绿茶对人类情绪、认知功能影响的研究进展

王慧 朱建兵 孙韦 常严 徐雅洁 吴振洲 易佩伟 杨晓冬

摘要：饮用绿茶不仅可以改善正常人的情绪和认知功能，还可以延缓认知功能退化，提高认知功能障碍患者认知水平。本文综述了绿茶及表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、L茶氨酸、咖啡因等有效成分对情绪和认知功能的作用和机制。

关键词：绿茶;EGCG;L茶氨酸;咖啡因;认知功能

茶多酚（TP）含量随茶叶发酵程度的增大而减少[1]，其在绿茶中的含量最高。儿茶素类化合物是茶多酚的主要成分，占绿茶干重的30%～42% 左右，其中65%为表没食子儿茶素没食子酸酯 （EGCG）。L茶氨酸和咖啡因在绿茶中的含量分别为4%～6%和3%～4%[24]。研究表明，饮用绿茶能显著提高警觉、注意、記忆等认知功能[56]。绿茶不仅能够提高正常人的认知功能，对神经退行性疾病的预防和治疗也具有积极作用，能够改善认知功能，例如降低阿尔茨海默小鼠和老年人的认知损伤[78]。绿茶成分对脑功能影响的神经和生物学机制研究对改善人类认知功能和脑疾病的预防及治疗具有推进作用，已有研究分别以绿茶茶水、绿茶提取物、EGCG、L茶氨酸、咖啡因以及L茶氨酸和咖啡因的混合物作为刺激物，研究其对情绪和认知的影响。本文对绿茶在情绪和认知方面的研究进展进行了综述。

1绿茶对情绪的影响

多数研究认为，绿茶及其有效成分具有舒缓情绪和缓解压力的作用。Okello 等[5]通过EEG和注意任务研究表明，饮用绿茶茶水30～60min后θ波显著增强，且具有更好的警觉和注意表现。在一项对40岁以上日本居民进行的大样本量调查研究中发现，长期饮用绿茶能够减小心理压力[9]。Scholey等[3]通过双盲交叉研究发现，EGCG能显著增强额中回和额内侧回α、β、θ波的活动，视觉模拟情绪量表结果表明，EGCG具有平静情绪和缓解压力的效果。Brown等[10]研究表明，肥胖病人经过8周EGCG处理后舒张压降低，快乐情绪得到改善。L茶氨酸在压力任务中能有效减少收缩压的升高，降低应激心率，降低紧张和焦虑[1112]。Ritsner等[13]对精神分裂症患者的研究表明，长期增加含L茶氨酸的药物治疗能有效缓解病人的焦虑情绪。绿茶有效成分单独使用和共同作用时对情绪的影响存在差异。Dodd等[14]研究发现，咖啡因能够改变注意任务表现，提高整体情绪评价，但是与L茶氨酸同时使用后对认知和情绪的影响消失。L茶氨酸和咖啡因对情绪的共同作用存在争议，有研究认为两者的混合物能提高警觉，减少精神疲劳和头痛[1516]，也有研究认为L茶氨酸和咖啡因并没有提升被试警觉性[17]。

2绿茶对认知功能的影响

21绿茶提取物对认知的影响

绿茶对工作记忆有明显的改善作用。Borgwardt等[18]首先使用功能磁共振技术对绿茶进行研究，该研究选取处理工作记忆的关键脑区背外侧前额叶皮层作为感兴趣区，绿茶提取物使背外侧前额叶皮层在工作记忆任务中的激活显著增强，遗憾的是该研究并没有记录被试的认知行为表现。另一项功能磁共振研究表明，绿茶提取物提高被试在工作记忆任务中的表现，任务相关的右侧顶叶与额中回的连接增强[19]。

22L茶氨酸对认知的影响

L茶氨酸刺激虽然能增强前脉冲抑制和感觉门控，减少紧张和焦虑，但是也有研究显示其会导致头痛，恶化认知任务表现[16，20]。L茶氨酸和咖啡因混合对认知能力的影响具有更积极的效果。L茶氨酸和咖啡因混合物在注意转换任务中能够增强任务注意力、缩短反应时间，提高准确率[17，2122]，但警觉和多感官注意并没有明显改变[15]。同时，饮用L茶氨酸和咖啡因还能缩短数字工作记忆反应时间、提高快速视觉信息处理和句子验证的准确性、缩短词识别延迟时间[16]。

23咖啡因对认知的影响

咖啡因具有抑制运动学习能力、提升注意力的作用。Mednick等[23]研究认为，咖啡因在手指敲击任务中削弱了被试的运动学习能力。RackGomer等[24]的静息态功能连接研究证明了这一点，咖啡因降低了运动皮层的bold连接。在Mclellan等[25]的研究中，随着咖啡因剂量的升高，警觉性、警惕、注意力和反应速度明显改善，但记忆和判断、决策等高级执行功能没有得到一致改变。Owen等[21]研究发现，在执行注意切换任务时，被试的警觉性和精确度分别在饮用咖啡因60、90min后得到改善。咖啡因和L茶氨酸混合作用60min后，被试在注意切换任务中的速度和精确度同时得到改善，被试在记忆任务中对干扰信息的敏感度降低。

24绿茶对认知功能障碍的影响

绿茶对认知功能退化和认知障碍具有一定的积极作用。饮用绿茶能够降低老年人功能退化，并且与日常饮茶量具有相关性[26]。长期饮用绿茶的老年人在记忆、执行功能、信息处理速度方面具有更好的表现[27]。Kuriyama等[7]研究证实，饮用绿茶能够降低认知障碍的风险比。在Park等[6]的研究中轻度认知障碍患者每天2次食用绿茶提取物，16周后口头和视觉空间记忆以及注意得到增强。唐氏综合征患者接受EGCG处理12周后，其视觉记忆识别和社交能力得到明显提高[28]。长期使用含L茶氨酸的药物能够有效缓解精神分裂症患者的焦虑情绪[13]。但在一项针对20～69岁人群的研究中显示，饮用绿茶并没有改变被试的神经心理学和认知水平[29]。虽然多数研究证明绿茶对认知具有积极作用，但也有少数研究认为绿茶对认知没有影响。

3绿茶对情绪和认知作用的神经生物学机制

咖啡因通过对抗脑内的腺苷A1受体刺激中枢神经系统，这阻断了腺苷的抑制作用，包括膜电位超极化和抑制神经递质释放[30]。双特异性酪氨酸磷酸化激酶1A（Dyrk1A）过渡表达会导致唐氏综合征患者的神经认知损伤，血浆同型半胱氨酸是Dyrk1A的有效生物标志物，EGCG通过调节Dyrk1A的失活提高了唐氏综合征患者体内血浆同型半胱氨酸含量，改善患者认知功能[28]。

L茶氨酸能够增强枕叶、顶叶、额叶的α波活动，α波表示大脑处于清醒放松状态、具有创造力，在注意功能方面起着重要作用[31]。在对轻度认知障碍患者的治疗中，L茶氨酸显著增强了θ波在颞叶、额叶、顶叶和枕叶的活动，患者认知警觉性提高[6]。EGCG的情绪缓解作用主要与额中回和额内侧回的α、β、θ波的活动增强有关[3]。

绿茶成分通过改变脑区之间的功能连接改变情绪和认知表现。绿茶提取物通过增强背外侧前额叶皮层的激活、右侧顶叶与额中回的功能连接提高被试在工作记忆任务中的表现[1819]。咖啡因使DMN涉及更多的注意力网络，更多的纹外区域被整合到视觉皮层的功能连接性中，这可能与咖啡因提高警觉性有关[32]。咖啡因增强前额皮层和前扣带皮层在工作记忆任务中的激活，该脑区与执行和注意功能相关[33]。Klaassen等[34]的研究中，工作记忆编码时，咖啡因促使左右背外侧前额叶皮层激活增强，工作记忆维持时左侧丘脑激活降低。咖啡因对神经和血管都具有调节作用[35]，功能bold信号主要通过血液中氧含量的变化反映脑功能的改变。Tal等[36]对咖啡因影响bold信号的作用机制进行了研究，认为咖啡因引起的bold连接的改变主要反映神经活动的变化。Duikova等[37]用EEG与fMRI结合的方法证实咖啡因通过改变bold连接影响认知功能。

4结论

已有研究分别针对绿茶茶水、绿茶提取物、EGCG、L茶氨酸、咖啡因以及L茶氨酸和咖啡因的混合物进行了研究。各种成分对情绪和认知功能的影响既有相同之处又有所差别。绿茶茶水、EGCG和L茶氨酸分别对情绪产生积极影響，这些成分能够缓解心理压力，降低紧张和焦虑。相反，也有研究认为，L茶氨酸单独作用是会引发头痛，和咖啡因混合后则不会引发头痛，反而能够提高警觉，减少精神疲劳。多数研究认为，长期饮用绿茶茶水能够防止老龄化引起的认知功能退化，绿茶提取物对认知功能障碍患者的认知功能具有改善作用。少数研究具有反对意见，认为长期饮用绿茶对人的认知水平并没有影响。研究表明，在饮用绿茶成分的短时间内，被试的警觉性、注意力、工作记忆、视觉信息处理和运动学习能力都有可能受到影响。

绿茶对认知的影响是各种成分共同作用的结果[38]。绿茶的各种成分对认知的影响有一定差别，多数研究认为，绿茶可以改善认知，个别研究表明，绿茶抑制认知功能，因此绿茶各种成分单独使用和共同使用时对认知可能产生完全不同甚至相反的作用。对绿茶茶水的研究主要局限在认知的行为学研究，且多数研究以单一绿茶成分作为研究对象，天然绿茶成分在认知中的作用及机制有待进一步的研究。◇

参考文献

[1]Lin Y S，et alFactors affecting the levels of tea polyphenols and caffeine in tea leaves[J].Journal of Agricultural & Food Chemistry，2003，51（7）：18641873

[2]Nagle D G，Ferreira D，Zhou Y DEpigallocatechin3gallate（EGCG）：chemical and biomedical perspectives[J].Phytochemistry，2006，67（17）：18491855

[3]Scholey A，Downey L A，Ciorciari J，et alAcute neurocognitive effects of epigallocatechin gallate（EGCG）[J].Appetite，2012，58（2）：767770

[4]Chow H H S，Hakim I APharmacokinetic and chemoprevention studies on tea in humans[J].Pharmacological Research the Official Journal of the Italian Pharmacological Society，2011，64（2）：105112

[5]Okello E J，Abadi A M，Abadi S AEffects of green and black tea consumption on brain wave activities in healthy volunteers as measured by a simplified Electroencephalogram（EEG）：a feasibility study[J].Nutritional Neuroscience，2016，19（5）：196205

[6]Park S KA combination of green tea extract and Ltheanine improves memory and attention in subjects with mild cognitive impairment：a doubleblind placebocontrolled study[J].Journal of Medicinal Food，2011，14（4）：334343

[7]Kuriyama S，Hozawa A，Ohmori K，et alGreen tea consumption and cognitive function：a crosssectional study from the Tsurugaya Project 1[J].American Journal of Clinical Nutrition，2006，83（2）：355361

[8]Ng T，Feng L，Niti M，et alTea consumption and cognitive impairment and decline in older Chinese adults[J].Am J Clin Nutr，2008，88（1）：224

[9]Hozawa A，et alGreen tea consumption is associated with lower psychological distress in a general population：the Ohsaki Cohort 2006 Study[J].American Journal of Clinical Nutrition，2009，90（5）：13901396

[10]Brown A L，Lane J，Coverly J，et alEffects of dietary supplementation with the green tea polyphenol epigallocatechin3gallate on insulin resistance and associated metabolic risk factors：randomized controlled trial[J].Br J Nutr，2009，101（6）：886894

[11]Ai Y，Mao M，Murao S，et alEffects of Ltheanine or caffeine intake on changes in blood pressure under physical and psychological stresses[J].Journal of physiological anthropology，2012，31（1）：2831

[12]Kimura K，Ozeki M，Juneja L R，et alLTheanine reduces psychological and physiological stress responses[J].Biological Psychology，2007，74（1）：3945

[13]Ritsner MS，Miodownik C，Ratner Y，et alLtheanine relieves positive，activation，and anxiety symptoms in patients with schizophrenia and schizoaffective disorder：an 8week，randomized，doubleblind，placebocontrolled，2center study[J].J Clin Psychiatry，2011，72（1）：3442

[14]Dodd FL，et alA doubleblind，placebocontrolled study evaluating the effects of caffeine and Ltheanine both alone and in combination on cerebral blood flow，cognition and mood[J].Psychopharmacology（Berl），2015，232（14）：25632576

[15]Giesbrecht T，Rycroft J A，Rowson M J，et alThe combination of Ltheanine and caffeine improves cognitive performance and increases subjective alertness[J].Nutritional Neuroscience，2010，13（6）：283290

[16]Haskell C F，et alThe effects of Ltheanine，caffeine and their combination on cognition and mood[J].Biological Psychology，2008，77（2）：113122

[17]Einther S J，et alL theanine and caffeine improve task switching but not intersensory attention or subjective alertness[J].Appetite，2010，54（2）：406409

[18]Borgwardt S，Hammann F，Scheffler K，et alNeural effects of green tea extract on dorsolateral prefrontal cortex[J].European Journal of Clinical Nutrition，2012，66（11）：11871192

[19]Schmidt A，Hammann F，Wlnerhanssen B，et alGreen tea extract enhances parietofrontal connectivity during working memory processing[J].Psychopharmacology，2014，231（19）：38793888

[20]Ota M，Wakabayashi C，Matsuo J，et alEffect of Ltheanine on sensorimotor gating in healthy human subjects[J].Psychiatry & Clinical Neurosciences，2014，68（5）：337343

[21]Owen G N，Parnell H，Bruin E A D，et alThe combined effects of Ltheanine and caffeine on cognitive performance and mood[J].Nutritional Neuroscience，2008，11（4）：193198

[22]Kelly S P，GomezRamirez M，Montesi J L，et alLtheanine and caffeine in combination affect human cognition as evidenced by oscillatory alphaband activity and attention task performance[J].Journal of Nutrition，2008，138（8）：1572S

[23]Mednick S C，Cai D J，Kanady J，et alComparing the benefits of caffeine，naps and placebo on verbal，motor and perceptual memory[J].Behavioural Brain Research，2008，193（1）：7986

[24]RackGomer A L，Liau J，Liu T TCaffeine reduces restingstate BOLD functional connectivity in the motor cortex[J].Neuroimage，2009，46（1）：5663

[25]Mclellan T M，Caldwell J A，Lieberman H RA review of caffeine's effects on cognitive，physical and occupational performance[J].Neuroscience & Biobehavioral Reviews，2016，71：294312

[26]Tomata Y，Kakizaki M，Nakaya N，et alGreen tea consumption and the risk of incident functional disability in elderly Japanese：the Ohsaki Cohort 2006 Study[J].American Journal of Clinical Nutrition，2012，95（3）：732739

[27]Feng L，Gwee X，Kua E H，et alCognitive function and tea consumption in community dwelling older Chinese in Singapore[J].Journal of Nutrition Health & Aging，2010，14（6）：433438

[28]De l T R，De S S，Pons M，et alEpigallocatechin3gallate，a DYRK1A inhibitor，rescues cognitive deficits in Down syndrome mouse models and in humans[J].Molecular Nutrition & Food Research，2014，58（2）：278288

[29]Shimbo M，Nakamura K，Jing S H，et alGreen tea consumption in everyday life and mental health[J].Public Health Nutrition，2005，8（8）：13001306

[30]Dunwiddie T V，Masino S AThe role and regulation of adenosine in the central nervous system[J].Annual Review of Neuroscience，2001，24（24）：31

[31]Lardner A LNeurobiological effects of the green tea constituent theanine and its potential role in the treatment of psychiatric and neurodegenerative disorders[J].Nutritional Neuroscience，2014，17（4）：145155

[32]Wu W C，Lien S H，Chang J H，et alCaffeine alters restingstate functional connectivity measured by blood oxygenation leveldependent MRI[J].Nmr in Biomedicine，2014，27（4）：444452

[33]Koppelstaetter F，Poeppel T D，Siedentopf C M，et al Does caffeine modulate verbal working memory processes？ An fMRI study[J].Neuroimage，2008，39（1）：492499

[34]Klaassen E B，de Groot R H，Evers E A，et alThe effect of caffeine on working memory loadrelated brain activation in middleaged males[J].Neuropharmacology，2013，64（1）：160167

[35]Chen Y，Parrish T BCaffeine dose effect on activationinduced BOLD and CBF responses[J].Neuroimage，2009，46（3）：577583

[36]Omer T，Mithun D，ChiWah W，et alCaffeineinduced global reductions in restingstate BOLD connectivity reflect widespread decreases in MEG Connectivity[J].Frontiers in Human Neuroscience，2013，7（1）：63

[37]Diukova A，Ware J，Smith J E，et alSeparating neural and vascular effects of caffeine using simultaneous EEGFMRI：Differential effects of caffeine on cognitive and sensorimotor brain responses[J].Neuroimage，2012，62（1）：239249

[38]Mancini E，Beglinger C，Drewe J，et alGreen tea effects on cognition，mood and human brain function：a systematic review[J].Phytomedicine，2017，34：2637