A testtömeg csökkentésének mechanizmusai fekete tea polifenolokkal

Absztrakt

Az elhízás az egyik leggyakoribb táplálkozási betegség világszerte. Ez a betegség egészségügyi problémákat okoz, például diszlipidémiát, hiperglikémiát, magas vérnyomást és gyulladást. Vannak olyan gyógyszerek, amelyeket az elhízás gátlására használnak. Súlyos mellékhatásaik azonban meghaladják jótékony hatásukat. A fekete tea, amelyet általában „erjesztett teának” neveznek, állatmodellekben pozitív hatást mutatott a testtömeg csökkentésére. A fekete tea polifenoljai a fekete tea fő összetevői, amelyek csökkentik a testsúlyt. A fekete tea polifenolok hatékonyabbak, mint a zöld tea polifenolok. A fekete tea polifenolok két fő mechanizmusban fejtenek ki pozitív hatást az elhízás gátlására: (i) gátolják a lipid- és szacharid emésztést, felszívódást és bevitelt, ezáltal csökkentve a kalóriabevitelt; és (ii) a lipid-anyagcsere elősegítése az AMP-aktivált protein-kináz aktiválásával a lipogenezis csillapítása és a lipolízis fokozása érdekében, valamint a lipid-felhalmozódás csökkentése a preadipocyták differenciálódásának és szaporodásának gátlásával; (iii) az elhízás és az elhízás társbetegségei kóros folyamatainak blokkolása az oxidatív stressz csökkentésével. Az elhízás elleni küzdelem és a fekete tea polifenolok fogyasztásának egészségügyi relevanciájáról szóló epidemiológiai tanulmányokat még tovább kell vizsgálni.

1. Bemutatkozás

Az elhízás az egyik leggyakoribb táplálkozási betegség világszerte. Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) nem fertőző betegségekről szóló 2010. évi globális jelentése szerint évente 2,8 millió ember életét követeli túlsúly/elhízás [1]. A WHO az elhízást testtömeg-indexként (BMI) határozza meg, amely legalább 30 kg/m 2. Az elhízás olyan súlyos betegségekhez vezet, mint a szív- és érrendszeri betegségek, a 2-es típusú cukorbetegség és a rák [2,3,4]. Fiziológiailag az elhízás az emberi test szerveinek és szöveteinek anyagcsere-egyensúlyhiányából adódik az energiafogyasztás és az energiafogyasztás között, ami viszont fokozott zsírfelhalmozódáshoz vezet a zsírszövetben [5]. Az elhízott/túlsúlyos egyének kezelése arra irányult, hogy segítsen nekik csökkenteni a testsúlyukat kalória-korlátozott étrend és fokozott fizikai aktivitás révén.

Hosszú távon a kalóriák korlátozása biológiai vagy viselkedési szempontból nem biztos, hogy hatékony. Ezért az elhízás kezelésére gyógyszereket használtak. Jelenleg két különböző gyógyszer létezik az elhízás kezelésére a piacon. Az orlisztát gátolja a hasnyálmirigy lipázt és csökkenti a bél zsírfelszívódását. A szibutramin anorektikum vagy étvágycsökkentő. Mindkét gyógyszer nemkívánatos mellékhatásokkal jár, például megnövekedett vérnyomás, összehúzódás, fejfájás és álmatlanság [6]. Emiatt a fekete teát elhízáskezelési potenciálja szempontjából kutatták.

2. A fekete tea polifenolok hatása a lipidek emésztésére, felszívódására és bevitelére

A zsíremésztés egy interfaciális folyamat, amely a lipáznak a lipidcseppek felületén történő adszorpciójától függ. Az emulziós cseppek képződése olyan felületet biztosít a lipáz adszorpciójához, amely befolyásolja a lipázok lehorgonyzását, és fontos szerepet játszik a lipidek emésztésének sebességében. A vékonybél állapotát szimuláló modellrendszerben megfigyelték, hogy a kezdeti cseppméret 1,4-ről 25,9 μm-re változott 0,10 mg/ml fekete tea kivonat emulzióban. A fekete tea kivonat gátolta a cseppek emulzióját és csökkentette a felületét. Ezenkívül a fekete tea kivonata hatékonyabban változtatta meg az emulzió tulajdonságait, mint a zöld tea kivonata, a fekete tea thearubiginjei és theaflavinjai miatt [22]. Azt is megállapították, hogy a theaflavinek gátolták a 14C-vel jelölt koleszterin beépülését a szimulatív étrendi kevert micellákba, és megnövelték részecskeméretüket. Ezek a részecskék oldhatatlan, nagy multilamelláris vezikulákból álltak, hagymaszerű szerkezettel, theaflavinek jelenlétében [23].

A lipáz adszorpciója az emulgeált zsírcseppek felületén konformációs átrendeződést okoz, és a trigliceridek (TG) specifikus lipázokkal történő enzimatikus hidrolízise következik be. A fekete tea polifenolok dózisfüggően gátolták a hasnyálmirigy lipáz aktivitását in vitro 0,254 mg/ml IC50-értékkel. A galloil-részeket tartalmazó teaflavinek in vitro körülbelül 0,5 mg/ml IC50-vel gátolták a hasnyálmirigy lipáz aktivitását. A galloilrészekkel rendelkező teaflavinek hatékonyabbak voltak a hasnyálmirigy-lipáz inaktiválásában, mint a theaflavin (TF1), amelyek hasonló gátló hatást értek el, mint az epigallokatechin-gallát (EGCG), az epikatechin-gallát (EKG), valamint az EGCG és az EKG keveréke [18]. Ahogy azonban Nakai, Masaaki és munkatársai beszámoltak róla, a theaflavin hatékonyabban szuppresszálta a hasnyálmirigy lipáz aktivitását, mint az EGCG, a theaflavinok pedig hasonló IC50-vel in vitro elnyomták a hasnyálmirigy lipáz aktivitását [24]. Arról is beszámoltak, hogy a fekete tea kivonat és a fekete tea kivonatból származó fekete tea polifenolok gátolták a hasnyálmirigy lipáz aktivitását 15,5 és 36,4 mg/ml IC50 értékkel in vitro (5). A fekete tea polifenolok voltak a fekete tea kivonat fő aktív komponensei, amelyek gátolták a hasnyálmirigy lipázt, amint ezt Shishikura [22] és Hamdaoui [25] is megjegyezte.

3. A fekete tea polifenolok hatása a lipid anyagcserére és felhalmozódásra

A belekben történő felszívódás után a lipidek a nyirokrendszeren keresztül a májsejtekbe, izomsejtekbe vagy adipocitákba kerülnek. A lipideket főleg májsejtekbe, izomsejtekbe és zsírsejtekbe juttatják. A májsejtekbe juttatott lipideket észterezik trigliceridekké, átalakítják nagyon kis sűrűségű lipoproteinné (VLDL), és felszabadítják a vérbe az endogén eredetű lipidek szállítására. Az izomsejtekbe juttatott lipidek a mitokondriumokban oxidálódhatnak energiáért. A zsírsejtekbe juttatott lipideket addig tárolják, amíg egy későbbi energiaigényük nem lesz.

A zsír felhalmozódását a lipogenezis és a lipolízis egyensúlya szabályozza [31]. A lipogenezis egy olyan anyagcsere folyamat, amely az egyszerű cukrokat zsírsavakká alakítja, és a triglicerideket szintetizálja a zsírsavak glicerinnel történő reakciója révén. A lipolízis az a folyamat, amelyben a triglicerideket hidrolizálva glicerin és szabad zsírsavak keletkeznek. A lipogenezis végbemegy, és a felesleges energiát testzsírrá alakítja. Ellenkező esetben a lipolízis akkor történik, ha az energiafelhasználás meghaladja az energiafogyasztást.

Az inzulin, a hasnyálmirigyből kiválasztott hormon részt vesz a lipogenezis szabályozásában. A teaflavinokat az inzulin/IGF-1 újszerű utánzataiként azonosítják, amelyek az emlős villafej transzkripciós faktor O1a (FOXO1a) foszforilezésére, majd a foszfoenol-piruvát-karboxi-kináz (PEPCK) gén inaktiválására hatnak [32]. A PEPCK a máj glükoneogenezisében fontos enzim. Ily módon a teaflavinek elnyomják a glükoneogenezist.

A monocita kemoattraktáns protein-1 (MCP-1), a legszélesebb körben vizsgált CC kemokin, közvetlen szerepet játszik az elhízás kialakulásában. Az MCP-1 plazmaszintjét elhízott betegeknél [33,34] és elhízott egereknél [35] növelték. Korrelált az omentális adipociták számával és térfogatával [36], valamint a visceralis adipozitás területével [37]. A fekete tea polifenolok jelentősen csökkentették a testtömeget, a zsigeri zsír teljes mennyiségét és a máj lipid tömegét nagy zsírtartalmú, magas szacharóztartalmú obesogén diétával táplált egereknél [38]. A mesenterialis zsír- és májszövetben a fekete tea polifenoljai jelentősen csökkentették a Mcp1 gén expresszióját.

A zsírsavszintáz (FAS) szabályozza a zsírsavszintézis sebességkorlátozó lépését. Az emlős FAS egy homodimer, amely négy doménből (beleértve a ketoacil-reduktázt) a C-terminális szakaszban és három doménből áll az N-terminális szakaszban. A teaflavinek gátolják a FAS aktivitását és expresszióját. A teaflavinek a NADPH (az I és II típusú FAS b-ketoacil-reduktáz szubsztrátja) kompetitív inhibitorai, jelezve, hogy a teaflavinek versenyezhetnek a NADPH-val ugyanazért a kötési helyért [39]. A FAS expresszióját mind a fehérje, mind az mRNS szintjén szignifikánsan elnyomják a TF1 theaflavin monomerek, a theaflavin 3-gallate (TF2a), a theaflavin 3′-gallate (TF2b) és a theaflavin 3,3'-digallate (TF3) [40]. Az alapmechanizmus az, hogy a theaflavinek lefelé szabályozzák az EGF-receptor/PI3K/Akt/Sp-1 jelátviteli utakat. Ennek az útnak a megcélzásával a TF3 jelentősen csökkenti a trigliceridek, a koleszterin és a zsírsavak EGF-indukálta bioszintézisét.

Az AMP-aktivált protein-kináz (AMPK) fontos terápiás célpont az elhízás kezelésében [41], és a theaflavinek fő célpontja elhízásellenes hatásuk miatt. Az AMPK központi szerepet játszik az eukarióták sejt- és organizmuscseréjének szabályozásában [42]. Fokozza a máj zsírsav oxidációját és a ketogenezist, és gyengíti a koleszterin szintézist, a zsírsav szintézist és a triglicerid szintézist [43].

Az AMPK egy upstream fehérje az acetil-CoA karboxiláz és a HMG-CoA reduktáz metabolikus enzimek számára, amelyek a sebességkorlátozó lépéseket közvetítik a zsírsav-, illetve a szterinszintézis során [42]. Lin és mtsai. bebizonyította, hogy a theaflavinek szignifikánsan csökkentették a lipidfelhalmozódást, csökkentették a zsírsavszintézist és elősegítették a zsírsav oxidációt in vitro és in vivo. Az egyik mechanizmus az volt, hogy a teaflavinek gátolták az acetil-CoA karboxiláz aktivitást azáltal, hogy stimulálták az AMPK-t a máj kináz B1 és reaktív oxigénfajok útján keresztül [44]. Singh és mtsai. kimutatta, hogy a fekete tea csökkentette a koleszterinszintézist azáltal, hogy közvetlenül elnyomta a HMG-CoA reduktázt és stimulálta inaktiválását az AMPK foszforilezésével [45].

Ezenkívül a fekete tea polifenolok befolyásolják az alacsony sűrűségű lipoprotein receptor (LDLR) és az acetil-CoA acetil-transzferáz 1 (ACAT1) gén expresszióját [54]. Az LDLR a koleszterinben gazdag LDL endocitózisát közvetíti. Az ACAT1 katalizálja az acetoacetil-CoA reverzibilis képződését acetil-CoA-ból.

A theaflavinek együttvéve többféle folyamatot zavarnak a lipidszintézisben, az anyagcserében, a szállításban és a raktározásban, hogy elhízásellenes tevékenységet fejtsenek ki, ami arra utal, hogy ezek elhízási kezelésben rejlenek.

4. A fekete tea polifenolok hatása a szacharid emésztésére és felszívódására

A dipeptidil-peptidáz-4 (DPP-4) egy szabályozó proteáz, amely számos prolinban gazdag peptid inaktiválásában vesz részt, beleértve a glükagon vonalas peptid-1 (GLP-1), a neuropeptideket és más kemokineket. A GLP-1 egy inzulininotróp hormon, amelyet terápiás szerként kezelnek a 2-es típusú cukorbetegség kezelésében. Azt is megállapították, hogy a magas zsírtartalmú és magas koleszterinszintű étrend fokozta a DPP-4 expresszióját a bél nyirokában [67]. A DPP-4 gátlás hatékonyan növelte az aktív GLP-1 szintet db/db egerekben, amelyek szacharózt és linolsavat tartalmazó étrendet fogyasztottak [68]. A DPP-4 gátlás javította a glükóz toleranciát, a β sejtek működését és a zsírszövet gyulladását db/db egerekben. A fekete tea nagyon hatékonyan in vitro gátolta a DPP-4-et [69]. A fekete tea DPP-4-re gyakorolt hatását azonban in vivo nem vizsgálták.

Egy crossover vizsgálat során kimutatták, hogy a fekete tea kivonat a szénhidrátok 25% -ának felszívódási zavarát indukálta [21]. Állatkísérletekben a szacharózban gazdag étrend hiperkoleszterinémiát és hipertrigliceridémiát váltott ki patkányokban. A fekete tea kivonatok fogyasztása jelentősen csökkentette a testtömeg-növekedést és az élelmiszer-hatékonyságot. (Állatkísérletekben az élelmiszer-hatékonyság a testtömeg-növekedés és az elfogyasztott mennyiség aránya. A testtömeg-növekedést úgy számolják, hogy a kísérlet végén levonják az alaptestet a testtömegből. Az élelmiszer-bevitel az összes elfogyasztott étel súlya. állatok a kísérlet időtartama alatt.) A fekete tea kivonatok alacsonyabb élelmiszer-hatékonyságot mutattak, mint a zöld tea, ami összhangban állt az α-amiláz és glükozidázok elleni gátló aktivitás eredményével. A hipertrigliceridémiát és a hiperkoleszterinémiát fekete tea kivonattal normalizálták. A máj trigliceridtartalma, valamint a szacharózban gazdag étrenddel táplált patkányok szívének koleszterintartalma megemelkedett, és fekete tea kivonattal normalizálták [70].

5. A fekete tea polifenolok antioxidáns hatása

Az oxidatív stressz részt vesz az elhízás kóros folyamataiban és az elhízás kísérő betegségeiben (pl. Cukorbetegség, arteriosclerosis). Számos epidemiológiai tanulmány kimutatta, hogy az elhízás emeli az emberi szisztémás oxidatív stresszt [71]. Az oxidatív károsodás biomarkerei elhízott egyéneknél magasabbak, és pozitívan korrelálnak a BMI-vel, a testzsír arányával, az LDL oxidációjával és a TG szinttel [72]. Eközben az antioxidáns védekező markerek negatív kapcsolatban állnak a testzsír súlyával és a központi elhízással [73]. Viszont az oxidatív stressz elősegíti az elhízás előrehaladását.

A fekete tea polifenolok hatékony antioxidánsok. A teaflavinek képesek különböző mértékben aktiválni a egerekben a glutation-peroxidázt (GPx), a glutation-S-transzferázt (GST), a katalázt (CAT) és a szuperoxid-diszmutázt (SOD) [74]. A teaflavinek jó antioxidánsok voltak a reaktív oxigénfajok (ROS) eltávolításában és a szabad gyökök által kiváltott DNS károsodás megelőzésében in vitro. A theaflavinek antioxidáns tulajdonságait úgy vizsgáltuk, hogy összehasonlítottuk őket az EGCG-vel [76]. Megállapították, hogy a TF1, a theaflavin-3 (3 ') - gallát (TF2) és a TF3 hatékonyabb volt az EGCG-nél a H2O2 által közvetített károsodás megelőzésében a HPF-1 sejtekben. Az oxidált LDL (oxLDL) elősegítette az érelmeszesedés kialakulását. Egy tanulmány kimutatta, hogy négy theaflavin-származék dózisfüggő antioxidáns aktivitást mutatott az LDL-oxidációban 5–40 μmol/L koncentrációban [77]. Egy másik tanulmány feltárta, hogy az endotheliális vagy makrofág sejtek TF3 előkezelése dózistól és időtől függően csökkentette a sejtek által közvetített LDL oxidációt azáltal, hogy csökkentette a makrofágokból származó szuperoxid felszabadulását és a kelátképző vasionokat [78].

6. Következtetések

A fekete tea polifenolok kiváló elhízás elleni aktivitással rendelkeznek, nyilvánvaló mellékhatások nélkül. A fekete tea polifenolok hatásmechanizmusainak összefoglalása, ideértve a lipid- és szacharidemésztés gátlását, felszívódását és bevitelét, a lipidanyagcsere elősegítését, valamint az elhízás kóros folyamatainak és az elhízás kísérő betegségeinek az oxidatív stressz csökkentésével történő blokkolását mutatja be. 1.ábra . A fekete tea polifenolok gátolják a cseppek emulzióját és a hasnyálmirigy lipáz, α-amiláz és glükozidázok aktivitását. Továbbá, a fekete tea polifenolok is csökkenthetik az élelmiszer-bevitelt az energiafogyasztás csökkentése érdekében. A fekete tea polifenoljai csillapítják a lipogenezist és fokozzák a lipolízist. Az AMPK és a nukleáris receptorok létfontosságú szerepet játszanak a folyamatban. Ezenkívül a fekete tea polifenolok megakadályozzák a preadipocyták szaporodását és differenciálódását a lipid felhalmozódás csökkentése érdekében.

A fekete tea polifenolok elhízás elleni mechanizmusai. (A) A fekete tea polifenolok általános elhízás elleni mechanizmusai. A fekete tea polifenolok részletes elhízás elleni mechanizmusai közé tartozik a lipidek emésztésének, felszívódásának és bevitelének gátlása, ezáltal csökkentve a kalóriabevitelt (B); enyhíti a lipogenezist, fokozza a lipolízist és csökkenti a preadipocyták differenciálódását és szaporodását (C); és elnyomja az oxidatív stresszt.

A zöld tea elhízás elleni hatásának vizsgálatához képest azonban további vizsgálatokra van szükség a fekete teán. A zöld tea polifenolok hatással lehetnek az egerek bélmikrobiomjára [79,80], ami hozzájárult a zöld tea polifenolok elhízás elleni hatásához [79]. Annak lehetőségét, hogy a fekete tea befolyásolja a bél mikrobiomját, csak in vitro tanulmányozták [81], és a fekete tea elhízás elleni hatása és a bél mikrobiomjára gyakorolt összefüggést nem vizsgálták. Tanulmányozták a polifenolok táplálékfelvételre gyakorolt lehetséges hatásait a neuroregulációs tényezők, az idegi jelátviteli utak és/vagy a perifériás visszacsatolási mechanizmusok befolyásolásával [82]. A zöld tea polifenoljai visszafordíthatják az orexigén gének hatását az elhízott patkányokban [83]. Meg kell vizsgálni a fekete tea polifenolok orexigén hatásait az agyra. Emellett epidemiológiai kutatásokat kell folytatni az elhízás és a fekete tea polifenolfogyasztása közötti összefüggésről annak igazolására, hogy a fekete tea polifenolok mennyire hatékonyak az elhízás szempontjából.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők tudomásul veszik a kínai Oolong Teaipari Együttműködési Innovációs Központ pénzügyi támogatását (2015-75. Sz. Támogatás).

Szerző közreműködései

Haibo Pan írta a bevezetőt és a „A fekete tea polifenolok hatása a lipidek emésztésére, felszívódására és bevitelére” című részt. Ying Gao írta a „A fekete tea polifenolok hatása a lipid anyagcserére és felhalmozódására” című részt. Haibo Pan és Ying Gao írta a „Fekete tea polifenolok antioxidáns hatása” című részt.

Összeférhetetlenség

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.