覃玉娜,杜金杰,吴新惠,廖楷滨,梁炜杰,张瑜容,张灵枝,王鹏程
(1.华南农业大学 园艺学院,广东 广州 510642;2.华南农业大学 资产与实验室管理处,广东 广州 510642)
茶是山茶科[Cammellia sinensis(L.)O.kuntze]植物的叶子。茶树植物突出的次级代谢活动,使茶蕴含丰富的活性物质,这也是茶叶具有多种生理活性的重要原因。随着社会发展和科技的进步,茶叶丰富的保健功效及其作用机理不断被探知,而茶叶抗抑郁的作用功效和作用机理也成为一大研究热点。
传统的抗抑郁药物作用效果有限,同时还会引起一定的副作用,如三环类抗抑郁药对中枢神经系统有不良反应,丙咪嗪会引起口干[1]。补充医学是一种公认的干预措施,茶在补充医学方面的应用被越来越多的研究证实。研究表明,富含重要植物化学物质的膳食补充剂对抑郁症具有有效的治疗作用,如可可、茶、咖啡等。茶的主要活性物质(如L-茶氨酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素-3-没食子酸酯、表儿茶素和表没食子儿茶素)具有抗抑郁、抗神经退行性疾病(如抗帕金森和抗阿尔茨海默病)以及神经保护作用。研究表明,饮茶可以缓解焦虑、舒缓神经、促进心理健康。目前,在关于茶的抗抑郁与缓解精神紧张的研究中,研究最多的是茶氨酸、咖啡碱、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)和茶黄素。
绿茶是6 大茶类中抗氧化功效最为突出的茶类。绿茶中EGCG 的含量最为丰富。EGCG 是一种重要的多酚类物质,对缓解焦虑和抑郁情绪具有促进作用。有研究表明EGCG 通过抑制大鼠大脑中神经炎症来缓解单次长期压力刺激的学习和记忆缺陷,并逆转创伤应激加速的学习和记忆相关行为的功能障碍和分子交替,因此它被认为可能是创伤后应激障碍治疗的有效化学物质[2]。茶叶内含成分L-茶氨酸对慢性不可预知应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)诱发的抑郁症有一定预防和治疗作用,可增加脑内单胺类递质分泌浓度和调节轴上相应激素分泌,同时也在一定程度上能够帮助抑郁机体清除自由基,从而多渠道调节抑郁机体的不适症状,达到抗抑郁的作用[3]。陈美艳等[4]研究发现,L-茶氨酸有助于改善CUMS 模型大鼠抑郁样行为、修复海马体和肠道结构损伤以及功能异常等症状,其抗抑郁的作用机制可能在于对“肠-脑轴”的调节作用。周月等[5]研究发现,L-茶氨酸和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)联合干预对CUMS诱发的抑郁症有一定改善作用,且高剂量的改善作用更为显著。此外,研究表明,L-茶氨酸改善睡眠作用机制与传统的睡眠诱导剂不同,其旨在促进放松进而提高睡眠质量,而非镇静作用,且不会引起嗜睡[6-8]。茶黄素类化合物是一类具有苯并卓酚酮结构的化合物总称,已有研究表明其具有降血压、抗氧化、抗肿瘤[9]、抗炎[10]等多种保健功效。Wang 等[11]研究发现,茶黄素-3-没食子酸酯作用于小鼠后,在强制游泳试验和尾部悬架试验中均能显著降低小鼠的静止时间,其表现出显著的抗抑郁作用。苦茶碱与咖啡碱具有相似的结构,但其不具有咖啡碱的刺激性[12]。谢果等[13]发现苦茶碱在悬尾试验、强迫游泳、自主活动等6 种小鼠抗抑郁模型中表现出一定的药理活性,可能是因为苦茶碱影响小鼠的单胺类神经递质的作用。
已有研究表明,茶叶内含成分对焦虑和抑郁具有缓解作用,本文系统综述近年来国内外关于茶和茶的主要功能成分(儿茶素、茶氨酸、茶黄素、苦茶碱)在对焦虑和抑郁的缓解作用研究成果,旨在为缓解现代人的焦虑或抑郁方面功能的研究和利用提供参考。
研究表明,长期饮茶有助于减缓抑郁和焦虑的症状[14]。六大茶类中绿茶抗抑郁的相关研究报道较多。国内外皆有开展许多饮茶习惯与缓解抑郁症状相关性的研究。在欧洲,抑郁症是常见的精神障碍之一,特别是在65 岁及以上的人群中。据报道,在慢性疾病(如糖尿病和心脏病) 患者中也有较多的抑郁症状。Masana等[15]研究坚持地中海饮食习惯对该地区老年人抑郁症的作用,发现每天喝茶对缓解老年人的抑郁症状具有积极的作用。Chan 等[16]探讨老年人长期饮茶与抑郁、焦虑症状的关系,该研究中约59%的受试者曾喝茶超过15 年,采用15 项老年抑郁量表(15-item geriatric depression scale,GDS-15)和20 项老年焦虑量表测量抑郁和焦虑症状,采用广义结构方程模型(generalized structural equation model,gSEM)来确定长期饮茶与抑郁和焦虑症状之间的关系,发现长期饮茶与出现抑郁和焦虑症状概率的降低显著相关。此外,还有研究表明,频繁饮用绿茶(≥3 杯/周)的消费者的抑郁患病率较不饮用绿茶的消费者下降21%[17]。Yao 等[18]开展了一项针对13 115 名老年人的调查研究,使用流行病学研究中心抑郁量表的10 个项目评估抑郁症状,并研究茶叶类型(绿茶、发酵型茶和花茶)及其消费频率和抑郁症患病率之间的关系,结果表明老年人中,不论常饮用何种类型的茶都不易出现抑郁症状,这种关联在花茶和绿茶饮用者中更为明显。不同的是,Li 等[19]研究老年人饮茶与抑郁症状之间的关系,发现红茶饮用者的抑郁症状风险显著降低,而绿茶饮用者则没有发现相关性。
Hossein 等[20]研究表明,茶的化学成分具有神经生长细胞活性、中枢神经系统兴奋剂和抗抑郁特性,可通过减轻诱导损伤发挥神经保护作用。多数研究认为,绿茶及其有效成分具有舒缓情绪和缓解压力的作用。Okello 等[21]通过研究志愿者饮用红茶和绿茶,观察脑电图的变化来评估大脑的活动状态,发现志愿者在饮用绿茶后的30~60 min 内,其脑电波中的θ 波有一个非常显著的增加。人体在放松时候会大量释放θ 波,θ波的活动可以改善认知表现,如言语记忆、注意力和执行力,θ 波的增强表明绿茶在促进放松和集中注意力方面具有不错的效果。此外,还有研究通过动物实验和临床实验,使用社会心理应激动物模型评估、考察抹茶的减压效果,证实了饮用抹茶对人体具有减压作用[22]。
Chen 等[23]对诊断为乳腺癌后18 个月的妇女,使用20 个项目的流行病学研究中心抑郁量表测量抑郁症状,发现经常喝茶(即>100 g 干茶/月)与整体抑郁患病率呈负相关,认为喝茶可能在预防抑郁症方面发挥重要作用。
表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)是从茶叶中分离得到的儿茶素类单体,是茶多酚生物活性的主要成分,为绿茶中含量最高的成分,占绿茶的9%~13%。研究表明EGCG 对抗焦虑有积极作用,具有制备治疗焦虑或抑郁材料的潜力。Wang等[24]通过大鼠在心肌梗塞术前7 d 和术后连续14 d 分别每天灌胃EGCG(50 mg/kg),采用野外测试和光/暗穿梭盒来评估焦虑样行为,发现EGCG 能够缓解神经元凋亡、逆转焦虑样行为,可能成为心肌梗塞后焦虑样行为的有效治疗材料。孙腾腾等[25]在实验室条件下对小鼠给腹腔注射EGCG[10 mg/(kg/d)],连续给药7 d,发现EGCG 对亚健康疲劳幼年小鼠具有抗焦虑和提高运动能力的作用。
诸多基于神经生物学和行为学的抗抑郁焦虑或抑郁样行为的相关研究,也进一步证明儿茶素可能是缓解抑郁和焦虑的有效化学物质。Lee 等[26]利用行为和神经生物学方法探讨动物模型中儿茶素治疗反复皮质酮诱导的抑郁和焦虑样行为的效果,通过强迫游泳试验(forced swimming test,FST)和高架十字迷宫实验(elevated plus maze,EPM)来验证儿茶素对外源性应激激素皮质酮(corticosteron,CORT)诱导的慢性行为改变的影响,结果表明,对小鼠注射儿茶素可减少因慢性皮质酮注射引起的抑郁和焦虑样行为。因此,儿茶素可能是治疗或缓解与抑郁和焦虑相关的复杂症状的有效药物。有研究者为探讨儿茶素对慢性不可预知应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)大鼠的抗抑郁作用,经蔗糖偏好试验和强迫游泳试验发现,与CUMS 对照相比,儿茶素显著提高蔗糖摄入量、显著减少固定时间,恢复CUMS 大鼠的过氧化氢酶、谷胱甘肽和超氧化物歧化酶水平,即儿茶素可通过减轻氧化应激来逆转CUMS 诱导的大鼠抑郁[27],这可能有助于开发一种针对重度抑郁症的新疗法。陈杰等[28]为探究其没食子儿茶素没食子酸酯的抗抑郁作用机制开展进一步的实验,发现这可能与降低血清中皮质酮、促肾上腺皮质激素,抑制海马体中丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成,促进氧化物超歧化酶、谷甘肽过氧化物酶分泌,以及下调吲哚胺2,3-双加氧酶、白介素-6、高蛋白组白介素-1β 基因表达有关。
L-茶氨酸(N-乙基-γ-谷氨酰胺)是一种茶叶中特有的非蛋白质氨基酸,于茶树根部中,在茶氨酸合成酶的作用下,以谷氨酸和乙胺为底物进行合成[29]。茶氨酸是一种新兴的食品添加剂,可改善食品风味,也可作为天然镇静剂、抗抑郁剂。其主要是通过影响脑内神经递质(如γ-氨基丁酸和多巴胺)含量,缓解神经紧张,使人产生轻松感[30]。
研究显示,长期服用茶胺可能对重度抑郁症(major depressive disorder,MDD)患者的抑郁症、睡眠障碍、认知障碍和焦虑有益。临床实验中将L-茶氨酸(250 mg/d) 持续8 周加入到20 例重度抑郁症患者当前药物中,发现重度抑郁症患者的抑郁症状减弱、焦虑和睡眠障碍减少,而认知功能增强,这表明L-茶氨酸可能是一种有效治疗重度抑郁症的天然化合物[31]。进一步的临床前研究发现,L-茶氨酸可自由通过血脑屏障,减少突触前谷氨酸的释放、增加抑制性神经递质、增强甘氨酸和多巴胺释放[32]。
由于L-茶氨酸对神经递质的影响,它已经在焦虑的动物模型中进行了许多研究,多数临床前研究表明,L-茶氨酸具有抗精神病药物样和可能的抗抑郁药物样作用,显示了其抗焦虑和抗抑郁活性。Shen 等[33]研究L-茶氨酸对抑郁症动物模型中单胺水平的影响,发现在前额叶皮层、伏隔核和海马体中,L-茶氨酸给药显著提高了5-羟色胺、去甲肾上腺素和多巴胺的水平,在纹状体中,给予L-茶氨酸后5-羟色胺和多巴胺的水平提高,这表明L-茶氨酸在CUMS 大鼠模型中具有抗抑郁样作用,可能是由边缘-皮质-纹状体-苍白-丘脑回路相关脑区域中的单胺神经递质介导的。目前研究认为L-茶氨酸具有抗精神病药样和可能的抗抑郁药样作用,是通过海马体中脑源性神经营养因子的诱导和L-茶氨酸对N-甲基-D-天冬氨酸受体的激动作用而实现的[34]。
γ-氨基丁酸是一种天然的功能性氨基酸,是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经递质,具有镇静、抗抑郁、助眠等良好功效[35]。Tsushida 等[36]发现茶鲜叶经充氮除氧处理后的能积累大量的GABA,将GABA 含量高于1.5 mg/g 的茶叶命名为γ-氨基丁酸茶,富含GABA 的茶具有很好的降血压、缓解焦虑和抗抑郁的作用[37]。Di Lorenzo 等[38]研究绿茶和GABA 绿茶对中风后抑郁症小鼠模型的抗抑郁作用和抗氧化活性,经试验发现,绿茶和GABA 绿茶皆可积极调节小鼠中风后的抑郁症状,而该调节作用与其抗氧化活性相关联,且GABA 绿茶的效果更佳,该试验中的GABA绿茶比普通绿茶具有更高的多酚、茶氨酸、谷氨酰胺和咖啡因含量。诸多研究表明茶多酚具有很强的抗氧化活性,氨基酸(特别是茶氨酸和谷氨酰胺)和咖啡因被认为具有抗抑郁作用,这可能是GABA 绿茶在改善抑郁样行为比普通绿茶更有效的原因。
茶叶中含有多种氨基酸,而茶氨酸作为茶叶中的特征性成分,因其具有特殊的香味,可作为风味改良剂,抑制其它食品中的苦味和涩味,达到改良食品风味的目的。也可利用茶氨酸具有增强脑中α-波的强度,使人产生轻松感和提高记忆力的作用。将其作为功能性成分添加到食品中,开发出缓解神经紧张和益智的功能食品。此外,现可通过育种或加工技术的手段生产GABA 绿茶,GABA 绿茶较普通绿茶在改善抑郁样行为上表现出更优异的成效,由此可见,深入研究并积极应用茶叶中的氨基酸在缓解焦虑和抗抑郁方面具有很高的利用价值。
茶黄素(theaflavins,TFs)是在红茶中发现的、由多酚类物质氧化缩合形成的一类植物色素的总称,具有苯并卓酚酮结构,能溶于乙酸乙酯[39-40]。茶黄素具有抑制炎症的作用,可抑制抑郁样行为的产生。大脑中的炎症与各种疾病有关,如阿尔茨海默病和抑郁症。因此,防治炎症在预防这类疾病的方法方面受到了越来越多的关注。研究发现,茶黄素是通过下调NF-κB 信号传导的有效抗炎剂。在脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导的神经炎症小鼠中,红茶中的茶黄素抑制炎性细胞因子的产生,防止大脑中的树突状萎缩和脊柱损失。此外经Y-迷宫实验和尾悬吊试验发现口服茶黄素可以防止小鼠伴随的记忆损伤和抑郁样行为[41]。该研究还发现TFs 对小胶质细胞的抗炎活性强于普通多酚类(儿茶素、绿原酸和咖啡酸等),但与EGCG 相当。Kita 等[42]通过研究发现茶黄素增加了额叶皮层的多巴胺周转,并在小鼠中显示出抗焦虑作用,在高架十字迷宫(elevated pius maze,EPM)测试中,使用茶黄素的小鼠在开阔臂中花费的时间延长。EPM 测试是一种广泛用于评估啮齿动物焦虑样行为的方法,啮齿动物在迷宫开阔臂的时间延长表明焦虑减少。这表明红茶中的茶黄素可能有助于减少日常生活中的焦虑情况。
苦茶是我国的一种特殊的茶,其含有嘌呤生物碱苦茶碱。苦茶碱生物合成已相对明确,由1,3,7-三甲基尿酸经甲基化转化而来,而1,3,7-三甲基尿酸来源于咖啡碱的氧化还原[43]。苦茶碱具有提高认知能力、催眠和抗抑郁等多种健康作用[44],灌胃苦茶碱可显著抑制慢性应激诱导的小鼠模型中抑郁样疾病和5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)代谢异常,且中枢兴奋性较低。体内和体外实验的进一步研究表明,苦茶碱的抗抑郁机制通过调节磷酸二酯酶-4(phosphodiesterase-4,PDE-4)/环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)/cAMP 反应元件结合(cAMP responseelement binding,CREB)/脑源性神经营养因子(brainderived neurotrophic factor,BDNF)/原肌凝蛋白相关激酶B(tropomyosin-related kinase B,TrkB)通路,促进成年海马神经发生[45]。
越来越多的研究表明,心理健康与肠道微生物群有关。肠道菌群是人类肠道中长期存在的一个微生物群落。大量的动物和临床研究表明,肠道菌群不仅介导宿主代谢和免疫的生理过程,而且在胃肠道和中枢神经系统(central nervous system,CNS)之间的双向反应中发挥着重要的作用,不仅影响神经系统的正常发育,而且还参与许多神经精神疾病的发病机制,如焦虑、抑郁症、自闭症、精神分裂症等[46]。肠道菌群可以通过干扰人类神经内分泌和免疫系统的功能来调节人类情绪的表达。临床证据提示抑郁症患者的肠道菌群有明显变化,菌群多样性和数量都有所下降[47]。肠道菌群异常可直接诱发抑郁,调节肠道菌群可能是预防和治疗精神疾病的有效方法,因此,胃肠道被用作开发新的抑郁症治疗方法和干预措施的目标。
研究人员通过建立CUMS 大鼠模型来诱发抑郁症状,探究茉莉花茶通过肠道微生物群对抑郁样症状大鼠的影响。通过16S rRNA 测序研究肠道菌群的变化,结果表明茉莉花茶治疗改善了CUMS 大鼠的抑郁样行为和神经递质,增加了CUMS 诱导的抑郁大鼠肠道微生物群的多样性和丰富度。Spearman 的分析显示,海马体和大脑皮层的差异微生物群(胃菌、厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体、变形菌门)与抑郁相关指标(BDNF、胰高血糖素样肽-1 和5-羟色胺)之间存在相关性,结论认为,茉莉花茶可通过脑-肠道微生物群轴减轻大鼠的抑郁作用[48]。
许多研究发现,95%的膳食多酚主要被肠道菌群的酶系统消化和吸收。流行病学和临床实验表明,膳食多酚通过抑制α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性来刺激胰岛素分泌,从而防止氧化应激和炎症相关的高血糖,并重塑肠道菌群以改善血糖[49]。茶多酚(tea polyphenols,TPs)是最常见的膳食多酚之一,据报道其对肠道微生物的酶活性有影响。研究表明,TPs 可作为口服肠道微生物群潜在的制剂,改变微生物群组成和微生物代谢。有相关研究给高脂肪饮食的小鼠喂食TPs,可以发现盲肠厚壁菌门体质量减少,拟杆菌门体质量增加[50]。TPs 可通过抑制铜绿假单胞菌、拟杆菌、产气荚膜梭菌和艰难梭菌等潜在病原菌的生长来调节人类肠道微生物的组成,而益生菌的相对丰度则有选择性地增加,而厚壁菌门/拟杆菌门的比例显著降低。通过口服TPs 增加宿主肠道中的大量益生菌,TPs 通过肠道微生物群调节昼夜节律以缓解宿主抑郁[51]。
已有学者分别针对饮茶习惯、茶叶内含成分以及茶叶调节肠道微生物对焦虑和抑郁的影响进行了大量研究。一般认为,长期的饮茶习惯对调节情绪有积极影响,有助于抗抑郁和抗焦虑,减轻压力进入放松状态。进一步的研究表明,茶叶内含成分儿茶素、茶氨酸、茶黄素、苦茶碱等对缓解消极情绪(如焦虑或抑郁)发挥着重要作用,因而针对茶氨酸和苦茶碱在动物和神经学上开展了更为深入的研究,为进一步探明其抗抑郁和抗焦虑作用的机制通路以及开发相关药物奠定重要基础。肠道菌群可以通过干扰人类神经内分泌和免疫系统的功能来调节人类情绪的表达,茶叶成分尤以茶多酚为主,其被人体吸收后,可作用于微生物进而调节宿主的抑郁情绪,因而利用有效的茶叶成分作为药物调节肠道菌群可能是预防和治疗精神疾病的有效方法。
目前茶叶与抗焦虑、抑郁的相关研究多以单一成分为研究对象,今后的研究可结合多个有效抗抑郁茶叶成分进行组合开展相关研究,探索茶叶成分之间的协同作用。许多试验证明绿茶成分中的EGCG 和L-茶氨酸的抗抑郁效果较为出色,也有学者表示绿茶对于精神类疾病的作用是多种成分(如咖啡因、L-茶氨酸和EGCG 等)共同作用的结果,不能归因于某种单一成分。
我国是产茶大国,茶叶种植量和产量不断增加,但多为中低端茶,而国内外多项研究表明茶叶多种内含物质对治疗焦虑、抑郁的消极情绪具有可观的成效,如果以茶叶内含成分为材料,助力开发新型抗抑郁、抗焦虑药物或食品,将研究结果有效应用于生产和生活,可有效带动中低端茶叶的消费,助力茶产业发展,并提高相关科学研究的社会效益和经济效益。