茶叶中主要特征成分在Caco-2细胞模型中吸收情况的研究

摘要

茶叶是一种健康饮料，其内含物中的多种特征成分对人体都具有重要的保健功能，如茶氨酸、多酚类和咖啡碱等。其中，茶氨酸（又称N-乙基-γ-L-谷氨酰胺，简称Theanine）是茶叶中特有的氨基酸，也是茶树中含量最高的游离氨基酸，占茶叶干重的1％～2％，占游离氨基酸总量的50％以上。茶氨酸不仅影响着茶叶的滋味，而且还具有重要的生物活性，如降血压、抗癌、增强抗肿瘤药物的疗效、保护神经、镇静安神、提高学习和记忆能力和抗疲劳的功效。咖啡碱亦称咖啡因（1，3，7-三甲基-2，6—二氧嘌呤），属黄嘌呤生物碱，咖啡碱是茶叶中含量最多的生物碱，含量一般在2％～4％左右。咖啡碱对人体有强心、利尿、解毒等生理作用，还可用于治疗神经衰弱和精神抑制状态症，还是配制解热镇痛药品的重要原料。
　　 茶叶中的这些功能成分被人体的吸收利用度是发挥其保健功效的基础。现有的关于茶叶内含成分吸收情况的研究主要以动物实验居多，其缺点在于存在着实验动物种属差异。本文研究了茶氨酸、咖啡碱和其他氨基酸在Caco-2细胞模型中的吸收转运情况。Caco-2细胞源自人结肠癌细胞，消除了种属差异，体外培养时能自发地进行类似肠道细胞的形态学和生化学上的分化，获得许多小肠吸收细胞的特性，其细胞模型能很好地模拟肠道组织。
　　 本文构建了Caco-2细胞单层模型，对不同浓度的茶氨酸和绿茶提取物进行了Caco-2细胞摄取和转运实验，后用HPLC方法检测转运和摄取样品。
　　 摄取实验中分别给药0.25，0.5，1，2mmol/L的茶氨酸15min，测定细胞内茶氨酸浓度，结果表明茶氨酸主要以被动扩散的方式被细胞摄取。
　　 转运实验中分析了茶氨酸AP-BL方向和BL-AP方向的表观通透系数(Papp)、溢出率(efflux ratio)和渗透率等。结果表明，当给药0.25mmol/L和1 mmol/L纯品茶氨酸时双向转运的Papp值均大于1×10-7 cm/s，说明茶氨酸能在Caco-2细胞里吸收良好。但是当茶氨酸浓度为4mmol/L时，efflux ratio显著增大，说明Caco-2细胞对高浓度茶氨酸有较强的外排作用。但是给药绿茶提取物时，其中的茶氨酸在BL-AP方向上出现了非常高的渗透率，表明绿茶提取物中的茶氨酸在Caco-2模型中出现强烈的外排作用，其吸收情况很差。结果提示绿茶成分在肠道转运时可能存在抑制作用。在分析前人研究结果的基础上，我们判断绿茶中影响茶氨酸吸收的物质主要是谷氨酰胺，因为茶氨酸和谷氨酰胺在肠道内的吸收共用在刷状缘上与Na+偶联的公共载体，且这种载体与茶氨酸的亲和力要低于谷氨酰胺。同时，据报道，其他氨基酸如精氨酸、色氨酸在跨膜转运时也会共用此载体，因此这些氨基酸也可能抑制绿茶中茶氨酸的在Caco-2细胞模型中的吸收。
　　 转运实验中还分析了咖啡碱和其他氨基酸的转运情况，结果表明咖啡碱在Caco-2细胞模型中的吸收以被动扩散方式被细胞吸收，且较易被小肠肠道上皮细胞吸收。谷氨酸、丝氨酸、精氨酸、天冬氨酸、缬氨酸等氨基酸在接受端的积累量受浓度的影响不大，并且大部分氨基酸在提取物组的BL-AP方向上的转运积累量要远大于纯茶氨酸组，同时也大于该组在AP-BL方向的转运积累量。