Как работают и действуют на мозг катехины зеленого чая. Эпигаллокатехин галлат и его производные

Резюме: Зеленый чай и его влияние на организм человека изучается наукой долгие годы. Выявлены свойства, помогающие борьбе с раком, опухолями, диабетом, воспалениями. Установлено благотворное действие на нервную систему. Нейропротекторные свойства выявлены в результате исследований на животных и людях.

Эпигаллокатехин галлат (ЭГКГ), попадая в кровь, образует незначительную концентрацию и выводится очень быстро. При микробном расщеплении катехина в кишечнике возникают метаболиты, которые существуют продолжительное время. По мнению исследователей, метаболиты достигают мозга и создают новые аксоны нейроны, процесс в науке называется нейритогнез. Это свойство зеленого чая позволяет использовать его в борьбе с дисфункциями мозга.

I.Введение

Листья и нежные почки растения Camellia sinensis L. (Theaceae) дают человечеству улуны, зеленый и черный чай. Наука уделила наибольшее внимание зеленом чаю, установив его возможность бороться с раком, диабетом, ожирением, способствовать нормальной работе мозга. Катехины чая проявляют свойства антиоксидантов, борются с воспалениями и старением.

Носителями полезных свойств являются катехины, их в нем больше, чем в черном. Khokhar и другие авторы исследования о пользе растения отметил, что в 100 мл зеленого чая, полученного завариванием 1 г напитка в 100 мл воды, можно насчитать 67±11 мг катехинов, количество ЭГКГ достигает 30 мг. В ближайшем конкуренте, черном чае, общих катехинов будет не более 15 мг.

 ЭГКГ – это сложный эфир эпигаллокатехина и галловой кислоты, в общем ставе ктехинов он занимает первое место, содержание иногда превышает 50-70%, вместе с ним в составе действующих веществ можно увидеть эпикатехин галлат (ЭКГ), эпикатехин (ЭК) и катехин (К).

Когнитивная функция или способность к мышлению и восприятию испытывает на себе благотворное влияние ЭГКГ при каждой выпитой чашке зеленого чая. Исследования эпидемиологов подтверждают влияние и отмечают умение ЭГКГ бороться с окислительными повреждениями. Ide, один из специалистов в части влияния зеленого чая на организм, установил, что пациенты, пившие чай три месяца подряд, улучшили когнитивные функции, параллельно наблюдалось уменьшение когнитивных дисфункций.

Исследование концентрации ЭГКГ в крови проводилось на крысах, максимальной она была через час после приема внутрь, она снижалась до нуля через 4 часа. При микробном распаде образовывались метаболиты (производные), они проявляют биоактивность, благотворно воздействующую на мозговые функции.

II. Биоактивность ЭГКГ и метаболитов

ЭГКГ с трудом усваивается организмом, очень быстро (в течении 4 часов) вымывается из крови. Параметр пероральной биодоступности вещества колеблется в диапазоне 0,1-0,3 у животных и людей. При взаимодействии с кишечной микрофлорой вещество образует  производных, это эпигаллокатехин (ЭГК)  и галловая кислота (ГК). Далее ЭКГ распадается на 11 производных, маркируемых по порядку от ЭКГ М1 до ЭКГ М11 (вторичные метаболиты). В организме наибольшей концентрации достигают ЭКГ М5 и ЭКГ М7.

Эти вещества свободно циркулируют по организму, находясь в плазме крови. Данные, полученные in vitro, показывают, что они могут преодолеть защитные (гематоэнцефалические) барьеры мозга, проникнуть в него и стимулировать образование новых аксонов нервных клеток. Этот процесс приостанавливает развитие и даже подавляет заболевания, связанные с дисфункцией мозга.

Для определения, насколько эффективно вещество действует на организм, исследователям требуется определить его биодоступность, или концентрацию в крови и в органе, степень влияния на который оценивается (мишени). Такие исследования были проведены в отношении ЭГКГ, установлено, что его биоактивность является наименьшей среди катехинов зеленого чая. Но этот параметр способен измениться, в зависимости от того, как вещество попал в организм. При питье чая катехин падает в кровь перорально, при его выделении как действующего  допустимо внутривенное и внутрижелудочное введение. Ткани организма легко и быстро поглощают чистый ЭГКГ при внутривенном введении. Интересно, что при анализе биодоступности ЭГКГ  у мышей она будет много выше (26%), чем  у крыс (1,6%).

ЭГКГ относится к классу полифенолов растений, он способен метаболизироваться только кишечной микрофлорой. Lambert и соавторы, проводя исследования действия чистого ЭГКГ у мышей, вводимого внутрижелудочно и внутривенно,  выявили его концентрацию в печени, легких, крови и становили, что эти показатели существенно превышают аналогичные у крыс.

Крысам ЭГКГ вводили с применением внутрижелудочного зонда. Затем уровень катехина в жидкостях организм определяли методом хроматографии, помещая вещество радиоактивной меткой. Это позволило установить жизненный цикл катехинов и метаболитов в организме, полностью производные всасываются тканями и выводятся через 48 часов. Предполагается, что низкая биодоступность ЭГКГ связана с расщепление его в кишечнике. После того, как мышам давали антибиотики, снижающие активность кишечной микрофлоры, уровень ЭГКГ в крови повышался.

Исследования на людях проводились с катехинами черного чая, далось становить период пикового уровня содержания вещества в крови и полного выведения, оно фиксировалось через 24 часа. После того, как добровольцы приняли 200 мг черного чая, приготовленного из 3 гр сухого напита, выяснилось, что через 12-24 часа в их моче основными метаболитами были ЭКГ М5 и ЭКГ М7. Но при исследовании общего состав метаболитов зеленого чая наибольшая концентрация была у  флаван-3-олов, не оказывающих, в отличие от ЭГКГ, благотворного влияния на когнитивные функции мозга.

III. Проницаемость барьера мозга для метаболитов ЭГКГ

Гематоэнцефалический барьер или ГЭБ – система организма, которая создает барьер дл крови, путешествующей по венам и артериям тела и не дает ей проникнуть  к нервной ткани головного мозга в ЦНС. Состоит барьер из клеток эндотелиального происхождения. Они соединены щелевыми соединительными белками, регулирует движение ионов, молекул и клеток между мозгом и кровью, создавая комфортную среду для обмена питательными веществами, обеспечивающими работу нейронов. Барьер играет главную роль в снабжении мозга полезными веществами.

При введении крысам ЭГКГ в дозе 50 мг/кг, исследователи измеряли на определенных этапах концентрацию вещества в разных зонах головного мозга. И ЭГКГ, и его производные спешно преодолевали барьер. Наибольшая проницаемость наблюдалась  у ЭГК-M5, исследователи объясняли это наименьшим размером молекул производного катехина зеленого чая.

IV. Активность ЭГКГ и его метаболитов в синтезе аксонов нервных клеток

ЭГКГ и его производные, по выводам исследователей, с легкостью достигают паренхимы головного мозга, проникая через ГЭБ. Это вынудило начать изучение их действия на активность мозга и его функции. За базу для исследования были взяты клетки SH-SY5Y нейробластомы человека, именно их в медицине часто используют как модель работы нейрональной функции и дифференцировки in vitro.

Была создана среда, в которой содержалась культура клеток и в нее были введены ЭГКГ и метаболиты, изначально растворенные в 0,01% ДМСО. После достижения концентрации в 0,01–1,0 мкМ за развитием культуры наблюдали 72 часа. По завершению процесса исследователи измерили длину нейрита, использовав программное обеспечение ImageJ.

Те клетки мозга, которые вступили во взаимодействие с ЭГКГ и ЭГК-M5, имели существенно большую длину, чем те, которые были использованы как образец. На определенной концентрации катехина и производных рост клеток SH-SY5Y, при увеличении концентрации он снижался. По итогам был сделан вывод о количестве ЭГКГ, необходимым, чтобы вещество достигло мозга. Был сделан вывод, сколько чашек зеленого чая в день нужно потреблять, чтобы стимулировать нейритогенез.

V. Биоактивность вторичных метаболитов

После распада ЭГКГ образуются вторичные кахетиновые метаболиты. Они полезны организму в различных аспектах, обладают противораковым, антиоксидантным действием, снижают риск возникновения тромбов и артериальное давление. Противораковое воздействие оценивали Hara-Terawaki с соавторами, им удалось становить, что катехины влияют на клетки рака шейки матки, клетки HeLa, им далось выделить 11 метаболитов катехинов, оказывающих антираковое воздействие.

Антиокислительную активность метаболитов изучали Takagaki с соавторами, они выявили, что вторичные метаболиты поглощают свободные радикалы с большей интенсивностью, чем родительские.  Наибольшее антираковое и противовоспалительное воздействие выявлено  у ЭГК-M7, испытания проводились на мышах. В свою очередь, ЭГК-M5 проявляет имунномодулирующую активность. Испытание проводились на мышах. При экспериментах с крысами выявлено влияние вторичных катехинов на снижение артериального давления.

Последние исследование in vitro и in vivo показали, что метаболиты ЭГГ оказывают серьезное воздействие на диабет, пероральный прием метаболитов существенно снижают гипергликемию. Приведенные исследования показали, насколько прием зеленого чая полезен для организма. Наибольшее внимание следует уделять его способности усиливать когнитивную функцию мозга и стимулировать образование нервных клеток, но не стоит забывать о возможности антиоксидантов сохранять молодость человека и о способности снижать давление.