Rola katechin herbacianych i kofeiny w odniesieniu do metabolizmu energetycznego

Otyłość jest wynikiem braku równowagi między poborem energii (EI) a wydatkiem energetycznym (EE). Zatem dwa sposoby leczenia otyłości to zmniejszenie EI lub zwiększenie EE. Bioaktywne składniki żywności wpływające na metabolizm energetyczny, m.in. EE, utlenianie tłuszczu, sytość i EI mogą pomóc ludziom skutecznie kontrolować lub zarządzać swoją wagą. Zielona herbata, jeden z najczęściej spożywanych napojów na świecie, może mieć korzystny wpływ na leczenie otyłości.

Zielona herbata jest wytwarzana z liści gatunku Camellia sinensis z rodziny Theaceae. Zielona herbata to produkty niesfermentowane/utlenione, w przeciwieństwie do czarnej herbaty, która jest w pełni sfermentowana/utleniona. Zielone herbaty zawierają duże ilości katechin i kofeiny, które uważa się za aktywne składniki wpływające na metabolizm energetyczny. EGCG jest najbardziej rozpowszechnioną katechiną i poświęcono jej najwięcej uwagi (Yang i in., 2000). Kofeina stanowi około 3 do 5% suchej masy zielonej herbaty (Dufresne i in., 2001, Yang i in., 2000). Powszechnie przyjmuje się, że spożycie kofeiny wiąże się ze wzrostem EE (Astrup i in., 1990), podczas gdy niedawno odkryto związek między katechinami a metabolizmem energetycznym.

W badaniu przeprowadzonym przez Dulloo i wsp. (1999) dziesięciu zdrowych mężczyzn przydzielono do 3 kuracji: 1) ekstraktu z zielonej herbaty zawierającej 150 mg/dzień kofeiny i 270 mg/dzień EGCG, 2) kofeiny (150 mg/dzień) lub 3 placebo. Spożycie ekstraktu z zielonej herbaty (przyjmowanego z każdym posiłkiem) zwiększyło 24-h EE o 4% (328 kJ), odzwierciedlając jego stymulujący wpływ na termogenezę. Badanie to wykazało również zmniejszenie współczynnika oddychania (RQ) podczas leczenia ekstraktem z zielonej herbaty, co sugeruje wzrost utleniania tłuszczu. Jednak Kovacs i in. (2004) nie odnotowali żadnych zmian w 24-godzinnym EE ani RQ po tej samej suplementacji kapsułkami z zielonej herbaty, co można wytłumaczyć różnym spożyciem kofeiny.

Niedawno dwa średniookresowe badania wykazały zwiększone utlenianie tłuszczów odpowiednio po 8 i 12 tygodniach suplementacji napojem zawierającym katechinę z herbaty (Ota i in., 2005, Harada i in., 2005). Ponadto Nagao i in. (2005) wykazali, że dzienne spożycie napoju herbacianego zawierającego 690 mg/dzień katechin przez 12 tygodni zmniejszyło powierzchnię tkanki tłuszczowej o 8% w porównaniu z grupą kontrolną. Tym samym katechiny mogą nie tylko promować EE, ale także nieznacznie redukować tkankę tłuszczową.

Zaproponowano kilka potencjalnych mechanizmów odpowiedzialnych za zmieniony metabolizm energetyczny i tłuszczowy. Dulloo i in. (1999) zasugerowali synergistyczną interakcję między katechinami i kofeiną dzięki współczulnie uwalnianej noradrenalinie (NA). Ponieważ wiadomo, że katechiny są zdolne do hamowania O-metylotransferazy katecholowej (COMT) (enzym rozkładający NA) (Borchardt i Huber, 1975), a kofeina do hamowania fosfodiesterazy międzykomórkowej (enzymy rozkładające cAMP indukowane przez NA), jest zasugerowali, że ekstrakt z zielonej herbaty, poprzez swoje katechiny, polifenole i kofeinę, skutecznie stymuluje termogenezę poprzez łagodzenie hamowania w różnych punktach kontrolnych wzdłuż osi NA-cAMP. Podsumowując, oczekuje się, że zarówno kofeina, jak i katechiny z herbaty będą zwiększać i/lub przedłużać stymulujący wpływ noradrenaliny na metabolizm energetyczny i lipidowy.

Przeprowadzono kilka badań na zwierzętach w celu wyjaśnienia mechanizmów przeciw otyłości ekstraktów z zielonej herbaty.

• Zwiększona β-oksydacja kwasów tłuszczowych w wątrobie u myszy po 4 tygodniach diety wysokotłuszczowej z suplementacją katechin z herbaty (74% EGCg, 18% ECg, 6% GCg, 2% inne) (Murase et al., 2002 i 4 tygodnie wysokotłuszczowe dieta z suplementacją EGCg (Klaus i in., 2005). Z drugiej strony, katechiny z herbaty nie zmieniły syntazy kwasów tłuszczowych (FAS), co może wskazywać, że dominującym wkładem jest symulacja utleniania kwasów tłuszczowych, a nie tłumienie lipogenezy (Murase i in., 2002).
• Modulowany apetyt i zmniejsza przyjmowanie pokarmu poprzez szlak niezależny od receptora leptyny (Kao i in., 2000)
• Dootrzewnowe podawanie EGCg może zmniejszać strawność diety, powodując zwiększone wydalanie lipidów z kałem (Klaus i in., 2005)
• Ekstrakt z zielonej herbaty (8% kofeiny i 25% katechin (~70% EGCg)) stymuluje termogenezę brunatnej tkanki tłuszczowej i wydatek energetyczny, co może wynikać z przedłużonego działania noradrenaliny (Dulloo i in., 2000).

Duże różnice w zawartości katechin i strukturach chemicznych występują podczas przygotowywania i wytwarzania produktów z zielonej herbaty, a zatem także między badaniami. EGCg jest najintensywniej badaną katechiną. Jednak biodostępność EGCg w osoczu jest niższa niż EGC i EG (Henning i in., 2004), co sugeruje, że katechiny niegalloilowane są lepiej wchłaniane niż galoilowane (Manach i in., 2005).

Ponadto nie wiadomo, czy epimeryzacja katechin zmienia wpływ na metabolizm energetyczny i tłuszczowy (Harada i in., 2005, Ota i in., 2005, Xu i in., 2004). Dlatego nie jest jasne, czy zgłaszane efekty wynikają z całkowitej ilości katechin, budowy chemicznej określonych katechin (np. epimeryzacja i galoilacja) i/lub zawartość kofeiny lub innych składników w mieszance.

Metody

Badanie jest 5-kierunkowym, krzyżowym, podwójnie ślepym projektem kontrolowanym placebo. W każdym dniu badania wydatek energetyczny i utlenianie tłuszczu są mierzone za pomocą kalorymetrii pośredniej przez 13 godzin w jednej z dwóch komór oddechowych całego ciała.