Kapsaicin alkaloid iz ljute paprike

Kapsaicin ( 8-metil-N-vanilil-trans-nonenamid ) (CH3)2CHCH=CH(CH2)4CONHCH2C6H3-4-(OH)-3-(OCH3) je aktivni sastojak ljutih paprika.
Ime je dobio po rodu Capsicum, iz čijih plodova je ekstaktovan. Kapsaicin i nekoliko slicnih jedinjenja pripadaju grupi kaspacinoida i produkti su sekundarnog metabolizma papričica, čija je najverovatnija uloga odbrana od određenih herbivora i gljiva.

Istorija otkrića i sinteze kapsaicina:

• 1816. Christian Frederich Bucholz ekstakuje jedinjenje, iako ne u čistoj formi daje mu ime „kapsicin“ po imenu roda Capsiacum.
• 1876. John Clough Thresh izoluje gotovo čisto jedinjenje, i daje mu ime „kapsaicin“. 1898. Karl Micko, uspeva da izoluje čist kapsaicin
• 1919. E.K.Nelson određuje empirisku formulu kapsaicina. Doprinosi i otkrivanju hemijske strukture.
• 1930. E. Spath i S. F. Darling sintetišu kapsaicin
• 1961. Japanski hemičari, S. Kosuge i Y. Inagaki, iz ljutih paprika izoluju supstance slične kapsaicinu i nazivaju ih kapsaicinoidi.

Nemački farmakolog, Rudolf Buchheim, 1873, i mađarski doktor, Endre Hőgyes ustanovili su da „kapscisol”  (delimično čist kapsaicin), izaziva gorući osećaj kada dodje u kontakt sa mukoznim membranama, kao i da podstiče lučenje želudačnog soka.

Kapsaicin je najzastupljeniji kapsaicinoid u ljutim paprikama. Sledeći po zastupljenosti je dihidrokapsaicin. Uporedjujući ova dva jedinjenja sa ostalim kapsaicinoidima (nordihifrokacpaicin, homodihidrokapsaicin i homokapsaicin), dobija se vrlo čudan rezultat, naime, kapsaicin i dihidroksikapsaicin su duplo potentniji u reagovanju sa nervima,kada se koristi rastvor u kom je koncentracija kapsacinoida ista kao i u paprikama (razblažen rastvor), medjutim, ukoliko koristimo jako koncentrovan rastvor kapsaicinoida svaki od navedenih kapsaicinoida je podjednako potentan. Kapsaicin se najverovatnije sintetiše u interlokularnim septama ljutih papričica. Polazne supstance za sintezu kapsaicina su dve amino kiseline, fenilalanin i valin. Fenilalanin se transformiše u vanililamin, u putu fenil propanoida, a valin se transformiše u 8-metil-nonensku kiselinu, koja uz pomoć kapsaicin sintetaze sa vanililaminom gradi kapsaicin.

Biosinteza kapsaicina

Biosinteza zavisi od gena AT3, koji mora biti dekodiran acetiltransfrazom. Pored šest prirodnih kapsaicinoida, postoji i jedan sintetički, tkz Vanililamid n-nonanoične kiseline (PAVA), koji se koristi za odredjivanje relativne čistoće kapsaicinoida

Kapsaicin je u velikoj količini prisutan u placentalnom tkivu paprike (žilama, tkivu koje „drži“ semenke), takodje se nalazi u unutrašnjim membranama, mada, u mnogo manjim količinama, kao i u ostalim, mesnatim delovima ploda bliljka roda Capsicum. Semena ne sadrže kapsaicin, iako se najveća kolicina kapsaicina nalazi u tkivu za koje su one pričvršćene. Rasejavanje biljaka roda Capsicum vrše ptice, koje su savršeno opremljene za taj posao jer ne sadrže receptore za koje kapsaicin može da se veže, tako da ne dolazi do iritacije pri konzumaciji. Semena nesmetano prolaze kroz digestivini sitem ptice, i iz njega izlaze neostećene, tako da pri izbacivanju semena iz kloake ptica, seme, ukoliko su uslovi idealni moze da proklija, što nije slučaj sa sisarima, čiji digestivni enzimi narušavaju homeostazu semena, onemogućavajući njegovo klijanje po izlasku iz digestivnog istema (ukoliko seme uopšte u celini napusti digestivni sistem). Prirodna selekcija se na ovaj način pobrinula da biljka bude pojedena od strane životinja koje mogu da je raseju. Takođe, uloga kapsaicina nije samo u odvraćanju makroskopskih pretnji, već služi i kao zaštita od bakterija i gljiva. 2006.godine otkriveno je da tarantulin otrov pokreće istu reakciju, aktivirajući nociceptore (slobodne nervne završetke koji registruju bol), baš kao i kapsaicin, i to je prvi put da biljka i životinja imaju isti mehanizam odbrane od sisara.

Medicinski aspekti kapsaicina

Kapsaicin ima i primenu u medicini. Koristi se za ublažavanje bolova kod neuralgija, artritisa, neuropatija, bolova u mišićima, išijasa. Može se koristiti i kod psoriaze, tako što smanjuje upalu i osećaj svraba. Prema istraživanjima na ljudima i životinjama, oralno korišćenje kapsaicina može da poveća produkciju toplote na kratko. Baš zbog ovakvog efekta, ugljeni hidrati se posle jela raspadaju, što dovodi do zaključka da se kapsaicin može koristiti pri regulaciji nivoa šećera u krvi. Naime, dalja istraživanja su neophodna kako bi se utvrdilo da li kapsaicin može biti korišćen kao lek protiv gojaznosti. Supstanca P, neuropeptid koji se otpušta pri delovanju kapsaicina, može da zaustavi dijabetes kod miševa. Kod ljudi, supstanca P, smanjuje lučenje insulina i uzrokuje povećava nivoa šecera u krvi. Kapsaicin se zapravo vezuje za protein TRPV1 koji se nalazi na membrani neurona koji reaguju na bol i toplotu. TRPV1 voltažno zavisni (jonski) kanal, koga aktivira povišena temperatura, a koristi se za prenos kalcijuma. Otvara se na temperaturi izmedju 37 i 45 stepeni celzijusa . Kada se kapsaicin veže za TRPV1, kanali za kalcijum se otvraju na temperaturi nižoj od 37o, i baš zbog toga se stvara osećaj toplote. Dužim aktiviranjem ovih neurona dolazi do iscrpljivanja presinaptičke supstance P, jednog od neurotransmitera za bol i toplotu. Neuroni koji ne sadrže TRPV1 ne mogu da reaguju na kapsaicin.
Kapsaicin u svojoj strukturi sadrzi vanilil grupu, koja se vezuje za vaniloid receptore podtipa 1 (VR1). Ovi receptori imaju jonski karakter, što znači da su zatvoreni za sve molekule koji se nalaze u međućelijskom prostoru, osim za odredjene jone. Ovaj receptor može da aktivira i toplota, pri čemu se voltažno zavisni kanal otvara, izazivajući nalet katjona u ćeliju, menjajući joj potencijal. Kada dodje do depolarizacije (smanjenje potencijala sa oko -90mV u stanju mirovanja na -45mV), ćelija teži da se vrati u stanje ravnoteže, te se katjoni prenose duž nerva, dok se ćelijska membrana polako repolarizuje. U stvari, dolazi do nastanka akcionog potencijala, koji nosi informaciju o bolu do mozga. Krajnji rezultat je hemijska imitacija osećaja pečenja, jer su neuroni preplavljeni kalcijumom, i nisu u mogućnosti da prijave bol duži vremenski preiod. Hroničnim izlaganjem kapsaicinu, neuroni postaju osiromašeni neurotransmiterom, što dovodi do smanjenja osećaja bola i upale. Kada se kapsaicin ukloni, neuroni se oporave.

Američka asocijacija za istraživanje raka, sprovela je istarživanje u kome je dokazano da kapsaicin može da uništi ćelije raka prostate, indukujući apoptozu (ćelijsku smrt). Istraživanja su obavljena na ljudskom tumoru prostate, koji je uzgajan u miševima, i pokazalo se da su se tumori tretirani kapsaicinom smanjili za petinu, u poredjenju sa onim koji nisu tretirani nikakvim sredstvom. Takodje, istraživanja Notingemskog Univerziteta, pokazuju da kapsaicin izaziva apoptozu humanih ćelija raka pluća. Postoje istaživanja u Japanu i Kini, čiji rezultati ukazuju na to da kapsaicin deluje kao inhibitor rasta ćelija koje su odgovorne za nastanak leukemije. Kapsaicin je glavni sastojak suzavca, koji kada dodje u konatkt sa kožom, posebno očima, dolazi do pojačanog lučenja suza, bola, konjuktivitsa, i mukoznim membranama, izaziva jak bol, a udisanje čestica ovog spreja otežava disanje. U velikim količinama, kapsaicin je letalan. Simptomi predoziranja kapsaicinom su otežano disanje, koža koja dobija plavičastu boju i konvulzije. Medjutim, količina koja je potrebna da ubije čoveka, mnogo je veća od one koja se nalazi u ljutim papričlicama, tako da je trovanje na ovaj način gotovo nemoguće.
Opasna su izlaganja čistom capsaicinu, jer mogu da dovedu do smrti. Letalna doza, dokazana na miševima, je 47.2 mg/kg. Konzumiranje velikih količina hrane, koja sadrži kapraicin, izaziva osećaj pečenja u ustima, i okolnim tkivima, takodje može da izazove i mučninu, povraćanje, abdominalan bol, i dijareju. Zbog bolnog-gorućeg efekta koji izaziva kada dodje u kontakt sa mukoznim memranama u sumoj duplji, ljute paprike, koje sadrže kapsaicin se koriste u ishrani. Najbolji način da se rešite ovakvog osećaja u ustima, nije vode, jer je kapsaicin hidrofoban, pa će ga voda samo ravnomernije rasporediti po ustima. Jedan od nacina za ublažavanja evefka ljutine u ustima je ispijanje hladnog mleka, ili hladnog 10% rastvora šećera. Ukoliko nista od ovog ne primenite, efekat će proći posle par sati.

Kapsaicin, kao i većina alkaloida, još uvek nije dovoljno ispitan, a smatra se da ima veliki potencijal, i da može da pomogne u rešavanju mnogih, prvenstveno zdravstvenih problema.

Nađa Golubović