茶叶成分抗皮肤光老化作用研究进展

干春霞，武思敏，高梓琪，张冬英

（1.云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明 650201；2.云南农业大学普洱茶学教育部重点实验室，云南昆明 650201）

随着生活水平的提高以及美容医学行业的发展，人们对于美的追求也越来越多样化，也愈加重视皮肤衰老问题。日常生活中无法避免的日晒会导致皮肤细胞产生高浓度的自由基，在信号转导过程中，通过氧化或激活作用，引起线粒体和细胞核的DNA损伤、细胞内生物大分子（蛋白质、磷脂等）的过氧化和细胞外基质（胶原蛋白、弹性纤维）的降解，从而导致皮肤的光老化，进而引起红肿、皱纹、皮屑等一系列皮肤问题。临床一般通过使用化学合成的药物（如维甲酸类、曲酸类、抗氧化剂类等）治疗皮肤光老化的症状，长期使用这些化学合成药物可能引发更严重的皮肤疾病。因此寻找一种对皮肤光老化防治更加有效且副作用小的方法迫在眉睫。

茶，源于自然，历史悠久，文化底蕴深厚，是中国的传统饮品，并且在防治皮肤光老化方面已有研究报道。茶叶是山茶科植物的芽叶，拥有广泛的生理作用，主要是因为其中含有多种活性成分，如：多酚类化合物、生物碱类、茶色素类、茶多糖和茶氨酸等。本文综述了茶多酚、生物碱、茶色素等几种主要活性成分对于皮肤光老化的防治效果和作用机制，可为深入开发抗皮肤光老化的功能产品提供一定实验依据和理论基础，同时也可为茶的综合利用提供新思路。

1 皮肤光老化概述

人体最大的器官便是皮肤，是人体免疫功能的第一道屏障，它能够有效保护机体免受外界伤害，但同时它也极易受不良环境刺激的影响。人体皮肤从组织结构学上可分为三层，由外而内分别是表皮层、真皮层和皮下组织。表皮层主要由鳞状角质化上皮细胞组成，作为物理屏障保护机体免受外界侵袭；真皮层主要由成纤维细胞和细胞外基质组成，弹性纤维和胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，也是皮肤呈现出弹性的原因；皮下组织主要包括位于真皮层下方疏松的结缔组织和脂肪组织，它是连接皮肤表皮和内部深层组织的纽带，也是皮肤具有一定的可动性的原因。这三层组织构成的皮肤使得机体对外界不良环境具有一定的防护作用。

1.1 皮肤光老化的因素

皮肤老化主要分为内源性老化和外源性老化。由于年龄增长而引起的自然衰老现象称为内源性老化；而外源性老化则是指皮肤在受到外界不良刺激时产生的衰老表现。紫外照射是引起皮肤外源性老化的主要原因，受到紫外线照射后，皮肤会出现红肿、晒斑等一系列老化现象，称为皮肤光老化。皮肤光老化是一个复杂且渐进的过程，轻度的紫外辐射会使皮肤产生皱纹、松弛等老化现象，影响美观和外貌，而重度的紫外辐射则会引发多种皮肤病甚至肿瘤[1]。

太阳光中的紫外线可依据波长的不同分为长波紫外线（UVA320-400 nm）、中波紫外线（UVB 280-320 nm）和短波紫外线（UVC 200-280 nm）[2]。其中UVC会被覆盖在地球表面的臭氧层吸收，基本不会到达地球表面。因此日光中的紫外线主要由UVA和UVB组成，分别占总量的95%和5%。。UVA能被细胞中的发色基团吸收而产生活性氧（ROS），导致DNA链断裂和碱基氧化，间接引起DNA的氧化损伤，具有潜在的致突变性和致癌性；UVB主要通过损伤细胞内蛋白质和细胞膜，影响皮肤表层细胞和真皮浅层细胞结构，使皮肤产生晒斑和红肿现象，严重时可直接引起表皮细胞的DNA损伤[3]，导致皮肤癌的发生[4-5]。紫外线照射导致细胞内产生大量的ROS，引起基质金属蛋白酶（MMPs）表达增加[6]，造成细胞外基质的降解，导致皮肤真皮纤维结构中胶原蛋白和弹性纤维的流失，使皮肤出现褶皱、皮屑，黯淡无光泽，严重时可诱发皮肤相关癌症的发生[7]。

线粒体不仅是细胞的“能量工厂”，同时也是自由基的代谢中心。线粒体在正常的生理情况下也会产生活性氧，激活下游许多信号转导通路维持细胞稳态，包括JNK、NF-κB和caspase级联反应等[8]。紫外照射时，细胞内的发色基团吸收了日光中的UVA和UVB而产生激发态分子，这些激发态分子在回到基态时将自身能量转移到临近的细胞内物质，从而导致ROS的产生和累积[9]，在一定程度上影响线粒体的功能，进一步引起细胞内蛋白质、脂质等生物大分子的过氧化和失活，并且过多的ROS还可以直接引起DNA的损伤[10]；另一方面，紫外线辐射会在一定程度上抑制细胞内某些抗氧化酶的活性，降低细胞的抗氧化能力，累积的ROS得不到及时清除，从而产生氧化应激，引起细胞损伤[11-12]。这些损伤在细胞内持续增加，进一步加重ROS的累积，形成ROS→线粒体损伤→ROS的恶性循环，最终形成外观可见的皮肤损伤。

1.2 皮肤光老化的防治

与自然老化不同的是，紫外照射引起的皱纹、黑色素沉淀、红肿等许多皮肤光老化现象可以通过防晒类护肤品和药物治疗等措施来减轻和修复。主要可以从三个方面进行预防及治疗：第一，使用物理或化学手段尽可能减少或消除引起皮肤发生光老化的因素[13]，目前主要的物理防晒成分主要包括二氧化钛和氧化锌，化学防晒成分主要包括杨酸盐类、桂皮酸盐类和邻氨基苯甲酸盐类，但是对于敏感人群而言长期使用这些化学成分会给皮肤造成更大负担负担；第二，对于已经发生初期或潜在可能发生光老化的皮肤采用各种天然存在的或者化学合成的抗氧化剂处理[14-15]，以期能降低紫外线辐射对于肌肤的损伤，目前被普遍采用的抗氧化剂主要是维生素C、维生素E，但其化学性质不稳定，无法发挥理想疗效；第三，对于已发生的有明显光老化症状的皮肤，积极进行相应治疗，新兴的医疗美容效果显著，但风险较高。

2 茶叶成分抗皮肤光老化研究现状

茶叶中的主要活性成分有儿茶素及茶多酚、生物碱、茶色素、茶多糖和茶氨酸五大类。有研究表明，茶叶具有抗炎、降血脂、抗氧化、延缓衰老等生理功能[16-17]，适量饮茶对于人体有不同程度的保健和医疗作用。

2.1 茶多酚

茶多酚占整个茶叶干物质重量的15%～30%，是茶叶中多酚类物质的总称，是茶叶中重要的生物活性成分[18-19]。茶多酚主要包括黄烷醇（儿茶素）类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类，其中以儿茶素为主体，约占多酚类物质总量的60%～80%[20]。黄烷醇类物质占到茶叶多酚总量的80%左右，俗称为儿茶素。儿茶素具有2-苯基苯并吡喃的结构，分为酯型儿茶素和非酯型儿茶素两大类。儿茶素主要包括表儿茶素((-)-epicatechin,EC)、表没食子儿茶素((-)-epigallocatechin,EGC)、表儿茶素没食子酸酯((-)-epicatechin gallate,ECG)和没食表没食子儿茶素子酸酯((-)-epigallocatechin gallate,EGCG)4种物质[21-22]。

茶多酚具有很强的抗氧化能力，这是因为其结构中含有2-苯基苯并吡喃和酚羟基。EGCG的抗氧化作用更为显著，甚至可达到L-异坏血酸的100倍左右[23-24]。EGCG可以激活人体内的抗氧化酶活性，清除过量的自由基，阻断细胞内成分过氧化过程，从而起到抗氧化、保护皮肤的功效[25-27]。国外学者的研究表明，苦丁茶水提物可以保护SKH-1无毛小鼠免受急性UVB辐射引起的皮肤损伤[28]；李丹等人的研究则表明ECG和EGCG在体外具有很强的自由基清除能力，是茶叶水提物抗氧化保护皮肤的主要原因[29]；陈际名等人的研究表明EGCG可以增加D-半乳糖诱导的衰老小鼠皮肤中抗氧化酶的活力，并激活细胞表面受体EGFR及其下游信号通路，减少促凋亡蛋白Bax的表达，同时它还可以减少衰老相关蛋白p21的表达，以达到保护皮肤、延缓衰老的目的[30]。

2.2 生物碱

生物碱是茶叶中第二大类具有广泛生物活性的化合物，多是生物代谢过程中产生的次级代谢产物，也可以来源于植物。以咖啡因（caffeine）为代表，嘌呤类生物碱在清除自由基和抗氧化方面具有显著作用。咖啡因在鲜叶中的含量比老叶中的含量高，约占茶叶总量的2.5%～5.0%。

一方面，咖啡因的抗氧化、清除自由基的活性与其特殊的化学结构密不可分，它的基本结构是由一个嘧啶环和一个咪唑环稠合而成的三甲基黄嘌呤。咖啡因分子结构中，芳香环上的甲基被氧化成羟基。酚羟基作为氢供体，一方面可以减少自由基的产生，另一方面又能够清除自由基。现有的研究普遍认为，酚羟基作为黄酮类化合物的主要抗氧化结构，其数目越多清除自由基能力越强。胡春等人的研究证明在黄酮类化合物的分子结构中，环上酚羟基的形式和数量是其抗氧化能力的关键。另一方面，咖啡因分子中的羰基和羟基均可以鳌合芬顿（Fenton）反应体系中的金属离子，从而降低自由基的生成水平[31]；姜小丽等人通过实验证明咖啡因可以抑制紫外线诱导的皮肤成纤维细胞内脂质的过氧化，并且提高皮肤细胞内抗氧化酶SOD和GSH-Px的活性，对皮肤细胞产生防护作用[32]；徐蓉蓉等研究报道证实咖啡因可以通过腺苷受体A2AR促进细胞内的自噬来减少UVB照射引起的皮肤的损伤，降低皮肤癌的发病率；国外学者的研究表明UVB照射前后，应用含有咖啡因的制剂涂抹于SKH-1无毛小鼠曝光部位，可以减少紫外线对于皮肤的损伤[33]。

2.3 茶色素

茶叶经水浸提后得到的一类酚性色素称为茶色素，可分为茶黄素（Theaflavins,TFs）、茶红素（Thearubigins,TRs）和茶褐素（Theabrownine,TBs）三类，其中以茶褐素为主要成分。茶色素是茶叶中多酚类物质（主要为茶多酚）被氧化而形成的一类代谢产物，根据氧化的顺序先产生TFs和TRs而后形成TBs。经研究证实，茶色素在心血管疾病、糖尿病、癌症的预防和增强机体的抗氧化能力方面具有一定应用价值，但其作用机理并不清楚。陈亚蓝等人的研究证实普洱茶茶色素可以通过诱导Nrf2-ARE信号通路的激活，上调其下游相关抗氧化酶如SOD、CAT和GST的表达，从而提高其抗氧化活性来抵御油酸引起的HepG2细胞的氧化应激[34]；同时，茶色素还可以增加细胞内还原性物质如谷胱甘肽（GSH）的合成，从而达到清除过多自由基的目的。TRs是儿茶素在茶叶发酵过程中被氧化最先形成的物质，也是红茶发酵过程中含量最丰富的成分。谢虹等人从DPPH自由基清除、ABTS自由基清除和Cu2+还原能力三个方面对茶黄素的体外抗氧化能力进行了测定[35]；许靖逸等人通过动物实验研究证实，茶褐素能提高小鼠血液中抗氧化酶如SOD、CAT的活性，增强机体的自由基清除能力，缓解电离辐射对小鼠造血系统和抗氧化系统造成的氧化损伤[36]。

2.4 茶多糖

茶汤具有丰富的口感，茶多糖在其中起着至关重要的作用。茶叶中的茶多糖（Tea Polysaccharide,TPS）是一种天然抗氧化剂，在降糖、减脂、抗衰老方面具有良好作用[37-38]。TPS是一种复合物，由许多具有生物活性且结构复杂的单糖组成，主要为阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖。受到外界环境刺的刺激时，体内活性氧产生增加，同时抗氧化系统受到破坏引起活性氧在体内的大量积累，从而加速衰老以及伴发多种疾病。丁世环等人[39]通过超声波辅助提取得到普洱茶中的TPS，后经过体外自由基清除实验当TPS浓度为3.2mg/mL时，能够显著清除羟自由基，最高可达到60%；当TPS的浓度为2.4 mg/mL时，对超氧阴离子自由基的清除最高能够达到53%。人体内存在着两个抗氧化防御系统，分别是酶类和非酶类，它们通过清除体内过多的ROS而维持机体自由基代谢的动态平衡，从而达到减缓氧化应激对机体带来的伤害[40]。在孙红梅的研究中[41]，20名优秀的中国运动员在赛前4周睡前冲服茶多糖饮料，训练后检测血液指标发现，血浆中的SOD、CAT、GSH和谷胱甘肽还原酶还原酶的水平均明显升高，而丙二醛的含量显著减少。这充分证明了TPS处理可显著提高机体抗氧化系统的活力，从而减轻由运动而产生的氧化应激。由此可见TPS具有较强的抗氧化活性，能够缓解氧化应激引起的衰老及其他症状。

2.5 茶氨酸

茶氨酸是茶叶中特有的一种游离氨基酸，是茶汤中呈现出甜味的主要原因，随着茶叶的发酵程度加深，其含量逐渐减少。茶氨酸又名N-乙基-L-谷氨酰胺，且茶叶中以L-茶氨酸为主，在体内经代谢可降解为L-谷氨酸和乙胺，谷氨酸进一步合成为GSH。GSH属于非酶类抗氧化系统的一员，它可以与自由基、重金属等鳌合，形成无害物质排出体外。GSH是一种小分子肽，直接涂抹于皮肤上可以透过细胞膜而被吸收，GSH的良好抗氧化活性使得其成为许多化妆品的热门成分。李成舰等人[42]对于茶氨酸的研究表明口服L-茶氨酸通过提高抗氧化相关因子（SOD、GSH、GSH-Px等）的活力，增强组织的抗氧化能力，减少氧化损伤。抗氧化作用是L-茶氨酸的主要生理活性，对于氧化应激所致的各种疾病如衰老[43-44]、药物损伤等具有良好疗效[45-46]。

3 展望

皮肤光老化不仅影响外貌美观，并且可能诱发多种皮肤疾病甚至皮肤癌。现有研究证明茶叶中的活性成分都具有很好的抗氧化作用，且各种实验模型都表明，茶叶成分能有效提高抗氧化酶SOD、GSH-Px的活力，加强细胞内过量自由基的清除，减少生物大分子过氧化，从而降低氧化应激产生的损伤。这些研究结果强有力的证实了茶叶具有抗皮肤光老化作用。但目前对于茶叶抗皮肤光老化的研究仍有一些不足，现有的研究大多集中于茶叶的水提物或醇提物，无法聚焦到茶叶中的某个成分，如果能够明确茶叶中的一种或几种活性成分对于皮肤光老化的防治作用，并诠释其作用机制，将会是一个新的研究热点。

茶叶是一种价廉易得的资源，深入开展茶叶抗皮肤光老化的研究，不仅能为紫外辐射和皮肤老化的预防和治疗提供新的研究思路，同时也为茶叶资源的充分利用提供了理论依据。从茶叶中提取具有抗皮肤光老化作用的活性成分，在饮食中添加茶叶来源的抗氧化剂，或是开发具有茶叶成分的皮肤光老化防治产品，都是预防皮肤疾病发生的重要手段。另一方面，茶叶来源于大自然，应用广泛，副作用较低，具有广阔的应用前景。