该结构模型展现了茶黄酮类化合物表儿茶素没食子酸酯(ECG)如何与KCNQ5电压感受器(绿色)的基部结合。KCNQ5是一种在人体血管上的钾离子通道。 (图片来源:Geoff Abbott,加州大学尔湾分校)
该发现发表于《细胞生理学与生物化学》(Cellular Physiology and Biochemistry)杂志,由Geoffrey Abbott博士的实验室完成,他是加州大学尔湾分校医学院生理与生物物理学部的教授。该实验室的研究生Kaitlyn Redford是论文的第一作者。标题为 《KCNQ5钾离子通道激活是茶引起血管舒张的基础》(KCNQ5 potassium channel activation underlies vasodilation by tea)。
研究结果显示,茶中含有的两种儿茶素类的黄酮类化合物,表儿茶素没食子酸酯(ECG)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),可以特异地激活一种叫做KCNQ5的离子通道,从而促进钾离子向细胞外扩散,降低细胞的兴奋性。由于KCNQ5位于血管平滑肌上,如果儿茶素类化合物将其激活,也许就能引起血管舒张。哥本哈根大学的合作人员证实了这种猜想。
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Abbott解释说:“我们通过电脑建模和突变体的研究发现,这种特定的儿茶素类化合物会与KCNQ5的基部结合,从而在细胞兴奋时,让离子通道更快且更轻易地开放。”
由于世界上三分之一的成人都患有高血压,而且高血压被认作是全球心血管病和过早死亡中可改变的头号危险因素,治疗高血压的新方法对于改善全球公共卫生有着巨大的潜力。先前的研究表明,饮用红茶与绿茶能够一定程度上持续地降低血压,儿茶素则被认为对此特性起到了作用。作为儿茶素的新靶点,KCNQ5的发现也许能为药物化学的优化提供帮助,提高儿茶素的效能。
除了控制血管紧张度的作用,KCNQ5还在脑部的多个地方被表达,调节电活动和神经元间的信号传导。病理性KCNQ5变异基因的出现会损坏其通道功能,从而导致癫痫性脑病。癫痫性脑病是一种发育障碍,会使患者严重虚弱,并引发癫痫。由于儿茶素可以跨越血脑屏障,或许可以用其激活受损的KCNQ5,从而治疗由功能紊乱引起的大脑兴奋性障碍。
人类种茶喝茶的历史已有四千多年,现在全世界每天都会喝掉超过20亿杯茶。茶已经成为全球消耗量仅次于水、排名第二的饮料。三种常见的含咖啡因的茶(绿茶、乌龙茶和红茶)都是用茶树(Camellia sinensis)这种常绿植物的叶片制作的,三者的不同点在于其制作时发酵程度不一样。
包括英美在内的一些国家中,人们一般会在红茶中混入牛奶。研究人员发现,当红茶直接作用于含有KCNQ5通道的细胞时,牛奶的添加会阻止茶激活KCNQ5。然而Abbott表示:“我们认为这并不意味着人们不能同时喝牛奶和茶。我们相信人体胃部的环境会将儿
茶素与牛奶中的蛋白质,以及其他阻止儿茶素有益效果的分子分离。”
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这种假设源于其他关于茶抗高血压特性的研究。该研究还发现,将绿茶加热到35℃会改变其化学成分,从而更有效地激活KCNQ5。
Abbott解释说:“不管是喝热茶还是凉茶,茶喝下后都能达到35℃。因为人体体温是37°C左右。因此只要喝茶我们就能在一定程度上达到抗高血压的效果。”
翻译:卢大山
审校:张哲
引进来源:加利福尼亚大学尔湾分校