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饮茶对癌症、心血管疾病和糖尿病的预防作用

作者:韩 驰 出处:中华合作时报 点击:2993

   作者简介:

  韩驰,1957年毕业于北京医科大学卫生系,1986年中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所(现改名为中国疾病预防控制中心营养与食品安全所)成立,担任食品毒理研究室主任、所学术委员会委员,1990年晋升为研究员、教授,一九八九年被授予“国家级有突出贡献的中青年科学家”称号。并被国务院批准“享受国家级知识分子特殊津贴”。2007年9月参加在加拿大蒙特利尔召开的第11届国际毒理学大会获得了国际毒理学联盟优秀中老年专家资助基金奖。现已退休仍被所返聘。并被聘为中国科学技术协会决策咨询专家; 全国茶叶标准化技术委员会委员;农业部茶叶生物化学与生物生物技术重点开放实验室学术委员会委员。研究领域:膳食中有害因素的危险性评价;天然食物及其成份的保健作用;食品安全性评价;辐照食品卫生安全性评价;茶与健康研究。韩驰是国内、国际较早深入研究茶与人体健康的著名专家。

  编者按:

  在全球范围内迄今最主要的死亡原因是癌症、心血管疾病和糖尿病。这三类慢性非传染性疾病引起的死亡约占全死因的50%,已成为威胁人类健康的重大社会公共卫生问题。据世界卫生组织报道,心血管疾病是造成死亡的最主要原因,占全球死亡的29%;癌症约占13%,2010年全球新增癌症患者超过1240万,死亡者高达800余万;

  糖尿病是一种常见的内分泌代谢性紊乱疾病,国际糖尿病联盟(IDF)预计2025年全球糖尿病患者将增至3.80亿。 这些慢性疾病给个人、家庭、卫生保健系统和国家带来了巨大的压力。因此,慢性疾病防治研究工作一直贯彻预防为主、防治结合的战略方针。

  茶叶在我国历史悠久,饮用地区广,人数多,我国被称为“茶叶的故乡”,是世界上最早生产和利用茶叶的国家。饮茶的保健作用自古以来就有记载。大约公元前3000年,神农发现了茶具有解毒和保健活性,汉代《神农本草》把茶列入 365 种药物之中;公元7世纪,中国《本草纲目》首次报道了茶的医药作用;苏东坡一句名言为:何需魏帝一丸药,且尽卢仝七碗茶。可见古代对茶的功效就已认识了。近年来国外的一些科学家都开展了茶叶对癌症、心血管疾病和糖尿病保护作用的研究。我国许多学者也进行了茶叶保健作用研究并取得了可喜的成绩。因此,茶对三大非传染性慢性疾病的预防作用研究已成为国际上研究的热点。

  本刊刊出韩驰教授多年来的研究成果,客观而科学地介绍了饮茶的防癌作用、茶对心血管疾病的预防作用及饮茶对辅助降血糖的效果,对茶界科学宣传饮茶健康具有重要意义。

  【对癌症的预防】

  茶叶防癌作用研究始于20世纪80年代。研究表明,无论绿茶还是红茶均对动物的化学致癌或移植性肿瘤有不同程度的抑制作用,但缺乏不同加工方式的茶对动物消化道肿瘤预防作用的系统研究。在茶叶防癌有效成分方面,多侧重于研究茶多酚及其儿茶素单体EGCG的作用,而缺乏对茶中其他可能有效成分以及这些成分相互作用的研究。在茶叶防癌机制方面,研究结果表明茶能减少致癌物与DNA加合物的生成、具有抗氧化、恢复促癌剂所致的细胞间信息交流、改善机体的免疫功能以及杀伤多种肿瘤细胞株。但尚缺乏系统地从化学致癌各个关键环节同时研究多种作用机理的报道。茶的防癌作用尽管有上述结果,但是缺乏有说服力的人体直接证据,国内、外流行病学调查的结果不甚一致。

  癌症是当前危害人类健康和生命的主要疾病之一。我国历年的统计资料表明癌症的死亡率逐年增加。癌症的特性是无限增殖、浸润、扩散和转移。由于这些特性,加上发病较隐匿,不易早期发现,使得癌症对人类机体有极大的破坏性和致死性。近年来运用天然食物成分进行人类肿瘤的化学预防是国际上的研究热点。我们的研究结果表明,通过一系列茶防癌整体动物致癌模型发现,绿茶、大叶绿茶、红茶、铁观音和花茶均可通过阻断甲基苄基亚硝胺在大鼠体内的合成而抑制食道肿瘤的发生;进一步的研究表明饮茶具有显著抑制亚硝基化合物甲基苄基亚硝胺的致癌作用;饮茶可抑制二乙基亚硝胺诱发的大鼠肝癌癌前病灶;茶、EGCG、咖啡因可抑制NNK诱发A/J小鼠肺腺瘤的发生;饮茶可显著抑制二甲基肼诱发的大鼠大肠癌前病变及大肠肿瘤的发生;饮茶可保护二甲基苯并蒽(DMBA)引起的金黄色地鼠粘膜组织DNA损伤并抑制其增殖,对DMBA诱发的动物口腔肿瘤有明显的预防作用。以上结果证实了不同加工方式、不同品种的茶以及主要成分均能预防多种致癌物引起的多种部位的癌症形成。

  茶叶防癌有效成分,我们选用一组以反映癌症发生和发展的多阶段化学致癌过程的短筛试验对茶18种主要成分进行了筛检,结果显示各种成分均显示出不同程度的效果,根据作用强度和在茶叶中的含量,我们认为主要有效成分为茶多酚及儿茶素单体和茶色素。这些成分作用的重复性好,且呈明显的剂量-反应关系。茶多糖和咖啡碱等也有一定的作用,但在茶叶中含量很少。我们首次证明茶多酚的氧化产物茶色素与茶多酚同样有效,为进一步研究茶色素的作用奠定了基础。在所获结果的基础上设计出“有效成分配方”,称为混合茶。

  关于茶叶防癌作用机制,我们的研究结果表明,抗氧化作用,在体外试验中发现茶多酚对红细胞溶血 、丙二醛、过氧化氢生成均有明显抑制作用。在整体动物试验中发现饮茶显著抑制多种脂质过氧化小分子产物的生成 ,增加多种抗氧化酶和Ⅱ相代谢酶活性;癌基因表达,动物试验研究发现饮茶可诱导抑癌基因的表达, 而癌基因表达被抑制,此外涂抹EGCG对香烟中特异性亚硝胺诱发小鼠肺癌表达及促癌剂TPA对小鼠皮肤癌基因表达均有抑制作用;诱导细胞周期阻滞,抑制细胞增殖,EGCG和ECG对细胞的DNA合成有抑制作用,细胞周期分布试验的结果表明饮茶主要抑制细胞由G1期向S期移行,且饮茶显著减少了细胞增殖抗原标记指数和银染核仁组织区颗粒数目,从而抑制了细胞增殖;诱导细胞凋亡,茶多酚和茶色素诱导了肝癌细胞株出现明显的DNA梯状结构。动物试验研究发现,饮茶抑制了Bcl-2蛋白的表达,诱导了Bax蛋白的表达,从而诱导了细胞凋亡;抑制端粒酶的活性,茶多酚和茶色素抑制了肝癌细胞株端粒酶活性;免疫调节,饮茶和茶成分对移植性肿瘤和化学致癌物引起的体液免疫和细胞免疫功能失调均有明显调节作用;饮用白茶后,可增加环磷酰胺诱导的免疫低下小鼠的免疫器官胸腺重量,调节了淋巴细胞系百分比,促进淋巴细胞的增殖、补体的生成、吞噬细胞和NK细胞的功能,提高细胞因子水平以及血清IgG水平;抑制致癌剂与靶器官DNA共价结合,饮绿茶可明显抑制食源性结肠致癌物PHIP (一种杂环胺)-DNA加合物的形成。进一步的体外试验发现茶可显著抑制N-乙酰氧基-PhIP与DNA反应生成加合物;研究还证实了茶可抑制甲基苄基亚硝胺、黄曲霉毒素和NNK所致DNA加合物O6 甲基鸟嘌呤及8-羟基脱氧鸟嘌呤生成 ;茶多酚和绿茶水对HIV和乙肝病毒,在体外试验中均无明显抑制作用,提示茶叶及其成分可能主要对化学致癌有预防作用。研究结论基于以上研究结果,抗氧化、预防DNA损伤以及免疫调节是茶叶防癌的主要机理。鉴于饮茶与癌症关系的人群流行病学研究结果不太一致;科学家们一致认为只有进行人群干预研究才能得到直接的人体证据。但人群干预研究需要可观的人力、财力,还需要很长时间。因此,迄今国内外尚无具有说服力的人群干预研究结果。我们试图在癌症高危人群中应用生物学标志物作为中间观察终点,来观察茶及其成分对癌症发生和发展的预防作用;在三项干预试验中有两项获得了可喜的结果。吸烟造成人体的遗传毒性作用已有大量报道。香烟中含有多种致癌物、促癌物和大量的自由基,是人体接触的主要致癌物之一。流行病学研究表明,吸烟与1/4至1/3的人类肿瘤有关,尤其是肺癌。香烟致癌机理是多方面的,但氧化损伤和DNA损伤是其中两个重要方面。如果茶能对这两方面的损伤有保护作用,则对茶预防吸烟所致的人类癌症的作用将有较强的说服力。因此,我们选择156名习惯性吸烟志愿者为对象,饮绿茶、红茶、混合茶和茶多酚作为干预措施,以反映DNA损伤和氧化损伤的一系列生物学指标作为终点,观察饮茶对吸烟引起人体DNA损伤的保护作用。研究结果表明:吸烟可明显升高口腔粘膜微核细胞率(6倍)和外周血淋巴细胞染色体畸变率(7.5倍),而饮茶各组可对口腔粘膜微核细胞和外周淋巴细胞染色体畸变发生有保护作用,降低吸烟所致的遗传损伤。饮茶各组试验对象血浆总抗氧化作用增强,尿中丙二醛和尿中8-羟基脱氧鸟嘌呤以及阿斯匹林代谢物总自由基排出有明显的减少作用。在试验中还首次探讨了茶多酚在人体内的代谢动力学,发现摄入茶多酚的量与体内抗氧化能力呈正相关。可见,血浆抗氧化性与其儿茶素,特别是EGC、EGCG的水平密切相关。综合以上结果,可以认为绿茶水、红茶水、混合茶水和茶多酚均能保护吸烟所致的氧化损伤和DNA损伤,其中尤以混合茶和绿茶的作用更为突出。鉴于吸烟与人类癌症的关系已得到公认,而氧化损伤和DNA损伤又被认为是吸烟致癌作用的重要机制;因此,研究结果为茶对人体化学性致癌的保护作用提供了有意义的依据。口腔癌发生率占世界恶性肿瘤发生率的第六位,在我国占全部恶性肿瘤发病率的3%。近年口腔癌发病率在我国及美国、日本、法国等国家有上升趋势。口腔粘膜白斑是世界卫生组织认定的口腔癌的癌前病变。因此,阻断口腔粘膜白斑的发展和恶变是预防口腔癌的重要措施。在动物试验的基础上,用混合茶作为受试物,以口腔癌癌前病变口腔粘膜白斑患者为研究对象,进行饮茶对口腔癌前病变的随机化双盲干预试验,观察期为半年。结果发现,饮混合茶6个月后,试验组患者的白斑缩小,口腔脱落粘膜细胞微核、口腔粘膜组织银染核仁组织区和细胞增殖抗原下降及外周血淋巴细胞微核细胞率和染色体畸变率均显著降低 ,而对照组在试验前后无明显变化。结果表明混合茶可保护DNA损伤,降低细胞增殖和帮助口腔白斑病变的恢复。本次结果提供了饮茶可能预防人类肿瘤的直接依据,填补了国内外这方面的空白。对血清甲胎蛋白(AFP)持续低滴度阳性“健康人”的干预研究,选择持续出现AFP低滴度阳性和乙型肝炎病毒标志物阳性的30岁以上男性作研究对象。实验组80人,服用混合茶胶囊,每天2.4克;对照组78人,服用淀粉安慰剂。试验周期为10个月。其中随访和复查3次。此外,在试验开始时对所有对象均进行了流行病学调查,调查项目包括肝炎肝硬化病史、家族肝病史、肝癌史、个人史(吸烟、饮酒、饮茶)等。从肝癌发生率和其他观察指标结果来看,在本研究中未发现混合茶对原发性肝癌的发生发展具有明显影响。分析其原因可能与茶对化学性致癌和病毒致癌具有不同作用有关。

  上述结果表明:通过一系列动物的致癌模型试验,证实不同加工方式的茶如绿茶、红茶、铁观音茶和花茶等及其主要成分茶多酚、儿茶素单体和茶色素均能抑制动物口腔癌、食道癌、肺癌、肝癌、和结肠癌等癌前病变和肿瘤的发生;对茶叶中多种主要成分进行防癌作用筛选,证实茶多酚及其儿茶素单体和茶色素是抗癌作用的主要成分,首次证明茶多酚的氧化产物茶色素与茶多酚同样有效,在此基础上研制出防癌效果优于现有茶叶或其成分的混合茶;对茶叶防癌作用机制进行了八个方面研究,可以认为抗氧化、预防DNA损伤和免疫调节是茶叶防癌作用的主要机制;本试验研究突出的是开展以生物学标志物为中间终点的人群干预试验,特别是用混合茶对口腔癌前病变进行干预试验,为茶叶防癌作用提供了直接的人体证据。另一项干预试验表明饮茶对吸烟所致氧化损伤有保护作用。在国内外首次在癌症高危人群干预研究中获得茶叶可预防人类癌症的直接证据,为今后确定茶对人类的化学预防作用奠定了基础。

  【对心血管的保护作用和对糖尿病的预防】

  茶对心血管疾病预防作用方面,国内外的流行病学调查和实验研究表明,茶及其有效成分有降血脂、降血压、抗动脉粥样硬化、保护心肌等功能。但流行病学资料尚不足,且结果不甚一致,茶及其有效成分对动物心血管疾病的作用尚缺乏足够证据。尚不能从整体、细胞和分子水平系统、深入研究茶叶对心血管疾病的预防机制。

  冠心病的发生主要是由于冠状动脉的粥样硬化,自由基、脂质过氧化和低密度脂蛋白的氧化性改变参与启动动脉粥样硬化病变。而血胆固醇、甘油三酯等血脂水平的升高,脂质过氧化程度加重是冠心病发生的重要危险因素。我们研究结果表明茶对心血管系统有保护作用,体外实验发现茶及茶色素可抑制铜离子和铁离子 诱导的低密度脂蛋白(LDL)氧化修饰,其作用强于维生素C和维生素E。在儿茶素单体中,EGCG作用最强,在相同克分子浓度下,它对LDL氧化的抑制作用强于维生素E。血管平滑肌细胞增殖是动脉粥样硬化(AS)形成的基础,儿茶素对大鼠和兔主动脉平滑肌细胞、人冠状动脉平滑肌细胞均有抑制增殖作用。整体动物试验:采用新西兰兔动脉粥样硬化动物模型和载脂蛋白E缺陷小鼠AS模型发现,茶具有抗血凝、促纤维蛋白原溶解和抑制血小板粘附和聚集,血浆内皮素水平降低,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)明显上升, 对氧化修饰低密度脂蛋白所致的内皮细胞损伤具有保护作用并降低试验性动脉粥样硬化的作用。其机制可能与其抗氧化作用中断或阻止脂质过氧化、清除超氧化物自由基和羟自由基有关。心肌肥大是指在超负荷应激条件下心肌细胞体积的病理性增大,客观表现为心脏重量增加(包括左心室肥厚),它是猝死、冠心病和心力衰竭等多种心血管疾病的主要的独立性危险因素。是高血压病的一种常见并发症。血压升高以及血管紧张素Ⅱ和内皮素在心肌肥大的形成过程中发挥着重要的促进作用,而一氧化氮作为内皮细胞的松弛因子,对心肌肥大具有逆转作用。我们的研究体外细胞实验表明茶多酚和EGCG对血管紧张素Ⅱ诱导的心肌肥大有一定的抑制作用,其机制可能与下调P-ERK蛋白的表达有关。体内实验我们选用二肾一夹和肾动脉结扎法造成两个大鼠肾性高血压心肌肥大模型,分别饮用绿茶、茶多酚、茶色素和EGCG,同时设置模型对照组和假手术组。结果表明不同的饮茶组左心室重/体重比值、左心室壁厚度均显著降低、心肌肥大标志物胚胎基因-新房利钠肽(ANP)表达降低、心肌抗氧化酶(SOD和GSH-Px)的活性升高、脂质过氧化产物(MDA)和活性氧自由基(ROS)水平以及Ras和P-ERK、P-JNK、P-p38蛋白表达降低。该研究为绿茶及其主要成分茶多酚、儿茶素单体和茶色素对心肌肥大的预防提供了科学依据,对肾性高血压大鼠左室肥厚有抑制作用,其机制可能与绿茶及其有效成分抗氧化作用,以及对Ras-to-MAPK信号传导通路的调控作用有关。对血脂异常人群(血清总胆固醇≥5.18mM、低密度脂蛋白胆固醇≥3.37 mM)进行干预实验,选取201例血脂异常患者作为受试人群, 根据血脂水平、年龄、性别、病程、受试物种类等均衡随机分为试验组和对照组。分别饮白茶和铁观音8周,实验结果表明,饮用白茶和铁观音茶均可显著降低血清甘油三酯、总胆固醇、总胆固醇与高密度脂蛋白比值、血栓素B2与6-酮-前列腺环素比值、血浆8-OHdG和MDA水平,且饮铁观音茶还能显著降低受试者的载脂蛋白B和白介素-6水平。茶降低血脂代谢异常,减缓血栓形成趋势,一定程度上减少DNA氧化损伤,降低脂质过氧化损伤的作用,维持了心、血管系统的正常功能,降低心、脑血管疾病的发生风险。研究结果为茶对心、脑血管疾病预防的保护作用提供了依据。

  对茶叶保护心血管系统从体外试验-整体动物-人体试验三个层面进行了系统、深入的研究,结果表明,茶色素可延缓动脉粥样硬化的发生和发展,采用转基因动物作为模型,该动物病变机制近似于III型高脂蛋白血症,研究结果对于指导茶色素的临床应用具有重要价值。绿茶及其主要成分茶多酚、儿茶素单体和茶色素等均能有效降低血压、抑制心肌肥厚,从而保护心血管系统,作用机理可能与其抗氧化、抑制血栓形成、调节肾素-血管紧张素-醛固酮系统、调控丝裂原激活蛋白激酶信号传导通路、抑制胚胎基因的再表达等有关。人群干预研究选择DNA氧化损伤和脂质过氧化损伤等生物标志物,证实福鼎白茶和安溪铁观音具有降低血脂代谢异常患者的血脂水平,减缓血栓形成,有利于维护心血管系统的正常功能。

  【对降血糖的功能】

  茶的辅助降血糖作用,从动物试验和人体试验两个方面对福鼎白茶进行了研究。观察茶水中混合成分对血糖和胰岛素的作用,而不同于以往开展的茶多酚和茶多糖等茶活性成分功效研究。本研究结果证实福鼎白茶具有一定辅助降血糖功能,对于白茶的开发利用以及天然降糖食品的开发具有重要意义。

  在结束我的文章之前,我想告知各位:茶是中华民族的国饮,即生活的必需品,又是人体的保健品,来客时喝杯茶能增强情谊;疲劳时喝杯茶,能舒筋解乏;繁忙时喝杯茶,能益思去躁;口干时喝杯茶,能润喉解渴;心烦时喝杯茶,能静心养神;滞食时喝杯茶,能消食去腻。总之,饮茶是人类美好的物质享受与陶治情操、补充营养,以茶防病,一举多得。因此,饮茶的意义:茶有健身、解渴之效,又富欣赏情趣,还可陶治情燥,故称茶为康乐之饮。

  茶对辅助降血糖作用方面,试验研究表明,茶的有效成分茶多酚、茶多糖均对动物有一定的降血糖作用,流行病学试验和人体干预试验研究报道较少,且结果不够一致,缺乏有说服力的以饮茶方式对整体动物和人体干预试验进行降血糖作用的研究。

  糖尿病是一种慢性代谢性紊乱疾病。近年来因其患病率高,并发症多,致残、致死率高,已成为继心脑血管疾病、肿瘤之后又一严重威胁人类健康的世界公共卫生问题。现代医学水平尚无根治糖尿病方法,患者需终生饮食控制治疗,给个人、家庭和社会带来沉重的负担。因此,寻找高效、无毒副作用的天然降糖食品资源是目前糖尿病防治研究热点。我们研究结果表明,白茶作为唯一水源,给予正常小鼠饮用,小鼠空腹血糖明显下降,提示白茶能促进胰岛素分泌,改善糖代谢。四氧嘧啶选择性损伤小鼠胰腺β细胞,导致血胰岛素分泌低下,诱发实验性糖尿病。给予四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠饮用白茶,糖尿病小鼠的“三多一少”症状明显缓解,空腹血糖明显降低,糖耐量明显改善,饮用60天,糖尿病小鼠空腹血糖进一步下降,恢复至正常,提示白茶能保护胰岛β细胞免受自由基的侵害,促进胰腺功能修复,改善糖代谢,降低血糖水平。人体试食观察结果表明,我们选取II型糖尿病患者连续饮用白茶30天,患者口渴、多饮症状明显改善,空腹血糖、餐后2小时血糖明显下降,胰岛素分泌上升。动物及人体研究结果显示,白茶含有降糖因子,系天然降糖食品资源,其降糖机理可能与白茶富含茶多糖、茶氨酸、黄酮类物质,具有较强抗氧化活性有关,从而能有效地预防糖尿病。

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