Mani Iyer Prasanth

1 Unitate de cercetare a inflamației și degenerării legate de vârstă, Departamentul de chimie clinică, Facultatea de Științe ale sănătății, Universitatea Chulalongkorn, Bangkok 10330, Thailanda; [email protected]

revizuire

Bhagavathi Sundaram Sivamaruthi

2 Centrul de inovare pentru sănătate holistică, produse farmaceutice și cosmeceutice, Facultatea de Farmacie, Universitatea Chiang Mai, Chiang Mai 50200, Thailanda; moc.liamg@enegsavis (B.S.S.); moc.liamg@tavayiahc (C.C.)

Chaiyavat Chaiyasut

2 Centrul de inovare pentru sănătate holistică, produse farmaceutice și cosmeceutice, Facultatea de Farmacie, Universitatea Chiang Mai, Chiang Mai 50200, Thailanda; moc.liamg@enegsavis (B.S.S.); moc.liamg@tavayiahc (C.C.)

Tewin Tencomnao

1 Unitate de cercetare a inflamației și degenerării legate de vârstă, Departamentul de chimie clinică, Facultatea de Științe ale Sănătății, Universitatea Chulalongkorn, Bangkok 10330, Thailanda; [email protected]

Abstract

1. Introducere

Ceaiul este una dintre cele mai consumate băuturi la nivel mondial și este a doua băutură cea mai consumată după apă [1]. Este produs din frunze, muguri sau tulpini delicate ale plantelor din genul Camellia. Cea mai folosită specie de plante pentru ceai este Camellia sinensis (L.) Kuntze. Locuitorii Europei, în principal Marea Britanie, sunt cei mai mari consumatori de ceai (

540 ml) pe zi [2]. Cu toate acestea, în medie în întreaga populație mondială, o persoană consumă

120 ml de ceai pe zi [3]. Ceaiul este disponibil în trei forme majore - Ceaiul verde, ceaiul oolong și ceaiul negru - în funcție de nivelul de antioxidanți prezenți și de gradul de fermentație [1,4]. Conform literaturii disponibile, ceaiul a fost consumat mai întâi ca băutură sau medicament de către populația chineză în jurul anului 2737 î.Hr. [5]. În prezent, ceaiul este consumat în aproape toate țările din întreaga lume, iar China, India și Kenya sunt principalii producători de ceai, chiar dacă este cultivat pe șase continente [6,7]. Aproximativ trei miliarde de kilograme de ceai sunt produse și consumate în întreaga lume pe an [8].

Ceaiul constă în principal din polifenoli, cofeină, minerale și urme de vitamine, aminoacizi și carbohidrați. Tipul de polifenoli prezenți în ceai va varia în funcție de nivelul de fermentație pe care l-a suferit. Ceaiul verde constă în principal din catehine, în timp ce ceaiul negru conține în principal taninuri [3]. În special, ceaiul verde este considerat cea mai predominantă sursă de catechine dintre toate sursele dietetice, înaintea ciocolatei, a strugurilor roșii, a vinului și a merelor [9]. Cofeina din frunzele de ceai variază între 2 și 5%, în funcție de vârsta frunzei, unde frunzele mai tinere vor avea o concentrație mai mare [10]. Se știe că ceaiul stimulează sistemul nervos central și funcția cardiacă la om [3]. Diferite minerale, cum ar fi fluor, mangan, crom, seleniu, calciu, magneziu și zinc, sunt prezente în frunzele de ceai în concentrații diferite, în funcție de procesul de fermentare, vârsta și dimensiunea frunzelor de ceai [9].

Potrivit Autorității Europene pentru Siguranța Alimentară (EFSA), 126 mg de catechine sunt prezente la 100 ml de ceai verde. Cu toate acestea, conform Food and Drug Administration (FDA), vor fi prezente 71 mg de galat de epigalocatechină la 100 ml de ceai verde. În cazul ceaiului negru, 200 mg de flavonoizi sunt prezenți la 100 ml [11].

Ceaiul a fost considerat un medicament eficient pentru tratarea diferitelor afecțiuni din medicina populară antică asiatică [3]. Este cunoscut pentru abundența sa de antioxidanți. În prezent, numeroase descoperiri ale cercetării sugerează rolul ceaiului în medierea funcționării corecte a sistemului cardiovascular, reducerea masei corporale și chiar scăderea riscului de cancer și boli neurodegenerative [12]. Ceaiul este considerat un aliment funcțional, deoarece poate conferi multe beneficii fiziologice în afară de conținutul său nutrițional [8]. Proprietatea sa antioxidantă îl face un regulator predominant în medierea radicalilor liberi, care este de o utilizare semnificativă în asistența medicală.

Prezentul manuscris trece în revistă proprietățile anti-foto îmbătrânire, rezistența la stres, neuroprotecția și autofagia ceaiului verde într-un mod narativ. Referințele pentru prezenta revizuire au fost colectate dintr-o căutare PubMed cu ceai verde, foto-îmbătrânire, rezistență la stres, neuroprotecție și autofagie ca cuvinte cheie, iar acele publicații care se încadrează în prezenta revizuire au fost separate fără a lua în considerare o limită de an.

2. Specii reactive de oxigen, stres oxidativ și antioxidanți

Orice schimbare a echilibrului, care poate apărea datorită unei reduceri a antioxidanților din sistem sau datorită unei creșteri a ROS ca urmare a proceselor legate de imunitate, va duce la stres oxidativ [33,34]. Stresul prelungit și îmbătrânirea pot juca un rol major în reducerea eficienței antioxidanților endogeni împotriva stresului oxidativ [23]. ROS promovează peroxidarea lipidelor din membranele celulare, împreună cu modificarea structurii și funcției diferitelor enzime și promovarea oxidării carbohidraților [18]. În interiorul creierului, acest lucru ar putea duce la boli neurologice asociate vârstei, cum ar fi boala Parkinson (PD) și boala Alzheimer (AD) [35,36]. În acest sens, antioxidanții exogeni pot fi mai buni la modularea nivelurilor excesive de ROS în interiorul unei gazde. Identificarea surselor naturale de antioxidanți, în principal de origine vegetală, poate avea mai multe avantaje față de concentrarea asupra compușilor chimici. Sursele naturale pot fi luate ca aditivi alimentari, care ar putea împiedica reacțiile în lanț de oxidare, inhibând astfel procesul de oxidare [20].

Consumul de fructe și legume bogate în antioxidanți (cum ar fi polifenolici și flavonoizi) [37] este cunoscut pentru a reduce impactul diferitelor boli legate de vârstă, inclusiv bolile coronariene și cancerul [38,39]. Polifenolii sunt compuși chimici cu una sau mai multe grupări fenolice pe moleculă [18]. Ele pot inhiba deteriorarea indusă de ROS la ADN, proteine ​​și lipide și pot produce citokine inflamatorii împreună cu activarea mai multor căi de transducție a semnalului [40]. Diferitele tipuri de polifenoli includ flavonoide (catechine, izoflavone și antociani) și non-flavonoide (acid fenolic, acid benzoic, resveratrol etc.) și sunt bogate în fructe, legume, ceai și alte surse naturale [18]. ]. Oamenii consumă diferiți compuși cu proprietăți antioxidante în dieta lor, cum ar fi vitamina C, tocoferoli, carotenoizi și flavonoizi. Acestea pot avea variații structurale și funcționale, dar acțiunea lor combinată ajută la reducerea nivelului ROS [20].

Acidul ascorbic (vitamina C) este considerat a fi unul dintre cei mai puternici, solubili în apă, antioxidanți naturali, cu foarte puține toxine asociate cu acesta și care este prezent în multe alimente sau plante dietetice [41]. S-a demonstrat că are un efect pozitiv împotriva anionului radical superoxid, H2O2, radicalului hidroxil și radicalului oxigen singulet. De asemenea, poate neutraliza RNS în soluții apoase. Acidul ascorbic se găsește abundent în citrice, kiwi, cireșe, pepeni și roșii, precum și legume cu frunze, cum ar fi broccoli, conopidă și varză. Tocoferolii (vitamina E) sunt cei mai utilizați antioxidanți și sunt prezenți în principal în nuci, semințe și uleiuri vegetale [20].

Flavonoidele sunt cele mai frecvente componente antioxidante găsite în surse vegetale. Flavonoidele sunt principalii antioxidanți ai dietei și se știe că protejează împotriva bolilor cardiovasculare prin reducerea nivelului de oxidare a lipoproteinelor cu densitate mică. Apigenina, crisina, luteolina, datiscetina, quercetina, miricetina, morina și kaempferolul sunt unele dintre cele mai frecvent găsite flavonoide [20]. În plus, acizii fenolici sunt, de asemenea, cunoscuți pentru a contracara boli mediate de deteriorarea oxidativă, cum ar fi bolile coronariene, accidentul vascular cerebral și cancerul [42]. Carotenoizii, în mare parte găsiți ca micronutrienți alimentari în dieta umană [43], au proprietăți antioxidante semnificative la plante [44] și la oameni. Pot elimina radicalii oxigenului molecular și peroxililor singuli [20,44]. Acești antioxidanți din surse naturale sunt larg acceptați ca utili, în principal datorită gamei lor largi de activități împotriva a aproape toate tipurile de oxidanți, împreună cu efecte secundare foarte limitate [20]. Extractul de ceai verde, în mod specific, poate avea, de asemenea, efecte semnificative împotriva ROS și RNS [45], care vor fi discutate în detaliu în secțiunile ulterioare.

Cu toate acestea, trebuie să se acorde o atenție adecvată pentru a evita utilizarea excesivă a antioxidanților, deoarece ar putea fi dăunătoare. Vitaminele A, E și C și β-carotenul în doze mari nu s-au dovedit a prelungi beneficiile pentru sănătate, ci duc mai degrabă la hipervitaminoză și intoxicație [46]. Au fost raportate studii de caz în Statele Unite cu privire la reacțiile toxice după consumul de vitamina A la o doză de aproximativ 100.000 UI/zi. Rezultate similare au fost raportate și pentru vitamina E (3200 mg/zi) și acid ascorbic (4 g/zi) [47].

3. Îmbătrânirea foto

Pielea este cel mai mare organ al corpului uman și creează o barieră externă eficientă împotriva efectelor dăunătoare ale agenților de mediu și xenobiotici, cum ar fi fumatul, contaminanții din aer și apă, uleiuri și grăsimi excesive, medicamente și metale grele, care induc îmbătrânire extrinsecă [48]. Este prima linie de apărare care protejează organele interne ale corpului și menține homeostazia prin diferite mecanisme [49]. Îmbătrânirea pielii este un proces complex mediat de procesul intrinsec de senescență și daune extrinseci induse de factori externi precum expunerea cronică la iradiere UV - un proces cunoscut sub numele de fotoîmbătrânire [50,51] - Care poate duce la eritem, edem, arsuri solare, hiperplazie, îmbătrânirea prematură și dezvoltarea cancerelor de piele non-melanom și melanom [52]. UV poate provoca leziuni ale pielii fie direct, prin absorbția energiei de către biomolecule, fie indirect, prin creșterea producției de ROS [53].

O cascadă de modificări apare în piele atunci când este expusă la radiații UV, ducând la fotoîmbătrânire. Fotoîmbătrânirea pielii depinde în mare măsură de prezența melaninei în celule, care acționează ca primul nivel de apărare împotriva radiațiilor UV. Cu toate acestea, producția în exces de melanină poate duce la daune precum melasma, pistruii și lentigo senil. În timpul expunerii la radiații UV, tirosinaza este activată, ceea ce sporește producția de melanină în celule [54]. Ulterior, UV va degrada fibrele de colagen și elastină din piele, ducând la formarea ridurilor [55], alături de creșterea nivelului de ROS și metaloproteaze ale matricei, care vor deteriora fibrele de colagen [56] și, prin urmare, vor induce colectiv foto-îmbătrânirea. În paralel cu aceasta, expunerea la UV induce imunosupresia celulelor pielii, blocând astfel funcția normală de protecție împotriva infecției și îndepărtarea celulelor deteriorate. Imunosupresia este mediată de diferite mecanisme, cum ar fi suprimarea hipersensibilității la contact (CHS), infiltrarea leucocitelor, deteriorarea ADN-ului și atenuarea capacității de prezentare a antigenului [51].

Epuizarea stratului de ozon permite penetrarea mai ușoară a radiației UV în pământ, ceea ce crește ulterior nivelul de cancer de piele în rândul oamenilor. Protecțiile solare sunt utilizate pe scară largă pentru a proteja pielea de UV. Poate fi folosit pentru a împrăștia, reflecta sau absorbi radiațiile. Cu toate acestea, compuși precum dioxidul de titan și oxidul de zinc din cremele de protecție solară din comerț pot crea un strat opac peste piele, care poate afecta buna funcționare și hrănirea celulelor pielii [57]. Produsele naturale cu activitate antioxidantă, care ar putea spori capacitatea endogenă a pielii și ar ajuta la neutralizarea ROS [53], ar trebui considerate ca o alternativă eficientă pentru acești agenți chimici.

4. Camellia Sinensis (ceai verde)

Ceaiul (Camellia sinensis) este unul dintre cei mai populari antioxidanți și cea mai consumată băutură după apă [1]. Ceaiul verde, ceaiul oolong și ceaiul negru sunt cele trei forme majore de ceai și sunt clasificate pe baza nivelului de antioxidanți prezenți și a gradului de fermentație [1,4]. Frunzele de ceai sunt aburite la o temperatură ridicată după recoltare pentru a dezactiva enzimele oxidante polifenol, care protejează majoritatea vitaminelor prezente în ceai [4]. Astfel, ceaiul verde are un nivel ridicat de antioxidanți și este utilizat pentru efectele sale anti-îmbătrânire [58] și neuroprotectoare [58,59], alături de tratarea sau prevenirea mai multor boli precum cancerul [60], afecțiunile cardiovasculare [61,62], obezitatea [ 63], și așa mai departe.

Ceaiul verde constă în principal din polifenoli (

7%), teanină, proantocianidine și cofeină (

3%). Dintre diferiții polifenoli, catechinele și flavonolii (myricetin, caempherol, quercetin, acid clorogenic, acid cumarilquinic și teogalină) sunt principalii constituenți. Catechina (C), epicatechina (EC), galocatechina (GC), epigalocatechina (EGC), epicatechina galatul (ECG), epigalocatechina galatul (EGCG) și galocatechina galatul (GCG) sunt principalele catehine prezente în ceaiul verde [4,36 ]. Dintre acestea, EGCG, ECG și EGC constituie 80% din totalul catechinelor [64]. Calitatea ceaiului verde depinde în principal de momentul recoltării și de vârsta frunzelor. Cantitatea de teanină, teobromină, cofeină, catechină și GCG a scăzut în recoltele ulterioare. Cu toate acestea, cantitatea de EC, EGCG și EGC a crescut în aceleași condiții [64]. În mod similar, frunzele tinere (până la a 7-a frunză) s-au dovedit a avea cantități mai mari de cafeină, EGCG, ECG și alte catechine în comparație cu frunzele mai în vârstă [65,66]. Se crede că acest lucru se întâmplă datorită procesului de ofilire [66]. EGCG este cea mai abundentă catehină, reprezentând 50-80% din totalul catehinelor din ceaiul verde. Este, de asemenea, considerat a fi cel mai important contribuitor la diferitele beneficii ale ceaiului verde pentru sănătate [36,67].

Frunzele de ceai proaspăt au în medie 30% din catehine în greutate uscată, ceea ce constituie grupa flavonol a polifenolilor. În afară de aceasta, ceaiul conține, de asemenea, acid clorogenic și acid cumarilquinic, împreună cu teogalină (acid 3-gallilichinic) și teanină (5-N-etilglutamină), care sunt unice pentru ceai. Cofeina este prezentă și în ceai, împreună cu urme de alte metilxantine comune, teobromină și teofilină. Ceaiul poate acumula și aluminiu și mangan. În timpul fabricării ceaiului negru, inițial structura frunzelor este perturbată, ceea ce permite oxidarea aerobă a catechinelor. Aceasta este mediată de polifenol oxidază, care este prezentă în frunzele de ceai împreună cu alte enzime. O serie de compuși precum bisflavanolii, teaflavinele, acizii epiteaflavici și tearubigeni sunt produse prin procesul de condensare a diferitelor chinine. Acestea sunt cunoscute pentru a conferi gustul caracteristic și proprietățile de culoare ale ceaiului negru [1].

Consumul optim de ceai verde cu antioxidanți oferă multe beneficii pentru sănătate, cum ar fi prevenirea cancerului [60] și a afecțiunilor cardiovasculare [61,62], reglarea colesterolului [68], medierea pierderii în greutate [69,70,71], reglarea îmbătrânirii, reducerea răspunsul inflamator și controlul bolilor neurodegenerative [72]. S-a observat, de asemenea, că polifenolii din ceai verde prezintă efecte potențiale în inhibarea cariilor dentare și reducerea tensiunii arteriale, alături de proprietăți antibacteriene, antioxidante și antitumorale [9,73,74,75,76]. S-a observat că EGCG are un rol în chimioprevenția cancerului [77]. După consum, catechinele de ceai verde sunt supuse metabolismului fazei II și s-a dovedit că sunt prezente în forme conjugate și neconjugate în plasmă [78]. Chiar dacă nu este acceptat pe scară largă, mulți cercetători consideră că ceaiul verde poate exercita efecte pozitive asupra diabetului [79,80]. Ceaiul verde reduce nivelul de stres oxidativ [81] și inhibă absorbția glucozei prin calea insulinei [82].

5. Efectele de protecție ale ceaiului verde

5.1. Proprietăți antifotografice ale ceaiului verde

Polifenolii prezenți în ceaiul verde au o bună activitate de eliminare a ROS, ceea ce îl face un potențial candidat în terapia antifoto (Figura 1, Tabelul 1 și Tabelul 2). Într-un studiu recent, polifenolii de ceai au fost hrăniți la șoareci care au fost supuși unui proces de foto-îmbătrânire mediat de UV. O creștere semnificativă a conținutului de hidroxiprolină a fost observată in vitro, iar activitatea catalazei a crescut odată cu scăderea conținutului de proteine ​​carbonil [83]. S-a constatat că un extract apos de ceai verde îmbunătățește pielea șoarecilor afectați de foto-îmbătrânire. S-a constatat că crește nivelul fibrelor de colagen și elastină și reduce expresia enzimelor MMP-3 care degradează colagenul, arătând astfel potențiale efecte antirid [84].