Биологически активные вещества растительного происхождения. 
Катехины: пищевые источники, биодоступность, влияние на ферменты метаболизма ксенобиотиков

Одной из актуальных проблем современной нутрициологии является выяснение роли биологически активных веществ (БАВ) пищи в регуляции процессов жизнедеятельности организма. Особое внимание среди этих веществ уделяется флавоноидам — самой обширной группе веществ фенольной природы (полифенолов), насчитывающей более 6000 соединений. Флавоноиды, имеющие базовую структуру (С6-С3-С6), повсеместно распространены в растительном мире, встречаются практически во всех растениях и регулярно поступают в организм человека с продуктами растительного происхождения. Уникальным классом флавоноидов являются флаванолы (флаван-3-олы), относящиеся к группе наиболее восстановленных флавоноидных соединений — производным флавана. Этот класс флавоноидов включает мономерные флаван-3-олы (катехины), олигомерные процианидины и полимерные проантоцианидины. В настоящем обзоре предпринята попытка обобщить данные литературы, касающиеся распространенности, потребления, биодоступности, метаболизма, а также некоторых биохимических механизмов действия мономерных флаван-3-олов — катехинов. Значительный интерес к этим соединениям прежде всего связан с их выраженной антиоксидантной активностью, выявленными хемопревентивнымисвойствами, а также предполагаемой ролью в профилактике ряда хронических заболеваний.

Основными, наиболее изученными представителями мономерных флаван-3-олов являются (+)-катехин (К), (-)-эпикатехин (ЭК), (+)-галлокатехин (ГК), (-)-эпигаллокатехин (ЭГК), (-)-эпикатехин-З-галлат (ЭКГ), (-)-эпигаллокатехин-3-галлат (ЭГКГ). В молекуле катехинов имеются два асимметричных атома углерода в пирановом кольце (С2 и С3), в связи с чем для каждой молекулы возможны 4 изомера и 2 рацемата. Характерная особенность катехинов — способность присоединять остаток галловой кислоты с образованием сложных эфиров — галлатов. Галлированные катехины способны к обратимому отщеплению остатков галловой кислоты под влиянием ферментов. Одна из особенностей катехинов — способность к легкому окислению под действием солнечных лучей, в щелочной среде, при слабом нагревании и т. д. Катехины, как правило, не образуют гликозилированных форм и в растениях существуют в виде мономеров или более сложных конденсированных соединений — димеров, тримеров, олигомеров, полимерных проантоцианидинов. Мономерные флаван-3-олы (катехины) широко распространены в мире растений. Они присутствуют в различных частях растений: корнях, стеблях, листьях, плодах, семенах. Свое название эти флавоноиды получили от индийской акации катеху, в древесине которой были впервые обнаружены.

Несмотря на большой интерес к катехинам, сведения о количественном содержании в растениях и пищевых продуктах растительного происхождения в настоящее время немногочисленны. М. Н. Запрометовым обобщены данные о распространенности катехинов в растениях, приведен перечень растений (150 видов), в которых идентифицированы эти флафоноиды. Катехины содержатся в плодах многих съедобных растений (яблоко, груша, абрикос, айва и др.), ягодах (земляника, малина, виноград, крыжовник, вишня, облепиха и др.), в некоторых зерновых (пшеница, ячмень), овощных (ревень) культурах и других растениях. Особенно характерно наличие катехинов для листьев, почек, стеблей и молодых побегов чайного растения (Camelia sinensis), винограда, а также бобов какао, орехов кола. В значительном количестве катехины выявлены в таких пищевых продуктах растительного происхождения, как чай, какао, шоколад, красное вино.

В большинстве растений катехины присутствуют в виде простых мономеров — катехина и эпикатехина. Относительно высокое содержание катехина обнаружено в абрикосах, черном винограде, обыкновенных (или конских) бобах, клубнике (землянике). Эпикатехин в значительном количестве содержится в грушах, яблоках, бруснике, ежевике, вишне, черном винограде, малине, какао, шоколаде (больше всего его в шоколаде, бруснике, яблоках).

Определенное количество галлокатехинов (ЭГК, ГК) выявлено в некоторых продуктах (бобах обыкновенных, горохе огородном и др.), в то же время галлированные катехины (галлаты) встречаются почти исключительно в листьях и побегах чайного куста.

Содержание мономерных катехинов в растениях, плодах, ягодах и продуктах их переработки зависит от многих факторов, включая вид и сорт растения, стадию созревания, место произрастания, климатические условия и др. Так, из многих дикорастущих ягод лесов Белоруссии наиболее богаты катехинами брусника (до 434 мг%), клюква (352 мг%), черника и голубика (286 мг%). В Скандинавии наибольшее содержание катехинов обнаружено в дикорастущей бруснике (250 мг/кг на 1 сырого веса), а их содержание в клюкве, чернике и голубике составило соответственно 30, 75 и 20−30 мг/кг. В косточках винограда трех разных сортов содержание катехина колебалось от 12 до 358 мг/100 г сухого веса, а эпикатехина — от 96 до 421 мг/100 г. По данным авторов, содержание мономерных катехинов и проантоцианидинов в косточках и кожице винограда составляло соответственно от 2,3 до 8,21 мг/г и от 0,14 до 0,38 мг/г. В Испании анализ содержания флаван-3-олов в пищевых продуктах и напитках (включая фрукты, овощи, бобы и напитки — сидр, кофе, пиво, чай, вино) выявил значительные вариации в содержании индивидуальных и общих флавоноидов. Общее содержание флаванолов в большинстве овощей колебалось от неопределяемого до 184 мг/100 г (в обыкновенных конских бобах). Довольно значительным было их содержание в чае и красном вине, а также в яблоках и сливе. Из индивидуальных катехинов наиболее распространен эпикатехин, за ним следует катехин. Галлокатехины были обнаружены только в гранатах, конских бобах, чечевице, винограде, красном вине, чае и в некоторых видах ягод, а галлаты — лишь в чае, в небольших количествах в клубнике, мушмуле и винограде. Близкие результаты получены в Нидерландах: катехины обнаруживались в большинстве фруктов и в некоторых бобовых растениях, причем доминировали катехин и эпикатехин, при этом их уровень варьировал в широком диапазоне. Наличие катехинов выявлено в некоторых злаковых культурах, в частности в ячмене, а также получаемом из него солоде.

Более подробного обсуждения заслуживают данные, касающиеся количественного содержания катехинов в таких продуктах, как чай, какао, шоколад и красное вино — важнейших пищевых источниках этих флавоноидов. мономерный катехин биологический активный Чай — продукт, вырабатываемый из листьев и/или молодых побегов чайного куста (Camelia sinensis, Thea sinensis), широко культивируемого в странах Юго-Восточной Азии. Получаемый из него напиток (водный настой из листьев и побегов Camelia sinensis) самый популярный в мире (второй после воды). Листья чайного куста отличаются высоким содержанием полифенолов, в частности катехинов. Для них характерно наличие как негаллированных форм катехинов, так и галлированных катехинов, или катехингаллатов. В зависимости от способов обработки листьев различают три основные категории чая: неферментированный зеленый чай, частично ферментированный (полуферментированный) оолонг (улонг) чай и полностью ферментированный черный чай. Примерно 76−78% от общего производимого в мире чая употребляется в виде черного чая, 20−22% - в виде зеленого и менее 2% - в виде чая оолонг.

Зеленый чай, получаемый без этапа ферментации, фактически сохраняет состав, характерный для свежих листьев растения, и содержит те же стереоизомеры катехинов, что и листья. В зеленом чае присутствуют ЭГКГ, ЭКГ и в меньшем количестве — негаллированные катехины (ЭК, ЭГК). Главным представителем катехинов зеленого чая является ЭГКГ. В процессе ферментации листьев чая происходит окисление мономерных катехинов, катализируемое фенолоксидазой, вследствие чего их уровень снижается; в полностью ферментированном черном чае превалируют высокомолекулярные полимерные катехины — теафлавины, теарубигины и другие олигомеры катехинов. Все виды чая (в том числе черный) рассматривают как богатый источник катехинов. Содержание катехинов в зеленом и других видах чая зависит от целого ряда факторов, в том числе от способа обработки листьев, условий транспортировки, времени хранения и может варьировать в зависимости от региона и условий произрастания растения, особенностей культивации, возраста листьев, сезона сбора и др. Так, при анализе 596 образцов листьев чайных кустов, произрастающих в северных и южных провинциях Китая с различными природными условиями, содержание катехинов варьировало от 81,9 до 262,7 г/кг (в среднем — 144,6 г/кг). В чае, выращиваемом в Австралии, содержание фенольных веществ также колеблется. Количество ЭГКГ, ЭКГ и общих катехинов было достоверно выше в молодых побегах, собранных в теплые месяцы (содержание ЭГКГ -120,5−128,6 мг/г), чем в собранных в холодные месяцы (около 91 мг/г). Общее и относительное содержание индивидуальных катехинов в чае в значительной мере определяется возрастом листьев и степенью ферментации. В зеленом чае общее содержание катехинов может достигать 26−30% в расчете на сухой вес свежих листьев, причем считается, что самые лучшие сорта чая производятся из молодых побегов, содержащих наивысшие уровни катехинов. В образцах китайского и японского зеленого чая средний уровень общих катехинов, а также ЭГКГ и катехина был сходным, но содержание индивидуальных катехинов различалось. Содержание ЭГК, ЭК, ЭГКГ было выше в японских чаях, тогда как ЭКГ — в китайских. Следует отметить, что ЭГКГ в большем количестве присутствует в зеленом чае, изготовленном из зрелых листьев (в отличие от полученного из более молодых листьев). В то же время в полуферментированном чае содержится лишь половина количества ЭГКГ, присутствующего в зеленом чае, а в черном чае — только следовые его количества.

В заваренном зеленом и черном чае (напитке) выявлены ЭК, ЭГК, ЭКГ и ЭГКГ в концентрациях от 1 до 13 мг на 100 мл. Характерна значительная вариабельность содержания катехинов в разных видах (сортах) чая и приготовленных из них напитков. Так, в чаях, употребляемых в Великобритании (чай листовой или в пакетиках; экстракция кипящей водой в течение 5 мин), уровень катехинов составлял в среднем соответственно для черного и зеленого чая 5,6−47,5 и 51,5−84,3 мг/г сухого веса. Значительные различия в содержании индивидуальных катехинов в настоях чая выявлены при анализе образцов зеленого чая, продаваемого в Португалии. Уровень ЭГКГ варьировал в этих образцах от 117 до 442 мг/л, ЭГК — от 16,9 до 150 мг/л, катехина — от 9,03 до 115 мг/л, а общее содержание катехинов — от 371 до 1159 мг/л. Довольно высокое содержание катехинов (102 418 мг/л) определено в настоях черного чая, употребляемого в Нидерландах. Концентрация катехинов, обнаруживаемая в готовом напитке чая, зависит не только от сорта и вида, но и от типа чая (декофеинизированный, инстантный, ароматизированный и т. д.), а также способа его приготовления (используемого количества, времени заваривания, температуры и др.).

Наряду с чаем к продуктам, богатым флаванолами, относят какао и шоколад, вырабатываемые из растения Theobroma cacao. Какао-бобы, являющиеся ингредиентами какао (порошка) и шоколада, богаты мономерными (эпикатехин и катехин) и полимерными (процианидин В2, процианидин С и др.) флаванолами. Из мономерных катехинов в порошке какао преобладает эпикатехин; содержание флаванолов в одном из сортов составило (в расчете на 100 г): эпикатехина — 377 мг, катехина — 135 мг, процианидинов В2 и С — соответственно 158 и 96,1 мг. В шоколаде на долю мономерных катехинов приходится около 5−10% от общего содержания полифенолов, причем основным из них, как и в какао, является эпикатехин. Содержание катехинов в темном шоколаде может составлять до 610 мг/кг.

Одним из источников катехинов является, как указывалось выше, красное вино. Изучение состава полифенолов нескольких сортов виноградных вин показало, что все мономерные флаван-3-олы и олигомерные проантоцианидины, обнаруживаемые в этом вине, присутствуют и в виноградных косточках, хотя в их относительном содержании имеются различия. Мономерные катехины, присутствующие в винограде, кожице, косточках винограда и вине, представлены преимущественно катехином (основной катехин красного вина) и эпикатехином. Концентрация катехинов в красном вине составляет 27−96 мг/л, но может быть и более высокой — 35±1 мг катехина на 120 мл вина. В исследованных образцах белого вина катехины практически отсутствовали.

Анализ данных литературы свидетельствует о том, что мономерные катехины являются фенольными компонентами многих растений и растительных пищевых продуктов. В большинстве растений (фруктах, ягодах) катехины присутствуют в виде простых мономеров — катехина и эпикатехина. Галлокатехины встречаются значительно реже, а наличие катехинов в виде галлатов характерно почти исключительно для чая, где они присутствуют в довольно больших количествах. К числу основных источников мономерных катехинов в пище человека относят чай (особенно зеленый), какао, шоколад, яблоки, груши, виноград, красное вино. Содержание катехинов в стандартной порции пищевых продуктов может составлять: в 1 порции яблок (200 г) — 21 мг, вишни (50 г) — 3 мг, темного шоколада (20 г) — 16 мг, красного вина (120 мл) — 34 мг, черного чая (200 мл) — 130 мг. Поскольку количество катехинов в растениях и производимых из них продуктах сильно варьирует, поступление их с пищей также может колебаться в широких пределах.

Оценка среднесуточного поступления катехинов с пищей весьма сложна, поскольку данные об их составе и количественном содержании в продуктах, в том числе фруктах, ягодах, чае и т. д., весьма ограничены. Кроме того, сведения о фактическом потреблении тех или иных продуктов населением также неполны. Сложность оценки связана еще и с пищевыми привычками, предпочтениями, индивидуальными различиями в приготовлении и употреблении чая и других пищевых продуктов.

В соответствии с данными некоторых авторов, среднее суточное поступление катехинов и проантоцианидиновых димеров и тримеров с пищей составляет 18−50 мг. Причем расчетное потребление катехинов в разных странах неодинаково. В Дании, Японии, Финляндии оно составляет 45−50 мг в день (Дания — 45 мг, Финляндия — 8,3 мг, Япония — 40 мг в день). В Голландии (использованы данные, полученные при обследовании 6200 жителей мужского и женского пола в возрасте от 1 года до 97 лет с помощью анкетного 2-дневного метода) суточное потребление катехинов в среднем составляет 50 мг. Согласно результатам этого исследования, потребление катехинов возрастает с возрастом; причем у женщин оно выше (60 мг в день), чем у мужчин (40 мг). Чай является основным источником катехинов во всех возрастных группах, но особенно у взрослых и пожилых людей. В Великобритании потребление катехинов, рассчитанное на основе среднего потребления чая, равного 3 чашкам в день — фруктового, черного и зеленого чая (чашка 200 мл, 1% настой чайного листа), составило соответственно 61,5, 92,7 и 405,5 мг в день. Такое же соотношение отмечено в Австралии. Среднее статистическое потребление флавоноидов на душу населения (в возрасте старше 2 лет) в этой стране составляет 351 мг в день, из них 75% (263 мг) приходится на флаван-3-олы, или катехины. Флавоноиды (преимущественно флаван-3-олы) поступают главным образом с черным чаем (70% от общего потребления). На основании приведенных данных сделан вывод, что для населения Австралии чай является основным источником поступления флавоноидов в организм. Процент поступления катехинов с другими источниками (шоколад, яблоки, груши и др.), как указывалось выше, относительно невелик. Например, доля шоколада в качестве источника катехинов составляет от 3 до 20% (в зависимости от возраста). Для детей, в отличие от взрослых, основными источниками катехинов (эпикатехина и катехина) служат яблоки, абрикосы, виноград и шоколад. При этом шоколаду в США и некоторых странах Европы отводится важная роль в обеспечении населения пищевыми антиоксидантами (полифенолами). Его рассматривают как один из основных источников поступления антиоксидантов с пищей. Иными словами, профиль поступающих в организм флавоноидов, а также вклад содержащих их источников зависят в определенной мере от возраста.

Что касается России, то, принимая во внимание данные о потреблении чая в нашей стране, можно предположить, что именно чай (черный, зеленый) является для населения РФ основным источником поступления катехинов и вносит ощутимый вклад в общее поступление флавоноидов с пищей. Чай также признан главным источником флавоноидов (флаван-3-олов и флавонолов) у взрослого населения США. При анализе фактического питания (8809 человек) оказалось, что только 21,3% взрослых американцев употребляют чай ежедневно. Расчетное суточное поступление флавоноидов у лиц, употребляющих чай, составило 697,9 мг в день, что значительно выше, чем у не употребляющих чай (32,6 мг). По результатам этого исследования среднедушевое потребление флавоноидов из чая у взрослого населения США составило 157 мг в день.

Выяснение биодоступности и особенностей метаболизма катехинов является ключевым звеном для понимания механизмов их биологического действия.

Имеются многочисленные прямые и косвенные (с использованием различных биомаркеров) доказательства биодоступности мономерных катехинов для человека и животных. Исследования в основном касаются биодоступности катехинов чая, какао, красного вина, хотя наличие мономерных катехинов (особенно катехина и эпикатехина) характерно для многих фруктов, ягод и других растительных продуктов.

Установлено, что катехины обладают относительно низкой биодоступностью как для животных, так и для человека. При пероральном поступлении они довольно быстро всасываются в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ): концентрация их в плазме крови становится максимальной уже через 1−2,5 ч после приема. При определенных условиях концентрации катехинов в плазме может достигать нескольких мкмоль/л, но обычно (например, после приема зеленого чая) не превышает 1 мкмоль. В большинстве клинических исследований с мономерными катехинами их концентрация в плазме испытуемых была в пределах 0,1−0,5 мкмоль. После однократного приема добровольцами зеленого чая в количестве, эквивалентном двум чашкам чая, максимальный уровень катехинов в плазме в среднем составил 0,17 мкмоль, а после приема 120 мл красного вина (35 мг катехина) максимальная концентрация общих катехинов в плазме добровольцев повышалась до 91±14 нмоль/л (от 50 до 176 нмоль/л).

Содержание катехинов в плазме после приема внутрь варьируется в зависимости от дозы, времени исследования и других факторов. Выявлены значительные различия показателей фармакокинетики катехинов у добровольцев после однократного приема экстрактов зеленого чая и их вариации при повторных исследованиях. Интересно, что корреляции между возрастом, массой тела, ростом и уровнем катехинов в плазме крови у испытуемых, получавших ЭГКГ и смесь полифенолов зеленого чая «Полифенон Е» (ПФЕ), не обнаружено. Показана зависимость биодоступности катехинов от источника (поступление в виде чистого вещества, смеси катехинов, в составе того или иного продукта), а также от дозы, длительности поступления и ряда других факторов.

Отдельные катехины различаются по биодоступности; имеются существенные различия в их метаболизации и выведении. По данным некоторых авторов, присоединение галловой кислоты (галлирование) уменьшает абсорбцию катехинов из ЖКТ. Считается, что негаллированные катехины (ЭК и ЭГК) зеленого и черного чая более биодоступны, чем галлаты (ЭКГ, ЭГКГ). В то же время в исследованиях, проведенных на культуре клеток Сасо-2, обнаружено, что негаллированный катехин (ЭК) накапливается в клетках в значительно меньшем количестве, чем катехингаллат (ЭКГ).

В процессе всасывания катехины подвергаются интенсивной метаболизации в клетках слизистой оболочки тонкой кишки, в частности конъюгированию с сульфатом или глюкуроновой кислотой и (или) метилированию, в связи с чем выявляемые в крови формы катехинов обычно отличаются от поступающих с пищей. Показано, что негаллированные катехины циркулируют в крови практически исключительно в виде конъюгатов — глюкуронидов и (или) сульфоконъюгатов и метильных производных, тогда как катехингаллаты обнаруживаются в плазме преимущественно в неконъюгированном (свободном) виде. Количество ЭГКГ, присутствующих в плазме в свободной форме, составляет 77−90%. ЭГКГ, как и другие катехины, может подвергаться метилированию: концентрация его метильного производного составляет до 15% от общей концентрации ЭГКГ в плазме человека. Среди метаболитов ЭГК на долю 4'-О-метил-ЭГК приходится 30−40%, и его содержание (преимущественно в форме конъюгата) в плазме и моче человека в несколько раз выше, чем самого ЭГК. В связи с довольно высокими концентрациями 4'-О-метил-ЭГК в плазме крови и моче после приема настоев или экстрактов зеленого чая этот метаболит ЭГК предложено использовать в качестве одного из биомаркеров потребления чая. Соотношение свободных и конъюгированных форм катехинов в плазме может определяться полученной дозой, что показано, например, для катехина, который присутствовал в плазме крови в значительном количестве в неизмененном виде после введения в высокой дозе (2 г) и преимущественно в виде конъюгированных метаболитов после поступления внутрь в небольших количествах.

Катехины довольно быстро выводятся из организма. Время их полужизни в плазме крови обычно составляет 2−3 ч. После однократного приема зеленого чая до 90% присутствующих в моче катехинов выводится в течение 8 ч. Галлированные катехины фактически никогда не обнаруживаются в моче, что объясняют их предпочтительной экскрецией с желчью. Данные об экскреции катехинов с мочой варьируют в зависимости от дозы, источника, индивидуальных особенностей. У добровольцев после приема черного чая только 1,68% от общего количества принятых катехинов (400 мг) обнаруживается в плазме крови, моче и фекалиях. У здоровых добровольцев всего 3,3 и 8,9% полученных с зеленым чаем ЭГК и ЭК выводится с мочой. Вместе с тем более высокая экскреция катехинов обнаружена у пациентов с илеостомой, получавших экстракт зеленого чая ПФЕ (200 мг). Обнаруженные при этом в моче метаболиты (эпи)катехина и (эпи)галлокатехина составили соответственно 47 и 26% от поступившего внутрь количества катехинов. Описаны некоторые особенности фармакокинетики, метаболизма и экскреции катехинов у различных видов животных — крыс, мышей, собак. Выявлена значительно более высокая биодоступность ЭГКГ у мышей, чем у крыс.

Биодоступность катехинов зависит от ряда факторов, воздействующих на этапах всасывания, биотрансформации и экскреции, в том числе влияющих на активность транспортеров и ферментов метаболизма ксенобиотиков. На всасывание катехинов зеленого чая могут влиять реакции эпимеризации, имеющие место при тепловой обработке, в том числе происходящие во время приготовления напитка. Может иметь значение и химическая нестабильность этих соединений. Они обычно стабильны в кислой среде (рН от 1,8 до 6,4) и могут разрушаться в щелочной среде, характерной для содержимого кишечника. Вопросы, связанные с влиянием различных факторов на биодоступность катехинов, подробно рассмотрены в ряде работ. Предполагают, что различия в биодоступности отдельных катехинов в определенной степени могут быть связаны с конкуренцией при всасывании из ЖКТ в случае их совместного введения. Показано, что совместное введение катехина и кверцетина влияет на скорость и степень всасывания этих флавоноидов у крыс, но метаболизм каждого из них при этом не изменяется. На показатели биодоступности катехинов зеленого чая может влиять не только доза, но и способ введения — однократное, дробное и т. д.

Важный фактор, влияющий на биодоступность катехинов, — состав пищи, т. е. матрикс, в котором они поступают в организм. Имеющиеся на этот счет данные немногочисленны и носят неоднозначный характер. По некоторым сведениям, на всасывание катехинов зеленого чая могут оказывать влияние липиды и углеводы. Интересно, что катехины зеленого чая, в свою очередь, могут ингибировать всасывание липидов в кишечнике (влияние на их эмульсификацию, солюбилизацию и т. д.). Отмечено увеличение биодоступности катехинов при приеме экстрактов зеленого чая. Некоторое повышение биодоступности и уменьшение вариабельности показателей фармакокинетики катехинов наблюдается после их приема (в виде экстракта зеленого чая) натощак после ночного голодания. Вместе с тем совместное введение экстракта зеленого чая с хлебом, сыром или глюкозой существенно не модифицировало абсорбцию, метаболизм и экскрецию катехинов у пациентов с илеостомой. При изучении биодоступности катехинов из красного вина (120 мл) было установлено, что присутствие алкоголя в красном вине не оказывает существенного влияния на уровень и профиль метаболитов катехина в плазме крови, но усиливает элиминацию катехинов из плазмы и их экскрецию с мочой.

Данные о влиянии добавления в чай молока или других компонентов пищи на биодоступность и биологическую активность катехинов чая противоречивы. В исследованиях на добровольцах показано, что прием черного чая с молоком не оказывает влияния на биодоступность катехинов чая (их общую концентрацию в плазме крови). По данным других авторов, добавление молока в черный чай приводит к некоторому уменьшению общей концентрации катехинов в плазме крови, без существенного влияния на степень увеличения антиоксидантной активности плазмы, связанного с действием полифенолов чая. Об отсутствии влияния добавления молока в зеленый и в черный чай на повышение антиоксидантной активности плазмы сообщают и другие авторы. В системе in vitro показана эффективность добавления в готовый к употреблению чайный напиток (заваренный зеленый чай) некоторых обычно употребляемых пищевых добавок — например, аскорбиновой кислоты и соков цитрусовых (апельсинового, лимонного, грейпфрута, лайма) — для повышения стабильности катехинов чая в условиях пищеварения в желудке и тонкой кишке. Сообщается об улучшении всасывания катехинов в присутствии винной кислоты и некоторых других веществ. Для увеличения биодоступности флаван-3-олов предлагаются различные методы, в частности употребление чая в комбинации с фруктовыми соками.

Вопрос о распределении в организме поступивших катехинов имеет принципиальное значение в плане выявления возможных мишеней их действия (на уровне органов и тканей). В исследованиях на животных показано широкое распределение катехинов зеленого чая по органам и тканям. У мышей после однократного введения в желудок меченого ЭГКГ радиоактивность была выявлена в пищеварительном тракте, печени, легких, почках, поджелудочной железе, мозге, коже, молочной железе, половых органах. При повторном (через 6 ч) введении ЭГКГ зарегистрировано увеличение радиоактивности в крови, мозге, печени, поджелудочной железе, мочевом пузыре и костях животных в 4−6 раз выше, чем после однократного введения. У крыс наибольшее содержание катехинов (ЭГКГ, ЭГК и ЭК) выявлено в кишечнике и почках.

В опытах на крысах установлено, что катехины могут проникать через плацентарный барьер и накапливаться в органах и тканях эмбриона. После однократного перорального введения самкам крыс экстракта зеленого чая (550 мг/кг) на 15,5-й день беременности уже через 0,5−1 ч катехины были обнаружены почти во всех внутренних органах плода, включая мозг, глаза, сердце, легкие, почки и печень. При этом концентрация катехинов в глазах эмбрионов была в 2−10 раз выше, чем в других органах (для ЭГКГ — до 831 пмоль/г). Катехингаллаты в большей степени, чем негаллированные катехины, накапливались в органах плода, причем наиболее высокое накопление было характерно для ЭГКГ. Определение уровня и профиля катехинов у беременных крыс и их плодов показало, что общая их концентрация в плазме крови значительно выше у самок, чем у плодов. При этом уровень ЭК был более высоким в плазме крови самок, в то время как ЭГКГ — в плаценте крыс и у плодов.

При скармливании мышам C57BL/6 рациона с включением экстракта зеленого или черного чая катехины в конъюгированной и свободной формах выявлялись в основном в тонкой и толстой кишке, печени и предстательной железе. После перевода на контрольный рацион концентрация ЭГК в ткани предстательной железы мышей снижалась медленнее, чем концентрация других катехинов. Наличие катехинов в ткани указанной железы после приема зеленого или черного чая выявлено и у человека (у больных после перенесенной радикальной простатэктомии, причем больные принимали чай в течение 5 дней до операции).

С практической точки зрения представляет интерес выяснение особенностей фармакокинетики и распределения катехинов при многократном их поступлении в организм.

Так, у крыс, получавших зеленый чай с питьевой водой (0,6%) в течение 28 дней, концентрация ЭГК и ЭК в плазме крови сначала увеличивалась, достигая максимума на 14-й день, а к 28-му дню опыта снижалась до базального уровня (в 1-й день эксперимента). У мышей после первоначального повышения также наблюдалось последующее снижение концентрации катехинов в плазме крови, легких, печени, что расценивают как наличие адаптивных изменений внутренних органов у грызунов. При скармливании крысам в течение 14 дней рациона с добавлением катехина (0,25%) кумуляции его метаболитов в печени не наблюдалось.

О биодоступности и фармакокинетике катехинов у человека при их длительном, регулярном поступлении в организм имеются лишь единичные сообщения. В наблюдениях, проведенных на здоровых добровольцах, которые в течение 4 нед принимали ЭГКГ либо смесь полифенолов зеленого чая ПФЕ (экстракт декофеинизированного зеленого чая, стандартизованный по содержанию ЭГКГ) в дозе 800 мг 1 раз в день, в плазме крови обнаруживали достоверное увеличение максимальной концентрации свободного ЭГКГ. Это может свидетельствовать об увеличении системной биодоступности катехина при его длительном приеме в высокой дозе (использованная доза эквивалентна содержанию ЭГКГ в 8−16 чашках зеленого чая по 120 мл). При такой же ежедневной дозе, получаемой за 2 приема (по 400 мг ЭГКГ/ПФЕ дважды в день), существенных изменений биодоступности ЭГКГ не наблюдалось. В обоих случаях ЭГКГ присутствовал в плазме крови главным образом (>92%) в виде свободной формы, и время его полувыведения из плазмы крови составляло от 137 до 200 мин. Прием ПФЕ в указанной дозе не вызывал существенных изменений уровня конъюгированных метаболитов катехинов чая в крови, независимо от способа приема. Примечательно, что длительный прием ЭГКГ и ПФЕ в дозе 800 мг в день не приводил к кумуляции ЭГКГ в организме. После приема черного чая в течение 4 нед биодоступность катехинов существенно не изменялась: общий их уровень в плазме крови добровольцев, длительно употреблявших черный чай, повышался практически в той же степени, что и после однократного приема. Некоторые изменения отмечены лишь в уровне отдельных катехинов: при однократном приеме более значительно увеличивалась концентрация в плазме ЭГК, а после длительного приема — концентрация ЭК. При приеме добровольцами (мужчины и женщины) 4 раза в день через каждые 2 ч черного чая (каждый прием эквивалентен 3 чашкам заваренного чая, 400 мг катехинов в суточной дозе) у них в плазме крови было выявлено увеличение концентрации ЭГК, ЭК и ЭГКГ Уровень повышения этих катехинов зависел от их дозы, причем через 5 ч (между 5−8 ч) наблюдалось плато увеличения, которое сменялось быстрым снижением концентрации катехинов после последнего приема. В отличие от других катехинов концентрация ЭКГ в плазме крови постепенно возрастала в течение 24 ч. Прием чая сопровождался ростом экскреции ЭГК и ЭК с мочой (пик — через 5 ч) и всех катехинов чая с фекалиями. У добровольцев, выпивавших по 8 чашек зеленого или черного чая в день (по 1 чашке каждые 2 ч) в течение 3 дней, повторный прием чая в течение дня приводил к быстрому повышению концентрации катехинов в плазме, однако за ночь она понижалась. В то же время к концу наблюдения отмечалось увеличение концентрации катехинов в плазме крови утром и вечером по сравнению с таковой на 1-й день исследования. На основании этих данных обосновывается необходимость повторных поступлений катехинов для поддержания высокого их уровня в крови. Интересно, что при потреблении в течение 2 нед темного шоколада (1 плитка в день) концентрация ЭК в плазме крови у здоровых добровольцев значительно возрастала только в случае высокого содержания флаванолов, в частности ЭК, в шоколаде, тогда как после употребления шоколада с низким содержанием флаванолов она практически не изменялась. Прием какао-порошка (в виде напитка) по 26 г дважды в день в течение 12 нед приводил к значительному увеличению экскреции катехинов и их метаболитов с мочой: у лиц, длительно получавших какао, экскреция катехина и эпикатехина была соответственно в 8 и 10 раз выше, чем в контрольной группе.

Говоря о биодоступности катехинов, нельзя не отметить тот факт, что при пероральном поступлении некоторая их часть может всасываться через слизистую оболочку полости рта. У добровольцев через несколько минут после приема 200 мл теплого раствора зеленого чая (эквивалентного 2−3 чашкам чая) уровень катехинов в слюне был на 2 порядка выше, чем в плазме крови, а время полувыведения их из слюны (10−20 мин) оказалось значительно короче, чем из плазмы крови.

В исследованиях, проведенных на культурах клеток слизистой оболочки тонкой кишки, показана важная роль мембранных транспортеров во всасывании и экскреции катехинов зеленого чая в тонкой кишке, а именно транспортеров поступления (МСТ) и выведения — 1ШР2, 1Р1 и Р-др, которые ответственны за накопление в клетках и секрецию катехинов. Разная активность транспортеров выведения по отношению к индивидуальным катехинам обусловливает различия в их накоплении в энтероцитах. При поступлении смеси катехинов внутрь возможны конкуренция за транспортеры в слизистой оболочке тонкой кишки, а также конкурентные взаимоотношения при их метаболизме. Существует мнение, что активность транспортеров выведения, зависящая от транспортеров кишечная секреция, а также метаболизация в кишечнике («эффект первого прохождения») и широкое распределение в тканях являются факторами, ответственными за низкую биодоступность катехинов при их пероральном поступлении.

Как отмечалось выше, у человека и животных катехины уже в процессе всасывания подвергаются интенсивной метаболизации в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкой кишки. Первичный («досистемный»), а также последующий метаболизм флаван-3-олов осуществляется в кишечнике, печени и других органов при участии ферментов II фазы метаболизма ксенобиотиков.

В связи с низкой степенью всасывания в верхних отделах кишечника большая часть поступивших с пищей катехинов достигает просвета толстой кишки. Кроме того, катехины, абсорбированные, метаболизированные в печени и экскретированные в желчь или непосредственно секретированные из энтероцитов в просвет тонкой кишки, также достигают толстой кишки, где подвергаются деградации кишечной микрофлорой. Ферменты микрофлоры толстой кишки осуществляют реакции деконъюгации, расщепления циклических структур катехинов и дальнейший метаболизм, приводящий к образованию большого числа метаболитов — фенольных кислот и их конъюгатов, а также специфических метаболитов — фенилвалеролактонов; некоторые из них всасываются, подвергаются дальнейшей метаболизации в печени и выводятся из организма с мочой. Доказано участие микрофлоры толстой кишки в метаболизме катехинов как у человека, так и у животных. Такие микробные метаболиты, как валеролактоны (в основном в конъюгированной форме), идентифицированы в плазме крови и моче у добровольцев после приема зеленого чая; (-)-5-(3', 4', 5'-тригидроксифенил)-7-валеролактон (М4) и (-)-5-(3', 4'-дигидроксифенил) — валеролактон (М6) появлялись в существенных количествах в плазме крови и моче уже через 3 ч после приема чая, максимальным их уровень становился через 8−15 ч. Поскольку эти метаболиты появляются в плазме позднее катехинов и имеют длительное время существования, предполагается, что они могут удлинять действие катехинов чая. Об образовании и всасывании микробных метаболитов катехинов в кишечнике свидетельствует обнаруженное у добровольцев после употребления шоколада с высоким содержанием полифенолов увеличение экскреции с мочой ряда фенольных кислот, в частности 3,4-дигидроксифенилуксусной, гидроксифенилпропионовой, 4-гидроксибензойной и др. По-видимому, метаболиты катехинов, продуцируемые микрофлорой кишечника, могут вносить определенный вклад в эффекты зеленого чая, шоколада и других богатых этими полифенолами пищевых продуктов. Безусловно, вопрос о роли микрофлоры в реализации биологического действия полифенолов, в частности катехинов, нуждается в дальнейшем изучении. Интересно, что полифенолы чая и их метаболиты способны влиять на популяции микроорганизмов кишечника, причем отдельные штаммы микроорганизмов имеют разную чувствительность к их действию. Поскольку катехины интенсивно метаболизируются уже в процессе всасывания и циркулируют в крови главным образом в виде метаболитов, принципиальное значение имеет вопрос о биологической активности этих метаболитов, образующихся в том числе с участием микрофлоры кишечника. По имеющимся данным, биологическая активность некоторых метаболитов катехинов — конъюгатов, метильных производных (оказывающих, в частности, антиоксидантное действие) — значительно ниже либо, напротив, превышает активность самих исходных катехинов.

В многочисленных исследованиях с использованием различных модельных систем показано, что мономерные флаван-3-олы (катехины) способны оказывать модулирующее влияние на ферменты метаболизма ксенобиотиков, ответственных за метаболизацию и детоксикацию большинства чужеродных соединений, в том числе канцерогенов, лекарств, химических загрязнителей окружающей среды. Результаты исследования эффектов водных настоев, экстрактов зеленого чая и индивидуальных катехинов свидетельствуют о том, что катехины могут влиять на ферменты I и II фазы метаболизма ксенобиотиков, вызывая индукцию (ингибирование) экспрессии определенных изоформ этих ферментов либо изменение (усиление или ингибирование) их активности. Наибольшее количество работ, посвященных изучению влияния катехинов на ферменты метаболизма ксенобиотиков, выполнено в условиях in vitro. Следует, однако, отметить неоднозначный характер данных, полученных при использовании различных тест-систем.

В ряде исследований in vitro с использованием микросом печени животных и человека было установлено, что катехины при непосредственном воздействии могут оказывать ингибирующее влияние на активность микросомальной системы цитохрома Р450, осуществляющей реакции I фазы метаболизма — окисление большинства липофильных соединений экзогенного и эндогенного происхождения. При добавлении к микросомам печени катехины зеленого чая (ЭК, ЭГК, ЭКГ и ЭКГК) и экстракты зеленого чая (ЭЗЧ) ингибируют скорость монооксигеназных реакций, катализируемых различными изоформами цитохрома Р450 (CYP), в том числе CYP1A1, CYP1A2, CYP3A, CYP2B, CYP2E1 и др. Обнаружено, что катехины зеленого чая взаимодействуют с микросомальным цитохромом Р450, вызывая характерные спектральные изменения, свойственные для модифицированного II типа связывания. На модели реконструированной системы цитохрома Р450 человека также было показано ингибирующее действие катехинов на активность CYP1A1, CYP1A2, CYP3A4, оцениваемую по скорости окисления модельных субстратов, причем основной катехин зеленого чая — ЭГКГ — ингибировал и другие формы CYP: 2А6, 2С19 и 2Е1, проявляя неспецифические ингибирующие эффекты в отношении цитохромов Р450 человека. Необходимо подчеркнуть, что ингибирующее действие катехинов на активность CYP-зависимых монооксигеназ регистрировали в основном при сравнительно высоких концентрациях катехинов, а при более низких концентрациях в ряде случаев отмечали активацию ферментов.

На основании анализа данных литературы можно сделать следующее заключение.

• 1. Мономерные катехины присутствуют во многих фруктах, ягодах и других растительных продуктах, особенно велико их количество в чае, где они являются основными фенольными компонентами и представлены главным образом в виде галлатов, наиболее активный и наиболее изученный из которых — ЭГКГ.
• 2. Вклад тех или иных продуктов в поступление катехинов в организм может быть различным из-за существенных колебаний их содержания в растительном сырье и его изменений в процессе производства. Суточное поступление катехинов может колебаться в широких пределах в зависимости от пищевых привычек и предпочтений и достигать довольно значительных величин у любителей чая, а также у лиц, употребляющих такие напитки, как красное вино и какао.
• 3. Для катехинов свойственна относительно низкая биодоступность. Их концентрация в плазме крови после употребления продуктов, богатых катехинами, может достигать микромолярной величины. Важно, что в крови циркулируют в основном метаболиты катехинов (в том числе образующиеся с участием микрофлоры кишечника), биологическая активность которых может отличаться от таковой исходных соединений. Имеются различия в абсорбции, метаболизме и выведении индивидуальных катехинов, а также существенные межвидовые различия в их биодоступности и биотрансформации.
• 4. Катехины, поступающие с пищей, принимают участие в регуляции процессов метаболизма эндогенных соединений и чужеродных веществ, оказывая модулирующее влияние на ферменты метаболизма ксенобиотиков. Они могут действовать как индукторы или ингибиторы экспрессии ферментов I и II фазы метаболизма ксенобиотиков либо оказывать непосредственное влияние на их активность. Характер изменений активности ферментов метаболизма ксенобиотиков, вызываемых катехинами, зависит от дозы, длительности воздействия и ряда других факторов. Способность катехинов модулировать активность ферментов метаболизма ксенобиотиков может иметь важное значение в плане влияния на конечные эффекты чужеродных соединений.

Для выяснения вопросов, касающихся конкретных механизмов, лежащих в основе различных биологических эффектов катехинов, и влияния их потребления на здоровье человека, необходимо проведение дальнейших исследований. При этом важно учитывать особенности биодоступности, распределения в организме, биотрансформации и выведения отдельных катехинов, а также биологическую активность их метаболитов.