PMC

catechine, waarvan de naam is afgeleid van catechu van het extract van Acacia catechu L., is 3,3′,4′,5,7-pentahydroxyflavan met twee sterische vormen van ( + ) – catechine (figuur 1) en zijn enantiomeer . Bovendien vertegenwoordigt catechine in brede zin de chemische familienaam van de uit catechine afgeleide verbindingen. Catechinen worden gedistribueerd in een verscheidenheid aan voedingsmiddelen en kruiden, waaronder thee, appels, kaki ‘ s, druiven en bessen. Dit speciale nummer is gewijd aan informatie over de activiteiten van catechine in verband met de menselijke gezondheid.

thee, een product verkregen uit de bladeren en knoppen van de plant Camellia sinensis, is een van de rijkste catechinebronnen en bevat, als belangrijkste catechine, (−)-epigallocatechine-3-gallaat (EGCG) (figuur 1), die vele gunstige eigenschappen heeft voor de menselijke gezondheid, zoals antikanker, anti-obesitas, antidiabetica, antardiovasculaire, anti-infectieuze, hepatoprotectieve en neuroprotectieve effecten. Een aantal epidemiologische en klinische studies bij de mens met betrekking tot thee hebben aangetoond dat het de voordelen tegen kanker heeft en deze resultaten zijn ondersteund door experimenten op basis van cellen en dieren, hoewel studies die tegenstrijdige resultaten aantonen ook zijn gemeld. Daarnaast zijn gedetailleerde moleculaire mechanismen voorgesteld voor het werkingsmechanisme van EGCG en andere catechinen. Een van de meest aantrekkelijke mechanismen is die waarbij reactieve zuurstofsoorten (ROS) betrokken zijn. Het is bekend dat EGCG een dubbele werking heeft in relatie tot ROS als een antioxidant en een pro-oxidant. Verschillende aanwijzingen wijzen erop dat EGCG zowel ROS kan elimineren door opruiming als de Ros-productie kan verbeteren.

in dit speciale nummer hebben Bernatoniene en Kopustinskiene de biochemische eigenschappen van catechinen, hun antioxidantactiviteit en de werkingsmechanismen bij de preventie van door oxidatieve stress veroorzaakte ziekten zoals kanker, hart-en vaatziekten en neurodegeneratieve ziekten onderzocht.

met betrekking tot het antikankereffect van catechinen van groene thee, verschaften Shirakami en Shimizu bijgewerkte informatie over diverse mechanismen, waaronder anti-oxidatieve, pro-oxidatieve en ontstekingsremmende activiteiten, immuunmodificatie en epigenetische modificatie en remming van receptortyrosinekinase. Zij wezen erop dat het onduidelijk is of de in vitro observatie met hoge concentraties EGCG direct kan worden geëxtrapoleerd naar kanker chemopreventie bij dieren en mensen vanwege de lage biologische beschikbaarheid.onder neurodegeneratieve ziekten is de ziekte van Alzheimer (AD) een van de meest voorkomende aandoeningen wereldwijd. Oxidatieve stress is een onderdeel van het pathologische mechanisme dat ten grondslag ligt aan AD. Het kan worden veroorzaakt door een verstoring van het evenwicht tussen ROS en anti-oxidantmoleculen. Deze onbalans kan ook neuroinflammation veroorzaken. Ide et al. samengevatte bijgewerkte informatie en perspectieven van de effecten van catechinen op AD op basis van moleculaire mechanismen, waaronder die gerelateerd aan de antioxidatieve, ontstekingsremmende, eiwitkinase C-gerelateerde en neurotransmissiegerelateerde eigenschappen van catechinen.

evenzo, Pervin et al. samenvatting van recente bevindingen over de gunstige effecten van catechinen op neurodegeneratieve ziekten. Hoewel verschillende menselijke studies deze effecten hebben ondersteund, anderen niet. Deze auteurs suggereren dat de discrepantie te wijten kan zijn aan de onvolledige aanpassing van verstorende factoren, met inbegrip van de methode voor het kwantificeren van consumptie, dranktemperatuur, roken van sigaretten, alcoholgebruik, en verschillen in genetische en omgevingsfactoren, zoals ras, geslacht, leeftijd en levensstijl. Deze kwestie kan worden toegepast op epidemiologisch onderzoek bij de mens naar andere ziekten, waaronder kanker.

verschillende epidemiologische studies hebben gesuggereerd dat de regelmatige consumptie van groene thee het aantal griepinfecties en enkele verkoudheidssymptomen vermindert, en dat gorgelen met theecatechines bescherming kan bieden tegen de ontwikkeling van influenza-infectie. Furushima et al. onderzocht het effect van theecatechinen op influenza-infectie en verkoudheid door zich te concentreren op epidemiologische/klinische studies, en wees op de noodzaak van verdere studies om de klinische werkzaamheid te bevestigen. met betrekking tot de anti-obesitas-activiteit hebben veel studies aangetoond dat EGCG in groene thee, geméthyleerde EGCG in oolong thee, theaflavinen in zwarte thee en polyfenolmetabolieten in donkere thee gewichtsverlies eigenschappen vertonen. Rothenberg et al. stelde een “short Chain Fatty Acid (SCFA) hypothese” voor om uit te leggen hoe verschillende theesoorten effectief gewichtsverlies kunnen veroorzaken. SCFAs die in de darm door reacties onder onverteerde koolhydraten, catechins, en darmmicrobiota worden geproduceerd kan lipidemetabolisme door ampère-geactiveerde eiwitkinaseactivering verbeteren, die tot hun anti-zwaarlijvigheid activiteit leiden.

om effectieve concentraties EGCG en andere catechinen te verkrijgen, zijn studies belangrijk om de werkzaamheid van chemische modificatie, toedieningssystemen en synergie met andere agentia aan het licht te brengen. De vorige documenten hebben aangetoond dat de chemische wijziging één van de veelbelovende methodes is om hun biologisch effect te verbeteren zoals geïllustreerd door peracetylated EGCG dat krachtig colon tumorigenesis in muizen onderdrukt . Kaihatsu et al. vatte de antivirale activiteit van EGCG samen en stelde een nieuw ontwikkeld EGCG-vetzuurderivaat voor als efficiënt middel. EGCG-vetzuurmonoesters toonden verbeterde antivirale activiteiten tegen verschillende types van virussen, waarschijnlijk toe te schrijven aan hun verhoogde affiniteit voor virus en cellulaire membranen.

Mukherjee et al. aangetoond dat een mengsel van curcumine, EGCG en resveratrol in een liposomale vorm een potentieel onco-immunotherapeutisch middel tegen glioblastoom is, hoewel curcumine alleen beperkte antitumor werkzaamheid in vivo heeft als gevolg van zijn lage biologische beschikbaarheid zoals EGCG.

Shi et al. gaf een overzicht van materialen en technieken die worden gebruikt bij het inkapselen van EGCG. De stabiliteit, de biologische beschikbaarheid en de functie van EGCG kunnen worden verbeterd door inkapseling. EGCG ingekapseld in eiwitten toonde een aanhoudende afgifte deels als gevolg van de remming van de activiteit van spijsverteringsenzymen. EGCG ingekapseld in koolhydraten toonde een verbeterde mucoadhesion, intestinale permeatie, Weefsel-gerichte levering en remming van actieve efflux. EGCG ingekapseld in lipiden toonde verbeterde stabiliteit en aanhoudende versie, en werd direct opgenomen door epitheliale cellen. Zo zou inkapseling van EGCG met materialen van voedselkwaliteit nuttig zijn om de biologische beschikbaarheid en functionaliteit van EGCG te verbeteren.

een overmatige dosis catechinen kan ongunstige effecten zoals hepatitis veroorzaken . Kaleri et al. gemeld dat voedingskoper de hepatotoxiciteit van EGCG kan verminderen, mogelijk door ceruloplasmineactiviteit op te heffen die leidt tot verminderde niveaus van ROS, wat suggereert dat het nuttig is bij het bevorderen van EGCG-toepassingen.

de chemische modificatie van gelatine met EGCG bevordert botvorming in vivo. Honda et al. voorgesteld dat gefabriceerde EGCG-gemodificeerde gelatinesponzen (EGCG-GS) het potentieel hebben om van toepassing te zijn op regeneratieve therapie. Hun studie stelde voor dat het vacuüm verwarmen het beenvormende vermogen van EGCG-GS, misschien door de dehydrothermale cross-linking van EGCG-GS verbetert, die een steiger voor cellen verstrekt, leidend tot het aanhoudende farmacologische effect van EGCG.

naast Ros–gerelateerde mechanismen wordt aangenomen dat catechine-eiwitinteractie betrokken is bij de mechanismen waardoor catechinen hun biologische activiteiten uitoefenen. Saeki et al. beoordeeld hoe EGCG-eiwitinteracties het mechanisme kunnen verklaren waardoor groene thee / EGCG gezondheidsbevorderende effecten kan vertonen. Verscheidene methodes met inbegrip van puntanalyses, de chromatografie van het affiniteitsgel, de resonantie van het oppervlakteplasmon, computational docking analyses (CDA), en kristallografische analyse van de Röntgenstraal (XCA) hebben bewijsmateriaal verstrekt om EGCG-eiwitinteractie te tonen en hoe EGCG de positie in of dichtbij functionele plaatsen kan passen of bezetten en een conformational verandering, met inbegrip van een quaternaire conformational verandering veroorzaken. Deze auteurs stellen EGCG voor als loodsamenstelling voor drugontwerp.

Nakano et al. besproken hoe CDA en XCA, onder de hierboven genoemde methoden, nuttig zijn in nieuwe strategieën voor het ontwerpen van geneesmiddelen voor catechinen. CDA en XCA hebben aangetoond dat de galloylgroep catechine verankert aan de spleet van eiwitten door interacties met zijn hydroxylgroepen, wat de hogere activiteit van galloylated catechines zoals EGCG en epicatechinegallaat verklaart in vergelijking met niet-galloylated catechines (figuur 1).

Shimamura et al. onthulde de interactie tussen catechinen en Staphylococcal enterotoxin a gebruikend oppervlakte plasmonresonantie, fouriertransformatie infrarode spectroscopie, isothermische titratiecalorimetrie, en CDA. Uit de gegevens bleek dat de hydroxylgroep op positie 3 van de galloylgroep in de catechinestructuur verantwoordelijk is voor de bindingsaffiniteit met de Tyr91 in de actieve plaatsen van de toxine, wat waardevolle informatie oplevert met betrekking tot de preventie van voedselvergiftiging.

Cross-sectionele en retrospectieve aanwijzingen geven aan dat theeconsumptie botverlies kan verminderen en het risico op osteoporotische fracturen kan verminderen. Chen et al. voorgesteld dat EGCG een belangrijke voedingsstof zou kunnen zijn bij het moduleren van botresorptie, aangezien EGCG bij 1-10 µM de osteoclastogenese en tartraatresistente zure fosfatase activiteit verminderde via de receptor activator van de nucleaire factor-kB (rang)/rang ligand / osteprotegrine route. Lin et al. gemeld dat EGCG mRNA-expressie van botmorfogenetisch eiwit 2 en daaropvolgende osteogenese-gerelateerde genen, waaronder alkalische fosfatase, osteonectine en osteocalcine, kan verhogen, wat leidt tot verbeterde mineralisatie.

Chen et al. onderzocht de stabiliteit en bioaccessibiliteit van polyfenolen uit de schors van Acacia mearnsii na in vitro behandelingen mimetisch tot gastro-intestinale spijsvertering. Na gesimuleerde intestinale spijsvertering namen het totale polyfenolgehalte en de biologische activiteiten significant af in vergelijking met die van het niet-behandelde extract, dat werd toegeschreven aan de afbraak van proanthocyanidinen. Het behoud van de antioxidantcapaciteit en de remmende werking van α-glucosidase wijzen er echter op dat polyfenolen uit de plant nuttig lijken te zijn voor de gezondheid van de mens.

“Kangzhuan” is het populairste type onder Tibetaanse theeproducten. Xie et al. gemeld dat een gevriesdroogd waterig extract van “Kangzhuan” anti-oxidatieve of cytoprotectieve eigenschappen bezit. Deze effecten kunnen voornamelijk worden toegeschreven aan de aanwezigheid van fenolcomponenten, waaronder galluszuur en vier catechinen. Deze fenolische componenten kunnen elektronenoverdracht, h+-overdracht en Fe2+-chelaatvormende routes ondergaan om antioxidatieve of cytoprotectieve effecten te vertonen.

Theaflavine en zijn galloylesters zijn de rode pigmenten in zwarte thee die een verscheidenheid aan gezondheidsvoordelen bezitten die vergelijkbaar zijn met die in catechines van groene thee. Verschillende biosynthetische methoden zijn ontwikkeld voor de massaproductie van theaflavinen. Takemoto en Takemoto verstrekten bijgewerkte informatie over synthetische methoden voor theaflavinen en hun gezondheidsvoordelen, waardoor toekomstige studies werden aangemoedigd om hun gedetailleerde werkingsmechanisme te onthullen en nieuwe supplementen te ontwikkelen.