（-）-表儿茶素药理活性及其机制进展研究

张晓琳，周跃斌，刘昌伟

（湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙 410128）

（-）- 表儿茶素（（-）-Epicatechin EC）是普遍存在于葡萄，蓝莓，可可，茶树等植物体内的天然多酚物质，多羟基的分子结构特点使其具有较高的有益生物活性，如图一所示。国外对其抗氧化，抗炎，抗癌，抗病毒等药理功效研究颇多[1]。Christopher F.Barnett等[2]通过对受试者单剂量和多剂量EC处理后研究分析，在实验期间没有观察到不良反应并且易于被进一步二次代谢吸收，得出EC具有良好的安全性和耐受性。同时，EC相对儿茶素其他的主要次级代谢产物生物利用度稍高，Misaka等[3]通过研究4种儿茶素在大鼠体内的药代动力学，得出EC、EGC、ECG和EGCG的口服生物利用度分别为6.7%、6.2%、0.5%和1.0%。据Zhu,M.等[4]对大鼠经灌喂去咖啡因儿茶素进行生物利用率研究，得出EC、ECG和EGCG在大鼠体内的绝对生物利用度分别为39%、6%和14%。应用现代流行病学的研究发现，EC有明显的减缓氧化，预防癌症，减轻炎症，延迟或治疗人和动物中由衰老和神经引起等相关病症，因此，EC作为天然具有药理活性的物质，其药用价值以及保健价值具有良好的开发前景，其药理药效作用机制的研究也已经引起国内外的广泛关注。本文通过阅读国外相关研究资料对EC的抗癌，抗氧化，腱肌作用，神经保护作用以及其他的药理活性研究进展进行综述。

图一 儿茶素四种主要次级代谢产物分子式

1 表儿茶素的抗氧化作用

EC在生物体内具有良好的抗氧化作用，近二十年来，国外学者针对EC的抗氧化作用研究较多。Masami HARADA等[5]通过对口服EC的大鼠生物体内代谢研究得知，在生物体内发挥抗氧化作用的主要代谢物是（+）-儿茶素5-0-葡糖苷酸和（-）-表儿茶素5-0-ft-葡葡糖苷酸。提高细胞的抗氧化力可以起到抵抗细胞内炎症，抵抗流行病毒，延缓衰老等一系列的氧化应激反应，同时EC的抗衰老、清除自由基等功效都是由于其较强的抗氧化性抑制了动物体内细胞的氧化病变，从而发挥其生物药理作用。Edson L.DA Silva等[6]用EC灌胃大鼠后发现，处理组的大鼠血浆中，由于EC分解生成胆固酸酯氢过氧化物（CE-OOH）的积累，使其更具有抵抗硫酸铜诱导的氧化的功能，实验结果表明：EC代谢产物，特别是游离形式的化合物在血浆中具有较强的抗氧化活性。EC的衍生物是保护细胞活性的强力自由基清除剂[7]。Anna Dietrich-Muszalska等[8]通过EC和抗精神病药物共同作用对人体细胞抗氧化性的研究进一步证明，EC不仅降低了由神经性药物引起的人血浆脂质过氧化，并且比纯白藜芦醇或槲皮素有更强的抗氧化性。

EC被吸收后，在人体参与了生物代谢活动，虽然EC是植物体中天然存在的抗氧化物质，但若剂量使用过高则会引发一些毒副作用。María Angeles Martín等[9]研究了EC对由叔丁基氢过氧化物（t-BOOH）诱导的肝癌HepG2细胞氧化应激潜在化学保护作用。从中得知，用50-100uM微摩尔范围内的EC浓度处理HepG2细胞，降低了ROS生成，恢复了MDA浓度，从而达到对癌细胞发生氧化应激反应的保护作用。由于EC可抑制基因的氧化应激反应，从而达到保护蛋白质结构不变的功能，因此利用其抗氧化作用，EC可作为多种致癌物质的化学预防药剂或营养药剂。β-乳球蛋白（BLG）是牛奶乳清中存在的主要蛋白质成分，BLG能够在不同位点结合多种化合物，尤其是脂肪酸、黄酮类、多酚类，具有很高的营养价值和生物活性，M.Carbonaro等[10]在BLG溶液中添加EC观察发现，在EC存在的情况下，可以减少BLG结构变化，这对营养学来说，EC无疑会作为食品加工中的一种添加剂；尼古丁是烟草中成瘾的主要药理活性成分，有学者认为心血管疾病发生的主要原因来源于此，Abdulrahman L Al-Malki等[11]通过研究EC和与维生素E联合应用抵抗大鼠体内尼古丁诱导的氧化应激作用得知，联合用药组的大鼠体内丙二醛（MDA）降低幅度高于单独治疗组，同时联合用药组的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性明显高于未处理组；Erik J.B.Ruijters等[12]也发现EC及其代谢物能够通过抗氧化作用保护内皮细胞的氧化应激反应，这为降低心血管病风险提供了大量的依据。

综上所述研究可知，EC具有较强的抗氧化作用，可作为癌症化学预防药剂或营养药剂，在饮食中添加EC和维生素E可为细胞提供抗氧化防御作用，值得注意的是，注重剂量的EC与其他药剂混合后使用会具有较高抗氧化活性，并且可作为药物设计的模型，用于开发和预防抗炎、抗衰老的药物前景较大。

2 表儿茶素的抗癌作用

据流行病学研究表明，EC对白血病癌症，肺癌，霍奇金淋巴瘤，结直肠癌，乳腺癌，胰腺导管癌等有较好的抵抗作用，可以作为很多药物的辅助补充剂。Monika A.Papiez等[13]用EC和Etoposide治疗具有急性骨髓性白血病（AML）的大鼠，将组合药物处理组与仅用Etoposide处理组进行对比，发现组合药物处理组大鼠体内白血病癌细胞百分比明显降低，同时降低了大鼠体内的氧化应激反应，这一结果显示EC的辅助可以増强体内Etoposide的抗白血病能力。随后Monika A.Papie等[14]提出EC可以作为AML大鼠治疗的有效补充剂，通过给健康大鼠和白血病大鼠灌胃EC后，对其白血病癌细胞DNA损伤和细胞凋亡分析结果进一步表明，EC不影响健康大鼠细胞的DNA损伤，但显著增加白血病动物癌细胞中DNA链断裂的程度，从而抑制AML的发展。

Achinto Saha1等[15]发现EC与姜黄素组合有增强抵抗肺癌的作用，与单独的姜黄素或EC相比，EC显著增加了对癌细胞生长的抑制，并且增加了癌细胞凋亡和G4DD153、GADD15基因的表达，因此EC在増强姜黄素预防癌症活性中起重要作用。Gerardo G.Mackenzie等[16]研究表明EC对核因子-kB（NF-KB）和DNA的结合有抑制作用，用EC和NF-KB易位抑制剂（SN-50）联合治疗霍奇金淋巴瘤细胞会抑制NF-KB的活化作用，从而降低部分了霍奇金淋巴瘤细胞活力指数以及抑制其他癌信号传导。Daeik kim等[17]发现EC具有细胞毒性活性，用不同浓度的EC处理结直肠癌细胞，显示出癌细胞浓缩并且细胞核破碎，最终导致细胞凋亡，从而抑制结直肠癌细胞的生长。Subhalakshmi Nagarajan等[18]研究表明，与正常细胞相比，寡聚化表儿茶素对人乳腺癌细胞具有高度增强的抗增殖活性。在较低剂量下，水溶性低聚表儿茶素在稳定性、选择性和功效方面都优于EGCG。另有研究表明EC是抑制胰腺导管癌（PDAC）发展的化学预防剂，Hifzur rahman siddque等[19]用主要成分为EC的CP化合物处理胰腺导管癌的前病变体PDE细胞，结果表明，CP会使小鼠体内胰腺导管癌细胞增殖减少，并抑制PDE细胞异种移植。由此可见，EC对多种癌症细胞都有较好的抵抗作用。面对当前社会，癌症几率增大的风险，对EC的开发与利用已成为科技界迫切解决的课题。

3 表儿茶素的腱肌作用

骨骼肌肉（SkM）的表现很大程度上取决于有氧代谢活动来满足其肌肉收缩的能量需求，线粒体是肌肉中进行有氧代谢提供能量的主要来源，近年有研究表明EC具有提高体内线粒体数量的腱肌效果。Leonardo Nogueira等[20]通过对小鼠饲喂含有EC的黑巧克力后，分析其跖肌、心脏以及肱四头肌得知，小鼠后肢肌肉中毛细血管数量、肌肉线粒体数量都得以增加并且线粒体发生的信号传导也明显增强，由此表明EC增加了肌肉有氧代谢能力，延缓肌肉疲劳的发生。随后MaikHu ttemann等[21]，用EC对进行耐力训练的雄性小鼠处理后，分析其后肢肌肉的酶代谢和蛋白质分子分析发现，VEGF-A和TSP-1的蛋白质表达改变，提高了小鼠的跑步性能和后肢的毛细血管数。由此可知，EC改善了SkM线粒体结构，富含EC的高脂饮食等物质（ERC）或纯EC可能是一种安全的腱肌物质，也是一种较为新颖的改善肌肉功能的方法[22]。由于EC上羟基在空间位置上的不同，存在了差向异构体（+）-EC，这使得人们对EC差向异构体对骨骼肌的影响效果产生了浓厚兴趣，Isra elramirez-sanchez等[23]通过用增加剂量的EC和（+）-EC处理骨骼肌C2C12细胞，测定其对AIPK和PGC1a蛋白水平的影响，结果显示两种蛋白质显著增加，EC用量在100nM时达到最大效应，由此表明EC的（-）-构型对骨骼肌具有更大的增强效力。随着表现较为理想的小鼠实验结果的出现，Henricson等[24]开始对受试者进行活体骨骼肌肉实验测试，通过检查受试者肱二头肌活组织、血液生物标记、代谢交换物质以及分级运动量得知，EC具有增强线粒体生物合成，增加肌营养不良蛋白与该蛋白质的抑制素，同时减少肌肉生长抑制素的作用，这对提高成人贝克肌营养不良（BMD）骨骼肌运动有着良好的反应效果。

随着社会发展，生活水平提高，人们的运动量没有同比增加，而是在相对减少。运动的减少导致糖尿病患者基数增加，有研究表明心力衰竭（HF）和2型糖尿病（T2D）与SkM的表现具有不可分割的关系，疲劳是HF患者常见的症状，这与SkM萎缩有关，主要是体内线粒体体积和嵴丰度以及肌球蛋白纤维含量减少导致其功能丧失[25–27]。在T2D患者中，观察到患者的SkM紊乱，表现出肌间纤维细胞线粒体含量降低和脂质沉积异常的现象[28，29]。HF和T2D经常共存并且可能协同作用引起SkM的深刻改变。Pam R.Taub等[30]通过对5名患有T2D/HF患者每天服用黑巧克力和含100mg EC的饮料进行观察得知，富含EC的食物提高了SkM线粒体结构，并且以调节的方式增加线粒体生物合成蛋白质活性。Israel Ramirez-Sanchez等[31]观察使用EC的T2D和HF患者与健康组对照发现，T2D/HF患者SkM的OS调节系统有严重改变的现象，通过对小鼠肌肉OS实验得知，在T2D/HF患者中SkM的OS主要紊乱可以通过ERC中EC逆转，这为治疗和阻止OS有关的疾病提供了良好的有效依据[32，33]。另有研究表明白藜芦醇与SRT1720都能改善小鼠的氧化代谢能力和耐力[34，35]，从而对SkM肌肉和心脏肌肉增强有较大帮助。

4 表儿茶素的神经保护作用

研究表明含黄酮类化合物的膳食会提高动物记忆力和神经的认知能力，EC是一种类黄酮化合物，因此EC对神经的保护作用引起了国内外学者的广泛关注。Lee fruson等[36]通过将接受EC处理的蜗牛训练0.5小时，会使其记忆持续3小时，蜗牛的长期记忆（LTM）至少持续24小时，同时蜗牛的消光抗性也显著增加，由此可知通过增添了EC的饮食训练有助于LTM的形成更持久和更强的记忆。 Maria Fernell等[37]通过对蜗牛的空气呼吸等运动进行EC处理对比得到进一步证明，在蜗牛进行EC的处理后，立即将蜗牛置于含有EC的池塘水中，结果显示蜗牛具有明显增强记忆力的效果，由此进一步说明，在记忆周期内施用EC，有助于增强记忆的形成。同时有研究表明，蜗牛学习和后天形成的记忆受到环境、生活方式、压力以及饮食等因素的影响。Bogdan Knezevic等[38]针对EC是否有改善生活压力进行研究，由生活相关的压力得知，低钙池塘水可以抑制LTM的形成，通过将蜗牛放入低钙池塘和对照池塘进行实验测试发现，将EC放入对照池塘水中，蜗牛增强了LTM的形成，当EC加入低钙池塘水中时，观察到与对照池塘水中所见相似的增强型LTM。从而证明了，EC能够克服生活中相关应激产物对LTM形成的抑制作用。

人的大脑是由无数个神经元组成，到目前为止，针对神经性疾病仍然是人们重点关注和广泛研究的课题。由于EC对LTM有显著增强的影响，这引起了国内外学者对植物中天然存在的EC与神经元活性和可塑性关系的思考。据Henriette van Praag等[39]通过饲喂雄性小鼠EC观察发现，EC对久坐或转动的雌性小鼠有增强其认知能力的功效，具体表现在EC增强了小鼠对水迷宫的空间记忆,尤其是与运动相结合效果更明显。由神经元引起阿尔茨海默（AD）、脑出血（ICH）、中风等疾病是人类常发生的神经性疾病，而淀粉β蛋白的积累是阿尔茨海默病致病机理的关键因素。Zhang Z等[40]将口服EC并保持运动的小鼠与未处理组小鼠相比得知，处理组的空间学习和记忆中的可溶性淀粉样β蛋白AB110和AB119水平降低，并且该组小鼠脑中氧化应激明显减少。此外,脑源性神经营养因子蛋白在处理组中升高并且Akt/GSK-3/cAP反应元件结合蛋白信号传导被激活，由此可知膳食多酚EC加运动对大脑健康产生有益影响，并延缓AD的进展。经Cuevas E等[41]的研究表明：EC对人体内通过氧化应激反应损伤的淀粉蛋白β25-35有保护作用，EC可减弱淀粉状蛋白β25-35神经毒性肽的有害作用，这为阿尔默茨海默病理学的新疗法开发了新机会。Carla J.Cox等[42]通过给TASTPM小鼠口服EC发现，小鼠AD病理的发生水平降低，并证明口服EC可能是预防阿尔茨海默病的潜在药物，从而进一步证实了EC对神经的保护作用。脑出血（ICH）是一种破坏性的中风，它是由血红蛋白中铁诱导的氧化，损伤导致神经元形成脑出血。近来有研究表明类黄酮类通过增加抗氧化基因的表达来保护神经元细胞。che-Feng Chang等[43]研究表明EC通过Nrf2的非依赖途径，来减少血红素加氧酶-1（HO1）诱导和脑中铁元素沉积,从而显著降低ICH小鼠脑中神经元的损伤体积并改善了神经功能的缺失，由此证明EC可用来防止ICH，并且可以作为潜在ICH患者的预防剂。也有研究进一步表明，EC通过激活Nrf2和增加神经保护性HO1酶以达到其保护神经元的效果[44]。

以上研究报道可知，EC是通过增加脑中抗氧化基因表达从而对神经元起到保护作用，特别值得注意的是EC是通过非依赖性的途径来减少脑中铁的积累，降低了脑出血和中风等疾病的发生，EC是一种安全少副作用的天然化合物，并且具有多重有益效应，故此也是一种值得人们开发的神经元保护新药。

5 表儿茶素的其他药理活性作用

近年来研究发现，EC还具有保护心脏的作用，这是由于EC介导内皮细胞一氧化氮合酶（eNOS）产生一氧化氮（NO）的直接作用，Israel Ramirez-Sanchez等[45]通过用EC处理冠状动脉内皮细胞时，发现EC诱导eNOS活化增加NO产量，从而增加了细胞信号传导途径以达到对血管和心脏的保护作用，预防了心血管疾病（CVD）。据Moreno-Ulloa A等[46]研究表明，EC激活eNOS从而增加NO产生，同时改变了线粒体结构和功能，从而保护了心血管健康。Schroeter等[47-52]还发现随着血浆中EC代谢产物峰值的出现，动物体内内皮细胞峰值也随之得到改善，故此可知EC是通过上调NO介导功能而改善内皮细胞，并促进血管舒张，EC有诱导改善血管和肌肉收缩微血管增加NO的作用。

6 小结

随着生活水平的提高，人们的保健意识增强，故此生活中的保健品开发需求也随之增大。医学证明，天然产物药理筛选成化合物的几率较大，并且人们对天然植物化合物接受程度较高，因此通过纯天然植物合成的保健品或营养药剂更能符合人们健康发展的需求。EC是天然存在于植物体内的多酚类化合物，在抗癌，抗炎，抗氧化，抗心血管疾病，神经保护等方面具有良好的药理作用，同时EC有良好的腱肌作用，这为EC开发成保健产品以及营养制品有着巨大的市场前景。由于EC存在于多种蔬菜和水果中，资源丰富，毒副作用小，越来越引起世界的高度关注，但从目前的研究可知对其药理活性和作用机制仍然不够全面，今后应在EC的药理药效、合成机制以及提高EC的生物利用率上进一步研究，从而使其达到开发和利用最大值。

缩写表述：EC：表儿茶素；EGC：表没食子酸酯儿茶素；ECG：表儿茶素没食子酸酯；EGCG：表没食子儿茶素没食子酸酯；TSP-1：血小板反应蛋白-1；VEGF-A：血管内皮生长因子同种型A；AD：阿尔茨海默病；Tg：APP/PS1转基因；BMD：贝克肌营养不良；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：依托泊苷诱导；PDE：致瘤性腺导管上皮细胞；SkM：骨骼肌；ERC：（-）-表儿茶素富含可可物质，高脂饮食等；t-BOOH：叔丁基氢过氧化物；BLG：β-乳球蛋白；HF：心力衰竭；T2D：2 型糖尿病；OS：氧化应激；PDAC：胰腺导管癌