Резюме

Затлъстяването е едно от най-често срещаните хранителни заболявания в световен мащаб. Това заболяване причинява здравословни проблеми, като дислипидемия, хипергликемия, хипертония и възпаление. Има лекарства, използвани за инхибиране на затлъстяването. Те обаче имат сериозни странични ефекти, надвишаващи полезните им ефекти. Черният чай, обикновено наричан „ферментирал чай“, показва положителен ефект върху намаляването на телесното тегло при животински модели. Полифенолите на черния чай са основните компоненти в черния чай, които намаляват телесното тегло. Полифенолите на черния чай са по-ефективни от полифенолите на зеления чай. Полифенолите на черния чай оказват положителен ефект върху инхибирането на затлъстяването, включващо два основни механизма: (i) инхибиране на храносмилането, усвояването и приема на липиди и захариди, като по този начин намалява приема на калории; и (ii) насърчаване на липидния метаболизъм чрез активиране на АМР-активирана протеин киназа за отслабване на липогенезата и засилване на липолизата и намаляване на липидното натрупване чрез инхибиране на диференциацията и пролиферацията на преадипоцити; (iii) блокиране на патологичните процеси на затлъстяването и съпътстващите заболявания при затлъстяване чрез намаляване на оксидативния стрес. Епидемиологичните проучвания на значението за здравето между затлъстяването и консумацията на полифеноли от черен чай остават да бъдат допълнително проучени.

1. Въведение

Затлъстяването е едно от най-често срещаните хранителни заболявания в световен мащаб. Според глобалния доклад на Световната здравна организация (СЗО) за незаразните болести от 2010 г., 2,8 милиона човешки жертви са отнети с наднормено тегло/затлъстяване годишно [1]. СЗО определя затлъстяването като индекс на телесна маса (ИТМ), равен на или по-голям от 30 kg/m 2. Затлъстяването води до сериозни заболявания, като сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2 и рак [2,3,4]. Физиологично затлъстяването възниква от метаболитен дисбаланс в органите и тъканите на човешкото тяло между енергийните разходи и енергийния прием, което от своя страна води до увеличаване на натрупването на мазнини в мастната тъкан [5]. Лечението при лица със затлъстяване/наднормено тегло е съсредоточено върху подпомагането им да ограничат теглото си чрез диета с ограничено съдържание на калории и повишена физическа активност.

В дългосрочен план ограничаването на калориите може да не е ефективно биологично или поведенчески. Следователно, лекарства са били използвани за лечение на затлъстяване. В момента на пазара има две различни лекарства за лечение на затлъстяване. Орлистатът инхибира панкреатичната липаза и намалява абсорбцията на мазнини в червата. Сибутраминът е аноректик или подтискащ апетита. И двете лекарства имат нежелани странични ефекти, като повишено кръвно налягане, астрикция, главоболие и безсъние [6]. Поради тази причина черният чай е изследван за потенциала му за лечение на затлъстяване.

2. Ефектът на полифенолите от черен чай върху храносмилането, абсорбцията и приема на липидите

Храносмилането на мазнини е междуфазен процес, който зависи от адсорбцията на липаза върху повърхността на липидните капчици. Образуването на емулсионни капчици осигурява повърхност за адсорбция на липаза, която влияе върху закрепването на липазите и играе важна роля в скоростта на липидното усвояване. В моделна система, симулираща състояния на тънките черва, се наблюдава, че първоначалният размер на капчиците се променя от 1,4 до 25,9 μm в емулсия от 0,10 mg/ml екстракт от черен чай. Екстрактът от черен чай инхибира емулсията на капчиците и намалява повърхността. Освен това екстрактът от черен чай е по-ефективен при промяна на свойствата на емулсията, отколкото екстрактът от зелен чай, поради теарубигините и теафлавините в черния чай [22]. Също така беше установено, че теафлавините инхибират включването на маркиран с 14С холестерол в симулативни диетични смесени мицели и увеличават размера на частиците им. Тези частици са съставени от неразтворими, големи многопластови везикули с лукоподобни структури в присъствието на теафлавините [23].

Адсорбцията на липаза върху повърхността на емулгирани капчици мазнини води до конформационно пренареждане и настъпва ензимната хидролиза на триглицериди (TG) от специфични липази. Полифенолите на черния чай в зависимост от дозата инхибират активността на панкреатичната липаза in vitro с IC50 от 0,254 mg/ml. Теафлавините с галоилни части инхибират активността на панкреатичната липаза in vitro с IC50 от около 0,5 mg/ml. Теафлавините с галоилни остатъци са по-мощни при инактивиране на панкреатичната липаза от теафлавина (TF1), който има подобен инхибиращ ефект като епигалокатехин галат (EGCG), епикатехин галат (ЕКГ) и смес от EGCG и ЕКГ [18]. Както се съобщава от Nakai, Masaaki et al., Теафлавинът е по-ефективен за потискане на активността на панкреатичната липаза, отколкото EGCG, а теафлавините потискат активността на панкреатичната липаза in vitro с подобен IC50 [24]. Съобщава се също така, че екстрактът от черен чай и полифенолите от черен чай от екстракт от черен чай инхибират активността на панкреатичната липаза с IC50 от 15,5 и 36,4 mg/ml in vitro (5). Полифенолите на черния чай са основните активни компоненти на екстракта от черен чай, които инхибират панкреатичната липаза, както също отбелязват Shishikura [22] и Hamdaoui [25].

3. Ефектът на полифенолите на черния чай върху липидния метаболизъм и натрупване

След като се абсорбират през червата, липидите се транспортират до чернодробните клетки, мускулните клетки или адипоцитите през лимфната система. Липидите се изпращат главно до чернодробните клетки, мускулните клетки и адипоцитите. Липидите, изпратени до чернодробните клетки, се естерифицират до триглицериди, превръщат се в липопротеин с много ниска плътност (VLDL) и се освобождават в кръвта, за да транспортират липиди, получени от ендогенни клетки. Липидите, изпратени до мускулните клетки, могат да се окисляват в митохондриите за енергия. Липидите, изпратени до мастните клетки, се съхраняват, докато не са необходими за енергия по-късно.

Натрупването на мазнини се контролира от баланса между липогенезата и липолизата [31]. Липогенезата е метаболитен процес, който превръща простите захари в мастни киселини и синтезира триглицериди чрез реакцията на мастни киселини с глицерол. Липолизата е процес, при който триглицеридите се хидролизират, за да генерират глицерол и свободни мастни киселини. Липогенезата протича и преобразува излишната енергия в телесни мазнини. В противен случай липолизата се случва, когато енергийните разходи превишават енергийния прием.

Инсулинът, хормон, секретиран от панкреаса, участва в регулирането на липогенезата. Теафлавините са идентифицирани като нови имитатори на инсулин/IGF-1, действащи върху фосфорилирането на фамилия транскрипционен фактор на вилица на бозайници O1a (FOXO1a) и впоследствие върху инактивирането на промотора на фосфоенолпируват карбоксикиназата (PEPCK) [32]. PEPCK е важен ензим в чернодробната глюконеогенеза. По този начин теафлавините потискат глюконеогенезата.

Моноцитният хемоаттрактант протеин-1 (MCP-1), най-широко проучваният CC хемокин, има пряка роля в развитието на затлъстяването. Установено е, че плазменото ниво на MCP-1 е повишено при пациенти със затлъстяване [33,34] и затлъстели мишки [35]. Той е в корелация с броя и обема на аменталните адипоцити [36] и площта на висцералното адипозит [37] при хората. Полифенолите на черния чай значително понижават телесното тегло, общия обем на висцералните мазнини и теглото на липидите в черния дроб при мишки, хранени с високомаслени, високо захарозни обезогенни диети [38]. В мезентериалната мастна и чернодробна тъкан експресията на гена Mcp1 е значително намалена от полифенолите на черния чай.

Синтезата на мастни киселини (FAS) регулира стъпката, ограничаваща скоростта в синтеза на мастни киселини. FAS на бозайниците е хомодимер, който се състои от четири домена (включително кетоацил редуктаза) в С-крайната секция и три домена в N-крайната секция. Теафлавините инхибират активността и експресията на FAS. Теафлавините са конкурентни инхибитори на NADPH (субстрат на b-кетоацил редуктаза от тип I и II FAS), което показва, че теафлавините могат да се конкурират с NADPH за същото място на свързване [39]. Експресията на FAS се потиска значително от теафлавиновите мономери TF1, теафлавин 3-галатът (TF2a), теафлавин 3′-галатът (TF2b) и теафлавин 3,3′-дигалатът (TF3) както на нива на протеин, така и на иРНК [40]. Основният механизъм е, че теафлавините регулират надолу EGF рецепторните/PI3K/Akt/Sp-1 пътища за предаване на сигнала. Чрез насочване по този път, TF3 значително намалява индуцираната от EGF биосинтеза на триглицериди, холестерол и мастни киселини.

АМР-активираната протеинкиназа (AMPK) е важна терапевтична цел за лечение на затлъстяване [41] и основна цел на теафлавините за ефекта им срещу затлъстяването. AMPK играе централна роля в регулирането на клетъчния и организмен метаболизъм при еукариотите [42]. Той засилва окисляването на чернодробните мастни киселини и кетогенезата и отслабва синтеза на холестерол, синтеза на мастни киселини и синтеза на триглицериди [43].

AMPK е протеин нагоре по веригата за метаболитните ензими ацетил-КоА карбоксилаза и HMG-CoA редуктаза, които посредничат за ограничаването на скоростта, съответно за синтеза на мастна киселина и стерол [42]. Lin et al. доказа, че теафлавините значително намаляват натрупването на липиди, намаляват синтеза на мастни киселини и насърчават окисляването на мастните киселини in vitro и in vivo. Един от механизмите е, че теафлавините инхибират дейностите на ацетил-КоА карбоксилазата чрез стимулиране на AMPK чрез чернодробната киназа В1 и пътищата на реактивните кислородни видове [44]. Singh et al. демонстрира, че черният чай намалява синтеза на холестерол чрез директно потискане на HMG-CoA редуктазата и чрез стимулиране на инактивирането му чрез фосфорилиране на AMPK [45].

В допълнение, полифенолите на черния чай влияят на генната експресия на липопротеиновия рецептор с ниска плътност (LDLR) и ацетил-CoA ацетилтрансфераза 1 (ACAT1) [54]. LDLR медиира ендоцитозата на богат на холестерол LDL. ACAT1 катализира обратимото образуване на ацетоацетил-КоА от ацетил-КоА.

Взети заедно, теафлавините пречат на множество процеси в липидния синтез, метаболизма, транспорта и съхранението, за да покажат анти-затлъстяващи дейности, което предполага техния потенциал в лечението на затлъстяването.

4. Ефектът на полифенолите на черния чай върху храносмилането и усвояването на захаридите

Дипептидил пептидаза-4 (DPP-4) е регулаторна протеаза, участваща в инактивирането на различни богати на пролин пептиди, включително пептид-глюкагонова линия (GLP-1), невропептиди и други хемокини. GLP-1 е инсулинотропен хормон, считан за терапевтично средство за лечение на диабет тип 2. Също така беше установено, че диетите с високо съдържание на мазнини и холестерол повишават експресията на DPP-4 в чревната лимфа [67]. Инхибирането на DPP-4 ефективно повишава активните нива на GLP-1 при db/db мишки, хранени с диета, съдържаща захароза и линолова киселина [68]. Инхибирането на DPP-4 подобрява глюкозния толеранс, функцията на β клетките и възпалението на мастната тъкан при db/db мишки. Черният чай е с висока ефективност за инхибиране на DPP-4 in vitro [69]. Въпреки това, ефектът на черния чай върху DPP-4 in vivo не е изследван.

В кръстосано проучване беше показано, че екстрактът от черен чай предизвиква малабсорбция на 25% от въглехидратите [21]. В проучване върху животни богата на захароза диета предизвиква хиперхолестеролемия и хипертриглицеридемия при плъхове. Консумирането на екстракти от черен чай значително намалява наддаването на телесно тегло и ефективността на храната. (При проучвания с животни ефективността на храната е съотношението между наддаването на телесно тегло и приема на храна. Повишаването на телесното тегло се изчислява чрез изваждане на основното телесно тегло от телесното тегло в края на експеримента. Приемът на храна е теглото на общата храна, изядена от животни по време на периода на експеримента.) Екстрактите от черен чай показват по-ниска хранителна ефективност от зеления чай, което съответства на резултата от инхибиторната активност срещу α-амилаза и глюкозидази. Хипертриглицеридемията и хиперхолестеролемията се нормализират чрез екстракт от черен чай. Съдържанието на триглицериди в черния дроб, както и съдържанието на холестерол в сърцето на плъхове, хранени с богата на захароза диета, бяха повишени и нормализирани чрез екстракт от черен чай [70].

5. Антиоксидантният ефект на полифенолите от черен чай

Оксидативният стрес участва в патологичните процеси на затлъстяването и съпътстващите заболявания на затлъстяването (напр. Диабет, артериосклероза). Много епидемиологични проучвания разкриват, че затлъстяването повишава системния оксидативен стрес при хората [71]. Биомаркерите на окислителните увреждания са по-високи при индивиди със затлъстяване и положително корелират с ИТМ, скоростта на телесните мазнини, LDL окислението и нивата на TG [72]. Междувременно антиоксидантните защитни маркери са отрицателно свързани с теглото на телесните мазнини и централното затлъстяване [73]. На свой ред оксидативният стрес насърчава прогресията на затлъстяването.

Полифенолите на черния чай са ефективни антиоксиданти. Теафлавините са способни да активират глутатион пероксидаза (GPx), глутатион-S-трансфераза (GST), каталаза (CAT) и супероксид дисмутаза (SOD) в различна степен при мишки [74]. Теафлавините са добри антиоксиданти за отстраняване на реактивни кислородни видове (ROS) и предотвратяване на увреждане на ДНК, предизвикано от свободните радикали in vitro [75]. Антиоксидантните свойства на теафлавините бяха изследвани чрез сравняването им с EGCG [76]. Установено е, че TF1, теафлавин-3 (3 ′) - галат (TF2) и TF3 са по-ефективни от EGCG за предотвратяване на H2O2-медиирано увреждане в HPF-1 клетки. Окисленият LDL (oxLDL) насърчава развитието на атеросклероза. Проучване показа, че четири производни на теафлавин проявяват дозозависима антиоксидантна активност при LDL окисление при концентрации 5–40 μmol/L [77]. Друго проучване разкрива, че предварителната обработка на TF3 на ендотелните или макрофаговите клетки зависи от дозата и зависи от времето намалява клетъчно-медиираното LDL окисление чрез намаляване на освобождаването на супероксид от макрофагите и хелатиращите железни йони [78].

6. Заключения

Полифенолите на черния чай имат отлична активност срещу затлъстяване без видими странични ефекти. Обобщение на механизмите, по които действат полифенолите на черния чай, включително инхибиране на храносмилането, усвояването и приемането на липиди и захариди, насърчаване на липидния метаболизъм и блокиране на патологичните процеси на затлъстяването и съпътстващите заболявания на затлъстяването чрез намаляване на оксидативния стрес, е показано в Фигура 1 . Полифенолите на черния чай инхибират емулсията на капчиците и активността на панкреатичната липаза, α-амилазата и глюкозидазите. Освен това, полифенолите на черния чай също могат да намалят приема на храна, за да намалят енергийния прием. Полифенолите на черния чай отслабват липогенезата и засилват липолизата. AMPK и ядрените рецептори играят жизненоважна роля в процеса. В допълнение, полифенолите на черния чай предотвратяват разпространението и диференциацията на преадипоцитите, за да намалят натрупването на липиди.

чрез

Механизми за борба със затлъстяването на полифеноли от черен чай. (A) Общи механизми против затлъстяване на полифеноли от черен чай. Подробните механизми за борба със затлъстяването на полифенолите на черния чай включват инхибиране на храносмилането, усвояването и приема на липиди, като по този начин намаляват приема на калории (Б.); затихване на липогенезата, засилване на липолизата и намаляване на диференциацията и пролиферацията на преадипоцитите (° С); и потискане на оксидативния стрес.

Въпреки това, в сравнение с разследването на ефекта на затлъстяването на зеления чай, са необходими повече изследвания върху черния чай. Полифенолите на зеления чай могат да повлияят на чревния микробиом при мишки [79,80], което допринася за ефекта срещу затлъстяването на полифенолите на зеления чай [79]. Възможността черният чай да повлияе на чревния микробиом е изследвана само in vitro [81], а корелацията между ефекта на черния чай срещу затлъстяването и неговия ефект върху чревния микробиом не е проучена. Изследвани са потенциалните ефекти на полифенолите върху приема на храна чрез въздействие върху неврорегулаторните фактори, невронните сигнални пътища и/или периферните механизми за обратна връзка [82]. Полифенолите на зеления чай могат да обърнат ефекта на орексигенните гени при затлъстелите плъхове [83]. Трябва да се проучат орексигенните ефекти на полифенолите на черния чай върху мозъка. Освен това трябва да се извършат епидемиологични изследвания на връзката между затлъстяването и консумацията на полифенол от черен чай, за да се провери ефективността на полифенолите на черния чай върху затлъстяването.

Благодарности

Авторите признават финансовата подкрепа от Съвместния иновационен център на китайската индустрия за чай Oolong (грант № 2015-75).

Принос на автора

Хайбо Пан пише въведението и раздела „Ефектът на полифенолите на черния чай върху липидното храносмилане, абсорбцията и приема“. Ин Гао пише раздела „Ефектът на полифенолите на черния чай върху липидния метаболизъм и натрупване“. Хайбо Пан и Ин Гао написаха раздела „Антиоксидантният ефект на полифенолите на черния чай“.

Конфликт на интереси

Авторите не декларират конфликт на интереси.