A kapszaicin elsősorban a paprikafélékben (Capsicum nemzetség) előforduló, azok csípős ízt adó hatásáért felelős alkaloid, melynek farmakológiai hatásai a fájdalomérző idegrostok ingerléséhez, működéséhez, továbbá a gyulladási folyamatokat kiváltó mechanizmusokhoz köthetők.Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, Medicina Könyvkiadó Zrt., Budapest, 7. kiadás, 2014. 593 oldal. Nevét a paprika anyanövény botanikai latin elnevezéséből (Capsicum annum) kapta.Issekutz B., Issekutz L.: Gyógyszerrendelés. Medicina Könyvkiadó, Budapest, 1979. 592. oldal.
Kapszaicin a konyhában A kapszaicin a paprika növény (Capsicum annum) termésének alkaloidja, mely legnagyobb koncentrációban a termés vastag erezetében (placenta) fordul elő. A kapszaicin égető, csípő érzést vált ki a nyelven, a száj nyálkahártyáján, a bőrön és a szembe kerülve egyaránt. A kapszaicinnel érintkező területeken erős vérbőség alakul ki, de a tünetegyüttes sohasem fokozódik akut gyulladássá. Bár a kapszaicin vízben rosszul oldódik, de még ez az alacsony koncentráció is elegendő mennyiség ahhoz, hogy a rendkívül érzékeny fájdalomérző idegvégződéseken és termoreceptorokon a hatás kialakuljon. A kapszaicin kötődése a fájdalomérző idegvégződésekhez kiváltja az égő fájdalom érzését, amely akkor is tovább tart, ha a kapszaicint eltávolítják. Ennek oka, hogy az idegvégződéseken olyan neurokémiai folyamatok indulnak be, amelyek a kapszaicin eltávolítása után is tovább működnek. Ezért nem sokat segít, ha vízzel lemossák vagy vízivással próbálják enyhíteni az égő fájdalom érzését.
A rendszeres kapszaicin fogyasztás (fűszer formájában is) fokozatosan érzéketlenné teszi a fájdalomérző idegvégződéseket a szájban, melynek eredményeként a csípős ízt kedvelők egyre kevésbé érzik kellemetlenül égetőnek az erős paprikát, vagy a csilit. A kapszaicin – mint az irritatív kémiai anyagok általában – reflexesen fokozza a nyálelválasztást és fokozza az emésztőnedvek termelését is. Ezek a reflexesen kiváltott szekréciós folyamatok azonban csökkennek, amikor a rendszeres fogyasztás miatt a fájdalomérző idegvégződések érzéketlenebbé válnak (deszenzibilizálódnak). A kapszaicin közvetlenül nem okoz sem gyomor-, sem patkóbélfekélyt, de az általa reflexesen kiváltott intenzív savtermelés már okozhat ilyen gondokat, ami igaz sok más fűszer fogyasztására is.Szekeres László: Orvosi gyógyszertan. Budapest, Medicina Könyvkiadó, 1980. 500. oldal
Történeti visszatekintés
bélyegkép|Jancsó Miklós (1903-1966) farmakológus
A kapszaicint első ízben P. A. Bucholz német gyógyszervegyész kristályosította 1816-ban paprikából, mely – a fennmaradt tisztítási eljárás leírása alapján – feltehetően nem volt homogén minta, és más kapszaicinoidokat is tartalmazott. Ezt követően 30 évvel később, 1846-ban L. T. Thresh már sikerrel izolálta tisztán a Capsicum család csípős hatóanyagát, és kapszaicinnek (capsaicin) nevezte el.Mauro Bortolotti: Red pepper: from the kitchen to the pharmacy. J. Gastrointestin. Liver Dis. 2013. 22: 253-256. A kapszaicin által kiváltott hatások vizsgálatát a 19. században a magyar kísérleti orvostudomány úttörő alakja, Hőgyes Endre kezdte el, aki 1878-ban publikálta ezzel kapcsolatos kísérleti eredményeit. Hőgyes feltételezte, hogy a kapszaicin szelektíven hat az érző (szenzoros) neuronokra, és azokat ingerelve fájdalmat vált ki. Ebben az időben a molekula szerkezete még nem volt ismert, ezért a farmakológiai hatás pontos mechanizmusára vonatkozó megállapításokra még várni kellett. A kapszaicin kémiai szerkezetét E. K. Nelson amerikai vegyész állapította meg 1919-ben.E. K. Nelson: The Constitution of Capsaicin, the Pungent Principle of Capsicum. Journal of the American Chemical Society, 1919. 41: 1115-1117. A molekula szerkezeti képletéből kiderült, hogy az a homovanilinsav származéka. A molekulát először 1930-ban E. Spath és F. S. Darling szintetizálta, visszaigazolva E. K. Nelson szerkezetre vonatkozó megállapítását.Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, Medicina Könyvkiadó Zrt., Budapest, 7. kiadás, 2014. 600. oldal.
Az 1950-es évek első felében Szegeden, Jancsó Miklós (1903–1966) farmakológus/fiziológus fedezte fel, hogy a – Hőgyes által leírt – fájdalomérző neuronok izgatása mellett a kapszaicinnel többször kezelt kísérleti állatok egy idő után elveszítik fájdalomérző képességüket, és nem reagálnak a fájdalmas ingerekre.Porszász J., Jancsó N.: Studies on the action potentials of sensory nerves in animals desensitized with capsaicine. Acta Physiol Acad Sci Hung. 1959. 16: 299-306. Ez a megfigyelés nemcsak farmakológiai érdekesség volt, hanem egy új módszer és lehetőség a fiziológusok kezében, amelynek segítségével a szervezet bonyolult neuronhálózatában azonosítani lehetett a fájdalomérző neuronokat. Jancsó korai halála után a vizsgálatokat a Szegedi Orvostudományi Egyetemen munkatársai folytatták.Gábor M. : Commemoration on the 100th birth anniversary of Miklós Jancsó, member of the Hungarian Academy of Sciences. Orv. Hetil. 2003. 144: 1789-1791. Kimutatták, hogy normális fiziológiás körülmények között a kapszaicinérzékeny idegrostokból a fájdalmas ingerek hatására olyan neuropeptidek szabadulnak fel, amelyek gyulladási folyamatok elindításáért felelősek.Jancsó-Gábor A., Szolcsányi J., Jancsó N.: Stimulation and desensitization of the hypothalamic heat-sensitive structures by capsaicin in rats. J Physiol. 1970. 208: 449-459. Később ezeket az anyagokat mint neuropeptideket (P-anyag, neurokinin A, CGRP ) azonosították.Wallengren J.: Vasoactive peptides in the skin. J. Investig. Dermatol. Symp. Proc. 1997. 2: 49-55.
A kapszaicin kémiai, fizikai tulajdonságai
A kapszaicin fehér színű, szagtalan, tapintásra ragadós por, vagy nem kellően tiszta formában kissé viaszos anyag, melynek olvadáspontja 62–65 °C. A molekula kémiailag stabil, hőnek, forralásnak, vagy fagyasztásnak ellenáll. A tárolást tiszta (kristályos) formában vagy oldott állapotban, de akár fűszerpaprikában, konyhai körülmények között is jól bírja.Erdey-Grúz Tibor: Természettudományi lexikon. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1967. 3. kötet, 541. oldal. Vízben rendkívül rosszul oldódik (0,0013 g/100 ml) de a rossz vízoldékonysága sem jelent akadályt abban, hogy hatását fűszerként kifejtse. A kapszaicinmolekula nitrogénatomja által biztosított alkalikus karaktere miatt savakban jól oldódik. Ugyancsak jól oldódik szerves oldószerekben, mint alkoholokban, éterben. A kapszaicin hosszú apoláris láncvége lipofil karaktert biztosít a molekulának, ami kiváló zsíroldékonysággal jár együtt.
Scoville-egység
Régen, a paprika kapszaicintartalmát biológiai úton, annak hígítással történő csípősségi küszöbszintje alapján határozták meg ízleléssel (Scoville-egység). Ezt az olcsó, de nagyon pontatlan, szubjektív mérési módszert a modern, hordozható analitikai eszközök ma már kiszorították a gyakorlatból.
A kapszaicin deszenzibilizációs hatása Ha farmakológiai vizsgálat során a kísérleti állatok (patkány, tengerimalac) fokozatosan emelkedő dózisban 8–18 alkalommal (sc. vagy ip. – azaz a bőr alá vagy hashártyába juttatva) kapnak izotóniás oldatban kapszaicint (összesen 12–60 mg-ot), akkor ez a kezelés teljesen érzéketlenné teszi az állatok érzékelő receptorainak nagy részét. Ezt a hatást a szaknyelv deszenzibilizációnak nevezi, ami azt jelenti, hogy az állatok teljesen érzéketlenné válnak nem csak a kapszaicinnel, hanem sok más izgató anyaggal szemben is. Az állatok nem érzékelik a nyelvükre helyezett kapszaicines oldat csípős hatását, és ugyancsak érzéketlenné válnak a bőrizgató és maró anyagok okozta fájdalommal szemben is. Teljesen megszűnik az érzékenységük a köhögést, tüsszentést, könnyezést vagy viszketést kiváltó anyagokkal, ingerekkel szemben. Ugyanakkor a mechanikai ingerekkel szembeni érzékenységük változatlan formában megmarad. Ez gyakorlatban azt jelenti, hogy a szemükbe cseppentett kapszaicines oldat, citromsav, ecetsav nem csípi az állatok szemét, de a cornea (szaruhártya) mechanikus izgatása során elhárító, védekező magatartást mutatnak. Szembetűnő változás áll be az állatok hőregulációjában is. A deszenzibilizált állatok hűvös helyen tartva érzékelik a hideget, fáznak, remegnek, szőrüket borzolják, és élettani értelemben anyagcseréjüket „fűtésre” állítják. Ugyanakkor testhőmérsékletüknél kissé magasabb hőmérsékleten tartva őket a meleget nem érzékelik, képtelenek a meleg ellen védekezni, ami a pusztulásukhoz vezet. A hőregulációjuk egyoldalú felborulása a hipotalamuszban található hőközpont tartós károsodásával magyarázható.A. Jancsó-Gábor, J. Szolcsányi, N. Jancsó: Irreversible impairment of thermoregulation induced by capsaicin and similar pungent substances in rats and guinea-pigs. 1970. 206: 495-507.
A hőérzékelés és a kapszaicin
Az emberi test perifériáján, a bőrben, az orr- és szájüregben, a garat falán, továbbá a végbél belső felületén termoreceptorok találhatók, amelyek az adott terület hőmérsékletét érzékelik. A központi idegrendszer hőszabályzó mechanizmusában résztvevő agyi területek a receptorokból származó ingerületek alapján szabályozzák a testhőmérsékletet. Bár a periférián a hőérzékelés pontszerű, melyben meleg- és hidegérzékeny pontokat (termoreceptorokat) lehet megkülönböztetni, ennek ellenére egy terület hőérzetét nem pontszerű felbontásban érzékeljük.
Hőmérséklet-érzékenysége alapján két termoreceptor-típus különböztethető meg. A hidegérzékelő receptorok hőérzékelő tartománya 10–40 °C közé esik, míg a melegérzékelők tartománya 30–45 °C közötti értéken található.Boron, W. F., Boulpaep, E. L.: Medical Physiology. Elsevier, 3. kiadás, 2012. 1198–1199.oldal, Az értékekből kitűnik, hogy a hőreceptorok érzékelési tartományai átfedik egymást.
A hőreceptorok működésének megértését az úgynevezett hőmérséklet-érzékeny TRP ioncsatornák felfedezése tette lehetővé a 20. század végén.Montell C, Rubin G. M.: Molecular characterization of the Drosophila trp locus: a putative integral membrane protein required for phototransduction. Neuron. 1989 2: 1313-1323. A csatornák a receptorokban a hőmérséklet-változás mértékétől függően nyílnak vagy záródnak, melynek eredményeként nagyfokú Ca2+-beáramlás történik a sejt belsejébe. A Ca2+-beáramlás fontos tényezője a receptorból az agy irányába kiinduló ingerület kialakulásának.Cesare P., Moriondo A., Vellani V., McNaughton P.A.: Ion channels gated by heat. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 1999. 96: 7658-6763. A TRP csatornáknak több fajtája ismert. Ezek némelyike nem csak a hőmérséklet változására, de endogén (belső eredetű) szöveti hormonokra, valamint exogén (külső eredetű) kémiai anyagokra is érzékeny. Ezek a kémiai anyagok hőmérséklet-változás nélkül is csatornanyitást provokálnak. A csatornákhoz nagy affinitással kötődő, és ott Ca2+-beáramlást előidéző anyagok egyik legismertebb képviselője a kapszaicin.
Azokat a TRP ioncsatornákat, amelyek képesek kapszaicint megkötni, vanilloid-1 receptornak (TRPV1), vagy némely esetben kapszaicin receptornak is nevezik.M. J. Caterina, M. A. Schumacher, M. Tominaga, T. A. Rosen, J. D. Levine, D. Julius: The capsaicin receptor: A heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature, 1997. 389: 816–824. Amikor kapszaicin jut a bőrre, a hőreceptorok TRPV1 típusú csatornái megnyílnak, és az adott hőmérséklettől függetlenül meleget jeleznek a központi idegrendszer felé. Ezt a „fals” meleget érzékeljük, mint az erőspaprika hatását a bőrön, az orr- és szájüregben, vagy a végbél belső felületén.
A fájdalomérzés és a kapszaicin