PMC

katekiini, jonka nimi tulee Acacia catechu L.-uutteen katekusta, on 3,3′,4′,5,7-pentahydroksiflavaani, jolla on kaksi (+)-katekiinin steeristä muotoa (Kuva 1) ja sen enantiomeeri . Lisäksi katekiini edustaa laajassa merkityksessä katekiinista johdettujen yhdisteiden kemiallista sukunimeä. Katekiineja jaetaan monenlaisiin elintarvikkeisiin ja yrtteihin, kuten teehen, omenoihin, persimoneihin, kakaoihin, viinirypäleisiin ja marjoihin. Tämä erityisnumero on omistettu catechinin ihmisten terveyteen liittyvää toimintaa koskeville tiedoille.

tee, Camellia sinensis −kasvin lehdistä ja silmuista saatava tuote, on yksi rikkaimmista katekiinilähteistä ja sisältää suurimpana katekiinina (- ) epigallokatekiini-3-gallaattia (EGCG) (Kuva 1), jolla on monia hyödyllisiä ominaisuuksia ihmisten terveydelle, kuten syöpää, liikalihavuutta, diabeteslääkkeitä, kardiovaskulaarisia, anti-infektiivisiä, hepatoprotektiivisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia. Useat ihmisen epidemiologiset ja kliiniset tutkimukset teellä ovat antaneet näyttöä sen syöpähyödyistä, ja näitä tuloksia on tuettu solupohjaisilla ja eläinkokeilla, joskin myös ristiriitaisia tuloksia osoittavia tutkimuksia on raportoitu. Lisäksi EGCG: n ja muiden katekiinien toimintamekanismiksi on ehdotettu yksityiskohtaisia molekyylimekanismeja. Yksi houkuttelevimmista mekanismeista on se, jossa reaktiiviset happilajit (Ros) ovat mukana. EGCG: llä tiedetään olevan Ros: ään nähden kaksoisvaikutus antioksidanttina ja prooksidanttina. Useat todisteet ovat osoittaneet, että EGCG voi sekä poistaa ROS: n haaskaamalla että parantaa ROS: n tuotantoa.

tässä erikoisnumerossa Bernatoniene ja Kopustinskiene tarkastelivat katekiinien biokemiallisia ominaisuuksia, niiden antioksidanttista aktiivisuutta sekä vaikutusmekanismeja, jotka liittyvät oksidatiivisen stressin aiheuttamien sairauksien, kuten syövän, sydän-ja verisuonitautien ja hermoston rappeutumissairauksien, ehkäisyyn.

vihreän teen katekiinien syöpää ehkäisevän vaikutuksen osalta Shirakami ja Shimizu toimittivat päivitettyä tietoa erilaisista mekanismeista, mukaan lukien antioksidatiiviset, prooksidatiiviset ja anti-inflammatoriset vaikutukset, immuuni-ja epigeneettiset muutokset sekä reseptorityrosiinikinaasin esto. Ne huomauttivat, että on epäselvää, voidaanko in vitro-havainto, jossa EGCG: n pitoisuudet ovat suuria, suoraan ekstrapoloida eläimillä ja ihmisillä esiintyvään syövän kemopreventioon sen alhaisen hyötyosuuden vuoksi.

hermoston rappeumasairauksista Alzheimerin tauti (AD) on maailmanlaajuisesti yksi yleisimmistä sairauksista. Oksidatiivinen stressi on osa AD: n taustalla olevaa patologista mekanismia. Se voi johtua ROS-ja antioksidanttimolekyylien välisen tasapainon häiriintymisestä. Tämä epätasapaino voi myös aiheuttaa neuroinflammaatiota. Ide ym. Yhteenveto päivitetyistä tiedoista ja näkökulmista katekiinien vaikutuksista AD: hen perustuen molekyylimekanismeihin, mukaan lukien ne, jotka liittyvät katekiinien antioksidatiivisiin, anti-inflammatorisiin, proteiinikinaasi C: hen ja neurotransmissioon liittyviin ominaisuuksiin.

vastaavasti Pervin et al. Yhteenveto viimeaikaisista havainnoista katekiinien hyödyllisistä vaikutuksista hermoston rappeutumissairauksiin. Vaikka useat ihmisillä tehdyt tutkimukset ovat tukeneet näitä vaikutuksia, toiset eivät. Nämä kirjoittajat ehdottavat, että ristiriita voi johtua epätäydellisestä säätämisestä sekoittavia tekijöitä, mukaan lukien menetelmä määrällisen kulutuksen, juoman lämpötila, tupakointi, alkoholin kulutus, ja eroja geneettisiä ja ympäristötekijöitä, kuten rotu, sukupuoli, ikä, ja elämäntapa. Tätä kysymystä voidaan soveltaa ihmisten epidemiologisiin tutkimuksiin muista sairauksista, kuten syövästä.

useat epidemiologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että vihreän teen säännöllinen nauttiminen vähentää influenssatartuntoja ja joitakin kylmäoireita ja että teepatekiineilla kurlaaminen voi suojata influenssatartunnan kehittymiseltä. Furushima ym. tarkasteli teekatekiinien vaikutusta influenssainfektioon ja flunssaan keskittymällä epidemiologisiin/kliinisiin tutkimuksiin ja totesi, että tarvitaan lisätutkimuksia kliinisen tehon vahvistamiseksi.

lihavuuden vastaisen aktiivisuuden osalta monet tutkimukset ovat osoittaneet, että EGCG: llä vihreässä teessä, METYLOIDULLA EGCG: llä oolong-teessä, teaflaviineilla mustassa teessä ja polyfenolimetaboliiteilla tummassa teessä on painonlaskuominaisuuksia. Rothenberg ym. ehdotti ”lyhytketjuinen rasvahappo (SCFA) hypoteesi” selittää, miten eri teetä tyypit voivat kaikki tehokkaasti aiheuttaa laihtuminen. Imeytymättömien hiilihydraattien, katekiinien ja suolistomikrobiston reaktioissa suolistossa syntyvät elintarvikevalmisteet saattavat tehostaa lipidiaineenvaihduntaa AMP-aktivoidun proteiinikinaasiaktivaation kautta, mikä johtaa niiden lihavuuden vastaiseen aktiivisuuteen.

EGCG: n ja muiden katekiinien tehokkaiden pitoisuuksien saavuttamiseksi tutkimukset ovat tärkeitä, jotta voidaan osoittaa kemiallisen modifioinnin teho, annostelujärjestelmät ja synergia muiden aineiden kanssa. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että kemiallinen modifiointi on yksi lupaavista menetelmistä parantaa niiden biologista vaikutusta, esimerkkinä perasetyloitu EGCG, joka voimakkaasti estää paksusuolen tuumorigeneesin hiirillä . Kaihatsu ym. teki yhteenvedon EGCG: n antiviraalisesta vaikutuksesta ja ehdotti vasta kehitettyä EGCG-rasvahappojohdannaista tehokkaaksi aineeksi. EGCG-rasvahappomonoesterit osoittivat parantunutta antiviraalista vaikutusta erityyppisiä viruksia vastaan, mikä johtui todennäköisesti niiden lisääntyneestä affiniteetista virus-ja solukalvoihin.

Mukherjee et al. osoitti, että kurkumiinin, EGCG: n ja resveratrolin liposomaalisessa muodossa oleva seos on potentiaalinen onco-immunoterapeuttinen aine glioblastoomaa vastaan, vaikka kurkumiinilla yksinään on rajallinen antitumoriteho in vivo, koska sen biologinen hyötyosuus on pieni, kuten EGCG: llä.

Shi ym. antoi yleiskatsauksen EGCG: n kapseloinnissa käytetyistä materiaaleista ja tekniikoista. EGCG: n stabiilisuutta, biologista hyötyosuutta ja toimintaa voidaan parantaa kapseloimalla. Proteiineihin kapseloidun EGCG: n pitkäaikainen vapautuminen johtui osittain ruoansulatusentsyymien toiminnan estymisestä. Hiilihydraatteihin kapseloidulla EGCG: llä oli parantunut limakalvo, suoliston permeaatio, kudostavoitteen toimitus ja aktiivisen efflux-esto. Lipideihin kapseloidun EGCG: n Stabiilisuus ja pitkäkestoinen vapautuminen paranivat, ja epiteelisolut ottivat sen suoraan. EGCG: n kapselointi elintarvikekäyttöön tarkoitettuihin materiaaleihin olisi siten hyödyllistä EGCG: n biologisen hyötyosuuden ja toimivuuden parantamiseksi.

liiallinen katekiiniannos voi aiheuttaa epäsuotuisia vaikutuksia, kuten hepatiittia . Kaleri ym. raportoitu, että ravinnon kupari voi vähentää EGCG: n maksatoksisuutta, mahdollisesti säätelemällä keruloplasmiinin aktiivisuutta, mikä johtaa ROS: n vähenemiseen, mikä viittaa sen hyödyllisyyteen EGCG: n sovellusten edistämisessä.

gelatiinin kemiallinen modifiointi EGCG: llä edistää luun muodostumista in vivo. Honda ym. ehdotettu, että valmistettuja EGCG-modifioituja gelatiinisieniä (EGCG-GS) voitaisiin soveltaa regeneratiiviseen hoitoon. Heidän tutkimuksensa osoitti, että tyhjiölämmitys parantaa EGCG-GS: n luunmuodostuskykyä mahdollisesti EGCG-GS: n dehydrotermiset ristisidokset, jotka muodostavat soluille tukirangan, mikä johtaa EGCG: n pysyvään farmakologiseen vaikutukseen.

ROS: iin liittyvien mekanismien lisäksi katekiinin ja proteiinin yhteisvaikutuksen uskotaan liittyvän mekanismeihin, joilla katekiinit harjoittavat biologista toimintaansa. Saeki ym. tarkistettu, miten EGCG: n ja proteiinin väliset vuorovaikutukset voivat selittää mekanismin, jolla vihreä tee/EGCG: llä voi olla terveydelle suotuisia vaikutuksia. Useat menetelmät, kuten Dot-määritykset, affiniteettigeelikromatografia, pintaplasmoniresonanssi, laskennalliset telakointianalyysit (CDA) ja X–ray-kristallografinen analyysi (XCA), ovat antaneet näyttöä EGCG-proteiinin vuorovaikutuksista ja siitä, miten EGCG voi sopia tai miehittää aseman toiminnallisissa paikoissa tai niiden lähellä ja aiheuttaa konformaatiomuutoksen, mukaan lukien kvaternäärisen konformaatiomuutoksen. Nämä kirjoittajat ehdottavat EGCG: tä lääkeaineiden suunnittelun lyijyyhdisteeksi.

Nakano ym. keskusteltiin siitä, miten CDA ja XCA, edellä mainittujen menetelmien joukossa, ovat hyödyllisiä katekiinien uusissa lääkesuunnittelustrategioissa. CDA ja XCA ovat osoittaneet, että galloyyliosa sitoo katekiinin proteiinien halkeamaan sen hydroksyyliryhmien vuorovaikutusten kautta, mikä selittää GALLOYLOITUJEN katekiinien, kuten EGCG: n ja epikatekiinigallaatin, suuremman aktiivisuuden verrattuna galloyloimattomiin katekiineihin (Kuva 1).

Shimamura ym. paljasti katekiinien ja stafylokokki-enterotoksiini A: n välisen vuorovaikutuksen pintaplasmoniresonanssin, Fourier-muunnoksen infrapunaspektroskopian, isotermisen titrauksen kalorimetrian ja CDA: n avulla. Tiedot osoittivat, että galloyyliryhmän kohdassa 3 katekiinirakenteessa oleva hydroksyyliryhmä on vastuussa sitoutumisaffiniteetista Tyr91: n kanssa toksiinin aktiivisissa kohdissa, mikä antaa arvokasta tietoa elintarvikkeista johtuvien myrkytysten ehkäisystä.

poikkileikkaus-ja retrospektiivinen näyttö osoittaa, että teen nauttiminen voi lieventää luukatoa ja vähentää osteoporoottisten murtumien riskiä. Chen ym. ehdotettiin, että EGCG voisi olla tärkeä ravintoaine luun resorption moduloinnissa, koska EGCG 1-10 µM: n kohdalla vähensi osteoklastogeneesiä ja tartraatille resistenttiä happofosfataasiaktiivisuutta ydintekijän KB (RANK)/RANK ligandi/osteoprotegriini-reitin reseptoriaktivaattorin kautta. Lin ym. raportoitu, että EGCG voi lisätä luun morfogeneettisen proteiinin 2 ja myöhempien osteogeneesiin liittyvien geenien mRNA-ilmentymistä, mukaan lukien alkalinen fosfataasi, osteonektiini ja osteokalsiini, mikä johtaa tehostuneeseen mineralisaatioon.

Chen et al. tutkittiin Acacia mearnsii: n kuoresta saatavien polyfenolien stabiilisuutta ja biokertyvyyttä in vitro-hoitojen jälkeen mimeettisesti ruuansulatuskanavan ruoansulatukseen. Simuloidun suoliston digestion jälkeen polyfenolin kokonaispitoisuus ja biologiset toiminnot vähenivät merkittävästi verrattuna käsittelemättömän uutteen pitoisuuksiin, minkä katsottiin johtuvan proantosyanidiinien hajoamisesta. Antioksidanttikyvyn säilyminen ja α-glukosidaasia estävä aktiivisuus viittaavat kuitenkin siihen, että kasvista peräisin olevilla polyfenoleilla näyttää olevan mahdollisesti hyötyä ihmisten terveydelle.

”Kangzhuan” on tiibetiläisistä teetuotteista suosituin. Xie ym. raportoitu, että kylmäkuivattu vesipitoinen ote ”Kangzhuan” on antioksidantteja tai sytoprotektiivisia ominaisuuksia. Nämä vaikutukset voivat johtua pääasiassa fenolisten komponenttien läsnäolosta, mukaan lukien gallushappo ja neljä katekiinia. Nämä fenoliset komponentit voivat käydä läpi elektroninsiirto, H+ – siirto, ja Fe2+ – kelatoivat reitit näytteille anti-oksidatiivisia tai sytoprotektiivisia vaikutuksia.

Teaflaviini ja sen galloyyliesterit ovat mustan teen punaisia pigmenttejä, joilla on samanlaisia terveyshyötyjä kuin vihreän teen katekiineilla. Teaflaviinien massatuotantoon on kehitetty useita biosynteettisiä menetelmiä. Takemoto ja Takemoto toimittivat ajantasaista tietoa teaflaviinien synteettisistä menetelmistä ja niiden terveyshyödyistä kannustaen tulevia tutkimuksia paljastamaan niiden yksityiskohtaisen vaikutusmekanismin ja kehittämään uusia lisäravinteita.