基化兒茶素表現(xiàn)更為顯著。劉智偉等［40］采用變性梯度凝膠電泳（DGGE）技術(shù)分析小鼠腸道菌群的多樣性，圖條的多樣性越豐富，菌群越健康，無菌小鼠灌喂健康志愿者糞便后，成立三個不同組：正常飲食組（LF）、高脂飼料組（HF）及茶多酚和高脂飲食組（TP＋HF），DGGE圖譜結(jié)果顯示：8周后LF和TP＋HF組的圖條的多樣性及豐富度高于HF組。茶多酚改善腸道菌群的組成和結(jié)構(gòu)，促進優(yōu)勢菌的生長，增強腸道屏障，抑制有害菌的產(chǎn)生，從而有效控制肥胖。

3 調(diào)控脂肪合成的信號通路，減少肥胖炎癥因子的表達

脂肪堆積過多引發(fā)全身性慢性炎癥，一般超重和肥胖患者的血清炎癥因子水平較高［41］，茶多酚通過調(diào)節(jié)肥胖炎癥因子的表達、抑制信號通路，可能對預(yù)防和治療肥胖有益。檀昕等［42］以TNF-α誘導(dǎo)3T3-L1脂肪細胞分化，建立炎性脂肪模型，研究槲皮素（QUE）及TPs的抗炎機理。研究表明，腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、組蛋白去乙?；福⊿IRT1）一旦被激活就能夠減少炎癥因子的產(chǎn)生，從而抑制炎癥反應(yīng)。飼料中添加50 μg·mL-1的TPs、QUE及1:1比例的混合物處理脂肪細胞炎癥因子48 h后，均能下調(diào)脂肪細胞中促炎因子白介素12（IL-12）和一氧化氮合酶（iNOS）的基因表達，激活A(yù)MPK、SIRT1，相比于QUE及混合物，TP效果更顯著。RAHMAN等［43］在研究TPs的抗肥胖、抗炎的作用機制是否與犬體內(nèi)的環(huán)氧化酶（COX-2）和誘導(dǎo)型iNOS的表達水平及肥胖基因有關(guān)時，結(jié)果顯示，TPs誘導(dǎo)COX-2和iNOS分子的表達下調(diào)，mRNA表達的腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細胞介素（IL-1β）和白細胞介素（IL-6）的顯著降低，減輕肥胖相關(guān)的肝臟炎癥，從而有效控制體重。買地娜依·庫得來提［44］通過不同濃度的EGCG分別對基礎(chǔ)態(tài)和脂多糖（LPS）誘導(dǎo)后的3T3-L1脂肪細胞抗炎影響，PCR法檢測顯示，LPS誘導(dǎo)后可明顯提高3T3-L1脂肪細胞內(nèi)炎癥因子IL-6、單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、TNF-α的分泌量及mRNA的表達水平，經(jīng)不同濃度的EGCG處理兩種狀態(tài)的脂肪細胞，結(jié)果顯示，炎癥因子的含量及表達水平隨著EGCG濃度增加而逐漸降低且呈劑量依賴性。此外，高濃度的EGCG顯著抑制了成熟脂肪細胞內(nèi)脂滴的增殖和分化，這可能與脂代謝、信號通路有關(guān)［45］，研究發(fā)現(xiàn)，成熟脂肪細胞的脂滴大小和數(shù)量隨著EGCG的濃度增加而顯著發(fā)生變化，認為可能是兒茶素通過調(diào)控AMPK信號通路協(xié)同過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARγ）引起的，經(jīng)過50 μg·mL-1的EGCG處理后，脂代謝相關(guān)因子 acc1、pparγ、fas、srebp-lc、fatp4 的 mRNA 表達顯著下降，PPARγ下游信號通路脂肪合成相關(guān)因子agtl、accl、ap2及fas，AMPK上游胰島素信號通路相關(guān)因子Pi3k、Akt1，信號通路下游脂肪生成相關(guān)基因Lxra、ap2以及脂質(zhì)生成相關(guān)因子fas、Acc1、Hmgr、c/ebpα、srebp1、pparγ等 mRNA 水平的表達亦顯著降低。在3T3-L1前脂肪細胞增值與分化方面，PPARγ與增強子結(jié)合蛋白（C/EBPα）這兩類類轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮著核心作用，相關(guān)研究表明，兒茶素降低了前脂肪細胞分化過程中C/EBPα和PPARγ的表達，調(diào)控環(huán)腺苷酸蛋白激酶A（cAMP/PKA）信號通路，降低激素敏感性脂肪酶（HSL）的磷酸化水平，抑制脂肪的形成［46，47］。

4 增加能量消耗和機體產(chǎn)熱

能量失衡是導(dǎo)致機體肥胖的重要因素，機體可通過增加能量消耗，促進脂肪產(chǎn)熱，可有效預(yù)防和控制肥胖的發(fā)生［48］。據(jù)報道，茶多酚通過激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，釋放去甲腎上腺素，刺激周圍脂肪氧化，增加體內(nèi)產(chǎn)熱，從而有效的減輕體重［15］。臨床試驗研究發(fā)現(xiàn)［49］，經(jīng)過24 h治療后，綠茶多酚受試組的總能量消耗、脂肪氧化、去甲腎上腺素總量顯著高于安慰劑組和咖啡因組。31名瘦男性和31名瘦女性在測試含有綠茶兒茶素的熱飲料是否增加能量消耗，24 h后，能量消耗大幅度增長，男性的熱量產(chǎn)出及氧化的脂肪含量顯著高于女性［50］。日本女性在飲用烏龍茶和綠茶的24 h后發(fā)現(xiàn)，能量消耗量增加效果明顯，烏龍茶是綠茶的兩倍，這不僅是烏龍茶和綠茶中共同成分兒茶素和咖啡因的協(xié)同作用促進脂肪的氧化，刺激機體產(chǎn)熱，同時烏龍茶發(fā)酵過程中產(chǎn)生的聚合多酚也能提高能量消耗［51］。動物模型研究證明［52］，綠茶多酚刺激雄性大鼠棕色脂肪產(chǎn)熱，減少高脂飲食引起的脂肪積累，其特性可能是兒茶素抑制兒茶素-O-甲基轉(zhuǎn)移酶的活性，激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，促進去甲腎上腺素的分泌，增加脂肪的氧化和能量的消耗。

5 結(jié)論與展望

綜上所述，茶多酚通過調(diào)節(jié)酶活性，減少糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和吸收，抑制脂肪的形成、調(diào)節(jié)腸道菌群紊亂，促進益生菌生長、調(diào)控脂肪合成的信號通路，減少肥胖炎癥因子的表達、促進能量的消耗和脂肪的產(chǎn)熱等不同途徑有效地預(yù)防和治療肥胖。但目前TPs抗肥胖研究多集中在多種酚類物質(zhì)的混合物，缺乏單一酚類的提取及抗肥胖的研究；動物和細胞水平的實驗研究較為廣泛，臨床抗肥胖數(shù)據(jù)仍不夠完善；腸道與TPs相互作用機制尚不明確，TPs難以被腸道吸收和利用；在饑餓狀態(tài)，無法促進能量的消耗，可能會引發(fā)體重反彈。基于以上問題，未來應(yīng)擴大單一酚類物質(zhì)抗肥胖的研究，致力于具有飽腹感的天然產(chǎn)物和茶多酚協(xié)同作用，增加臨床實驗和流行病學(xué)的研究，通過研發(fā)新的定位技術(shù)如PCR熒光實時定位將有效成分定位于腸道，促進腸道的充分消化和吸收。TPs作為一種安全高效純天然抗肥胖的植物成份，隨著研究不斷深入，相信在不久的將來，可開發(fā)一款新型減肥和餐后降血糖的功能性食品，為極速增加的肥胖和超重人口發(fā)揮至關(guān)重要的作用。