茶多酚藥理研究中模糊數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用

劉麗娜，閆 超

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊 050091）

茶多酚藥理研究中模糊數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用

劉麗娜，閆 超

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊 050091）

茶葉最主要的組成成分是茶多酚，茶多酚具備抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化等藥理作用。為了能夠更好地了解茶多酚的藥理作用，本文利用模糊數(shù)學(xué)方法對其效果予以準(zhǔn)確的闡述。首先探討茶多酚的構(gòu)成及藥理作用，然后概述了模糊數(shù)學(xué)方法的基本概念，最后從膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇以及三油甘脂等三個(gè)評價(jià)指標(biāo)出發(fā)，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)方法對茶多酚藥理進(jìn)行研究，研究結(jié)果顯示，茶多酚能夠顯著性提升機(jī)體的免疫能力。

模糊數(shù)學(xué)；茶多酚；藥理；研究；應(yīng)用

茶多酚是由天然植物茶葉經(jīng)由分離提純的方式而產(chǎn)生出來的一種多酚類復(fù)合型化合物，其在茶葉干重中占比為25%左右，其中包含了黃酮、黃酮醇類、茶素、縮酚酸等重要物質(zhì)。近年來，有大量學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚具備動(dòng)脈粥樣硬化治療以及高血脂癥預(yù)防等重要作用。正因?yàn)椴瓒喾幽軌驈亩鄠€(gè)方面對機(jī)體的免疫功能指標(biāo)產(chǎn)生影響，同時(shí)機(jī)體免疫功能指標(biāo)從實(shí)際情況來講具備模糊性，因此在研究茶多酚對人體免疫系統(tǒng)的藥理作用時(shí)，需要針對性使用模糊數(shù)學(xué)這一研究方式對其實(shí)施綜合評判。下面筆者將詳細(xì)闡述具體的研究內(nèi)容和過程。

1 茶多酚的構(gòu)成成分及藥理作用

茶葉作為一種具有千年歷史文化的物質(zhì)，目前在全世界范圍內(nèi)都有種植地，也是目前僅次于水的重要飲品材料。眾所周知，茶葉具備抗氧化、抗腫瘤等多種作用，這一作用主要來源于茶葉中蘊(yùn)含的茶多酚。而茶多酚作為一種涵蓋多種成分的混合物質(zhì)，其中包含了兒茶素、兒茶素類物質(zhì)等多種物質(zhì)。正因?yàn)槠渥陨斫M成的多樣性，促使其具備了多種多樣的藥理作用。筆者以抗腫瘤與抗動(dòng)脈粥樣硬化這兩個(gè)作用為主，對茶多酚具備的藥理作用進(jìn)行深入分析。

1.1 抗腫瘤作用

通過流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，茶葉所具備的抗腫瘤作用主要來源于茶多酚。當(dāng)茶多酚處于人體外時(shí)會(huì)具備一定的抗誘變活性，能夠有效地抑制嚙齒類動(dòng)物中存在的致癌劑對人體皮膚、胃、肺、十二指腸等部位的誘導(dǎo)作用。雖然茶多酚蘊(yùn)含的多種成分都具備抗腫瘤作用，不過通過相關(guān)研究結(jié)果顯示，其中有效性最強(qiáng)的是表沒食子兒茶素沒食子酸酯，簡稱EGCG，是綠茶的主要組成部分。

研究人員Katiyar通過實(shí)驗(yàn)證明，茶多酚能夠有效地抑制12-氧-四葵酰佛波-13-乙酸（簡稱TPA）對人體皮膚腫瘤的誘導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)表明，在使用這一物質(zhì)之前適量使用茶多酚可以在依賴的基礎(chǔ)上抑制腫瘤的發(fā)展，對動(dòng)物腫瘤負(fù)擔(dān)加以控制。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)意義上而言，TPA這一物質(zhì)能夠促使皮膚環(huán)加氧酶發(fā)生誘導(dǎo)作用，出現(xiàn)水腫、增生等不良現(xiàn)象，而這一現(xiàn)象是非常典型的促瘤標(biāo)志。另外通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在機(jī)體接觸TPA之前，給予茶多酚以外用，能夠有效地控制促瘤標(biāo)志的發(fā)展。這主要因?yàn)椴瓒喾泳邆浞浅ｏ@著脂加氧酶及環(huán)加氧酶活性的抑制作用，能夠有效地控制人體的皮膚增生及水腫癥狀，有效率達(dá)到30%-46%。因此有理由認(rèn)為茶多酚的抗皮膚腫瘤作用的運(yùn)作機(jī)理就是通過抑制促瘤物質(zhì)的活性，實(shí)現(xiàn)腫瘤預(yù)防。

1.2 抗動(dòng)脈粥樣硬化

就動(dòng)脈粥樣硬化這一疾病的發(fā)生機(jī)理而言，其與血漿脂質(zhì)存在密切的關(guān)聯(lián)性。通過分析這一疾病的發(fā)生機(jī)理可以明確，低密度脂蛋白對其有一定的促進(jìn)作用，高密度脂蛋白則擁有拮抗作用。血脂在代謝及運(yùn)輸?shù)倪^程中，由于載脂蛋白發(fā)生一定的變化或缺失產(chǎn)生重要影響，致使血管內(nèi)皮因?yàn)榈兔芏戎鞍椎难趸揎椬饔脮?huì)產(chǎn)生一定的損傷，大量膽固醇聚集于血管壁就會(huì)直接導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。此外，通過流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，人食用的物質(zhì)中蘊(yùn)含天然多酚含量的多少直接與冠心病的發(fā)病幾率存在重要關(guān)聯(lián)。由于茶葉中擁有非常豐富的多酚類物質(zhì)，可以從多個(gè)方面起到抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用，其中包含了血小板聚集、血脂代謝的抑制作用等血液流變學(xué)機(jī)理。由于茶多酚能夠有效控制甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇及膽固醇，使其含量始終處于一個(gè)正常范圍之內(nèi)，同時(shí)能夠有效提升高密度脂蛋白膽固醇的含量，實(shí)現(xiàn)低密度脂蛋白氧化修飾行為的抑制作用。研究人員Xie通過對烏龍茶、紅茶以及綠茶中茶多酚抗氧化特征進(jìn)行研究，在研究過程中，首先進(jìn)行茶葉的水提取，并將獲取到的水提取物在乙酸乙酯、氯仿以及丁醇等溶劑的基礎(chǔ)上再次提取，從而得到八組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明，乙酸乙酯中抗氧化物質(zhì)能夠充滿活性，結(jié)合紫外分光光度計(jì)與HPLC分析行為，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含茶多酚內(nèi)的多種成分物質(zhì)，但缺少兒沒食子酸茶黃素等重要成分。此外學(xué)者Shiraki研究發(fā)現(xiàn)茶黃素在人體外時(shí)，能夠有效控制微粒體系統(tǒng)及紅細(xì)胞膜血影細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化作用，避免出現(xiàn)過度化，并對自由基進(jìn)行清除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抗誘變及氧化。

2 模糊數(shù)學(xué)的相關(guān)概念

上世紀(jì)六十年代，第一次出現(xiàn)了模糊數(shù)學(xué)這一概念，其構(gòu)建與發(fā)展的過程中，并不是為了削弱或是去除數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性與精準(zhǔn)性，而是為了將一些客觀存在但是具備一定模糊性的物質(zhì)或現(xiàn)象經(jīng)由數(shù)學(xué)的方式實(shí)施處理的研究。而其中的“模糊”二字其實(shí)是指客觀事物自身蘊(yùn)含的不確定與不分明性，出現(xiàn)這一特性的原因就在于客觀事物差異間具備的一個(gè)過渡性。在進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與使用之前，需要對集合論進(jìn)行學(xué)習(xí)，不過需要注意的是，模糊集合與傳統(tǒng)集合存在本質(zhì)區(qū)別。模糊集合的子集是不存在界限且具備模糊性的。例如在評判“個(gè)子高”集合的過程中，由于缺乏精確的標(biāo)準(zhǔn)，因此其可以歸屬在“個(gè)子高”子集中，也可不歸屬其中。因此“個(gè)子高”這一子集在“身高”這一集合中就是一個(gè)模糊子集。目前對于這一模糊子集的表達(dá)方式，主要包含兩種，就是向量表示法以及Zadeh表示法。此外由于模糊集合自身缺乏精確范圍，所以需要盡可能將模糊合集轉(zhuǎn)化為普通合集，從而將集合中的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為正常數(shù)字進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理或運(yùn)算。在其轉(zhuǎn)化過程中，存在一個(gè)具備橋梁連接作用的內(nèi)容就是水平截集。

3 基于模糊數(shù)學(xué)方式的茶多酚藥理研究

基于上述理論分析，下面以實(shí)驗(yàn)的方式探討茶多酚對高血脂癥的作用，同時(shí)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的方式對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)與分析，進(jìn)而得到多種因素評判集。此外所應(yīng)用的模糊數(shù)學(xué)方式的步驟包括以下內(nèi)容：第一步，針對某一評價(jià)系統(tǒng)提出一個(gè)針對性的評價(jià)及指標(biāo)集合，分別用V和U表示；第二步基于兩個(gè)集合構(gòu)建對應(yīng)的模糊評價(jià)矩R（矩陣內(nèi)容見下圖1），其中代表基于第i個(gè)指標(biāo)實(shí)施評價(jià)對象的第j種評價(jià)可能性；第三步構(gòu)建相應(yīng)的指標(biāo)權(quán)數(shù)分配A；第四步，在模糊矩陣乘法的基礎(chǔ)上，將R和A合成，隨后在Zadeh算子的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)合成結(jié)果B的綜合評價(jià),其中；第五步是對B實(shí)施歸一化處理；最后一步基于隸屬函數(shù)實(shí)施其程度判斷。

圖1 U、V的模糊評價(jià)矩

3.1 評價(jià)集合與指標(biāo)集合的建立

本次實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)性高脂血癥模型老鼠為實(shí)驗(yàn)對象，并在六周時(shí)間內(nèi)用茶多酚進(jìn)行飼養(yǎng)。因此需要針對這一實(shí)驗(yàn)構(gòu)建對應(yīng)的集合。

評價(jià)集合：V={無變化，略微提升，提升，顯著性提升}

指標(biāo)集合：U={甘油三酯，膽固醇，高密度脂蛋白膽固醇}

3.2 U、V基礎(chǔ)下的模糊評價(jià)矩陣構(gòu)建

服用茶多酚藥物小組的膽固醇實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 服用茶多酚藥物小組老鼠膽固醇統(tǒng)計(jì)結(jié)果

基于表中數(shù)據(jù)，可以得出老鼠血清膽固醇單因素評判結(jié)果為：R1={0.05，0.2，0.45，0.3}。

服用茶多酚藥物小組老鼠高密度脂蛋白膽固醇實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下表2。

表2 服用茶多酚藥物小組老鼠高密度脂蛋白膽固醇統(tǒng)計(jì)結(jié)果

基于表中數(shù)據(jù)，可以得出老鼠高密度脂蛋白膽固醇單因素評判結(jié)果為：R1={0.05，0.1，0.6，0.25}。

服用茶多酚藥物小組老鼠甘油三酯實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下表3。

表3 服用茶多酚藥物小組老鼠膽固醇統(tǒng)計(jì)結(jié)果

基于表中數(shù)據(jù)，可以得出老鼠甘油三酯單因素評判結(jié)果為：R1={0.1，0.15，0.35，0.4}。

結(jié)合上述三個(gè)單因素評判結(jié)果，可以得出單因素評判集合：

就實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)由血清中膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇及甘油三酯三個(gè)指標(biāo)含量中可以了解到機(jī)體免疫機(jī)能，在茶多酚的藥理作用下所產(chǎn)生的影響度存在差異性，基于專家意見，獲取評判因素下的權(quán)重集合：A={0.30,0.40,0.30}

基于Zadeh算子，對其實(shí)施綜合評判，最終得到

基于此可以得出其歸一化處理結(jié)果為：B=（0.09,0.19,0.33,0.38）

最后基于最大隸屬原則，可以得出的結(jié)論為：茶多酚總提取物質(zhì)在強(qiáng)化機(jī)體免疫能力方面非常優(yōu)質(zhì)，級別處于顯著性提升。

4 結(jié)語

茶葉作為當(dāng)前中國悠久歷史的物質(zhì)文化之一，其具備的抗氧化、抗腫瘤作用對人體產(chǎn)生很多有益作用。而茶多酚作為其中非常重要的組成部分，其所具備的藥理作用極為重要。目前雖然有很多有關(guān)茶多酚成分對疾病預(yù)防的機(jī)理研究，但很多問題仍然還無法解釋清楚，而通過模糊數(shù)學(xué)方法對其研究，能夠更加全面地了解其藥理作用強(qiáng)度。望今后有學(xué)者對其進(jìn)行更加深入的研究。

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劉麗娜（1978-），女，河北保定人，講師，碩士，研究方向：數(shù)學(xué)及應(yīng)用數(shù)學(xué)。

閆 超（1987-），女，河北昌黎人，講師，本科，研究方向：數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)。