（-）-表兒茶素藥理活性及其機制進展研究

張曉琳，周躍斌，劉昌偉

（湖南農業大學園藝園林學院，湖南長沙 410128）

（-）- 表兒茶素（（-）-Epicatechin EC）是普遍存在于葡萄，藍莓，可可，茶樹等植物體內的天然多酚物質，多羥基的分子結構特點使其具有較高的有益生物活性，如圖一所示。國外對其抗氧化，抗炎，抗癌，抗病毒等藥理功效研究頗多[1]。Christopher F.Barnett等[2]通過對受試者單劑量和多劑量EC處理后研究分析，在實驗期間沒有觀察到不良反應并且易于被進一步二次代謝吸收，得出EC具有良好的安全性和耐受性。同時，EC相對兒茶素其他的主要次級代謝產物生物利用度稍高，Misaka等[3]通過研究4種兒茶素在大鼠體內的藥代動力學，得出EC、EGC、ECG和EGCG的口服生物利用度分別為6.7%、6.2%、0.5%和1.0%。據Zhu,M.等[4]對大鼠經灌喂去咖啡因兒茶素進行生物利用率研究，得出EC、ECG和EGCG在大鼠體內的絕對生物利用度分別為39%、6%和14%。應用現代流行病學的研究發現，EC有明顯的減緩氧化，預防癌癥，減輕炎癥，延遲或治療人和動物中由衰老和神經引起等相關病癥，因此，EC作為天然具有藥理活性的物質，其藥用價值以及保健價值具有良好的開發前景，其藥理藥效作用機制的研究也已經引起國內外的廣泛關注。本文通過閱讀國外相關研究資料對EC的抗癌，抗氧化，腱肌作用，神經保護作用以及其他的藥理活性研究進展進行綜述。

圖一 兒茶素四種主要次級代謝產物分子式

1 表兒茶素的抗氧化作用

EC在生物體內具有良好的抗氧化作用，近二十年來，國外學者針對EC的抗氧化作用研究較多。Masami HARADA等[5]通過對口服EC的大鼠生物體內代謝研究得知，在生物體內發揮抗氧化作用的主要代謝物是（+）-兒茶素5-0-葡糖苷酸和（-）-表兒茶素5-0-ft-葡葡糖苷酸。提高細胞的抗氧化力可以起到抵抗細胞內炎癥，抵抗流行病毒，延緩衰老等一系列的氧化應激反應，同時EC的抗衰老、清除自由基等功效都是由于其較強的抗氧化性抑制了動物體內細胞的氧化病變，從而發揮其生物藥理作用。Edson L.DA Silva等[6]用EC灌胃大鼠后發現，處理組的大鼠血漿中，由于EC分解生成膽固酸酯氫過氧化物（CE-OOH）的積累，使其更具有抵抗硫酸銅誘導的氧化的功能，實驗結果表明：EC代謝產物，特別是游離形式的化合物在血漿中具有較強的抗氧化活性。EC的衍生物是保護細胞活性的強力自由基清除劑[7]。Anna Dietrich-Muszalska等[8]通過EC和抗精神病藥物共同作用對人體細胞抗氧化性的研究進一步證明，EC不僅降低了由神經性藥物引起的人血漿脂質過氧化，并且比純白藜蘆醇或槲皮素有更強的抗氧化性。

EC被吸收后，在人體參與了生物代謝活動，雖然EC是植物體中天然存在的抗氧化物質，但若劑量使用過高則會引發一些毒副作用。María Angeles Martín等[9]研究了EC對由叔丁基氫過氧化物（t-BOOH）誘導的肝癌HepG2細胞氧化應激潛在化學保護作用。從中得知，用50-100uM微摩爾范圍內的EC濃度處理HepG2細胞，降低了ROS生成，恢復了MDA濃度，從而達到對癌細胞發生氧化應激反應的保護作用。由于EC可抑制基因的氧化應激反應，從而達到保護蛋白質結構不變的功能，因此利用其抗氧化作用，EC可作為多種致癌物質的化學預防藥劑或營養藥劑。β-乳球蛋白（BLG）是牛奶乳清中存在的主要蛋白質成分，BLG能夠在不同位點結合多種化合物，尤其是脂肪酸、黃酮類、多酚類，具有很高的營養價值和生物活性，M.Carbonaro等[10]在BLG溶液中添加EC觀察發現，在EC存在的情況下，可以減少BLG結構變化，這對營養學來說，EC無疑會作為食品加工中的一種添加劑；尼古丁是煙草中成癮的主要藥理活性成分，有學者認為心血管疾病發生的主要原因來源于此，Abdulrahman L Al-Malki等[11]通過研究EC和與維生素E聯合應用抵抗大鼠體內尼古丁誘導的氧化應激作用得知，聯合用藥組的大鼠體內丙二醛（MDA）降低幅度高于單獨治療組，同時聯合用藥組的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性明顯高于未處理組；Erik J.B.Ruijters等[12]也發現EC及其代謝物能夠通過抗氧化作用保護內皮細胞的氧化應激反應，這為降低心血管病風險提供了大量的依據。

綜上所述研究可知，EC具有較強的抗氧化作用，可作為癌癥化學預防藥劑或營養藥劑，在飲食中添加EC和維生素E可為細胞提供抗氧化防御作用，值得注意的是，注重劑量的EC與其他藥劑混合后使用會具有較高抗氧化活性，并且可作為藥物設計的模型，用于開發和預防抗炎、抗衰老的藥物前景較大。

2 表兒茶素的抗癌作用

據流行病學研究表明，EC對白血病癌癥，肺癌，霍奇金淋巴瘤，結直腸癌，乳腺癌，胰腺導管癌等有較好的抵抗作用，可以作為很多藥物的輔助補充劑。Monika A.Papiez等[13]用EC和Etoposide治療具有急性骨髓性白血病（AML）的大鼠，將組合藥物處理組與僅用Etoposide處理組進行對比，發現組合藥物處理組大鼠體內白血病癌細胞百分比明顯降低，同時降低了大鼠體內的氧化應激反應，這一結果顯示EC的輔助可以増強體內Etoposide的抗白血病能力。隨后Monika A.Papie等[14]提出EC可以作為AML大鼠治療的有效補充劑，通過給健康大鼠和白血病大鼠灌胃EC后，對其白血病癌細胞DNA損傷和細胞凋亡分析結果進一步表明，EC不影響健康大鼠細胞的DNA損傷，但顯著增加白血病動物癌細胞中DNA鏈斷裂的程度，從而抑制AML的發展。

Achinto Saha1等[15]發現EC與姜黃素組合有增強抵抗肺癌的作用，與單獨的姜黃素或EC相比，EC顯著增加了對癌細胞生長的抑制，并且增加了癌細胞凋亡和G4DD153、GADD15基因的表達，因此EC在増強姜黃素預防癌癥活性中起重要作用。Gerardo G.Mackenzie等[16]研究表明EC對核因子-kB（NF-KB）和DNA的結合有抑制作用，用EC和NF-KB易位抑制劑（SN-50）聯合治療霍奇金淋巴瘤細胞會抑制NF-KB的活化作用，從而降低部分了霍奇金淋巴瘤細胞活力指數以及抑制其他癌信號傳導。Daeik kim等[17]發現EC具有細胞毒性活性，用不同濃度的EC處理結直腸癌細胞，顯示出癌細胞濃縮并且細胞核破碎，最終導致細胞凋亡，從而抑制結直腸癌細胞的生長。Subhalakshmi Nagarajan等[18]研究表明，與正常細胞相比，寡聚化表兒茶素對人乳腺癌細胞具有高度增強的抗增殖活性。在較低劑量下，水溶性低聚表兒茶素在穩定性、選擇性和功效方面都優于EGCG。另有研究表明EC是抑制胰腺導管癌（PDAC）發展的化學預防劑，Hifzur rahman siddque等[19]用主要成分為EC的CP化合物處理胰腺導管癌的前病變體PDE細胞，結果表明，CP會使小鼠體內胰腺導管癌細胞增殖減少，并抑制PDE細胞異種移植。由此可見，EC對多種癌癥細胞都有較好的抵抗作用。面對當前社會，癌癥幾率增大的風險，對EC的開發與利用已成為科技界迫切解決的課題。

3 表兒茶素的腱肌作用

骨骼肌肉（SkM）的表現很大程度上取決于有氧代謝活動來滿足其肌肉收縮的能量需求，線粒體是肌肉中進行有氧代謝提供能量的主要來源，近年有研究表明EC具有提高體內線粒體數量的腱肌效果。Leonardo Nogueira等[20]通過對小鼠飼喂含有EC的黑巧克力后，分析其跖肌、心臟以及肱四頭肌得知，小鼠后肢肌肉中毛細血管數量、肌肉線粒體數量都得以增加并且線粒體發生的信號傳導也明顯增強，由此表明EC增加了肌肉有氧代謝能力，延緩肌肉疲勞的發生。隨后MaikHu ttemann等[21]，用EC對進行耐力訓練的雄性小鼠處理后，分析其后肢肌肉的酶代謝和蛋白質分子分析發現，VEGF-A和TSP-1的蛋白質表達改變，提高了小鼠的跑步性能和后肢的毛細血管數。由此可知，EC改善了SkM線粒體結構，富含EC的高脂飲食等物質（ERC）或純EC可能是一種安全的腱肌物質，也是一種較為新穎的改善肌肉功能的方法[22]。由于EC上羥基在空間位置上的不同，存在了差向異構體（+）-EC，這使得人們對EC差向異構體對骨骼肌的影響效果產生了濃厚興趣，Isra elramirez-sanchez等[23]通過用增加劑量的EC和（+）-EC處理骨骼肌C2C12細胞，測定其對AIPK和PGC1a蛋白水平的影響，結果顯示兩種蛋白質顯著增加，EC用量在100nM時達到最大效應，由此表明EC的（-）-構型對骨骼肌具有更大的增強效力。隨著表現較為理想的小鼠實驗結果的出現，Henricson等[24]開始對受試者進行活體骨骼肌肉實驗測試，通過檢查受試者肱二頭肌活組織、血液生物標記、代謝交換物質以及分級運動量得知，EC具有增強線粒體生物合成，增加肌營養不良蛋白與該蛋白質的抑制素，同時減少肌肉生長抑制素的作用，這對提高成人貝克肌營養不良（BMD）骨骼肌運動有著良好的反應效果。

隨著社會發展，生活水平提高，人們的運動量沒有同比增加，而是在相對減少。運動的減少導致糖尿病患者基數增加，有研究表明心力衰竭（HF）和2型糖尿病（T2D）與SkM的表現具有不可分割的關系，疲勞是HF患者常見的癥狀，這與SkM萎縮有關，主要是體內線粒體體積和嵴豐度以及肌球蛋白纖維含量減少導致其功能喪失[25–27]。在T2D患者中，觀察到患者的SkM紊亂，表現出肌間纖維細胞線粒體含量降低和脂質沉積異常的現象[28，29]。HF和T2D經常共存并且可能協同作用引起SkM的深刻改變。Pam R.Taub等[30]通過對5名患有T2D/HF患者每天服用黑巧克力和含100mg EC的飲料進行觀察得知，富含EC的食物提高了SkM線粒體結構，并且以調節的方式增加線粒體生物合成蛋白質活性。Israel Ramirez-Sanchez等[31]觀察使用EC的T2D和HF患者與健康組對照發現，T2D/HF患者SkM的OS調節系統有嚴重改變的現象，通過對小鼠肌肉OS實驗得知，在T2D/HF患者中SkM的OS主要紊亂可以通過ERC中EC逆轉，這為治療和阻止OS有關的疾病提供了良好的有效依據[32，33]。另有研究表明白藜蘆醇與SRT1720都能改善小鼠的氧化代謝能力和耐力[34，35]，從而對SkM肌肉和心臟肌肉增強有較大幫助。

4 表兒茶素的神經保護作用

研究表明含黃酮類化合物的膳食會提高動物記憶力和神經的認知能力，EC是一種類黃酮化合物，因此EC對神經的保護作用引起了國內外學者的廣泛關注。Lee fruson等[36]通過將接受EC處理的蝸牛訓練0.5小時，會使其記憶持續3小時，蝸牛的長期記憶（LTM）至少持續24小時，同時蝸牛的消光抗性也顯著增加，由此可知通過增添了EC的飲食訓練有助于LTM的形成更持久和更強的記憶。 Maria Fernell等[37]通過對蝸牛的空氣呼吸等運動進行EC處理對比得到進一步證明，在蝸牛進行EC的處理后，立即將蝸牛置于含有EC的池塘水中，結果顯示蝸牛具有明顯增強記憶力的效果，由此進一步說明，在記憶周期內施用EC，有助于增強記憶的形成。同時有研究表明，蝸牛學習和后天形成的記憶受到環境、生活方式、壓力以及飲食等因素的影響。Bogdan Knezevic等[38]針對EC是否有改善生活壓力進行研究，由生活相關的壓力得知，低鈣池塘水可以抑制LTM的形成，通過將蝸牛放入低鈣池塘和對照池塘進行實驗測試發現，將EC放入對照池塘水中，蝸牛增強了LTM的形成，當EC加入低鈣池塘水中時，觀察到與對照池塘水中所見相似的增強型LTM。從而證明了，EC能夠克服生活中相關應激產物對LTM形成的抑制作用。

人的大腦是由無數個神經元組成，到目前為止，針對神經性疾病仍然是人們重點關注和廣泛研究的課題。由于EC對LTM有顯著增強的影響，這引起了國內外學者對植物中天然存在的EC與神經元活性和可塑性關系的思考。據Henriette van Praag等[39]通過飼喂雄性小鼠EC觀察發現，EC對久坐或轉動的雌性小鼠有增強其認知能力的功效，具體表現在EC增強了小鼠對水迷宮的空間記憶,尤其是與運動相結合效果更明顯。由神經元引起阿爾茨海默（AD）、腦出血（ICH）、中風等疾病是人類常發生的神經性疾病，而淀粉β蛋白的積累是阿爾茨海默病致病機理的關鍵因素。Zhang Z等[40]將口服EC并保持運動的小鼠與未處理組小鼠相比得知，處理組的空間學習和記憶中的可溶性淀粉樣β蛋白AB110和AB119水平降低，并且該組小鼠腦中氧化應激明顯減少。此外,腦源性神經營養因子蛋白在處理組中升高并且Akt/GSK-3/cAP反應元件結合蛋白信號傳導被激活，由此可知膳食多酚EC加運動對大腦健康產生有益影響，并延緩AD的進展。經Cuevas E等[41]的研究表明：EC對人體內通過氧化應激反應損傷的淀粉蛋白β25-35有保護作用，EC可減弱淀粉狀蛋白β25-35神經毒性肽的有害作用，這為阿爾默茨海默病理學的新療法開發了新機會。Carla J.Cox等[42]通過給TASTPM小鼠口服EC發現，小鼠AD病理的發生水平降低，并證明口服EC可能是預防阿爾茨海默病的潛在藥物，從而進一步證實了EC對神經的保護作用。腦出血（ICH）是一種破壞性的中風，它是由血紅蛋白中鐵誘導的氧化，損傷導致神經元形成腦出血。近來有研究表明類黃酮類通過增加抗氧化基因的表達來保護神經元細胞。che-Feng Chang等[43]研究表明EC通過Nrf2的非依賴途徑，來減少血紅素加氧酶-1（HO1）誘導和腦中鐵元素沉積,從而顯著降低ICH小鼠腦中神經元的損傷體積并改善了神經功能的缺失，由此證明EC可用來防止ICH，并且可以作為潛在ICH患者的預防劑。也有研究進一步表明，EC通過激活Nrf2和增加神經保護性HO1酶以達到其保護神經元的效果[44]。

以上研究報道可知，EC是通過增加腦中抗氧化基因表達從而對神經元起到保護作用，特別值得注意的是EC是通過非依賴性的途徑來減少腦中鐵的積累，降低了腦出血和中風等疾病的發生，EC是一種安全少副作用的天然化合物，并且具有多重有益效應，故此也是一種值得人們開發的神經元保護新藥。

5 表兒茶素的其他藥理活性作用

近年來研究發現，EC還具有保護心臟的作用，這是由于EC介導內皮細胞一氧化氮合酶（eNOS）產生一氧化氮（NO）的直接作用，Israel Ramirez-Sanchez等[45]通過用EC處理冠狀動脈內皮細胞時，發現EC誘導eNOS活化增加NO產量，從而增加了細胞信號傳導途徑以達到對血管和心臟的保護作用，預防了心血管疾病（CVD）。據Moreno-Ulloa A等[46]研究表明，EC激活eNOS從而增加NO產生，同時改變了線粒體結構和功能，從而保護了心血管健康。Schroeter等[47-52]還發現隨著血漿中EC代謝產物峰值的出現，動物體內內皮細胞峰值也隨之得到改善，故此可知EC是通過上調NO介導功能而改善內皮細胞，并促進血管舒張，EC有誘導改善血管和肌肉收縮微血管增加NO的作用。

6 小結

隨著生活水平的提高，人們的保健意識增強，故此生活中的保健品開發需求也隨之增大。醫學證明，天然產物藥理篩選成化合物的幾率較大，并且人們對天然植物化合物接受程度較高，因此通過純天然植物合成的保健品或營養藥劑更能符合人們健康發展的需求。EC是天然存在于植物體內的多酚類化合物，在抗癌，抗炎，抗氧化，抗心血管疾病，神經保護等方面具有良好的藥理作用，同時EC有良好的腱肌作用，這為EC開發成保健產品以及營養制品有著巨大的市場前景。由于EC存在于多種蔬菜和水果中，資源豐富，毒副作用小，越來越引起世界的高度關注，但從目前的研究可知對其藥理活性和作用機制仍然不夠全面，今后應在EC的藥理藥效、合成機制以及提高EC的生物利用率上進一步研究，從而使其達到開發和利用最大值。

縮寫表述：EC：表兒茶素；EGC：表沒食子酸酯兒茶素；ECG：表兒茶素沒食子酸酯；EGCG：表沒食子兒茶素沒食子酸酯；TSP-1：血小板反應蛋白-1；VEGF-A：血管內皮生長因子同種型A；AD：阿爾茨海默病；Tg：APP/PS1轉基因；BMD：貝克肌營養不良；SOD：超氧化物岐化酶；AML：急性骨髓性白血病；NF-kB：核因子-kB；PMA：佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯；Etoposide：依托泊苷誘導；PDE：致瘤性腺導管上皮細胞；SkM：骨骼肌；ERC：（-）-表兒茶素富含可可物質，高脂飲食等；t-BOOH：叔丁基氫過氧化物；BLG：β-乳球蛋白；HF：心力衰竭；T2D：2 型糖尿病；OS：氧化應激；PDAC：胰腺導管癌