茶葉成分抗皮膚光老化作用研究進展

干春霞，武思敏，高梓琪，張冬英

（1.云南農業大學食品科學技術學院，云南昆明 650201；2.云南農業大學普洱茶學教育部重點實驗室，云南昆明 650201）

隨著生活水平的提高以及美容醫學行業的發展，人們對于美的追求也越來越多樣化，也愈加重視皮膚衰老問題。日常生活中無法避免的日曬會導致皮膚細胞產生高濃度的自由基，在信號轉導過程中，通過氧化或激活作用，引起線粒體和細胞核的DNA損傷、細胞內生物大分子（蛋白質、磷脂等）的過氧化和細胞外基質（膠原蛋白、彈性纖維）的降解，從而導致皮膚的光老化，進而引起紅腫、皺紋、皮屑等一系列皮膚問題。臨床一般通過使用化學合成的藥物（如維甲酸類、曲酸類、抗氧化劑類等）治療皮膚光老化的癥狀，長期使用這些化學合成藥物可能引發更嚴重的皮膚疾病。因此尋找一種對皮膚光老化防治更加有效且副作用小的方法迫在眉睫。

茶，源于自然，歷史悠久，文化底蘊深厚，是中國的傳統飲品，并且在防治皮膚光老化方面已有研究報道。茶葉是山茶科植物的芽葉，擁有廣泛的生理作用，主要是因為其中含有多種活性成分，如：多酚類化合物、生物堿類、茶色素類、茶多糖和茶氨酸等。本文綜述了茶多酚、生物堿、茶色素等幾種主要活性成分對于皮膚光老化的防治效果和作用機制，可為深入開發抗皮膚光老化的功能產品提供一定實驗依據和理論基礎，同時也可為茶的綜合利用提供新思路。

1 皮膚光老化概述

人體最大的器官便是皮膚，是人體免疫功能的第一道屏障，它能夠有效保護機體免受外界傷害，但同時它也極易受不良環境刺激的影響。人體皮膚從組織結構學上可分為三層，由外而內分別是表皮層、真皮層和皮下組織。表皮層主要由鱗狀角質化上皮細胞組成，作為物理屏障保護機體免受外界侵襲；真皮層主要由成纖維細胞和細胞外基質組成，彈性纖維和膠原蛋白是細胞外基質的主要成分，也是皮膚呈現出彈性的原因；皮下組織主要包括位于真皮層下方疏松的結締組織和脂肪組織，它是連接皮膚表皮和內部深層組織的紐帶，也是皮膚具有一定的可動性的原因。這三層組織構成的皮膚使得機體對外界不良環境具有一定的防護作用。

1.1 皮膚光老化的因素

皮膚老化主要分為內源性老化和外源性老化。由于年齡增長而引起的自然衰老現象稱為內源性老化；而外源性老化則是指皮膚在受到外界不良刺激時產生的衰老表現。紫外照射是引起皮膚外源性老化的主要原因，受到紫外線照射后，皮膚會出現紅腫、曬斑等一系列老化現象，稱為皮膚光老化。皮膚光老化是一個復雜且漸進的過程，輕度的紫外輻射會使皮膚產生皺紋、松弛等老化現象，影響美觀和外貌，而重度的紫外輻射則會引發多種皮膚病甚至腫瘤[1]。

太陽光中的紫外線可依據波長的不同分為長波紫外線（UVA320-400 nm）、中波紫外線（UVB 280-320 nm）和短波紫外線（UVC 200-280 nm）[2]。其中UVC會被覆蓋在地球表面的臭氧層吸收，基本不會到達地球表面。因此日光中的紫外線主要由UVA和UVB組成，分別占總量的95%和5%。。UVA能被細胞中的發色基團吸收而產生活性氧（ROS），導致DNA鏈斷裂和堿基氧化，間接引起DNA的氧化損傷，具有潛在的致突變性和致癌性；UVB主要通過損傷細胞內蛋白質和細胞膜，影響皮膚表層細胞和真皮淺層細胞結構，使皮膚產生曬斑和紅腫現象，嚴重時可直接引起表皮細胞的DNA損傷[3]，導致皮膚癌的發生[4-5]。紫外線照射導致細胞內產生大量的ROS，引起基質金屬蛋白酶（MMPs）表達增加[6]，造成細胞外基質的降解，導致皮膚真皮纖維結構中膠原蛋白和彈性纖維的流失，使皮膚出現褶皺、皮屑，黯淡無光澤，嚴重時可誘發皮膚相關癌癥的發生[7]。

線粒體不僅是細胞的“能量工廠”，同時也是自由基的代謝中心。線粒體在正常的生理情況下也會產生活性氧，激活下游許多信號轉導通路維持細胞穩態，包括JNK、NF-κB和caspase級聯反應等[8]。紫外照射時，細胞內的發色基團吸收了日光中的UVA和UVB而產生激發態分子，這些激發態分子在回到基態時將自身能量轉移到臨近的細胞內物質，從而導致ROS的產生和累積[9]，在一定程度上影響線粒體的功能，進一步引起細胞內蛋白質、脂質等生物大分子的過氧化和失活，并且過多的ROS還可以直接引起DNA的損傷[10]；另一方面，紫外線輻射會在一定程度上抑制細胞內某些抗氧化酶的活性，降低細胞的抗氧化能力，累積的ROS得不到及時清除，從而產生氧化應激，引起細胞損傷[11-12]。這些損傷在細胞內持續增加，進一步加重ROS的累積，形成ROS→線粒體損傷→ROS的惡性循環，最終形成外觀可見的皮膚損傷。

1.2 皮膚光老化的防治

與自然老化不同的是，紫外照射引起的皺紋、黑色素沉淀、紅腫等許多皮膚光老化現象可以通過防曬類護膚品和藥物治療等措施來減輕和修復。主要可以從三個方面進行預防及治療：第一，使用物理或化學手段盡可能減少或消除引起皮膚發生光老化的因素[13]，目前主要的物理防曬成分主要包括二氧化鈦和氧化鋅，化學防曬成分主要包括楊酸鹽類、桂皮酸鹽類和鄰氨基苯甲酸鹽類，但是對于敏感人群而言長期使用這些化學成分會給皮膚造成更大負擔負擔；第二，對于已經發生初期或潛在可能發生光老化的皮膚采用各種天然存在的或者化學合成的抗氧化劑處理[14-15]，以期能降低紫外線輻射對于肌膚的損傷，目前被普遍采用的抗氧化劑主要是維生素C、維生素E，但其化學性質不穩定，無法發揮理想療效；第三，對于已發生的有明顯光老化癥狀的皮膚，積極進行相應治療，新興的醫療美容效果顯著，但風險較高。

2 茶葉成分抗皮膚光老化研究現狀

茶葉中的主要活性成分有兒茶素及茶多酚、生物堿、茶色素、茶多糖和茶氨酸五大類。有研究表明，茶葉具有抗炎、降血脂、抗氧化、延緩衰老等生理功能[16-17]，適量飲茶對于人體有不同程度的保健和醫療作用。

2.1 茶多酚

茶多酚占整個茶葉干物質重量的15%～30%，是茶葉中多酚類物質的總稱，是茶葉中重要的生物活性成分[18-19]。茶多酚主要包括黃烷醇（兒茶素）類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類，其中以兒茶素為主體，約占多酚類物質總量的60%～80%[20]。黃烷醇類物質占到茶葉多酚總量的80%左右，俗稱為兒茶素。兒茶素具有2-苯基苯并吡喃的結構，分為酯型兒茶素和非酯型兒茶素兩大類。兒茶素主要包括表兒茶素((-)-epicatechin,EC)、表沒食子兒茶素((-)-epigallocatechin,EGC)、表兒茶素沒食子酸酯((-)-epicatechin gallate,ECG)和沒食表沒食子兒茶素子酸酯((-)-epigallocatechin gallate,EGCG)4種物質[21-22]。

茶多酚具有很強的抗氧化能力，這是因為其結構中含有2-苯基苯并吡喃和酚羥基。EGCG的抗氧化作用更為顯著，甚至可達到L-異壞血酸的100倍左右[23-24]。EGCG可以激活人體內的抗氧化酶活性，清除過量的自由基，阻斷細胞內成分過氧化過程，從而起到抗氧化、保護皮膚的功效[25-27]。國外學者的研究表明，苦丁茶水提物可以保護SKH-1無毛小鼠免受急性UVB輻射引起的皮膚損傷[28]；李丹等人的研究則表明ECG和EGCG在體外具有很強的自由基清除能力，是茶葉水提物抗氧化保護皮膚的主要原因[29]；陳際名等人的研究表明EGCG可以增加D-半乳糖誘導的衰老小鼠皮膚中抗氧化酶的活力，并激活細胞表面受體EGFR及其下游信號通路，減少促凋亡蛋白Bax的表達，同時它還可以減少衰老相關蛋白p21的表達，以達到保護皮膚、延緩衰老的目的[30]。

2.2 生物堿

生物堿是茶葉中第二大類具有廣泛生物活性的化合物，多是生物代謝過程中產生的次級代謝產物，也可以來源于植物。以咖啡因（caffeine）為代表，嘌呤類生物堿在清除自由基和抗氧化方面具有顯著作用。咖啡因在鮮葉中的含量比老葉中的含量高，約占茶葉總量的2.5%～5.0%。

一方面，咖啡因的抗氧化、清除自由基的活性與其特殊的化學結構密不可分，它的基本結構是由一個嘧啶環和一個咪唑環稠合而成的三甲基黃嘌呤。咖啡因分子結構中，芳香環上的甲基被氧化成羥基。酚羥基作為氫供體，一方面可以減少自由基的產生，另一方面又能夠清除自由基。現有的研究普遍認為，酚羥基作為黃酮類化合物的主要抗氧化結構，其數目越多清除自由基能力越強。胡春等人的研究證明在黃酮類化合物的分子結構中，環上酚羥基的形式和數量是其抗氧化能力的關鍵。另一方面，咖啡因分子中的羰基和羥基均可以鰲合芬頓（Fenton）反應體系中的金屬離子，從而降低自由基的生成水平[31]；姜小麗等人通過實驗證明咖啡因可以抑制紫外線誘導的皮膚成纖維細胞內脂質的過氧化，并且提高皮膚細胞內抗氧化酶SOD和GSH-Px的活性，對皮膚細胞產生防護作用[32]；徐蓉蓉等研究報道證實咖啡因可以通過腺苷受體A2AR促進細胞內的自噬來減少UVB照射引起的皮膚的損傷，降低皮膚癌的發病率；國外學者的研究表明UVB照射前后，應用含有咖啡因的制劑涂抹于SKH-1無毛小鼠曝光部位，可以減少紫外線對于皮膚的損傷[33]。

2.3 茶色素

茶葉經水浸提后得到的一類酚性色素稱為茶色素，可分為茶黃素（Theaflavins,TFs）、茶紅素（Thearubigins,TRs）和茶褐素（Theabrownine,TBs）三類，其中以茶褐素為主要成分。茶色素是茶葉中多酚類物質（主要為茶多酚）被氧化而形成的一類代謝產物，根據氧化的順序先產生TFs和TRs而后形成TBs。經研究證實，茶色素在心血管疾病、糖尿病、癌癥的預防和增強機體的抗氧化能力方面具有一定應用價值，但其作用機理并不清楚。陳亞藍等人的研究證實普洱茶茶色素可以通過誘導Nrf2-ARE信號通路的激活，上調其下游相關抗氧化酶如SOD、CAT和GST的表達，從而提高其抗氧化活性來抵御油酸引起的HepG2細胞的氧化應激[34]；同時，茶色素還可以增加細胞內還原性物質如谷胱甘肽（GSH）的合成，從而達到清除過多自由基的目的。TRs是兒茶素在茶葉發酵過程中被氧化最先形成的物質，也是紅茶發酵過程中含量最豐富的成分。謝虹等人從DPPH自由基清除、ABTS自由基清除和Cu2+還原能力三個方面對茶黃素的體外抗氧化能力進行了測定[35]；許靖逸等人通過動物實驗研究證實，茶褐素能提高小鼠血液中抗氧化酶如SOD、CAT的活性，增強機體的自由基清除能力，緩解電離輻射對小鼠造血系統和抗氧化系統造成的氧化損傷[36]。

2.4 茶多糖

茶湯具有豐富的口感，茶多糖在其中起著至關重要的作用。茶葉中的茶多糖（Tea Polysaccharide,TPS）是一種天然抗氧化劑，在降糖、減脂、抗衰老方面具有良好作用[37-38]。TPS是一種復合物，由許多具有生物活性且結構復雜的單糖組成，主要為阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖。受到外界環境刺的刺激時，體內活性氧產生增加，同時抗氧化系統受到破壞引起活性氧在體內的大量積累，從而加速衰老以及伴發多種疾病。丁世環等人[39]通過超聲波輔助提取得到普洱茶中的TPS，后經過體外自由基清除實驗當TPS濃度為3.2mg/mL時，能夠顯著清除羥自由基，最高可達到60%；當TPS的濃度為2.4 mg/mL時，對超氧陰離子自由基的清除最高能夠達到53%。人體內存在著兩個抗氧化防御系統，分別是酶類和非酶類，它們通過清除體內過多的ROS而維持機體自由基代謝的動態平衡，從而達到減緩氧化應激對機體帶來的傷害[40]。在孫紅梅的研究中[41]，20名優秀的中國運動員在賽前4周睡前沖服茶多糖飲料，訓練后檢測血液指標發現，血漿中的SOD、CAT、GSH和谷胱甘肽還原酶還原酶的水平均明顯升高，而丙二醛的含量顯著減少。這充分證明了TPS處理可顯著提高機體抗氧化系統的活力，從而減輕由運動而產生的氧化應激。由此可見TPS具有較強的抗氧化活性，能夠緩解氧化應激引起的衰老及其他癥狀。

2.5 茶氨酸

茶氨酸是茶葉中特有的一種游離氨基酸，是茶湯中呈現出甜味的主要原因，隨著茶葉的發酵程度加深，其含量逐漸減少。茶氨酸又名N-乙基-L-谷氨酰胺，且茶葉中以L-茶氨酸為主，在體內經代謝可降解為L-谷氨酸和乙胺，谷氨酸進一步合成為GSH。GSH屬于非酶類抗氧化系統的一員，它可以與自由基、重金屬等鰲合，形成無害物質排出體外。GSH是一種小分子肽，直接涂抹于皮膚上可以透過細胞膜而被吸收，GSH的良好抗氧化活性使得其成為許多化妝品的熱門成分。李成艦等人[42]對于茶氨酸的研究表明口服L-茶氨酸通過提高抗氧化相關因子（SOD、GSH、GSH-Px等）的活力，增強組織的抗氧化能力，減少氧化損傷。抗氧化作用是L-茶氨酸的主要生理活性，對于氧化應激所致的各種疾病如衰老[43-44]、藥物損傷等具有良好療效[45-46]。

3 展望

皮膚光老化不僅影響外貌美觀，并且可能誘發多種皮膚疾病甚至皮膚癌。現有研究證明茶葉中的活性成分都具有很好的抗氧化作用，且各種實驗模型都表明，茶葉成分能有效提高抗氧化酶SOD、GSH-Px的活力，加強細胞內過量自由基的清除，減少生物大分子過氧化，從而降低氧化應激產生的損傷。這些研究結果強有力的證實了茶葉具有抗皮膚光老化作用。但目前對于茶葉抗皮膚光老化的研究仍有一些不足，現有的研究大多集中于茶葉的水提物或醇提物，無法聚焦到茶葉中的某個成分，如果能夠明確茶葉中的一種或幾種活性成分對于皮膚光老化的防治作用，并詮釋其作用機制，將會是一個新的研究熱點。

茶葉是一種價廉易得的資源，深入開展茶葉抗皮膚光老化的研究，不僅能為紫外輻射和皮膚老化的預防和治療提供新的研究思路，同時也為茶葉資源的充分利用提供了理論依據。從茶葉中提取具有抗皮膚光老化作用的活性成分，在飲食中添加茶葉來源的抗氧化劑，或是開發具有茶葉成分的皮膚光老化防治產品，都是預防皮膚疾病發生的重要手段。另一方面，茶葉來源于大自然，應用廣泛，副作用較低，具有廣闊的應用前景。