Влияние зеленого чая на метаболизм липидов

 

Данные лабораторных исследований показали, что зеленый чай играет важную роль в метаболизме жиров: прерывает эмульгирование и абсорбцию липидов, подавляет адипогенеза и синтез липидов и увеличивает расхода энергии за счет термогенеза, окисления жиров и экскреции фекальных липидов.

Однако точные молекулярные механизмы остаются неясными.

Ожирение является нарушением питания и обмена веществ, которое имеет клинические проявления гипертрофии жировых клеток и гиперплазии.

Ожирение является основным фактором риска развития диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых форм рака (таких как заболевания толстой кишки и простаты), легочные, костно-суставные и метаболические заболевания.

Фармакологические и хирургические вмешательства часто являются более эффективным средством предотвращения ожирения, все же существует ряд негативных последствий, высокая стоимость и потенциально опасные побочные эффекты.

Разнообразие натуральных продуктов, включая неочищенные экстракты и соединения, выделенные из растений, может вызывать снижение массы тела. Поэтому они широко используются при лечении ожирения.

Зеленый чай, полученный из чайного растения (Camelliasinensis), является вторым по популярности напитком в мире и содержит большое количество полифенолов. В течение прошедшего десятилетия было положительно изучено воздействие зеленого чая и его полифенолов на здоровье.

Большое количество исследований в области зеленого чая было сосредоточено на его эффектах, связанных с профилактикой рака, и в этой области накоплены обнадеживающие знания об эффективности, безопасности и потенциальных механизмах действия.

Кроме того, противовоспалительных, противоартритных, антибактериальных, антиангиогенных, антиоксидантных, антивирусных и нейропротекторных эффектов зеленого чая и его изолированных компонентов также часто исследовались.

В последнее время эффекты зеленого чая на гиполипидемию и против ожирения у животных и людей постепенно становятся горячей проблемой для молекулярного питания и исследований пищевых продуктов. Прошедшее десятилетие пролило значительный свет на роль катехинов зеленого чая в борьбе с гиперлипидемией и увеличением массы жира в моделях грызунов с высоким содержанием жиров, вызванных диетой. Однако на удивление мало известно о точном выводе о влиянии зеленого чая на ожирение у людей и основополагающем молекулярном механизме управления весом тела, особенно в отношении пути регуляции. Это основные направления этого обзора.

Полифенолы зеленого чая.

Зеленый чай является богатым источником полифенолов, на долю которых приходится примерно 18–36% содержания сухих листьев, включая катехины (флаванолы), флавоноиды и флавонолы, антоцианы и лейкоантоцианидины, фенольную кислоту и депсид. Кроме того, 70–80% ГТФ составляют катехины, которые в основном состоят из (-) - эпикатехина, (-) - эпигаллокатехина (EGC), (-) - эпикатехин галлата (ЭКГ), (-) - эпигаллокатехин галлата (EGCG ), (+) - катехин и (+) - галлокатехин (GC), а также небольшое количество (-) - галлатецин катехина (CG) и (-) - галлатецин галлатехина (GCG). Среди ингредиентов катехинов в заваренном зеленом чае EGC, ECG и EGCG являются преобладающими компонентами, составляя примерно 13,08, 15,44 и 60,89% от общего количества катехинов. Как и другие натуральные продукты, массив полифенолов Содержание соединений варьируется в зависимости от сезона урожая, возраста растения, климата, условий окружающей среды и условий обработки.

Зеленый чай вымывает жир. Благодаря положительным результатам экспериментов на животных и клинических испытаний, эти древние знания были постепенно признаны и приняты восточными и даже западными популяциями. Хотя испытания, проверяющие эффективность зеленого чая в борьбе с ожирением у людей, проводить труднее, в последние годы изучалось влияние зеленого чая на снижение жиров в нескольких интервенционных исследованиях.

Как правило, интервенционная дозировка катехинов / экстрактов зеленого чая в вышеупомянутых исследованиях варьировала от 140,8 до 1500 мг / день, а продолжительность составляла от 6 до 24 недель. В большинстве испытаний была выбрана доза 600–900 мг / день (что эквивалентно 3–4 чашкам заваренного зеленого чая) и продолжительность 12 недель. Хотя добавление зеленого чая привело к значительному снижению массы тела и жира по сравнению с исходным уровнем, это снижение в нескольких исследованиях было несколько уменьшено по сравнению с контрольными группами.

Эффект против ожирения как западной, так и восточной популяции суммирован в таблице 2. Было 5 (из общего числа 11) испытаний, получающих значительный исход потери веса (в диапазоне от 1,0 до 2,0 кг) в восточных популяциях. Однако заметная потеря веса (в диапазоне от 1 до 9 кг) наблюдалась только в 3 (из общего 13) исследованиях у людей в западных странах. То есть более очевидные и последовательные данные были получены из исследований в восточных популяциях.

В качестве метаболического стимулятора следует тщательно изучить роль кофеина в программе контроля веса, вызванной зеленым чаем. Было показано, что потребление экстрактов зеленого чая увеличивает окисление жиров и расход энергии, особенно в сочетании с таким метаболическим стимулятором, как кофеин.52,53 В этих исследованиях Bérubé-Parentetal. 52 и Boschmannetal. 53 последовательно подтверждали, что 300 мг / день чистого EGCG с 200 мг / день кофеина приводили к большему увеличению окисления жиров, чем та же самая или более высокая доза EGCG (600 мг / день) или 200 мг / день только кофеина, демонстрируя тем самым синергетический эффект. эффект 300 мг / день EGCG и 200 мг / день кофеина. Кроме того, в большинстве сообщений, показывающих, что кофеин увеличивает окисление жиров и термогенез, было использовано> 100 мг кофеина. Следовательно, можно сделать вывод, что катехины зеленого чая могут вызывать наблюдаемое воздействие на массу тела и жировые отложения в вышеупомянутых исследованиях с небольшой дозой кофеина (<100 мг).

Основные механизмы борьбы с ожирением зеленого чая на основе клеточных линий и исследований на животных.

Ожирение является нарушением питания и обмена веществ, которое имеет клинические проявления гиперплазии жировых клеток и гипертрофии. Гиперплазия жировых клеток вызвана пролиферацией и дифференцировкой преадипоцитов, нарушения которых могут привести к чрезмерному отложению липидов в жировой ткани и напрямую влиять на состав тела и заболеваемость ожирением и сопутствующими заболеваниями. 54 Что касается гипертрофии жировых клеток, это часто развивается, когда потребление энергии превышает расход энергии. Кроме того, пролиферация жировых клеток в основном контролируется генами, в то время как факторы питания также играют определенную роль. Экспансия адипоцитов тесно связана с уровнем энергии в рационе. Рассмотрели основные механизмы, посредством которых катехины зеленого чая влияют на массу тела и состав тела. Большая часть работы на людях была сосредоточена на воздействии катехинов зеленого чая на термогенез и окисление субстрата, оба из которых опосредованы активностью симпатической нервной системы. Другие потенциальные механизмы, в том числе изменения в контроле аппетита, снижение уровня ферментов, участвующих в метаболизме липидов в печени и снижение поглощения питательных веществ, также были рассмотрены в этой литературе. Тем не менее, что касается исключительной природы испытаний на людях, эти выводы в основном правдоподобны, теоретически предположены или определены косвенно.

Основные механизмы против ожирения зеленого чая. 

После приема внутрь катехины зеленого чая влияют на процессы поглощения энергии и обмена веществ у животных, включая (1) ингибирование пролиферации преадипоцитов, (2, 4) индукцию апоптоза преадипоцитов и зрелого адипоцита, (3) ингибирование дифференцировки преадипоцитов и адипогенез созревания адипоцитов, (5, 6), чтобы ингибировать активность желудочно-кишечных пищеварительных ферментов, эмульгирование просвета, гидролиз и мицеллярную солюбилизацию липидов и препятствовать поглощению и внутриклеточной обработке липидов и сборке и секреции хиломикронов в энтероцитах, (7) для увеличения экскреции каловой энергии, (8) для подавления экспрессии печеночных генов липогенных ферментов и связанных с ними факторов транскрипции и для повышения уровня мРНК в печени генов β-окисления жира, (9) для мотивации жировой ткани окисление и поглощение глюкозы в скелетных мышцах и (10) стимулирование экспрессии генов липолиза и генов, связанных с окислением жирных кислот, в жировой ткани и для подавления потребления глюкозы и экспрессии генов генов, связанных с синтезом жира в этом органе.

Интересно, что влияние полифенолов чая на постпрандиальный гликемический ответ на приготовленные крахмалы различается в зависимости от содержания амилозы. In vivo test с использованием мышиной модели показал умеренное снижение постпрандиального гликемического ответа на совместно приготовленный нормальный (содержащий 27,8% амилозы) или воскообразный кукурузный крахмал с 10% чайных полифенолов (сухой вес крахмала), в то время как усиленный гликемический ответ с задержанный пик глюкозы в крови наблюдался, когда в качестве компонента крахмала использовался кукурузный крахмал с высоким содержанием амилозы (содержащий 79,4% амилозы). Авторы утверждали, что может существовать взаимодействие между полифенолами чая и амилозой, что облегчает ассоциацию молекул амилозы с образованием специального неупорядоченная структура, которая может вызывать высокий и устойчивый постпрандиальный гликемический ответ. Таким образом, комбинация полифенолов чая и специфических крахмалов может быть использована для манипулирования постпрандиальной гликемической реакцией для гликемического контроля и оптимального здоровья.

Что касается переваривания и всасывания жира, имеющаяся информация предполагает, что зеленый чай и его катехины могут мешать или ингибировать просветное эмульгирование, гидролиз и мицеллярную солюбилизацию липидов. В нескольких исследованиях in vitro успешно показали, что зеленый чай и катехины значительно ингибируют активность липазы в желудке и поджелудочной железе.

Вмешательство в липидный обмен

Расширение жировой ткани в основном зависит от транспорта и отложения жира in vivo. Существует два основных источника внутренних липидов у животных, один из которых является синтезом de novo в печени и жировой ткани, а другой - абсорбцией в желудочно-кишечном тракте. Кроме того, катаболическое окисление жира в основном осуществляется в печени и скелетных мышцах. Когда поступление жира превышает катаболическое окисление, возможно, возникнет ожирение. Поэтому в большинстве исследований, направленных на выявление основного механизма эффективности зеленого чая против ожирения, было изучено его влияние на анаболизм и катаболизм липидов в печени, мышцах и жировой ткани животных.

Печень является чрезвычайно важным метаболическим органом in vivo, и липогенез у людей в основном происходит в этом органе. Предыдущие исследования метаболизма катехинов также показали, что высокие уровни катехинов были обнаружены в печени после приема внутрь, что позволяет предположить, что этот орган восприимчив к воздействию диетических чайных катехинов.

Была проведена серия исследований с использованием диеты с высоким содержанием жиров. индуцированные тучные мыши, крысы, куры или данио выявили, что зеленый чай и его катехины могут подавлять экспрессию генов синтеза жира (яблочный фермент (ME), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, SCD1) и повышать уровень мРНК жира β- гены окисления (карнитин пальмитоилтрансфераза-1 (СРТ-1), ацил-КоА-оксидаза (ACO), ацил-КоА-дегидрогеназа (MCAD), PPARα) Изучая эффекты против ожирения других ингредиентов в экстрактах зеленого чая, кроме EGCG, Yasui et al. также показали, что фракция, не содержащая EGCG, полученная из зеленого чая, может снижать экспрессию в печени печеночных генов липогенных ферментов и связанных с ними факторов транскрипции (FAS, HMGR, ацетил-КоА-карбоксилаза (ACC), SREBP-1c). Lu et al. идентифицировали 12 GTP-мишеней в модели диеты с высоким содержанием жиров, вызванной диетой, с использованием массива ПЦР, включая три орексигенных гена (Agrp, Ghrl и Nr3c1), семь аноректических генов (Apoa4, Cntf, Ghr, IL- 1b, Ins1, Lepr и Sort) и два гена, которые связаны с расходом энергии (Adcyap1r1 и Adrb1).

Однако остается много вопросов относительно того, почему гены липидного обмена модулируются зеленым чаем таким скоординированным образом. Может быть регулятор метаболизма, участвующий в создании этих эффектов. Активация AMP-активированной протеинкиназы (AMPK) приводит к фосфорилированию и ингибированию ACC и потере ингибирования CPT-1 путем снижения концентрации малонил-КоА, что приводит к увеличению окисления жирных кислот. При регулировании адипогенеза активация AMPK ингибирует дифференцировку адипоцитов и подавляет экспрессию липогенных молекул, таких как FAS, ACC и PPARγ; исследовали влияние катехинов зеленого чая на сигнальный путь AMPK в культивируемых клетках (Hepa 1–6, L6 и 3T3-L1) и у мышей. Они продемонстрировали, что катехины с фрагментом галлокатехина или остатком галлоила активируют LKB1 / AMPK в культивируемых клетках, а пероральное введение EGCG мышам стимулирует расход энергии, сопутствующий усилению фосфорилирования AMPKα и активности AMPKα в печени. также показали, что экстракт зеленого чая, вводимый через желудочный зонд в дозах 50 и 100 мг / кг, вызывает 2–3-кратное увеличение фосфорилирования AMPK в печени самок мышей C57BL / 6J через 3 и 6 ч после введения дозы и 1,5 - к 2-кратному увеличению фосфорилирования LKB1 в эти же моменты времени.

Жировая ткань и мышцы являются важными органами, связанными с метаболизмом липидов и потреблением энергии. Регуляция метаболизма липидов зеленым чаем в этих двух тканях представляет большой интерес. Белая жировая ткань является основным местом для накопления энергии, и определенное количество жирных кислот также синтезируется in vivo в адипоцитах с использованием поглощенной глюкозы. Скелетная мышца является богатой митохондриями тканью и требует достаточного количества энергии, получаемой из углеводов и жиров для поддержания своей двигательной функции. Следовательно, модуляция поглощения энергии в периферических тканях и липогенез в белой жировой ткани является одной из наиболее эффективных стратегий снижения риска ожирения. Многие исследования показали, что зеленый чай может участвовать в этом процессе. Недавние исследования показали, что зеленый чай или его катехины могут подавлять уровни мРНК генов липогенеза, адипогенеза и поглощения жирных кислот, таких как FAS, ACC, SCD1, SREBP-1c, C / EBPα, PPARγ, PPAR-γ коактиватор-1α. (PGC-1α), преадипоцитарный фактор-1 (Pref-1) и LPL, и стимулируют экспрессию генов мобилизации жирных кислот, CPT-1, гормоночувствительной липазы (HSL) и жировой триглицерид-липазы (ATGL) в белой жировой ткани или in vitro адипоциты. Коричневая жировая ткань - это другой тип жировой ткани, основной функцией которого является передача энергии из пищи в тепло. Когда ткань активна, в ткани сгорает большое количество липидов и глюкозы. UCP1 является характерным белком, вырабатываемым в коричневой жировой ткани.120Nomura et al.121 показали, что подавляющее действие катехинов зеленого чая на накопление жира в организме связано с повышенной экспрессией UCP1 в коричневой жировой ткани.

Несколько исследований также показали, что зеленый чай может модулировать систему поглощения энергии в жировой ткани и скелетных мышцах и стимулировать окисление митохондриальных жирных кислот в скелетных мышцах. 0,2–0,5% (мас. / Мас.) Экстракта зеленого чая в рационе может повысить активность β-окисления и уровень мРНК транслоказы жирных кислот / CD36 в мышцах мышей BALB / c. Другое исследование показало, что употребление зеленого чая в течение 3 недель значительно снижало поглощение глюкозы, сопровождаемое уменьшением транслокации GLUT4 в жировой ткани, в то время как оно значительно стимулировало поглощение глюкозы с помощью транслокации GLUT4 в скелетных мышцах самцов крыс линии Вистар. Sae-Tan et al. . показали, что 0,32% пищевых добавок EGCG в течение 16 недель увеличивали экспрессию генов, связанных с окислением жиров в скелетных мышцах мышей C57BL / 6J с высоким содержанием жира, таких как ядерный респираторный фактор (Nrf) 1, ацил со средней длиной цепи КоА-дегидрогеназа (MCAD), UCP3 и PPARα. Исследование in vitro также продемонстрировало, что EGCG ингибирует клеточное поглощение глюкозы и усиливает экспрессию и секрецию ретинолсвязывающего белка 4 (RBP4) в адипоцитах 3T3-L1 в биологически достижимой концентрации (~ 10 мкМ)

После потребления, катехины зеленого чая вмешиваются в процессы поглощения энергии и обмена веществ у животных. В частности, зеленый чай может ингибировать пролиферацию, дифференцировку, адипогенез преадипоцитов и созревающих адипоцитов и вызывать апоптоз этих клеток. Он также может ингибировать активность желудочно-кишечных пищеварительных ферментов, эмульгирование просвета, гидролиз и мицеллярную солюбилизацию липидов и мешать поглощению и внутриклеточной обработке липидов и сборке, а также секреции хиломикронов в энтероцитах, следовательно, увеличивать экскрецию каловой энергии. Что касается метаболизма липидов in vivo, зеленый чай может подавлять печеночную экспрессию генов липогенных ферментов и связанных с ними факторов транскрипции, повышать уровень печеночной мРНК генов β-окисления жиров, стимулировать окисление жирных кислот и поглощение глюкозы в скелетных мышцах, стимулировать генная экспрессия генов, связанных с липолизом и окислением жирных кислот, в жировой ткани и подавление потребления глюкозы и экспрессия генов генов, связанных с синтезом жира, в этом органе.

Эффект против зеленого чая от ожирения является результатом систематической регуляции адипогенеза и апоптоза адипоцитов, переваривания и поглощения пищи и энергетического обмена и перемещения между различными тканями. Несмотря на то, что было проведено большое количество исследований, чтобы проиллюстрировать механизм, лежащий в основе зеленого чая против ожирения, с разных точек зрения или с разных сторон, все еще существует много неясных вопросов, требующих дальнейшего изучения. Биологический ответ преадипоцитов на катехины зеленого чая при физиологически достижимых (<1 мкМ) и фармакологических концентрациях (5–10 мкМ) требует более глубоких исследований. В энтероцитах поглощение и внутриклеточная обработка липидов и сбор и секреция хиломикронов после переваривания жира также могут нарушаться зеленым чаем. Однако прямых доказательств в настоящее время получено не было. Сообщалось, что зеленый чай или его катехины модулируют уровни экспрессии генов и белков или активность ключевых ферментов и факторов транскрипции, связанных с энергетическим обменом и транслокацией в печени, жировой ткани и скелетных мышцах. Тем не менее, мало известно о путях, посредством которых зеленый чай оказывает свою регулирующую эффективность в различных тканях. Хотя некоторые исследования показали, что путь AMPK в печени и путь Wnt / β-catenin в жировой ткани могут выступать в качестве основных регуляторов, необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить этот механизм или определить новый механизм.

Кроме того, считается, что зеленый чай подавляет аппетит. И наоборот, большинство исследований на моделях на животных показали, что зеленый чай или его катехины не влияют на потребление пищи при пероральном введении, за исключением одного исследования, которое показало, что EGCG, вводимый внутрибрюшинной инъекцией, вызывает угнетение аппетита.

Исследования на людях и животных предоставили большое количество доказательств в поддержку восточных традиционных обычаев, вытекающих из того факта, что зеленый чай и его катехины могут быть полезны для профилактики или лечения ожирения. В клинических испытаниях, однако, дальнейшие исследования в более широком масштабе и с более длительным периодом наблюдения, а также более строгие меры контроля имеют решающее значение для определения оптимальных доз у субъектов с различной степенью метаболических факторов риска и для определения различий в полезных эффектах среди различных групп населения. Более того, сочетание вмешательства зеленого чая с изменениями образа жизни, такими как увеличение физической активности и диеты с ограничением энергии, особенно в западных странах, получило бы более обнадеживающие результаты.