L-teanina | Camellia sinensis

1.1. Historia i pochodzenie

L-teanina jest związkiem chemicznym z grupy α-aminokwasów niebiałkowych, pochodną kwasu L-glutaminowego. Odkryta została przez japońskich badaczy w roku 1949, jako jeden ze składników herbaty chińskiej (Camellia sinensis), zaś w 1964 r. w Japonii zatwierdzono ją jako dodatek do żywności. Jest wytwarzana w korzeniach rośliny, skąd następnie transportowana jest do liści, w których jest akumulowana, stanowiąc do 3% ich suchej masy i ok. 50% występujących w nich aminokwasów. Pod wpływem światła słonecznego L-teanina przekształcana jest w polifenole. Dlatego też, aby zwiększyć zawartość tego aminokwasu, niektórzy producenci zielonej herbaty chronią rośliny przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych.

Herbata jest, oprócz wody, najczęściej spożywanym napojem na świecie. Zazwyczaj stosowana jest herbata czarna. W trakcie jej produkcji uaktywniane zostają zawarte w liściach enzymy przekształcające L-teaninę, a także katechiny i polifenole w inne związki. Proces ten nazywany jest fermentacją. Podczas wytwarzania zielonej herbaty liście po zebraniu są podgrzewane w celu unieczynnienia tych enzymów. Dlatego, pomimo iż te dwa gatunki herbat pochodzą z jednej rośliny, różnią się ostatecznym składem chemicznym i właściwościami, także zdrowotnymi.

Do lat 90. XX wieku produkcja L-teaniny była nieopłacalna ze względu na wysokie koszty jej ekstrakcji z liści C. sinensis i niewielką wydajność tego procesu. Jedyną dostępną metodą jej przyjmowania było więc wówczas picie naparu z zielonej herbaty. Dopiero w 1990 r. naukowcy z japońskiej firmy Taiyo Kagaku opracowali proces enzymatyczny wytwarzania tego aminokwasu. Jest on wprawdzie długotrwały – wytworzenie jednej partii zajmuje ok. 4 miesiące – ale, w przeciwieństwie do ekstrakcji, nie wymaga zużywania ogromnych ilości liści herbaty i pozwala na otrzymanie L-teaniny o jakości farmaceutycznej, o czystości powyżej 99%. Po standaryzacji procesu wytwarzania L-teaniny i otrzymaniu pozytywnych wyników badań nad bezpieczeństwem jej stosowania, aminokwas ten trafił na rynek pod nazwą Suntheanine. Ze względu na jej wysoką odporność na temperaturę i zmienne pH – pozostaje stabilna przez 5 minut w temperaturze 121°C oraz w pH od 3,0 do 6,6 – L-teanina może być stosowana jako dodatek do herbatek ziołowych, różnego rodzaju napojów, czekolad, puddingów, żelków, cukierków, gum do żucia i innych produktów spożywczych.

1.2. Klasyfikacja

L-teanina należy do substancji nootropowych, wpływa bowiem na aktywność mózgu oraz na gospodarkę neuroprzekaźnikową. Działa też neuroprotekcyjnie. Niektóre badania potwierdzają jej korzystny wpływ na układ sercowo-naczyniowy, a także aktywność antynowotworową.

1.3. Występowanie

L-teanina występuje przede wszystkim w zielonej herbacie produkowanej z liści herbaty chińskiej (C. sinensis) nie poddanych fermentacji. Ponadto aminokwas ten znaleźć można w dwóch spokrewnionych z herbatą gatunkach: kamelii japońskiej (Camellia japonica) oraz kamelii małej (Camelia sasanqua), a także w jadalnym grzybie – podgrzybku brunatnym (Xerocomus badius).

2.1. Wpływ na układ nerwowy

L-teanina jest rozpuszczalna w wodzie i bardzo dobrze wchłania się z przewodu pokarmowego, co potwierdziły liczne badania na zwierzętach. U szczurów jej maksymalne stężenie w osoczu pojawia się już po 30 minutach po spożyciu. Aminokwas ten posiada także zdolność do przekraczania bariery krew-mózg poprzez system transportu dużych obojętnych aminokwasów. W centralnym układzie nerwowym pojawia się w ciągu godziny od spożycia i pozostaje tam do pięciu godzin.

2.1.1. Aktywacja fal mózgowych α

Działaniu mózgu towarzyszą cykle aktywności bioelektrycznej, nazywane falami mózgowymi, badane za pomocą elektroencefalografu (EEG). Podzielone są one na kilka rodzajów, zależnie od częstotliwości:

• fale δ (0,5 – 3 Hz) – charakterystyczne dla głębokiego snu,
• fale θ (4 – 7 Hz) – charakterystyczne dla płytkiego snu i marzeń sennych,
• fale α (8 – 13 Hz) – charakterystyczne dla stanu relaksacji,
• fale β (13 – 25 Hz) – występujące w trakcie codziennej aktywności,
• fale γ (30 – 100 Hz) – towarzyszące funkcjom motorycznym, pojawiające się na ułamek sekundy przed wykonaniem ruchu.

Istnieją przesłanki wskazujące na to, iż L-teanina wywiera wpływ na aktywność bioelektryczną mózgu, promując fale α, zwłaszcza o częstotliwości 8 – 10 Hz, zwane falami α1.

Prowadzone były liczne eksperymenty z udziałem ochotników, najczęściej zdrowych osób w wieku 18 – 30 lat, mające na celu zbadanie tej właściwości L-teaniny. Aktywność ich mózgów była badana za pomocą EEG przed podaniem aminokwasu w celu zmierzenia wyjściowego poziomu niepokoju określanego za pomocą fal mózgowych. Po wypiciu wodnego roztworu zawierającego od 50 do 200 mg L-teaniny, uczestnicy pozostawali przez pewien czas w warunkach relaksacji. Następnie wykonywali serię testów wymagających aktywności intelektualnej, podczas których mierzono aktywność ich mózgów. We wszystkich badaniach obserwowano w płatach czołowych i potylicznych znaczący wzrost intensywności fal α pojawiający się w czasie 15 – 40 minut od przyjęcia L-teaniny. Towarzyszyło mu obniżenie częstotliwości rytmu serca, a także zwiększenie uwagi wzrokowej i poprawa czasu reakcji. Zaobserwowano też, iż większe zmiany występowały w przypadku osób, u których wyjściowy poziom niepokoju był wyższy.

2.1.2. Działanie antydepresyjne i przeciwstresowe

Istnieje wiele badań potwierdzających uspokajające i antydepresyjne działanie L-teaniny. U myszy po jej podaniu zaobserwowano obniżenie częstotliwości rytmu serca, a także spadek poziomu immunoglobuliny A oraz aktywności α-amylazy w ślinie. Redukcja tych parametrów, będących markerami stresu, może być efektem hamowania aktywności części współczulnej autonomicznego układu nerwowego lub też zmniejszenia pobudzenia neuronów w korze mózgu.

L-teanina stymuluje także wytwarzanie w obrębie hipokampa neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF, ang. Brain-Derived Neurotrophic Factor), który częściowo jest związany z antagonistycznym działaniem tego aminokwasu na receptory N-metylo-D-asparaginowe (NMDA), aktywowane przez glutaminian. Zaobserwowano, iż L-teanina jest akumulowana w neuronach glutaminergicznych, w których blokuje transport glutaminianu, zmniejszając w ten sposób stopień pobudzenia mózgu. Ponadto wykazano, że L-teanina zwiększa stężenie GABA w mózgu o niemal 20%.

Wykazano również, że u myszy L-teanina zapobiega hamowaniu neurogenezy w zakręcie zębatym hipokampa, które następuje wskutek wystawienia zwierząt na ciężki stres. Osłabienie neurogenezy jest dodatnio skorelowane z występowaniem zaburzeń zachowania u dorosłych osobników. Doustne podanie L-teaniny pozwala zmniejszyć nieprawidłowości behawioralne, a także normalizuje procesy powstawania nowych komórek nerwowych. Aminokwas ten reguluje również ekspresję pewnych genów w obrębie hipokampa i ciała migdałowatego, skorelowanych z występowaniem zespołu stresu pourazowego (PTSD, ang. Post-Traumatic Stress Disorder).

2.1.3. Poprawa pamięci

L-teanina może poprawiać funkcje poznawcze poprzez zwiększenie stężenia neuroprzekaźników takich jak dopamina, serotonina, glicyna i GABA. Ponadto stymuluje ona poziom ekspresji mRNA czynnika wzrostu nerwów w obrębie kory mózgu oraz hipokampa, a także normalizuje stężenie kortykosteronu i katecholamin w osoczu krwi. Jest to korzystne dla dojrzewania neuronów i rozwoju funkcji mózgu.

L-teanina poprawia także zdolność uczenia się poprzez eliminację nabytych zaburzeń pamięci, łagodzenie stresu oksydacyjnego oraz promocję fal mózgowych α. Badanie przeprowadzone na myszach wykazało, iż aminokwas ten pozwolił skrócić czas, jaki zajęła zwierzętom ucieczka z labiryntu oraz zmniejszyć ilość błędów w stosunku do grupy kontrolnej, przy czym zmiany były zależne od dawki. W homogenatach tkanki mózgowej zaobserwowano znacznie wyższą aktywność dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) oraz zmniejszoną zawartość malonylodialdehydu (MDA). L-teanina stymuluje także uwalnianie dopaminy przez neurony prążkowia (striatum), co także wpływa na pojawianie się fal mózgowych α oraz na zwiększenie uwagi i poprawę pamięci u osób cierpiących z powodu łagodnych zaburzeń funkcji poznawczych.

2.1.4. Działanie neuroprotekcyjne

Wyniki licznych badań wskazują, iż profilaktyczne podawanie L-teaniny zapobiega uszkodzeniom nerwów i poprawia funkcje neurologiczne poprzez redukcję skutków udaru mózgu, takich jak niedokrwienie i związane z nią toksyczne działanie glutaminianu. W normalnych warunkach jest on neuroprzekaźnikiem, odpowiedzialnym między innymi za napływ jonów wapnia do wnętrza neuronów. Jego nadmierna ilość jest wychwytywana przez komórki glejowe na drodze transportu aktywnego z wykorzystaniem ATP. Niedokrwienie związane jest z obniżeniem ilości ATP, więc glutaminian pozostaje dłużej w przestrzeni międzykomórkowej, stymulując otwieranie kanałów jonowych. Zbyt wysoka koncentracja kationów wapnia w komórkach nerwowych powoduje aktywację pewnych szlaków enzymatycznych oraz zwiększenie stężenia wolnych rodników. W konsekwencji prowadzi to do obumierania neuronów. L-teanina, ze względu na podobieństwo strukturalne do cząsteczek glutaminianu, działa jako antagonista jego receptorów, zapobiegając nadmiernemu napływowi jonów wapnia do wnętrza neuronów.

Działanie neuroprotekcyjne L-teaniny jest także związane z jej zdolnością do zmniejszania oddziaływania neurotoksyn oraz stresu oksydacyjnego. Przejawia ona też właściwości protekcyjne przeciwko chorobie Parkinsona i chorobie Alzheimera. Zmniejsza fragmentację DNA, a także hamuje apoptozę indukowaną przez neurotoksyny. Reguluje również wytwarzanie BDNF oraz neurotroficznego czynnika pochodzenia glejowego (GDNF, and Glial Cell-Derived Neurotrophic Factor). Hamuje spadek aktywności enzymów takich jak katalaza (CAT), dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) i dehydrogenaza bursztynianowa (SDH), a także zmniejsza uszkodzenia oksydacyjne komórek nerwowych.

2.2. Wpływ na układ sercowo-naczyniowy

L-teanina poprawia funkcjonowanie naczyń krwionośnych i zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób układu krążenia. Stymuluje także aktywność śródbłonkowej syntazy tlenku azotu (eNOS, ang. Endothelial Nitric Oxide Synthase), co skutkuje zwiększeniem wytwarzania tlenku azotu i rozszerzaniem naczyń krwionośnych. Jej działanie ochronne obejmuje także obniżenie poziomu cholesterolu w osoczu krwi, co jest istotnym czynnikiem w profilaktyce choroby wieńcowej serca, a także zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób sercowo-naczyniowych i mózgowo-naczyniowych. Wyniki badania przeprowadzonego na myszach wykazały, że suplementacja L-teaniną trwająca 16 tygodni znacząco obniżyła poziom brzusznej tkanki tłuszczowej, a także poziom cholesterolu w wątrobie i w osoczu krwi.

2.3. Działanie hepatoprotekcyjne

Nadmierne spożycie alkoholu powoduje uszkodzenia wątroby i wzrost poziomu wolnych rodników i nadtlenków lipidów, a także spadek aktywności peroksydazy glutationowej. L-teanina zwiększa aktywność dehydrogenazy alkoholowej i dehydrogenazy aldehydowej – enzymów kluczowych w metabolizmie etanolu – zmniejszając w ten sposób stopień uszkodzeń wątroby.

Wątroba jest także wrażliwa na działanie stresu, zwłaszcza przewlekłego. L-teanina zwiększa aktywność enzymów wątrobowych, takich jak CAT i SOD i zmniejsza poziom MDA. Poprawia też funkcjonowanie tego narządu oraz obniża poziom czynnika martwicy nowotworów α (TNFα). W badaniach na myszach wykazano ochronne działanie tego aminokwasu przed uszkodzeniami spowodowanymi przez tetrachlorek węgla (CCl4), obejmujące zmniejszenie reakcji zapalnej oraz hamowanie apoptozy hepatocytów.

2.4. Wpływ na układ odpornościowy

Starsi pacjenci łatwiej ulegają zakażeniu wirusem grypy, ponieważ z wiekiem intensywność odpowiedzi immunologicznej zmniejsza się. Udowodniono, iż spożywanie L-teaniny w połączeniu z innym aminokwasem, L-cystyną, zwiększa poziom przeciwciał IgG i IgM w osoczu krwi. Wyniki badania przeprowadzonego z udziałem ochotników w podeszłym wieku wskazują, iż doustne przyjęcie tych dwóch związków przed szczepieniem może zwiększyć odpowiedź immunologiczną w odpowiedzi na podane antygeny wirusa grypy. Ponadto aminokwasy te stosowane w okresie pooperacyjnym łagodzą stany zapalne występujące po resekcji żołądka, a także wspomagają powrót do zdrowia po zabiegu. Taka suplementacja pozwala także znacząco obniżyć spowodowane wysiłkiem fizycznym wahania aktywności komórek immunokompetentnych krwi.

2.5. Działanie przeciwnowotworowe

Wyniki wielu badań wskazują na to, że L-teanina wykazuje działanie przeciwnowotworowe zarówno in vitro jak i in vivo. Jednym z mechanizmów jest zwiększanie skuteczności leków, np. doksorubicyny. Ponieważ L-teanina hamuje biosyntezę białka transportującego glutation we wnętrzu komórki, zapobiega powstawaniu kompleksów tego tripeptydu i doksorubicyny. Usprawnia to transport cząsteczek leku do wnętrza komórki. W badaniu z wykorzystaniem myszy udowodniono także, iż L-teanina zwiększa działanie cisplatyny na komórki raka jajnika. Stymuluje ona także właściwości przeciwnowotworowe chlorowodorku irynoteksanu.