郴州绿茶对草酸钙结晶的调节作用.pdf

1湘南学院学报（医学版）2023 年 6 月第 25 卷第 2 期郴州绿茶对草酸钙结晶的调节作用郭海潮，吴志坚，段 磊，黄 灿，李至冬，周振样，罗浩楠，徐秋实，孙建明*（湘南学院第一附属医院泌尿外科，湖南 郴州 423000）摘 要：目的 探讨郴州不同品种绿茶对草酸钙结晶的调节作用，选取效果较佳的临床品种。方法 将郴州 37 种绿茶按照冲泡茶叶的用量分为高、中、低三种浓度（5 g、3 g、1 g），每组浓度浸提出前 3 次茶汤参与草酸钙结晶反应（实验组），并设置空白对照组（仅有超纯水参与的草酸钙结晶反应），运用 X 射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪检测反应后晶体中二水草酸钙的百分含量（K 值），视为对草酸钙晶体的调节程度，并比较两组二水草酸钙的百分含量以及实验组浓度、泡次和品种间 K 值。结果 低浓度绿茶与空白对照组的 K 值比较无统计学意义（P0.05），中、高浓度绿茶在任何泡次下与空白对照组均有统计学意义（均 P0.05），中、高浓度绿茶组浓度和泡次对 K 值有影响（H=20.424，P0.05).There were statistical differences between the medium and high concentration groups and the blank control group at any soaking time(P0.05).The concentration and number of times to brew tea in the medium and high concentration green tea groups had an impact on the K value(H=20.424,P0.05).No.33,No.36 and No.22 green tea had strong and stable regulation of calcium oxalate crystallization,and No.33 green tea had the strongest regulation ability in the high concentration group.The regulation ability of No.12 green tea in the medium concentration group was the 收稿日期：2023-04-06基金项目：郴州市技术研发中心资助（郴科发 2022 39 号）作者简介：郭海潮，男，医师。*通信作者：孙建明，男，主任医师，E-mail:。2Journal of Xiangnan University（Medical Sciences）Jun.2023 Vol.25 No.2中国人普遍喜欢喝茶，湖南是中国产茶大省，郴州市是全国茶叶种植最适宜区和优势产业带，也是湖南省茶叶规划发展的三个优质茶区之一。绿茶作为郴州市的主要加工茶类，在 11 个县（市、区）均有生产，全市茶园总面积达 2.55 万 hm2 1。绿茶成分中主要有茶多酚、茶氨酸、茶多糖、咖啡碱、草酸等物质，其中茶多酚是主要成分，占干重的 24%36%。有研究表明每日饮茶量 240 mL 和饮茶 20 杯/年可以有效降低肾结石疾病发生风险 2。尿石症是泌外系统中最为常见的疾病，结石的发生率在亚洲地区为 1%5%3，且世界范围内结石的发病率呈逐年上升趋势。我国属于结石高发国家，复发率也相对较高，自初次结石发作时起的前 5 年内，复发率可达 50%4。结石的成分复杂多样，最常见的结石类型是草酸钙（CaOx）结石，占所有种类的80%。CaOx 结石主要由一水草酸钙（calcium oxalate monohydrate，COM）和 二 水 草 酸 钙（calcium oxalate dihydrate，COD）这两种成分组成。在光学显微镜下，COM 和 COD 晶体在分子结构和形态外观上的特征具有差异性，但两者都具有与细胞黏附的晶面。与 COM比较，COD 的黏附晶面相对于整个表面积的比例更小，因此 COD 很难产生强大的晶体细胞黏附力 5，并且在排泄的尿液中能寻及微米级大小的 COD 晶体，这说明 COD 较少附着在肾乳头尖端的上皮细胞上，容易随尿液排出。近年来，许多研究发现 COM 晶体比COD 晶体能引起更多的细胞蛋白质组变化、更高的细胞死亡率和更强的结合能力，所以 COM 较 COD 是造成结石发生更危险的因素，因此促进 COD 的形成有助于减少结石的发生 6。虽然手术治疗在治疗尿石症中有着重要作用，但它并不能有效预防该病的复发。噻嗪类利尿剂、别嘌呤醇和枸橼酸盐等药物能起到预防结石复发作用，但长期服药的副作用明显。因此，寻找一种贴近人们生活并且有预防结石功效的饮品将成为防治结石的有效途径。本研究收集郴州市内 37种绿茶进行草酸钙体外结晶实验，采用 X 射线衍射和傅里叶变换红外光谱等方法，比较不同品种绿茶调节草酸钙结晶的能力。1 材料与方法1.1 仪器与试剂精密电子天平（梅特勒托利多有限公司）；恒温磁力搅拌器（旌斐仪器科技有限公司）；电热恒温水浴箱（上海跃进医疗器械有限公司）；电热鼓风干燥箱（康恒仪器有限公司）；抽滤器（欧迈科实验仪器有限公司）；离心机（赛默飞世尔科技有限公司）；X 射线粉末衍射仪（日本理学株式会社）；傅里叶变换红外光谱仪（日本理学株式会社）。草酸钠（Na2C2O4）、无水氯化钙（CaCl2）、溴化钾（KBr）、无水乙醇（C2H5OH）均为分析纯。1.2 茶汤的制备使用电子天平将 37 种绿茶各称取 5 g、3 g、1 g，分别置于干燥洁净的 100 mL 烧杯中并做好标记。然后向烧杯中加入 100 的超纯水 100 mL 进行第 1 次浸泡，浸泡 5 分钟后将浸泡好的茶叶用微孔滤膜抽滤器分离出茶汤和茶叶 7-8，将已浸泡过的茶叶用上述相同方式再次进行浸泡，分离出第 2 泡茶汤、第 3 泡茶汤，每组实验进行 3 次重复 9。1.3 CaOx 晶体的合成量取 20 mL 40 mmol/L Na2Ox 溶液和 20 mL 制备好的茶汤在离心管（50 mL）中混合，备用。量取 20 ml 制备好的茶汤移至 100 mL 烧杯中，向烧杯中加入 40 mmol/L CaCl2溶液 20 mL，将烧杯置于磁力搅拌器上加热至37 后恒温搅拌 5 分钟后，再迅速加入 Na2Ox 和茶汤的混合溶液 40 mL，继续 37 恒温搅拌 10 分钟 后，置于37 恒温水浴箱内，静置2小时后进行离心、干燥。1.4 晶体表征1.4.1 傅里叶变换红外光谱仪（fourier transform infrared spectrometer，FT-IR）检测 FT-IR 测试前，打开红外光谱仪进行预热，在红外灯下取适量干燥后的草酸钙晶体样本置于玛瑙研钵内，加入适量 KBr，顺时针方向将草酸钙混合物研细至无明显颗粒样，将研磨好的混合样品移入模具内，压片机将模具以 13 Mpa 压力进行加压，取出模具确保压片均匀、透亮，将压片固定在红外光谱仪样品架上，进行草酸钙晶体定性扫描 测量。1.4.2 X 射线衍射（X-rays diffraction，XRD）检测 测试前先将仪器打开预热半小时，测试参数设置为电压40 kV,电流 40 mA，扫描速度 10 秒/步。用无水乙醇将研磨物品等擦拭干净后，用风筒将其烘干，取适量干燥后的草酸钙晶体样本置于玛瑙研钵内研磨成粉末样，将研磨后的粉末转移至玻璃载玻片的中心凹槽strongest.Conclusion Green tea in Chenzhou has a regulatory effect on the calcium oxalate crystallization,which can mediate the conversion of calcium oxalate monohydrate to calcium oxalate dihydrate.Key words:Chenzhou;green tea;calcium oxalate;crystal3湘南学院学报（医学版）2023 年 6 月第 25 卷第 2 期1.6 统计学分析应用 SPSS 23.0 软件进行数据统计分析。对于非正态分布的计量资料以中位数和百分位数 M(P25P75)表示。多组实验组组间比较采用 Friedman M检验，多组实验组与空白对照组比较采用 Kruskal-Wallis H 检验方法，P0.05），中、高浓度绿茶在任何泡次下与空白对照组比较均有统计学意义（均 P0.05），说明只有中、高浓度的绿茶能抑制 COM 形成（表 1、表 2）。ABCABC4Journal of Xiangnan University（Medical Sciences）Jun.2023 Vol.25 No.2表 1 不同冲泡条件下的绿茶平均 K 值（%）茶叶编号5 g 1 泡5 g 2 泡5 g 3 泡3 g 1 泡3 g 2 泡3 g 3 泡1 g 1 泡1 g 2 泡1 g 3 泡190.4177.0058.8258.5732.8420.393.070.000.00287.0779.1369.0481.6833.589.362.530.000.00393.2580.9470.9190.2374.3938.7915.590.000.00495.9588.3481.1890.7273.0771.175.780.000.00591.4380.7524.0485.9766.6618.088.070.000.00690.1966.3625.1371.1146.2129.810.000.000.00793.7486.1784.1192.1476.3946.4567.690.000.00891.9382.2661.9987.8659.2959.3433.130.000.00989.2081.2444.2691.4076.3224.498.233.130.001090.0986.4776.5988.3678.4961.489.4911.910.001193.1989.1176.1386.3476.8573.046.918.770.001292.3086.3364.0487.4279.5441.897.936.756.3613100.0084.7566.6486.9171.1530.737.290.000.001497.7583.5917.7886.6970.0425.377.044.230.001583.5260.3912.0762.6511.282.906.930.000.001686.3423.2815.1848.454.9710.256.917.040.001794.7981.0470.2082.6061.2327.026.997.290.001895.5878.4619.3284.8028.5611.106.8513.270.001988.6477.7316.7679.9928.0814.697.326.890.002091.1185.2576.8478.5371.6931.356.647.130.002195.0183.8582.4188.3075.5433.908.678.730.002295.3289.7481.5983.9271.6814.347.176.770.002392.6385.7819.7479.1248.6921.326.797.270.002490.1283.4762.8470.4622.948.947.606.470.002595.8187.4580.0888.1368.4345.466.757.634.352695.1482.3712.2378.9725.139.089.398.540.002794.5485.2971.5286.5469.7643.698.166.700.002894.5975.3971.9284.1459.7046.437.836.380.002994.6881.9783.6886.2566.2142.209.086.560.003093.6881.9075.8584.4575.3451.728.098.590.003195.3979.3870.6188.7872.3444.9011.286.450.003295.7184.2876.0792.5269.2724.364.7610.373.303393.7791.8182.6992.2175.6929.114.600.000.003492.6787.7268.8281.6367.8426.360.000.000.003592.0979.4033.4180.1272.9520.450.000.000.003692.8385.3374.8088.2479.4825.870.000.000.003789.1326.2011.1177.1410.427.050.000.000.005湘南学院学报（医学版）2023 年 6 月第 25 卷第 2 期比较均有统计学意义（H=290.013，P0.0001），各组茶叶在不同泡次下 K 值有统计学意义（H=64.725，P0.0001）。茶叶浓度和泡次的交互作用对 K 值有影响（H=20.424，P0.05）。茶叶浓度的 H 值要远大于泡次的 H 值，说明茶叶浓度对草酸钙晶体调控能力的影响要强于冲泡次数（表 5）。2.4 不同品种绿茶调控草酸钙晶体能力比较通过评价模型计算结果得出调控草酸钙晶体最2.3 茶叶浓度和泡次对 K 值的影响在高、中浓度绿茶中，K 值中位数水平随泡次增加而降低且不同浓度之间均有统计学意义（P0.05）；比较泡次对 K 值的影响，结果显示浓度越高的茶 K 值中位数水平越大且不同泡次之间均有统计学意义（均 P0.01）（表 3、表 4）。高、中浓度组中，茶叶在不同茶叶浓度下的 K 值表 2 不同实验组与空白对照组的 K 值比较对照组K 值的 M（P25-P75）实验组K 值的 M（P25-P75）qP空白对照组0.00（0.000.00）高浓度 1 泡93.19（90.3095.07）4.4170.010.00（0.000.00）高浓度 2 泡82.37（79.2585.97）4.0690.010.00（0.000.00）高浓度 3 泡69.04(24.5876.36)8.4860.010.00（0.000.00）中浓度 1 泡85.97（79.5588.27）4.5340.010.00（0.000.00）中浓度 2 泡69.27（39.8974.86）3.8360.010.00（0.000.00）中浓度 3 泡27.02（16.3844.29）8.3700.010.00（0.000.00）低浓度 1 泡7.03（5.268.19）2.2670.070.00（0.000.00）低浓度 2 泡4.23（0.007.08）3.3130.010.00（0.000.00）低浓度 3 泡0.00（0.000.00）5.5800.01表 3 不同茶叶浓度下泡次与 K 值的比较茶叶浓度茶叶泡次K 值的 M（P25-P75）组间比较qP高浓度1 泡93.19（90.3095.07）1 泡 2 泡4.4170.012 泡82.37（79.2585.97）2 泡 3 泡4.0690.013 泡69.04(24.5876.36)1 泡 3 泡8.4860.01中浓度1 泡85.97（79.5588.27）1 泡 2 泡4.5340.012 泡69.27（39.8974.86）2 泡 3 泡3.8360.013 泡27.02（16.3844.29）1 泡 3 泡8.3700.01低浓度1 泡7.03（5.268.19）1 泡 2 泡2.2670.072 泡4.23（0.007.08）2 泡 3 泡3.3130.013 泡0.00（0.000.00）1 泡 3 泡5.5800.01表 4 不同泡次下茶叶浓度与 K 值的比较茶叶泡次茶叶浓度K 值的 M（P25-P75）组间比较qP1 泡高浓度93.19（90.30-95.07）高浓度中浓度4.0690.01中浓度85.97（79.55-88.27）中浓度低浓度4.4170.01低浓度7.03（5.26-8.19）高浓度低浓度8.4860.012 泡高浓度82.37（79.25-85.97）高浓度中浓度4.4170.01中浓度69.27（39.89-74.86）中浓度低浓度4.0690.01低浓度4.22（0.00-7.08）高浓度低浓度8.4860.013 泡高浓度69.04(24.58-76.36)高浓度中浓度3.6040.01中浓度27.02（16.38-44.29）中浓度低浓度4.6500.01低浓度0.00（0.00-0.00）高浓度低浓度8.2540.016Journal of Xiangnan University（Medical Sciences）Jun.2023 Vol.25 No.2中均能调节 CaOx 晶体向 COD 转化，并且减轻 CaOx对细胞氧化损伤导致的结石相关晶体的沉积，预防结石的发展；茶中的茶多糖（tea polysaccharides,TPS）也可以抑制结石形成，TPS 对受损的人肾近端小管细胞（HK-2）具有抗氧化和修复作用，可有效降低 COM对 HK-2 细胞的损伤，使细胞活性增强，线粒体膜电位增加，降低 COM 晶体对细胞的黏附 15；绿茶叶中富含咖啡因，它通过利尿作用降低尿液成石物质的饱和度，并且促使细胞内 Ca2+丢失来调节膜联蛋白A1 的表达，从而抑制 MDCK 细胞（远曲小管或集合管的细胞模型）的 COM 晶体结合能力，预防肾脏结石 形成 16。优茶叶为 33 号茶叶，其次为 36 和 22 号茶。由于有人喜好喝浓茶，有人喜好喝淡茶，图 3 提示，高浓度茶中33 号茶调控草酸钙晶体效果最佳，中浓度茶中为 12号茶（图 3、表 6）。3 讨论尿石症是最常见的泌尿系疾病，具有高发生率和高复发率特点，所以预防结石发生是泌尿工作者关注的重点。在快节奏生活下，改变饮食习惯和增加每日饮水量难以坚持，长期药物防石存在明显的副作用。然而饮茶既是部分国人的喜好，又是大众普遍所能接受的饮品，并且饮茶对人体有诸多益处，能够改善或预防多种疾病 12。此外，有大量研究 13-14 证实，绿茶具有防治结石的功效：绿茶当中的茶多酚在体内、外实验图 3 高、中（5 g、3 g）浓度绿茶 K 值柱状图表 6 绿茶调控草酸钙晶体能力的综合排序排序茶叶编号KiiMax排序茶叶编号KiiMax1331 828.5490.411 368.8620201 437.9491.111 060.642361 763.7687.071 321.7021171 403.7695.011 036.773221 715.6893.251 282.4322301 412.4695.321 034.05441 647.1395.951 215.3023101 417.5892.631 033.495131 623.6191.431 209.392431 404.9990.121 030.116141 609.2890.191 208.9325311 404.0195.811 029.397341 613.1493.741 205.5126231 375.6495.141 028.248321 570.7691.931 164.4827121 391.5794.541 018.749211 554.4189.201 148.2428241 359.3194.591 016.8810351 518.6790.091 139.252971 392.9794.681 005.041151 507.4193.191 130.9330281 320.6593.68967.2412111 537.8492.301 128.2031191 287.4295.39965.921321 488.86100.001 118.6132371 179.2695.71899.201491 491.5697.751 109.593311 196.1393.77888.6815261 457.4883.521 101.813481 220.0492.67880.8716251 480.0286.341 087.203561 154.5992.09857.9117291 475.5294.791 086.2936151 061.1992.83801.0018181 416.0495.581 065.253716781.1189.13584.4119271 444.2888.641 062.19表 5 不同茶叶浓度和泡次与 K 值的比较项目fHP茶叶浓度2290.0130.000 1冲泡次数264.7250.000 1茶叶浓度*冲泡次数420.4240.000 47湘南学院学报（医学版）2023 年 6 月第 25 卷第 2 期functional investigations J.Proteomics,2017,17(15-16):1700192.6 Sheng X X,Ward M D,Wesson J A.Crystal surface adhesion explains the pathological activity of calcium oxalate hydrates in kidney stone formation J.J Am Soc Nephrol,2005,16(7):1904-1908.7 张昊阳,王元秀.传统冲泡工艺对茶叶中茶多酚溶出的影响研究 J.中国果菜,2016,36(9):9-12.8 Leung L K,Su Y,Chen R,et al.Theaflavins in black tea and catechins in green tea are equally effective antioxidants J.J Nutr,2001,131(9):2248-2251.9 黄维,胡秀,周巧仪,等.不同冲泡条件对柑普茶品质的影响 J.农产品质量与安全,2022(4):12-17,41.10 Sanlier N,Atik İ,Atik A.A minireview of effects of white tea consumption on diseases J.Trends in Food Science&Technology,2018,82:82-88.11 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能力较强且稳定。但个人饮茶喜好有差异，所以优先推荐喜爱浓茶的人群可以饮用 33 号茶，口感稍淡的推荐饮用 12 号茶，对饮茶没有特殊喜好和忌口且泡茶浓度较随意的人群推荐饮用 33 号茶。虽然本实验以体外研究来鉴别出最佳的绿茶种类，与动物模型实验结果可能会存在一定差异，但结石的形成过程和人体的内环境是极其复杂的，结石具体形成机制仍有多种假说还未完全明确，但体外实验具有快捷、高效的优势。通过选取体外调节草酸钙结晶较佳品种的绿茶供人们饮用，为后期饮用绿茶预防尿石症的人群随访观察和找到预防结石效果更好的绿茶奠定基础。综上所述，郴州绿茶对草酸钙结晶形成具有调控作用，其机制可能是抑制 COM 形成。参考文献：1 周玲红,刘伟,谭吉慧,等.郴州市茶叶产业发展现状与建议 J.湖南农业科学,2021(1):70-73.2 Chen H Y,Wu J S,Chang Y F,et al.Increased amount and duration of tea consumption may be associated with decreasedrisk of renal stone disease J.World J Urol,2019,37(2):379-384.3 Sorokin I,Mamoulakis C,Miyazawa K,et al.Epidemiology of stone disease across the world J.World J Urol,2017,35(9):1301-1320.4 Turney B W,Reynard J M,Noble J G,et al.Trends in urological stone disease J.BJU Int,2012,109(7):1082-1087.5 Vinaiphat A,Aluksanasuwan S,Manissorn J,et al.Response of renal tubular cells to differential types and doses of calcium oxalate crystals:Integrative proteome network analysis and