研究机构: 国家植物功能成分利用工程技术研究中心
国家教育部茶学重点实验室
清华大学中药现代化研究中心
北京大学衰老医学研究中心
国家中医药管理局亚健康干预技术实验室
2013年9月
摘 要
湖北青砖茶是中国黑茶家族的重要成员之一,以老青茶作原料,经压制而成青砖茶,其产地主要在湖北省咸宁市的赤壁、咸宁、通山、崇阳、通城等县,已有100多年的历史。羊楼洞茶业和赵李桥茶业是湖北青砖茶企业的杰出代表,最具生产历史和产业规模。青砖茶外形长为长方砖形,色泽青褐,汤色红黄,浓酽馨香,滋味醇正,回甘隽永。青砖茶主要销往内蒙古、新疆、西藏、青海等西北地区和蒙古、格鲁吉亚、俄罗斯、哈萨克斯坦等国家。在传统的青砖茶销区,人们离不开青砖茶,不仅因为它可生津止渴,更因其具有化腻健胃、降脂瘦身、御寒提神、杀菌止泻等独特功效。随着我国社会经济的快速发展,人们的生活水平日益提高,食物结构发生了巨大的变化,高脂肪、高蛋白、高糖分的摄食比例不断增多,加之诸多不利的环境因素、日益加快的生活节奏、日趋加重的工作压力,越来越多的人们体处于亚健康状态,高血脂、高血糖、高血压、高尿酸人群,肥胖人群,肠胃功能紊乱人群的比例在不断提升,亚健康群体的年龄日趋年轻化。因此,人们一直在寻求一种温和的、安全的、轻松愉悦的保健养生方式。这些年来,越来越多的青砖茶消费者深深的感受到,品饮青砖茶后其身体代谢机能得到了明显的改善,健康状况得到了有效的改善。为了从现代科学角度诠释青砖茶的保健养生功效并探明其作用机理,赤壁市委市政府启动了青砖茶与健康的研究计划,委托国家植物功能成分利用工程技术研究中心、国家教育部茶学重点实验室、清华大学中药现代化研究中心、北京大学衰老医学研究中心和国家中医药管理局亚健康干预实验室,以湖北赤壁青砖茶系列产品为研究材料,从体外试验到动物试验,从细胞模型到基因模型,从化学物质组成到生理生化代谢,系统地评价了青砖茶的降血脂、减肥、降血糖、降尿酸、抵御和修复酒精性肝损伤、调理肠胃、抗辐射等保健养生功效,从细胞生物学和分子生物学水平揭示了青砖茶独特的养生价值及科学机理。
1.青砖茶具有显著的降血脂作用
通过细胞模型和高脂动物模型研究发现,青砖茶可激活低密度脂蛋白受体(LDLR),通过改善肝脏及细胞的代谢功能,提高肝脏的抗氧化活力,有效降低高脂小鼠血液中总胆固醇(TC)、总甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)水平,升高高密度脂蛋白(HDL)的水平,起到显著的降血脂效果。
2.青砖茶具有显著的减肥作用
在高脂动物模型中和细胞模型中,青砖茶可以通过有效抑制前脂肪细胞的分化、缩小脂肪细胞体积,抑制脂肪酶和淀粉酶活性、降低脂肪和淀粉食物的利用率,调控瘦素水平及糖脂代谢相关基因的表达水平,达到有效调控能量代谢与脂肪代谢,控制体重增长,表现出显著的减肥瘦身效果。
3.青砖茶具有明显的降血糖作用
通过化学药物诱导的高血糖动物模型研究发现,青砖茶可通过有效调控高血糖小鼠的胰岛素代谢水平,调控糖代谢与糖运转相关基因的表达水平,降低血清中血糖的浓度,降低餐后血糖升高的水平,减轻高血糖小鼠的临床病理学指标的不利变化,具有显著的调降血糖效果。
4.青砖茶可有效抵御和修复过量饮酒引起酒精性肝损伤
在酒精灌胃小鼠模型中,通过小鼠肝组织外观、组织与细胞切片的电镜观察和血清生理生化指标检测发现,青砖茶能有效提升小鼠抵御酒精引起的氧化性肝损伤的能力,修复酒精引起的肝脏代谢机能紊乱,减轻过量饮酒引起的肝脏病变,防护酒精性肝损伤。青砖茶不同饮用时间对酒精引起肝损伤的作用效果研究表明,不论饮酒前、饮酒中还是饮酒后喝茶,青砖茶都具有不同程度的抵御或修复效果,且表现为饮酒前的效果最好,饮酒中其次,饮酒后再次。
5.青砖茶可有效降低血尿酸水平,具有预防和改善痛风的作用
通过高血尿酸动物模型研究发现,青砖茶可有效减低小鼠腺苷脱氨酶和黄嘌呤氧化酶活性,调控动物的蛋白质代谢和嘌呤代谢,表现出明显的降低尿酸作用,且高剂量表现效果尤为突出。
6.青砖茶可有效平衡肠道微生物菌群,具有显著的调理肠胃作用
通过小鼠饲喂实验发现,青砖茶可以有效增加肠道中双歧杆菌、乳酸菌等有益菌的数量,减少大肠杆菌、沙门氏杆菌、金色葡萄球菌等有害菌的数量,起到平衡肠道微生物菌群分布,有效调理肠胃功能。
7.青砖茶具有显著的抗辐射作用,可有效抵御紫外辐射、预防皮肤细胞光老化
通过对皮肤成纤维细胞L929受紫外辐射后的电镜观察以及流式细胞仪检测发现,青砖茶能有效清除紫外辐射产生的过量自由基,增强皮肤细胞的抗氧化力,对紫外辐射引起的皮肤细胞损伤具有较好的保护作用。皮肤光老化是紫外辐射引起皮肤细胞衰老的现象,大鼠皮肤紫外线UVB辐射试验研究表明,青砖茶可有效抵御紫外线UVB对皮肤细胞的损伤,预防和修复皮肤的光老化。
8.青砖茶具有独特的品质成分与功能物质组成
采用HPLC、LC-MS、GC-MS、ICP-MS等现代先进分析手段,系统分析了青砖茶的儿茶素组成、生物碱组成、氨基酸组成、有机酸组成、10种主要无机元素、15种农药残留水平,结果表明,青砖茶具有较丰富的而协调的茶多酚/儿茶素和氨基酸组成,咖啡碱、可可碱、茶碱含量适宜;丰富的水浸出物、协调的酚氨比、丰富的有机酸和糖类物质,造就了青砖茶清醇回甘的滋味特征。青砖茶中主要元素组成协调,具有锌、硒、锰、镁含量相对较高,铁、铝、铅、氟含量相对较低的元素分布特征,这不仅表明青砖茶的安全性好,而且为其诸多保健养生功能的发挥奠定了元素基础。
目 录
0 前言
1 青砖茶具有显著的降血脂作用
1.1 血脂异常及相关疾病
1.2 青砖茶对体外诱导培养的非酒精性脂肪肝细胞的影响
1.3 青砖茶对小鼠高脂血症具有明显的拮抗作用
1.3.1 青砖茶可显著降低高脂血症小鼠的体重和肝体重比,表现出降脂效果
1.3.2 青砖茶可显著改善高脂血症小鼠血清生化指标,表现出明显的降血脂效果
1.3.3 青砖茶可显著改善高脂血症小鼠肝匀浆抗氧化指标,对肝损伤的保护作用
1.3.4 青砖茶可明显修复高脂血症小鼠的肝组织损伤
1.4 青砖茶对低密度脂蛋白受体LDLR模型的激活效果
1.4.1 MTT结果
1.4.2 激活值结果
2 青砖茶对高血糖小鼠具有明显的降血糖作用
2.1 高血糖及相关疾病
2.2实验方法
2.3 青砖茶可以明显改善高血糖模型小鼠的临床病理症状
3 青砖茶具有显著的降尿酸功效
3.1 高尿酸血症及痛风
3.2 实验设计
3.3 青砖茶可有效降低高尿酸血症小鼠的血尿酸浓度
3.4 青砖茶可显著抑制高尿酸血症小鼠肝脏的ADA和 XOD 活性
4 青砖茶对酒精性肝损伤的保护作用研究
4.1 前言
4.2 青砖茶对酒精性肝损伤具有明显的保护作用
4.2.1 青砖茶可明显减轻酒精性肝损伤小鼠的肝组织病变
4.2.2 青砖茶可明显减轻酒精性肝损伤小鼠的临床病理学指标的不利变化
5 青砖茶可有效抵御辐射损伤、预防皮肤光老化现象
5.1 辐射的概念及辐射的危害
5.2 环境污染与皮肤光老化
5.3 青砖茶对紫外辐射条件下皮肤成纤维细胞L929的保护作用
5.4 倒置显微镜下观察青砖茶对辐射处理细胞L929的保护作用
5.5 青砖茶对辐射处理细胞L929保护作用的流式观察
5.6 青砖茶对UVB辐射引起的氧化损伤的保护作用
6 青砖茶可有效调节肠道微生态的平衡起到调理肠胃的作用
6.1 肠道菌群与人体健康
6.2 实验方案
6.2.1 动物分组及处理
6.2.2 粪样收集及稀释
6.2.3 观察指标
6.4 结果与分析
7 青砖茶的主要品质成分、功能成分分析与安全性成分分析
7.1 青砖茶中儿茶素类与生物碱类组成分析
7.2 青砖茶中氨基酸总量及氨基酸组成分析
7.3 青砖茶中有机酸含量分析
7.4 青砖茶中茶多酚、氨基酸总量与水浸出物含量
7.5青砖茶中主要无机元素分析
7.6 青砖茶的农药残留分析
0 前言
随着全球经济的飞速发展和当今生活水平的不断提高,人们面对的饮食选择更多,不在局限于少数的食物,进而导致人们的饮食习惯和结构发生巨大的改变,大量高热量,高糖和高盐的加工食品的摄入;同时伴随着技术革新的进一步加深,人们面对着不断快速化的生活工作节奏,在更加紧张的节奏中,人均运动量锐减,越来越多的人体质处于亚健康状态;再者,人们赖以生存的居住环境也由于全球化的进一步发展而日益恶劣,越来越多的地方不再适宜人们居住,人们的体质也在不断恶化的环境中衰退,很多见所未见、闻所未闻的疾病越来越频繁地挑战着人们的视野。在这一些列随着人们自觉或不自觉的改变加上环境,生活工作节奏的影响下,人们的体内代谢极易发生紊乱,正常的机体新陈代谢被扰乱,大量的代谢废物在人体的各个器官组织中积累,其中就包含了一些对人体的有害的毒素,这些毒素在人体内发挥着慢性的毒副作用,是导致人体发生高血压,高血脂,高血糖,动脉硬化,肝脏损伤等一系列代谢综合症的罪魁祸首,加速人体组织、机能的衰老,影响人们的生活质量,缩短人们的寿命,在极端情况下还会引起人体器官组织的癌变。虽然目前通过药物可以治疗相关疾病,得到一定的疗效,但强烈的副作用也是人们投鼠忌器之处,而且通过服用药物造成的药物代谢产物对人体产生的二次伤害也是人们担心的地方,服用药物治疗了一些疾病,但与此同时又埋下了另外一个疾病的祸根也是人们不愿意看到的,但更严重的是药物的治标不治本现象,不能在疾病征兆未出现时就把病根消灭,达不到“治未病”的效果。保健养生这个概念在20世纪初期风靡全球,其所倡导的科学养生观念,即在日常生活中注意饮食,保持适量的体育锻炼,及时调节心理状态,通过追求体内环境的和谐运转,与自然环境的和谐相处,来达到祛病养生,延年益寿的目的。在日常生活中,通过摄入天然、安全的食品功能因子,维护机体的内环境稳态,清除体内代谢废物,达到预防代谢综合征、延缓衰老、抵御癌变的作用,已成为人们保健养生的发展趋势,越来越受到消费者的青睐。
中国是一个具有5000年历史的人类文明历史古国,辛勤勤劳的劳动人民在日常的生活中发现茶叶具有极大的保健养生价值,唐代《本草拾遗》记载:“诸药为各病之药,茶为万病之药。”著名诗人苏轼甚至提出:“何须魏帝一丸药,且尽卢同七碗茶。”茶作为流传千年而经久不衰神奇饮品,利用现代的先进技术手段对其进行分析,发现其富含茶多酚、儿茶素、茶氨酸、咖啡碱、黄酮类、有机酸、矿质元素等多种天然活性成分,已在现代人们生活质量的提升与身体素质的提高中扮演着越来越重要的角色。
黑茶是我国六大茶类之一,是有微生物参与特征性品质形成的后发酵茶。湖北的青砖茶、湖南的茯砖茶、黑砖茶、花砖茶、千两茶,四川的康砖、金砖、方包等紧压黑茶等,一直以来主要供应内蒙、新疆、西藏、青海等边区少数民族饮用,所以又称边销茶。在少数民族边区常有“宁可三日无食,不可一日无茶”之说。我国黑茶生产历史悠久,以制成紧压茶边销为主,在古代黑茶在内地与边区之间流通象征内地民众与边区少数民族关系和谐。
湖北是我国著名的黑茶产区,青砖茶又是其中的佼佼者。青砖,以老青茶为原料,经紧压而成,其形扁平为长方砖形,色泽青褐,香气纯正,滋味醇正,水色红黄明亮。据史料记载,羊楼洞古镇雷氏家族世代经营砖茶,其最早可追溯唐朝年间。乾隆元年羊楼洞古镇儒商雷中万先生于羊楼洞(现湖北赤壁地区)古镇庙场街创立 “羊楼洞茶庄”,后更名为“洞庄茶号”,其在观音泉下60米处设立厂房,引观音泉泉水制茶,古诗有云:“羊楼古巷青石幽,洞庄百年木楼秋,千载修得茶香绕,观音泉韵洗风流”,诗句中描写的就是羊楼洞著名的观音泉与洞庄砖茶史。
湖北赤壁位于湖北省东南部,气候宜人、雨量丰富、光照充足、气候温和、四季分明、严寒期短、无霜期长,茶叶种植区域土壤未受污染,茶园多位于红色、黄色酸性土壤覆盖的平原、缓丘地带,土壤富含铁、钙、锌、硼、 镁、钼等多种微量元素,含水适中,通气良好,质地轻盈,是理想的高品质茶叶产域。得天独厚的生态条件加上流传百年的制作工艺成就青砖茶独一无二的品质。青砖茶自羊楼洞古镇成品出庄,经独轮车运至新店,从新店沿水路至汉口,然后畅销全国,直至到达蒙古、新疆、俄罗斯西伯利亚及欧洲等地。同时,也带动了运输途中各地的文化交流,当时到达俄罗斯的路程近万里,以这条在历史上存在了二个多世纪的茶马古道,行程需数月,成为沟通中国与欧洲茶叶贸易的桥梁和纽带,为东西方文化交流作出了不可磨灭的巨大贡献!如今,赤壁市境内的湖北羊楼洞茶业有限公司和湖北赵李桥茶厂均是中国黑茶的龙头企业和国家边销茶定点企业,在国内外市场享有盛誉。
在传统的青砖茶销区,人们离不开青砖茶,不仅因为它可生津止渴,更因其具有化腻健胃、降脂瘦身、御寒提神、杀菌止泻等独特功效。随着我国社会经济的快速发展,人们的生活水平日益提高,食物结构发生了巨大的变化,高脂肪、高蛋白、高糖分的摄食比例不断增多,加之诸多不利的环境因素、日益加快的生活节奏、日趋加重的工作压力,越来越多的人们体处于亚健康状态,高血脂、高血糖、高血压、高尿酸人群,肥胖人群,肠胃功能紊乱人群的比例在不断提升,亚健康群体的年龄日趋年轻化。因此,人们一直在寻求一种温和的、安全的、轻松愉悦的保健养生方式。近年来,随着黑茶消费热潮在国内外兴起,如今的“青砖茶”,承载着厚重的黑茶文化、独特的品质风味、神奇的养生功效,被越来越多的国内外消费者所青睐。长期品饮青砖茶的消费者深深的感受到其身体代谢机能得到了明显的改善,健康状况得到了有效的改善。为了从现代科学角度诠释青砖茶的保健养生功效并探明其作用机理,赤壁市委市政府启动了青砖茶与健康的研究计划,委托国家植物功能成分利用工程技术研究中心、国家教育部茶学重点实验室、清华大学中药现代化研究中心、北京大学衰老医学研究中心和国家中医药管理局亚健康干预实验室,以湖北赤壁市主力企业生产的青砖茶(老青茶)系列产品为研究材料,从体外试验到动物试验,从细胞模型到基因模型,从化学物质组成到生理生化代谢,系统地评价了青砖茶的降血脂、减肥、降血糖、降尿酸、抵御和修复酒精性肝损伤、调理肠胃、抗辐射等保健养生功效,从细胞生物学和分子生物学水平揭示了青砖茶独特的养生价值及科学机理。
1 青砖茶具有显著的降血脂作用
1.1 血脂异常及相关疾病
随着当前全球经济的发展、人们生活水平的提高和膳食结构的改变,以脂质代谢紊乱(高脂血症、血脂异常、血脂失调症)为主要表现形式的代谢综合征(metabolism syndrome,MS)的发病率逐年升高并呈年轻化趋势,由此引发的心脑血管疾病已成为危害人类健康的主要杀手,在全世界范围内因CVD而死亡的人数每年将近1700万,占死亡总人口的30 %,并且这个数字不断增加。2002年我国18岁以上人群总的血脂异常患病率达18. 6 %,近年来由血脂异常引发的心脑血管病稳居我国城市和乡村人群的第一位死亡原因。脂代谢与健康的关系越来越受到人们的重视,业已证实,脂代谢紊乱所致的高脂血症是脂肪肝、肥胖症、冠心病和动脉粥样硬化等许多疾病的重要因素(图1)。因此,寻找有效预防和控制脂代谢紊乱的食物或药物,对于有效预防或治疗高脂血症及其代谢相关疾病,具有很重要的现实意义。
高脂血症是指由于脂肪代谢或运转异常使血浆(或血清)中一种或多种脂质的含量超过正常高限时的病证,以血清TC和/或TG及 LDL-C水平增高,和/
或HDL-C降低为主要特征。传统中医学中没有“高脂血症”的病名,现代中医根据其临床表现和病理生理学特征,将之归属于传统中医学的“痰浊”、“血瘀”范畴。血浆中的脂类物质称为血脂,包括甘油三酯、胆固醇、磷脂、胆固醇酯和非酯化脂肪酸(即游离脂肪酸)等。血浆脂类含量虽只占全身脂类总量的极小一部分,但外源性和内源性脂类物质都需经进血液运转于各组织之间。因此,血脂含量可以反映体内脂类代谢的情况。中医虽无血脂的概念,但对人体“膏”、“脂”则早已有所认识,常把膏脂并称,且由于过多的膏脂浊化而成湿浊、痰饮,使气血运行障碍。脏腑功能失调,易引发高脂血症。
非酒精性肝病(NAFLD)是指与过量饮酒无关的脂肪性肝病,现代医学对NAFLD的发病机理尚未完全阐明,其发生发展与脂质代谢紊乱密切相关。NAFLD最初的成因是肝脏内脂质的过度累积,可能存在几个方面的原因(见图11):(1) 进入肝内的脂肪酸过多,总甘油三酯(TG)合成过量;(2) 肝细胞内脂肪利用障碍,TG合成增加;(3) VLDL的合成和分泌障碍,肝脏内的TG不能顺利的运出肝脏;(4) 肝脏合成TG能力增强,而脂蛋白代谢酶的活性下降。肝脏脂肪变性与高脂血症、糖尿病和肥胖等具有明显的相关性,且有相辅相成的关系,共同表现为人体内的代谢紊乱综合症。已有研究表明,肝细胞脂肪变性可明显提高血脂异常、中央性肥胖、胰岛素抵抗及高血压等代谢综合症的发生率,继而增加心血管疾病的危险性。
在本研究中,我们通过细胞和动物模型来探讨青砖茶降血脂和改善代谢性疾病的功效。
1.2 青砖茶对体外诱导培养的非酒精性脂肪肝细胞的影响
人肝癌细胞株(HepG2)较好的保留了肝细胞的多种生物学特征,具有和人类肝脏相似的代谢能力,是体外研究脂质及糖类代谢的典型细胞。将HepG2细胞培养于5% CO2、37 ℃环境中,培养基为含10%胎牛血清的低糖 (1 g/L) DMEM。当70 %-80 %融合度时,经0.25 %胰酶消化后分散成5×108 /L 细胞悬液,接种于细胞培养板。HepG2细胞以含50 %胎牛血清的高糖 (4.5 g/L) DMEM 继续培养48 h造模。造模成功后,再更换新培养基,加入含100 μg/mL血脂康,100、500 μg/mL青砖茶水提物的高糖DMEM,继续培养48 h,即为阳性药物组,低、高剂量试验组。正常组、造模组分别给予无药物的低糖、高糖培养基继续培养48 h,弃培养基,PBS洗2次,收集细胞。一方面细胞油红O染色,拍照观察;另一方面,将细胞超声波裂解,直至细胞悬液澄清,按照试剂盒操作测定吸光度,计算甘油三酯(TG)含量。
图2 青砖茶水提物对HepG2细胞油红O染色的影响
表1 青砖茶对细胞内TG水平的影响 (n=6)
组别Groups |
TG (mmoL/mL) |
48 h |
|
正常对照组 |
0.229±0.002 |
模型对照组 |
0.278±0.002## |
阳性对照组 |
0.246±0.002** |
青砖低剂量组 |
0.258±0.001##** |
青砖高剂量组 |
0.221±0.002** |
注:“*”表示同一列各组与模型组比较在 P<0.05 水平差异显著,“**”表示在 P<0.01 水平差异显著;“#”表示与正常对照组比较在 P<0.05 水平差异显著,“##”表示在 P<0.01 水平差异显著(下同)。
从油红O染色情况看,模型组细胞内呈现明显的红色脂滴(见图2)。而加入血脂康(100 μg/mL)或者青砖茶水提物(500 μg/mL)孵育48 h后,细胞内红色脂滴明显减少。
此外,与正常对照组比较,模型对照组在48 h处理后,HepG2的TG含量升高呈现极显著水平(P<0.01)。而HepG2细胞接受青砖茶低、高剂量干预 48 h 后,TG含量极显著降低(P<0.01),并且治疗效果好于阳性对照组(见表1和图3),说明青砖茶水提物具有一定的降血脂功效。
1.3 青砖茶对小鼠高脂血症具有明显的拮抗作用
为了研究青砖茶水提物对的小鼠高脂血症拮抗作用,我们设计了如下的动物模型。雄性小鼠 SPF 级,三周龄,40-45 g,适应喂养5 d后,随机分为正常对照、模型组、青砖茶水提物低、高剂量( 13, 52 mg/mL) 和血脂康阳性对照组(100 mg /kg)。正常对照组每天喂养基础饲料,模型组、阳性药组、青砖茶水提物低、高剂量组每天喂养高脂饲料; 青砖茶水提物试验组和阳性药组分别灌胃给予相应剂量的青砖茶水提物和血脂康,正常对照组给予等体积蒸馏水,连续4周后,断头取血分离血清测定总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)。取适量肝组织制成10 % 匀浆,测定超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量; 取肝最大叶片冰冻切片,HE染色,观察脂肪蓄积情况。
肝组织解剖时发现(图4),正常对照组小鼠肝脏色泽正常,表面光泽。模型对照组小鼠肝脏外观弥漫性肿大,边缘稍钝,颜色泛白,触之如面团,有油腻感,压迫时可出现凹陷,青砖茶试验组与模型对照组相比,肝脏颜色红润,表面光滑,治疗效果与阳性对照组相当。
1.3.1 青砖茶可显著降低高脂血症小鼠的体重和肝体重比,表现出降脂效果
表2 青砖茶对高脂血症小鼠体重、肝体比的影响(n=8)
处理组 |
初重(g) |
终重(g) |
肝重(g) |
肝体重比 |
正常对照组 |
42.8±0.863 |
45.38±0.687 |
2.15±0.098 |
4.54±0.23% |
模型对照组 |
42.5±0.263 |
51.78±4.442## |
2.84±0.220## |
5.2±0.16%## |
阳性药物组 |
41.8±0.581 |
49.58±3.920 |
2.45±0.096#** |
4.99±0.13% |
青砖低剂量组 |
41.7±0.455 |
46.74±3.534** |
2.28±0.263** |
4.86±0.41% |
青砖高剂量组 |
42.2±0.513 |
46.07±3.543** |
2.06±0.318** |
4.45±0.37%** |
注:“*”表示同一列各组与模型组比较在 P<0.05 水平差异显著,“**”表示在 P<0.01 水平差异显著;“#”表示与正常对照组比较在 P<0.05 水平差异显著,“##”表示在 P<0.01 水平差异显著。
长期喂饲高脂饲料构建小鼠高脂血症,该高脂血症模型组小鼠的体重、肝重以及肝体重比明显高于正常组小鼠。然而,经过4周饲喂低、高剂量青砖茶水提物试验组的小鼠,其体重、肝重及肝体重比值与模型组相比,全面下降,说明青砖茶水提物具有一定降脂减肥效果。其中青砖各剂量的降脂减肥效果具有剂量依赖关系,随喂饲剂量的增加,降脂减肥效果提高(见表2和图5)。
1.3.2 青砖茶可显著改善高脂血症小鼠血清生化指标,表现出明显的降血脂效果
高脂血症小鼠随着症状的加重,总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量以及低密度脂蛋白(LDL)呈上升趋势,高密度脂蛋白(HDL)呈下降趋势。与正常组相比,高脂血症模型小鼠的TC、TG、LDL的含量明显增加,差异达极显著水平(p<0.01)。然而,饲喂青砖茶水提物4周的小鼠TC、TG、LDL的含量水平普遍比高脂血症模型组小鼠低,差异均达显著水平(p<0.05),与阳性药的治疗水平相当。阳性药组和试验组的HDL的含量也均高于模型组 (表3和图6)。
表3 青砖茶对高脂血症小鼠血清生化指标的影响(n=8)
处理组 |
TG(mmol/l) |
TC (mmol/l) |
LDL (mmol/l) |
HDL (mmol/l) |
正常对照组 |
2.970±0.304 |
1.760±0.096 |
0.357±0.012 |
3.310±0.100 |
模型对照组 |
5.930±0.060## |
2.415±0.325## |
1.097±0.070## |
3.050±0.070 |
阳性药物组 |
4.635±0.345**## |
1.917±0.165* |
0.823±0.086**## |
3.547±0.305** |
青砖低剂量组 |
4.437±0.129**## |
2.240±0.166# |
0.847±0.032**## |
3.063±0.095 |
青砖高剂量组 |
3.993±0.355**## |
1.855±0.295** |
0.773±0.040**## |
3.240±0.089 |
注:“*”表示同一列各组与模型组比较在 P<0.05 水平差异显著,“**”表示在 P<0.01 水平差异显著;“#”表示与正常对照组比较在 P<0.05 水平差异显著,“##”表示在 P<0.01 水平差异显著。
1.3.3 青砖茶可显著改善高脂血症小鼠肝匀浆抗氧化指标,对肝损伤的保护作用
表4和图7的抗氧化指标表明,模型组与正常对照组比较,其脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量极显著升高(p<0.01),而超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量显著降低(p<0.01),说明其机体肝组织正常的抗氧化能力明显受到损伤。而与模型组相比,饲喂不同剂量青砖茶水提物的试验组其SOD和GSH-Px活力均显著升高(p<0.05),而MDA含量呈现下降趋势,且高剂量试验组达到极显著水平(p<0.01)。
表4 青砖茶对高脂血症小鼠抗氧化指标的影响
处理组 |
MDA (nmol/mgprot) |
SOD (U/mgprot) |
GSH-Px (U/mgprot) |
正常对照组 |
1.006±0.073 |
245.8±2.54 |
316.3±1.70 |
模型对照组 |
1.948±0.057## |
197.6±3.79## |
257.5±17.35## |
阳性药物组 |
1.050±0.117** |
235.4±4.86** |
304.7±13.29* |
青砖低剂量组 |
1.793±0.058## |
247.0±4.53** |
276.3±5.79* |
青砖高剂量组 |
1.329±0.098**## |
301.3±6.13** |
319.4±27.40** |
注:“*”表示同一列各组与模型组比较在 P<0.05 水平差异显著,“**”表示在 P<0.01 水平差异显著;“#”表示与正常对照组比较在 P<0.05 水平差异显著,“##”表示在 P<0.01 水平差异显著。 1.3.4 青砖茶可明显修复高脂血症小鼠的肝组织损伤 光镜下观察,正常组肝脏组织结构完整,肝小叶轮廓清晰,肝细胞条数围绕中央静脉成放射状排列。而饲喂4周高脂饲料的模型组,肝小叶结构紊乱,肝小叶周围肝细胞胞浆出现大量的圆形空泡,造成严重脂肪变性。饲喂青砖茶水提物低、高剂量组的肝组织切片观察如图8所示,低剂量组肝组织有严重水样变,但未形成脂肪空泡,高剂量组肝组织基本恢复正常,与阳性药效果相当。说明青砖茶水提物对高脂血症小鼠肝脂肪变性具有较强的修复作用,有效减轻了小鼠的肝组织损伤。 低密度脂蛋白受体(LDLR)存在于多种组织如肝脏、动脉平滑肌、血管内皮以及淋巴、单核巨噬细胞等细胞膜表面,是一种膜受体蛋白(图9)。LDLR作为一种跨膜糖蛋白,不但是清除LDL-C(坏胆固醇)的“杀手”,更是血浆胆固醇淤积问题的“清道夫”。血液中70%的LDL-C由LDL和极低密度脂蛋白(VLDL)携带,而其中90% LDL是通过低密度脂蛋白受体(LDLR)途径清除的,即LDLR是LDL(主要成分是载脂蛋白B和载脂蛋白E的脂蛋白)特异性的吸附剂,如同“锁孔与钥匙”一般的可以紧密结合,是人体清除血浆中废物的高效途径。显然,研究LDLR原理,可以从中筛选出具有激动剂效用的药物,从而从分子水平阐释该药物降血脂的分子机理。 1.4.1 MTT结果 用100,200和300 μg/mL三个浓度青砖茶水提取物分别处理HepG2细胞24 h后测OD值,再与阴性对照比较分析差异性,结果如图10显示,3个浓度的茶水提取物与阴性对照相比都无明显差异,即P>0.05,表明在100-300 μg/mL浓度范围内,茶叶水提取物对细胞增殖均无明显影响,本试验中选取200,250和300 μg/mL浓度作为后续试验的样品浓度。
1.4.2 激活值结果
当某种茶叶水提取物对细胞激活模型的激活值≥1即可判定为阳性结果。一般来说,天然产物对细胞激活模型的激活值≥1时才有效果,但要≥1.5时,激活效果才较明显,激活值越大,效果越好。在激动LDLR基因表达方面,结果表明200,250和300 ug/ml的青砖茶相对于未加茶叶的处理组而言,激活值都超过阳性药,其中青砖茶对模型的激活值平均值达到1.67和最高值为1.88,均有显著性差异,即*P<0.05,与未加茶叶组间有明显差别。以上结果表明了青砖茶对LDLR有很好的激动效果,与阳性药效果相当甚至更好(图11)。原始数据用 SPSS PASW statistics 18.0 统计软件进行处理,所有数据均以平均数±标准差(mean±SD)表示。应用单因素方差分析处理数据,*P<0.05为有统计学差异,即两组间有明显差别。
2 青砖茶对高血糖小鼠具有明显的降血糖作用
2.1 高血糖及相关疾病
糖尿病是由于胰岛素不足和血糖过多而引起的糖脂肪和蛋白质等的代谢紊乱,主要特点是血糖过高、糖尿、多尿、多饮、多食、消瘦、疲乏。糖尿病一旦控制不好会引发并发症,导致肾、眼、足等部位的衰竭病变,且无法治愈。近年来,随着生活质量的提高,人们饮食结构发生改变,糖尿病的发病率日趋增高,而且其血管并发症,如动脉粥样硬化、血管栓塞等,更是糖尿病致死、致残的主要原因。糖尿病成为继心血管病和肿瘤之后的第三大非传染病,严重威胁人类生活质量及身体健康。
茶叶具有多种药理和保健作用,我国和日本民间均有用粗老茶治疗糖尿病的传统。20 世纪80 年代以来,许多中外学者对茶叶的降血糖作用进行了深入的研究,发现多种茶叶或茶多糖有显著的降血糖作用。也有研究报道,茶多酚能稳定糖尿病大鼠的糖耐量和血糖含量,对a-淀粉酶有较强的抑制作用,可能与降糖作用有关,儿茶素能抑制消化道内淀粉酶的活性达到降低血糖的目的,从而有效地预防和治疗糖尿病。本研究以青砖茶为研究对象,采用四氧嘧啶制造小鼠高血糖模型,探讨青砖茶的降血糖效果。
2.2实验方法
健康雄性小鼠SPF级,22~25g,适应性喂养6天,随机分出正常对照组(8只)。其余均用四氧嘧啶生理盐水溶液进行腹腔注射,剂量为200 mg/kg,构造高血糖小鼠模型。间日再次注射,72h后检测血糖值。将造模成功后的老鼠随机分为模型对照组、青砖低、高剂量实验组和阳性药物组(盐酸二甲双胍),每组各8只。期间记录造模前、造模后和灌胃后各组小鼠的体重和摄食量。
正常对照组和模型对照组每天均灌胃一次生理盐水,阳性药物组每天灌胃一次盐酸二甲双胍(500 mg/kg),试验组灌胃青砖低、高剂量的茶叶水提物。连续灌胃10 d后断头取血,检测血清中的血糖和胰岛素含量。
2.3 青砖茶可以明显改善高血糖模型小鼠的临床病理症状
从表5可以看出,健康小鼠和高血糖模型小鼠相比,高血糖小鼠模型组表现为进食量增大,而体重增加缓慢,观察还发现模型组小鼠多尿,符合糖尿病多尿、多饮、多食、消瘦“三高一低”的典型症状。而高血糖模型小鼠在灌胃青砖茶叶水提物后,体重增加缓慢的情况得到了有效地改善。
|
造模前 |
造模4天后 |
灌茶6天后 |
|||
体重(g) |
进食量(g/只) |
体重(g) |
进食量(g/只) |
体重(g) |
进食量(g/只) |
|
正常对照组 |
31.86 |
10.18 |
39.58 |
10.32 |
42.22 |
9.5 |
模型组 |
31.71 |
9.62 |
31.82 |
10.51 |
33.37 |
10.58 |
青砖高剂量组 |
30.96 |
8.9 |
32.89 |
10.4 |
36.58 |
10.23 |
表5 青砖茶对高血糖模型小鼠体重和进食量的影响
注:**P<0.01, vs 正常对照组, (N=6);##P<0.01,# P<0.05 vs 模型组, (N=6)
图13 青砖茶对高血糖模型小鼠血清中血糖浓度的影响
图13小鼠血清中血糖的检测结果表明,与正常对照组相比,高血糖模型组的血糖
浓度显著增加,青砖茶各组和阳性药盐酸二甲双胍组的血糖浓度均比模型组显著降低,其中以青砖高剂量组的效果最为明显,与阳性药盐酸二甲双胍的效果相当。可见,适当高剂量饮用青砖可以有效地降低血糖,改善糖尿病的症状。
从图14各组小鼠血清中胰岛素的浓度水平可以看出,与正常组相比,高血糖模型小鼠的胰岛素浓度显著降低,而青砖茶各组和阳性药盐酸二甲双胍组的胰岛素浓度普遍比模型组显著升高,尤其是青砖高剂量组和阳性药组,接近正常组的胰岛素浓度水平。由此可见,青砖茶能有效地调控高血糖小鼠的胰岛素代谢,达到降血糖的功效。
3 青砖茶具有显著的降尿酸功效
3.1 高尿酸血症及痛风
痛风(gout)是一种慢性代谢紊乱疾病,其发病机理目前虽不甚清楚,但以血中尿酸增高为特点。近年来原发性高尿酸血症和痛风患病率有逐年升高趋势,由于高尿酸血症与痛风、心脑血管疾病、高血压病、高脂血症、糖尿病、高胰岛素血症等很多疾病有密切的相关性,所以对高尿酸血症的研究有十分重要的临床意义,加强对高尿酸血症治疗药物的研究日趋重要。高尿酸血症(Hyperuricemia)是痛风重要的生化基础,而痛风必伴有高尿酸,随着人们生活水平的提高以及膳食结构的改变,罹患高尿酸血症(Hyperuricemia,HUM)的人越来越多,而HUM又被认定为独立的引起心、脑血管疾病的因素。相关研究表明,HUM常伴有血脂增高,且在治疗中,血尿酸持续不降的患者,其血脂(主要是TG)也居高不下,提示两者之间可能有协同作用。高尿酸血症的结果是引起痛风性关节炎、痛风性肾病等,导致关节畸形、功能障碍及慢性肾功能衰竭。
从本质上来说高尿酸血症与痛风之间并无严格界限,它们是一致的。随着社会经济、科学技术的进步,人类饮食结构发生了深刻变化,食物中蛋白质增高,促使了高尿酸血症导致痛风病的增加。导致体内尿酸过高的原因:一方面是体内黄嘌呤氧化酶活性出现异常,致使尿酸生成过多;另一方面是尿酸排泄量下降以致体内尿酸蓄积。图15展示了痛风的发病机制。
长期研究表明,茶叶中富含茶多酚、儿茶素等黄酮类化合物及矿物元素,具有抗氧化、镇痛及调节体内酶活性的作用。本实验采用对小鼠腹腔注射氧嗪酸钾致小鼠血尿酸浓度升高的造模方法,初步探讨青砖茶对高尿酸血症的影响。
3.2 实验设计
为了研究青砖茶对高尿酸血症小鼠的降尿酸作用,我们设计了如下的动物模型(表6)。健康雄性小鼠SPF级,18-22 g,适应喂养3天后随机分为正常对照组、高尿酸模型组、阳性药物组(别嘌呤醇5.0 mg/kg)、不同茶汤高剂量组(3334 mg/kg)和低剂量组(833.5 mg/kg),每组各8只。正常组和高尿酸模型组每天灌胃生理盐水,阳性药物组隔天灌胃一次别嘌呤醇,高低剂量茶汤组灌胃不同剂量的茶汤。连续灌胃7天。各组动物末次灌胃后1 h,除空白组外各组小鼠腹腔注射氧嗪酸钾300 mg/kg,空白组注射等量蒸馏水。给药1 h后摘眼球取血,解剖小鼠.取适量肝脏组织。然后将血样离心,取上清液,测定尿酸含量。取肝脏组织,匀浆,离心(3500 r·min-1,10 min)。取上清液,分别测定黄嘌呤氧化酶(XOD)活性、腺苷脱氨酶(ADA)活性及总蛋白含量。
表6 实验动物组别设计
组别 |
灌胃药物 |
灌胃剂量 |
灌胃浓度 |
空白组 |
生理盐水 |
0.40 ml |
|
模型组 |
生理盐水 |
0.40 ml |
|
阳性药 |
别嘌呤醇 |
0.35 ml |
5.0 mg/kg |
青砖低 |
青砖茶水体物 |
0.40 ml |
833.5 mg/kg |
青砖高 |
青砖茶水提物 |
0.40 ml |
3334 mg/kg |
3.3 青砖茶可有效降低高尿酸血症小鼠的血尿酸浓度
结果如图16所示,血样室温静置30 min后,3500 r/min离心10 min。取上清液使用试剂盒检测血尿酸(UA)浓度。结果显示,与模型组相比,青砖茶高低剂量组可降低小鼠血尿酸水平(P<0.05)。
3.4 青砖茶可显著抑制高尿酸血症小鼠肝脏的ADA和 XOD 活性
腺苷脱氨酶( ADA) 是一种琉基酶,它能催化腺嘌呤核苷或脱氧腺嘌呤核苷脱氨生成次黄嘌呤核苷或次黄嘌呤脱氧核苷,而后经核苷磷酸化酶催化生成次黄嘌呤;黄嘌呤氧化酶( XOD) 参与嘌呤、黄嘌呤和次黄嘌呤代谢为终产物尿酸,这两者在体内尿酸的生成过程中发挥重要作用。
在本研究中,首先与空白组相比,模型组 ADA 活性明显升高,差异有显著性(P<0.01) 。与模型组比较,青砖茶低、高剂量组均可降低高尿酸血症小鼠肝脏中的 ADA 活性,其活性分别降低了16.5%和31.4%(P<0.01)(图17)。然后与空白组相比,模型组 XOD活性也明显升高,差异有显著性(P<0.01) 。此外,如图18所示,与模型组比较,青砖茶高剂量组能显著降低高尿酸血症小鼠肝脏中的 XOD活性,其活性降低29%(P<0.01),低剂量组降低了12%(P<0.01)。上述结果也很好地表明了青砖茶改善高尿酸血症的原因可能与抑制XOD 和ADA 活性有关。
4 青砖茶对酒精性肝损伤的保护作用研究
4.1 前言
近十年来,饮酒过量已成为我国一个严重的公共卫生问题,酒精可引起消化、循环、神经等系统的病变,其中肝脏作为酒精代谢的主要器官,受害最为常见,由酒精引起的肝脏损伤,统称为酒精性肝病。据统计,我国酒民中酒精性肝损伤的发病率在20%左右,另外曾有资料报道食道癌、肝癌发病率的升高似乎也与饮酒有直接相关性。
酒精可引起消化、循环、神经等系统的病变,其中肝脏作为酒精代谢的主要器官,受害最为常见。饮酒后,吸收入体内的乙醇95%在肝内代谢,其代谢途径如图19所示。目前认为,乙醇在肝细胞内代谢产生的毒性代谢产物及引起的代谢紊乱是导致酒精性肝病的主要原因。乙醇在肝细胞内首先氧化为乙醛,乙醛再进一步氧化成乙酸而降解。长期摄入酒精可使线粒体功能紊乱,从而影响线粒体的正常功能,影响三大产热营养素的代谢。现在研究较多的是其使脂肪酸的分解功能下降,机体动员皮下脂肪酸向肝内转移,造成肝内TG含量的升高,逐渐形成脂肪肝;乙醛氧化过程中还产生大量自由基,致使肝细胞脂质过氧化增强,进而损伤肝细胞内膜脂质等。
大量饮酒者中,至少80%发生肝脏脂肪变性,10%-35%发生酒精性肝炎,大约10%将发展到肝硬化。在西方国家,慢性肝病死亡人数占总死亡人数的五分之一,而酒精性肝病是慢性肝脏疾病的最主要原因,酗酒是其第一致病因素。酒精己成为继病毒性肝炎后导致肝损害的第二大病因,因此对ALD的研究日益引起广泛的关注。所以,研究茶叶及其活性成分如何及时清除体内酒精产生的乙醛、逆转乙醛产生的途径,降低过量酒精对人体肝脏的伤害具有十分重要的意义。
4.2 青砖茶对酒精性肝损伤具有明显的保护作用
在本试验中,为了研究青砖茶对酒精引起的肝损伤的保护作用,设计如下的动物模型:健康雄性小鼠SPF级,三周龄,35-40g,适应喂养7d后随机分为正常对照组,模型组,阳性药对照组,低剂量组、高剂量组(根据人体推荐量的5倍、20倍分别作为青砖的低、高两个剂量),每组8只。以上小鼠均给予基础饲料喂养,茶各剂量组每天按相应的量灌胃(0.01 mL/g),正常对照组和模型组给予等体积的蒸馏水,凯西莱药物组则给予凯西莱药(90 mg /kg),共给药21d,自第11天开始造模,除正常对照组外其余小鼠用酒精灌胃,由于小鼠对酒精耐受性较差,食用酒精从40%逐渐加到56%,正常对照组给予等量的蒸馏水,并继续给予基础饲料,其余小鼠则给予高脂饲料,共10d。10d后禁食12h,眼眶取血分离血清测定TC、TG、ALT、AST。取适量肝组织制成10%匀浆,测定MDA、SOD、总巯基的含量;取肝最大叶片冰冻切片,HE染色,观察脂肪蓄积情况。
4.2.1 青砖茶可明显减轻酒精性肝损伤小鼠的肝组织病变
在试验过程中,正常组小鼠毛发光泽,体态活泼,食量及大便正常,无嗜睡现象。模型组小鼠灌胃乙醇后,绝大部分行动迟缓,行走不稳,重者醉倒嗜睡,对外界刺激的反应明显较弱,进食量及饮水量明显少于对照组,严重脱毛,皮毛欠光泽。肝组织解剖时发现,对照组小鼠肝脏大小正常,边缘锐利,质地光滑柔软,颜色暗红,切面鲜红。模型组小鼠肝脏外观弥漫性肿大,边缘稍钝,触之如面团,有油腻感,压迫时可出现凹陷。青砖茶保护组和阳性药对照组较模型组明显减轻,小鼠肝脏颜色明显变红,表面光泽度增高,青砖茶高剂量组外观形态与正常组较接近。
光镜下观察,如图20所示,造模的酒精性肝损伤小鼠出现严重性水肿,肝细胞索排列紊乱,肝细胞内有大小不一的圆形脂滴,胞质疏松。而对照组的肝小叶结构清晰,肝细胞索排列整齐,肝细胞大小一致,胞核居中(见20图A、B)。与模型组相比,青砖茶高、低剂量组及凯西莱阳性药组的肝细胞水肿明显减轻,青砖茶高剂量组肝小叶结构尚清,肝窦基本正常,肝细胞基本未出现水肿现象(见图20C、D、E)。
4.2.2 青砖茶可明显减轻酒精性肝损伤小鼠的临床病理学指标的不利变化
肝体比为肝湿重与体重的比值,其在一定程度上反映了肝脏脂质蓄积的程度,肝脏受损伤时,肝脏明显肿大,质量增加,肝指数增大。本试验结果显示,见表7,模型组小鼠较正常组小鼠肝指数显著升高,青砖茶组能明显降低小鼠的肝体系数。表明其能在一定程度上缓解脂质蓄积,起到保护肝脏的作用。
表7 青砖茶对酒精性肝损伤小鼠肝体系数的影响
不同处理 |
肝体比(%) |
正常对照组 |
4.98±0.55 |
模型对照组 |
5.36±0.60 |
青砖高剂量组 |
5.14±0.42 |
ALT主要存在于肝细胞浆内,当肝细胞损伤时,细胞内转氨酶可进入血中,引起血ALT升高,AST也存在于肝细胞浆内,AST并分布于线粒体内,当肝细胞损伤严重时,线粒体AST释放入血,使血清AST升高大于ALT,转氨酶是肝细胞损害的敏感标志,也是乙醇所致肝损害最敏感的指标。反映肝细胞坏死的程度,其严重程度直接关系到酒精性肝病的发展与转归。长期酗酒乙醇代谢产物乙醛与GSH结合,使GSH消耗增加,导致肝细胞浆和线粒体内GSH含量减少,肝细胞消除自由基抗脂质过氧化能力减弱,致线粒体肿胀,肝细胞内脂肪堆积。所以导致脂质代谢紊乱,导致血液中TC和TG含量升高。
本试验结果显示,见表8和图21,与正常组相比,模型组的ALT、AST、TC、TG的含量明显增加,其中ALT的含量达到显著水平(P<0.01);与模型组相比,青砖茶各剂量组的ALT、AST、TC、TG的含量明显下降,其中青砖高剂量组的AST和ALT具有统计学意义。
表8 青砖茶对酒精性肝损伤小鼠血清的TC、TG、ALT、AST含量的影响
不同处理 |
ALT(U/L) |
AST(U/L) |
TC(mmol/L) |
TG(mmol/L) |
正常组 |
38.75±5.62 |
112.38±1.51 |
3.27±0.68 |
1.81±1.52 |
模型组 |
138.55±7.29** |
229.89±0.06* |
6.72±1.06* |
2.50±1.40 |
阳性药组 |
69.40±7.20 |
201.00±0.51 |
5.21±0.98# |
1.87±1.03 |
低剂量组 |
56.71±8.16 |
161.43±1.23 |
6.32±1.03 |
1.30±0.34 |
高剂量组 |
43.67±2.03# |
144.67±7.61## |
6.02±0.62 |
1.12±0.23 |
注:*P<0.05,**P<0.01,vs正常组,(N=8);#P<0.05,##P<0.01,vs模型组(N=8)
MDA是组织过氧化过程中重要的中间产物,MDA的增加表明组织细胞脂质过氧化物量的增加,MDA含量可以间接反映出机体细胞受自由基攻击的程度,从而反映肝细胞的损伤的程度;SOD能清除氧自由基,在平衡机体的氧化和抗氧化关系中起至关重要的作用,它可催化02-生成02和H2O2,从而保护细胞免受损伤;总巯基的含量也与酒精性肝病的发生、发展有着密切的联系。
本试验结果显示,如表9和图22,与正常组比较,模型组小鼠肝匀浆中MDA的含量明显升高(P<0.05),SOD活性和总巯基的含量明显降低(P<0.05);青砖茶各剂量组能明显降低酒精性肝损伤小鼠MDA的含量,提高SOD的活性和总巯基的含量,其中高剂量组的MDA和高剂量组的总巯基具有统计学意义(P<0.05)。
不同处理 |
MDA(nmol/mgprot) |
SOD(U/mgprot) |
总巯基(mmol/ml) |
正常组 |
1.02±0.74 |
155.00±3.44 |
0.161±0.01 |
模型组 |
3.86±4.31* |
137.08±2.57* |
0.145±0.01* |
阳性药组 |
1.18±0.63 |
146.32±1.80 |
0.157±0.02 |
低剂量组 |
3.28±0.29 |
140.61±2.39 |
0.149±0.11 |
高剂量组 |
1.14±1.56# |
143.10±9.03 |
0.154±0.04# |
注:*P<0.05,**P<0.01,vs正常组,(N=6);#P<0.05,##P<0.01,vs模型组(N=6)
5.青砖茶可有效抵御辐射损伤、预防皮肤光老化现象
辐射分为电离辐射和非电离辐射(或电磁辐射)。电离辐射是指能引起原子或分子电离的辐射,如α粒子、β粒子、X射线、γ射线、中子射线引起的辐射,电离辐射属于核辐射。非电离辐射是指不能引起原子或分子电离的辐射称为非电离辐射或电磁辐射,如紫外线、红外线、射频电磁波、微波等。超高强度的电离辐射对人体伤害的短期效应表现为细胞死亡,染色体畸变,氧化应激/自由基产生。其长期效应表现为致癌、基因组不稳定和早衰等。然而,人们在日常生活中,接触到高剂量电离辐射的情况不会太多,但不容忽视由于现代家居装修材料、流经矿区或医院的水、吸烟或被动吸烟、金属与珠宝首饰等因素带来的长期低剂量的电离辐射。同时,人们很容易忽视现代工作与生活离不开的手机、微波、电脑、电视带来的电磁辐射以及环境中无处不在的紫外辐射等,这些电磁辐射时刻包围着人类,日积月累的辐射损伤不断地危害着人们身体健康。不论是电离辐射还是电磁辐射,其危害人类身体的基本途径是类似的,只是作用强度和危害程度不同而异。因此,很有必要寻求天然、安全、高效的防辐射食品来保护现代人抵御辐射危害。
随着科学技术发展和社会文明进步,皮肤光老化现象受到人们广泛的关注。皮肤光老化是指由于长期的日光照射导致皮肤加速衰老的现象,严重影响人们的外貌美观,并可能引发各种良性或恶性肿瘤。尤其是近三十年来,工业的迅速发展造成环境污染不断加剧,大气中的臭氧层被严重破坏,到达地球表面紫外线增加,更加加速了皮肤光老化的发生。过多的紫外线接触是导致皮肤光老化、皮肤癌变、免疫抑制等一系列疾病的主要原因。紫外线辐射(UVR)也称紫外线,属于电磁辐射,而非电离辐射,波长范围在100~400nm之间,按波长不同可分为长波紫外线(UVA315~400nm),中波紫外线(UVB 280~315nm)和短波紫外线(UVC 100~280nm),到达地球表面时大部分UVB和几乎全部UVC均被大气臭氧层吸收,对人体产生作用的主要是UVB(占到达地表UVR总量的5%)和UVA(占到达地表UVR总量的95%),相同剂量UVB的生物学效应是UVA的800~1000倍。UVB可以通过直接损伤DNA或诱发氧化反应产生自由基等机制作用于机体细胞,甚至引起突变频率增加、细胞周期阻滞、诱导细胞凋亡的发生、促进细胞增殖甚至引起皮肤癌。
5.3 青砖茶对紫外辐射条件下皮肤成纤维细胞L929的保护作用
注:*P<0.05,**P<0.01, vs 正常对照组, (N=6);#P<0.05,##P<0.01, vs辐射造模组, (N=6)
L929细胞经中波紫外线(UVB)辐射后,细胞极显著减少,但适量加入青砖茶水提取物孵育后,对细胞均具有一定的保护作用,加入10~60 µg/mL青砖茶水提物孵育后,对经UVB辐射的细胞达到极显著保护作用(图23)。
5.4 倒置显微镜下观察青砖茶对辐射处理细胞L929的保护作用
小鼠成纤维细胞L929是普遍存在于结缔组织中的一种中胚层来源的细胞,细胞较大,轮廓清楚,多为突起的纺锤形或星形的扁平状结构,其细胞核呈规则的卵圆形,核仁大而明显,如正常对照组。而经中波紫外线(UVB)辐射后,细胞量极显著减少,细胞变圆,凋亡核固缩比较明显,仅存几个细胞形态正常,如紫外辐射模型组。加入40 µg/mL青砖茶水提物预孵育后,再经UVB辐射的细胞数目明显比辐射组多,并且细胞形态也大多正常。说明青砖茶水提物具有一定的防紫外线辐射能力。
小鼠成纤维细胞L929受辐射处理后经流式凋亡检测发现(图25),正常组的正常细胞(左下象)占90.40 %,辐射模型组占61.29 %,青砖茶水提物预处理的辐射组占86.92 %。由此可见,紫外辐射对L929细胞的损伤较重,而经过40 µg/mL青砖茶水提物预处理后的细胞则可以有效地抵抗紫外辐射损伤。
表10 青砖茶对UVB辐射的L929细胞中MDA、SOD和GSH-Px的影响
处理组 |
MDA (nmol/mgprot) |
SOD (U/mgprot) |
GSH-Px (U/mgprot) |
正常对照组 |
0.804±0.002 |
222.5±4.98 |
224.8±4.68 |
模型对照组 |
1.517±0.010## |
180.6±5.77## |
69.2±0.62## |
低剂量试验组 |
1.447±0.004**## |
284.0±2.32**## |
93.2±6.50**## |
高剂量试验组 |
1.223±0.046**## |
417.9±11.98**## |
118.1±5.32**## |
注:“*”表示同一列各组与模型组比较在 P<0.05 水平差异显著,“**”表示在 P<0.01 水平差异显著;“#”表示与正常对照组比较在 P<0.05 水平差异显著,“##”表示在 P<0.01 水平差异显著。
结果表10和图26所示,与正常对照组相比,UVB辐射组的细胞SOD和GSH-Px活力明显下降,MDA含量增加,差异有统计学意义(P<0.01)。加茶预处理后再接受UVB辐射的试验组SOD和GSH-Px活力与UVB单独辐射组相比明显升高,MDA含量显著减少,高剂量试验组具有极显著效果,差异具有统计学意义(P<0.01)。
近年来,随着饮食结构的改变以及精神心理和社会因素的影响,胃肠功能障碍性疾病成为影响现代人生活质量的重要疾病。其发病率高达10%~20%,98%的患者需要药物治疗。但易产生依赖性,并刺激胃肠道,出现不良反应。健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群。种类不同的肠道菌群按一定的比例组合,各菌间互相拮抗,互相协同,在质和量上形成一种动态生物平衡。一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。但在某些情况下,这种平衡可被打破形成肠道菌群失调,引发疾病或者加重病情,引起并发症甚至发生多器官功能障碍综合征和多器官功能衰竭(图40)。这种由于敏感肠菌被抑制,未被抑制的细菌便乘机繁殖,从而引起菌群失调,导致其正常生理组合被破坏,产生病理性组合,引起临床症状就称为肠道菌群失调症(Alteration of intestina flora)。近年来因肠道菌群失调而导致临床发病的机率约为2%~3%。目前调整菌群治疗主要是通过饮食调整,抗菌药物和活菌制剂。食物是影响肠道菌群构成的重要因素之一,肠道菌群的生长底物主要来自上消化道的食物成分。因此,通过外源性食物来调节双歧杆菌等有益菌在肠道内的增殖,大肠杆菌,肠球菌等有害菌在肠道中过量繁殖,维持或调整肠道微生态平衡,促进肠道菌群向更加有利于宿主健康的生理性组合状态转变,达到增进宿主健康的目的,是目前研究肠道健康的重要方向。
青砖茶作为黑茶的一种,具有悠久的历史和自己的独特风格。本试验以不同剂量的青砖茶叶提取物为试材,观察与研究青砖茶对小鼠肠道菌群平衡的影响,旨在探讨青砖茶调理肠胃作用。
将购入的小鼠,每日保持12 h光照,温度和相对湿度分别控制在23-24℃和(50±5)%的条件下,普通饲料预饲一星期。称重,将24只老鼠随机分成3组,空白对照组,青砖高、低剂量组,每组8只。
在自由采食和饮水的基础上,每日一次灌胃给药,连续灌胃14天。青砖的推荐量为成人(按体质量60 kg计)每日10 g,相当于166.7 mg/kg,试验剂量分别设定为人推荐量的的5倍和20倍,即每日灌服833.5 mg/kg,2334 mg/kg低、高剂量。同时设一个空白对照组,用蒸馏水代替茶叶水提物。各组每日灌胃体积相同,均为0.1 ml/10 g鼠重。
分别于灌茶前和灌茶第14天,无菌收集新鲜粪样0.1-0.4 g,称重后放入干燥灭菌瓶中,以1:100比例,加无菌水,制成均匀悬液,再依次10倍递增稀释成一系列不同稀释度的含菌液至10-9,在4 h内完成样品稀释处理。
肠道菌群 根据预实验的结果,选择3个合适菌液稀释度,分别取1 ml,于个选择性培养基上,每个稀释度设一个重复。待菌落长出后,以菌落形态、革兰染色镜检等鉴定所需要的目的菌,并对4种肠道菌群进行分析,结果以每克粪便中的菌落的对数表示(㏒10nCFU/g)。
菌落计数 4种菌均在37℃下培养48 h后计数。其中,双歧杆菌和乳杆菌厌氧培养,各种菌的鉴定技术方法:乳杆菌为镜检G+、形态规则的菌落;双歧杆菌为镜检G+、形态不规则的菌落,肠球菌为镜检G+、形态不规则的菌落,肠杆菌为紫黑色有或无绿色金属光泽,镜检为G-的菌落。
6.3 统计学处理
数据以均数±标准差表示。用SPSS 18.0软件进行统计学分析,不同剂量组间与对照组的比较,用方差分析;同组自身对照的前后比较采用配对T检验。以P<0.05判断为差异具有显著性。
根据中华人民共和国卫生部《保健食品检验与评价技术规范》(2003年版)的判定标准,比较实验前后自身及组间的双歧杆菌、乳杆菌及肠球菌及肠杆菌的变化情况。
表11 青砖茶对小鼠肠道微生物数量的影响
组别 |
大肠杆菌 |
肠球菌 |
双歧杆菌 |
乳杆菌 |
||||
灌胃前 |
灌胃后 |
灌胃前 |
灌胃后 |
灌胃前 |
灌胃后 |
灌胃前 |
灌胃后 |
|
对照组 |
5.78±0.03 |
5.75±0.03 |
5.84±0.03 |
5.78±0.03 |
9.4±0.09 |
9.42±0.05 |
9.21±0.03 |
9.16±0.04 |
高剂量组 |
5.82±0.09 |
5.1±0.06##** |
6.49±0.02 |
5.66±0.11** |
9.32±0.14 |
9.57±0.06##** |
9.14±0.03 |
9.49±0.02**## |
中剂量组 |
5.81±0.06 |
5.41±0.1#** |
5.73±0.03 |
5.54±0.05 |
9.28±0.09 |
9.49±0.02* |
9.16±0.04 |
9.57±0.06**## |
低剂量组 |
5.84±0.05 |
5.73±0.04 |
6.35±0.02 |
6.16±0.02 |
9.29±0.03 |
9.21±0.03 |
9.12±0.12 |
9.21±0.03 |
注:logCFU/g,x±s,与正常对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;灌胃前后相比较,#<0.05,##P<0.01
由表11可知,小鼠经饲喂青砖茶汤后,肠道内的双歧杆菌、乳杆菌、肠杆菌和肠球菌数量均发生了有利变化。未灌服茶汤的对照组各种菌群都没有明显变化,高剂量组灌服前后比较,大肠杆菌明显减少,差异达极显著水平(图28B,P<0.01);肠球菌也明显减少,差异水平为极显著(图28A,p<0.01);而有益菌双歧杆菌(图28D,p<0.01)和乳杆菌都(图28C,P<0.01)极显著增加。低剂量组灌服前后比较也有相应的变化,但是差异没有高剂量组那么显著。图29A和B为青砖茶高剂量组灌服前后大肠杆菌培养基图,明显看出大肠杆菌菌落减少;图29C和D为青砖茶高剂量组灌服前后肠球菌培养基图,从图上可以很明显看出肠球菌菌落减少;图29E和F为青砖茶高剂量组灌服前后双歧杆菌培养基图,明显看出双歧杆菌菌落数增多。
本实验研究结果证明,青砖茶提取物在一定程度上能提高肠道内双歧杆菌和乳杆菌的水平,同时降低有害菌大肠杆菌和肠球菌的水平,并且高剂量组效果相对显著些,具体的剂量还需要根据个体差异定。根据《保健食品检验与评价技术规范》(2003年版)的判定标准,证明青砖茶有一定的调节肠道菌群作用。青砖茶特殊的加工工艺和化学物质组成为肠道菌群在肠道内的生存提供了很好的环境,可以对肠道菌群结构进行有益的调控.
7 青砖茶的主要品质成分、功能成分分析与安全性成分分析
采用HPLC分析检测了青砖茶中儿茶素的六个组分的含量以及咖啡碱、可可碱、茶碱的含量(表12、图30)。结果表明,青砖茶由于品种独特,具有以下生化特征:经过老青茶初制的渥堆和青砖茶压制后的后发酵,青砖茶的儿茶素总量不高,不过,EGCg、ECg、GCg等酯型儿茶素的相对比例较高,酯型儿茶素/儿茶素总量的比值>0.74;青砖茶加工中EGCg的出现异构化形成GCg,因此,青砖茶产品中GCg的相对含量比例均较高;嘌呤类生物碱中,主要是咖啡碱,可可碱和茶碱含量不高; 青砖茶加工过程中,由于酯型儿茶素的水解使得没食子酸尚有一定积累。青砖茶这些生化特征是其特征性品质风味及多种保健养生功能的重要物质基础之一。
表12 青砖茶中儿茶素类与生物碱类与含量(%)
化学成分 |
含量% |
检测方法 |
EGC |
0.353 |
HPLC |
DL-C |
0.043 |
HPLC |
EC |
0.194 |
HPLC |
EGCg |
1.108 |
HPLC |
GCg |
0.253 |
HPLC |
ECg |
0.319 |
HPLC |
酯型儿茶素 |
1.680 |
|
儿茶素总量Total |
2.270 |
HPLC |
酯型儿茶素/儿茶素总量 |
0.740 |
|
没食子酸(GA) |
0.176 |
HPLC |
咖啡碱Caffeine |
1.622 |
HPLC |
可可碱Theobromine |
0.085 |
HPLC |
茶碱Theophylline |
0.014 |
HPLC |
嘌呤碱总量 |
1.721 |
|
图30 青砖茶中儿茶素类与生物碱类的HPLC分析图谱
本研究采用HPLC检测了青砖茶的18种游离氨基酸的含量,采用UV-VIS分析了氨基酸总量(见表13,图31、32)。结果表明,青砖茶的氨基酸总量和L-茶氨酸含量均比较低。。
表13 青砖茶中氨基酸组成及总含量分析(%)
氨基酸组成 |
含量% |
检测方法 |
天冬氨酸Asp |
0.0208 |
HPLC |
丝氨酸Ser |
0.0124 |
HPLC |
谷氨酸Glu |
0.0201 |
HPLC |
甘氨酸Gly |
0.0044 |
HPLC |
组氨酸His |
0.0066 |
HPLC |
精氨酸Arg |
0.0121 |
HPLC |
酪氨酸Tyr |
0.0038 |
HPLC |
丙氨酸Ala |
0.0105 |
HPLC |
脯氨酸Pro |
0.0185 |
HPLC |
半胱氨酸Cys |
0.1072 |
HPLC |
茶氨酸The |
0.0050 |
HPLC |
苏氨酸Thr |
0.0073 |
HPLC |
缬氨酸Val |
0.0060 |
HPLC |
蛋氨酸Met |
0.0032 |
HPLC |
赖氨酸Lys |
0.0023 |
HPLC |
异亮氨酸Ile |
0.0019 |
HPLC |
亮氨酸Leu |
0.0007 |
HPLC |
苯丙氨酸Phe |
0.0064 |
HPLC |
总量Total(HPLC) |
0.2492 |
HPLC |
总量Total(UV-VIS) |
0.750 |
UV-VIS |
本研究采用HPLC分析了青砖茶中11种有机酸的含量(表14,图33),结果表明,青砖茶的有机酸主要是草酸、酒石酸、柠檬酸和没食子酸。其他大众红绿茶相比,青砖茶有相对较高的有机酸水平,有效地平衡了嘌呤类生物碱的兴奋作用,而不太影响人体睡眠。同时,也为其舒适的口感与调理胃肠道微生物菌落分布奠定了重要的物质基础。
表14 青砖茶中有机酸含量
峰号 |
有机酸 |
含量% |
检测方法 |
1 |
草酸Oxalic acid |
0.205 |
HPLC |
2 |
酒石酸Tartaric acid |
0.145 |
HPLC |
3 |
苹果酸Malic acid |
0.172 |
HPLC |
4 |
乳酸Lactic acid |
0.000 |
HPLC |
5 |
醋酸Acetic acid |
0.110 |
HPLC |
6 |
柠檬酸citric acid |
0.000 |
HPLC |
7 |
延胡索酸fumaric acid |
0.012 |
HPLC |
8 |
琥珀酸succinic acid |
0.359 |
HPLC |
9 |
绿原酸Chlorogenic acid |
0 |
HPLC |
10 |
咖啡酸Caffeic acid |
0.01 |
HPLC |
11 |
没食子酸(GA) |
0.176 |
HPLC |
|
总量Total |
1.189 |
|
青砖茶中茶多酚总量、氨基酸总量、水浸出物分析发现,在紧压型黑茶中,青砖茶具有相对较丰富的水浸出物,相对较高的多酚总量和较低的氨基酸总量造就了青砖茶滋味淡雅清醇,经久耐泡的特点。(表15)。
表15 青砖茶的茶多酚、氨基酸总量及水浸出物含量
化学成分 |
含量%/比值 |
检测方法 |
茶多酚总量 |
11.14 |
UV新国标 |
氨基酸总量 |
0.750 |
UV-VIS |
酚/氨比值 |
14.80 |
|
水浸出物 |
24.21 |
重量法 |
水分含量 |
7.82 |
重量法 |
10种主要矿质元素分析结果表明(表16),青砖茶由于独特的土壤条件、地理环境、品种资源和栽培技术,具有高锌、富硒、高锰、高镁、低铁、低铝、低氟、低铅的元素分布特征,这不仅展现了青砖茶的高安全性,而且为其抗氧化、抗辐射等保健功能奠定了元素基础。
表16 青砖茶中主要元素含量
元素名称 |
检测结果 |
检测方法 |
含量水平特征 |
铁Fe |
24.0mg/100g |
GB/T 5009.90-2003 |
相对较低 |
锰Mn |
926.0mg/100g |
GB/T 5009.90-2003 |
高 |
铝Al |
778.0mg/Kg |
HNTC 0113-2005 |
相对较低 |
铅Pb |
1.12mg/Kg |
GB/T 5009.12-2010 |
较低 |
铜Cu |
18.0mg/Kg |
GB/T 5009.13-2003 |
较低 |
锌Zn |
38.0mg/Kg |
GB/T 5009.14-2003 |
较高 |
硒Se |
0.42mg/Kg |
GB 5009-93-2010 |
较高 |
镁Mg |
196mg/100g |
GB/T 5009.90-2003 |
较高 |
钙Ca |
243mg/100g |
GB/T 5009.90-2003 |
|
氟F |
221.8mg/kg |
GB/T 5009.90-2003 |
低 |
采用GC-MS和LC-MS对15种出口茶叶必检农药项目进行分析,结果表明,羊楼洞青砖茶中完全没检出任何农药残留,是绝对安全的。
表 17 羊楼洞青砖茶中主要农药残留
农药名称 |
残留结果mg/kg |
检测方法 |
检测低限mg/kg |
氯氰菊酯 |
未检出 |
HNTC0019-2000 |
0.05 |
三氯杀螨醇 |
未检出 |
SN/T2072-2008 |
0.02 |
甲氰菊酯 |
未检出 |
HNTC0019-2000 |
0.01 |
三唑磷 |
未检出 |
SN/T1950-2007 |
0.02 |
噻嗪酮 |
未检出 |
HNTC0018-2000 |
0.01 |
毒死蜱 |
未检出 |
SN/T1950-2007 |
0.02 |
高氰戊菊酯 |
未检出 |
HNTC0019-2000 |
0.025 |
氰戊菊酯 |
未检出 |
HNTC0019-2000 |
0.025 |
甲胺磷 |
未检出 |
SN/T1950-2007 |
0.02 |
乐果 |
未检出 |
SN/T1950-2007 |
0.02 |
哒螨灵 |
未检出 |
SN/T1950-2007 |
0.01 |
水胺硫磷 |
未检出 |
SN/T1950-2007 |
0.01 |
硫丹 |
未检出 |
HNTC0145-2006 |
0.01 |
滴滴涕 |
未检出 |
GB/T5009.19-2008 |
0.01 |
S-421 |
未检出 |
GB/T5009.19-2008 |
0.01 |