Влезте с вашето потребителско име и парола

Главно меню

Влезте с вашето потребителско име и парола

Ти си тук

  • У дома
  • Архив
  • Том 2, брой 1
  • Капсаицинът може да има важен потенциал за насърчаване на здравето на съдовете и метаболизма
  • Член
    Текст
  • Член
    информация
  • Цитат
    Инструменти
  • Дял
  • Отговори
  • Член
    метрика
  • Сигнали
  1. Марк F McCarty 1,
  2. James J DiNicolantonio 2 и
  3. Джеймс Х О'Кийф 2
  1. 1 Каталитично дълголетие, Encinitas, Калифорния, САЩ
  2. 2 Mid America Heart Institute, болница Сейнт Лука, Канзас Сити, Мисури, САЩ
  1. Кореспонденция на д-р Марк Ф Маккарти; markfmccartygmail.com

Резюме

Това е статия с отворен достъп, разпространявана в съответствие с лиценза Creative Commons Attribution Non Commercial (CC BY-NC 4.0), който позволява на другите да разпространяват, ремиксират, адаптират, надграждат тази работа с нетърговска цел и да лицензират своите производни произведения на различни условия, при условие че оригиналната творба е правилно цитирана и използването е некомерсиално. Вижте: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

потенциал

Статистика от Altmetric.com

Капсаицинът стимулира рецептора TRPV1

Преходният рецепторен потенциал ванилоид 1 (TRPV1) е мембранен рецептор, който, когато се активира, действа като неспецифичен катионен канал, позволяващ приток на калций. Ендогенните активатори на TRPV1 включват топлина, ниско рН и някои липидни метаболити; най-известният екзогенен активатор е фитохимичният капсаицин, отговорен за пикантността на чушките.1-3 Доколкото наномоларните концентрации на капсаицин могат да активират този рецептор (EC50 = 99 nM4), а капсаицинът се абсорбира ефективно, 5 достатъчно висок прием през устата капсаицинът може да индуцира системно активиране на TRPV1.

Малко проучвания са оценили клиничната фармакокинетика на перорално прилагания капсаицин.6 След остро поглъщане на 5 g богат на капсаицин екстракт от лют пипер, се наблюдава пиково ниво на серумен капсаицин от 8,2 nM след 45 минути; час по-късно капсаицин вече не се открива, вероятно поради бързия чернодробен метаболизъм.7 При мишки, на които е давана болусна доза от 10 mg/kg капсаицин - много по-висока от тази, която може да се очаква да се използва от хората - пиковата серумна концентрация е около 3 µM; след 8 часа капсаицинът не се открива в серума. Поради това е разумно да се очаква, че клинично поносимите приема на капсаицин ще постигнат серумни концентрации в наномоларния диапазон. Въпреки че капсаицинът може да инхибира определени чувствителни към напрежение калциеви канали с EC50 от 5 µM или по-висока, 8, 9, не изглежда вероятно този ефект да е по-устойчив при възможни перорални приема на капсаицин при хора.

TRPV1 се експресира от много ноцицептивни сензорни неврони и неговото активиране предизвиква усещания за болка. Въпреки това, масивният приток на калций от неврони, предизвикан от локално излагане на достатъчни концентрации на капсаицин, е потенциално цитотоксичен и предизвиква рефлекторно понижаване на активността на TRPV1.10 Следователно тези неврони стават по-малко чувствителни към ендогенните агонисти за TRPV1, което води до аналгезия., 12 Капсаицинови кожни лепенки понастоящем се използват клинично за локален контрол на болката

TRPV1 се експресира и от съдови ендотелни клетки, хепатоцити, адипоцити, гладкомускулни клетки, фибробласти, различни епители, Т клетки, мастоцити и от неврони и астроцити в мозъка и гръбначния стълб. 14 Следователно TRPV1 има потенциала да модулира функцията на тези клетки чрез повишаване на техните вътреклетъчни нива на калций (Cai). Понастоящем не изглежда да има доказателства, че феноменът на десенсибилизация, предизвикан от капсаицин в сензорните неврони, е свързан с тези други тъкани; не е отбелязано понижаване на експресията или функцията на TRPV1 във васкулатурата на новородени плъхове, които са били инжектирани с мощни дози капсаицин в продължение на 5 дни.

Капсаицинът може да увеличи експресията и активирането на eNOS

Въздействието на активирането на TRPV1 върху съдовия ендотел е от особен интерес, тъй като увеличаването на Cai е ключов медиатор на защитното въздействие на пулсиращия стрес при срязване и на аеробните упражнения върху ендотелната функция. Това повишаване на Cai действа бързо, за да стимулира активността на ендотелната азотна оксида синтаза (eNOS) чрез свързване на Ca 2+/калмодулиновия комплекс; в допълнение, Cai-медиираното активиране на AMPK и Sirt1 стимулира активността на eNOS, като модифицира неговото състояние на фосфорилиране и ацетилиране.16, 17 В дългосрочен план експресията на eNOS също се увеличава. Повишеният Cai действа за засилване на експресията и активността на специфичния за ендотела транскрипционен фактор KLF2 чрез сложна верига от събития, включващи активиране на Ca2 +/калмодулин-зависима киназа киназа-β и фосфорилиране надолу по веригата на AMPK, ERK2, HDAC5 и транскрипционния фактор MEF2 .18, 19 KLF2 от своя страна насърчава транскрипцията на eNOS, тромбомодулин и Nrf2-реагиращи антиоксидантни ензими и работи индиректно за потискане на транскрипцията на различни възпалителни протеини.20–24

Антихипертензивният ефект на диетичния капсаицин при плъхове, хранени със сол, може отчасти да отразява инхибиторен ефект върху задържането на натрий в бъбреците. В бъбреците епителът на събирателния канал на кората експресира TPRV1 и неговото активиране намалява функцията и експресията на епителните натриеви канали в тези клетки, което води до увеличена загуба на натрий в урината.33

Капсаицинът повишава експресията на UCP2 в определени тъкани

Доказано е също така, че активирането на TRPV1 увеличава експресията на разединяващия протеин 2 (UCP2) в ендотелните клетки, хепатоцитите и сърдечната тъкан.39–41 В сърцето този ефект може да бъде след увеличената експресия на PPARdelta, фактор, който се противопоставя на сърдечната хипертрофия и фиброза.41, 42 Следователно е установено, че диетичният капсаицин се противопоставя на сърдечната хипертрофия, предизвикана от диета с високо съдържание на сол при мишки - ефект, който не се наблюдава при TRPV1 нокаутиращи мишки.41 По отношение на UCP2, това функционира като митохондриален разединяващ протеин, когато митохондриален субстрат окислението е високо и образуването на супероксид е повишено; чрез намаляване на протонния градиент през вътрешната мембрана на митохондриите, UCP2 облекчава съпротивлението на електронния поток по дихателната верига и следователно намалява скоростта, с която електроните се шунтират до генериране на супероксид в комплекси I и III.43–45

UCP2 може да бъде от особена стойност, когато клетки, които са пропускливи по отношение на глюкозата - като съдов ендотел - са подложени на хипергликемия. При тези обстоятелства повишеното окисление на глюкоза в цикъла на Кребс има тенденция да стимулира генерирането на митохондриален супероксид, ефект, противопоставен на UCP2.46-48 При диабетични мишки, приложението на капсаицин облекчава съдовия оксидативен стрес и подобрява ендотел-зависимата вазодилатация - феномен, който не наблюдавано при нокаутиращи мишки на UCP2, които са станали диабетици.39 При мъжете с диабет е установено, че полиморфизмът в UCP2 промотора (-866G> A), свързан с повишена експресия на UCP2 в някои проучвания, е свързан със значително по-нисък риск от развитие на коронарна болест49 —Съвместим със защитното въздействие на експресията на UCP2 върху сърдечно-съдовия риск при диабетици.

Експресията на хепатоцити на UCP2 може да бъде защитна в контекста на безалкохолно мастно чернодробно заболяване. При тези обстоятелства повишеното окисление на мастните киселини в митохондриите допринася за оксидативния стрес, който играе посредническа роля при този синдром. Отделящата активност на UCP2 намалява това поколение супероксид и чрез увеличаване на скоростта, с която митохондриите могат да метаболизират мастните киселини, помага за смекчаване на излишъка от мастни киселини в хепатоцитите.50, 51 В действителност е установено, че богатите на капсаицин диети облекчават не -алкохолна мастна чернодробна болест при миши модели на това разстройство. 39, 52-индуцирана от TRPV1 индукция на PPARdelta вероятно играе роля в този ефект и може да бъде по-горе от индукцията на UCP2. 52-индуцираната от капсаицин индукция на UCP2 в хепатоцитите може да има потенциал като адювант към стратегиите за контрол на теглото, които се опитват да оптимизират контрола на глада, селективното окисление на мазнините и термогенезата чрез подобряване на ефективността на окисляването на чернодробните мастни киселини.53

Ефективност на капсаицина при метаболитен синдром

Благоприятните ефекти на капсаицин върху метаболитния синдром при мишки могат да бъдат медиирани отчасти чрез повишена секреция на глюкагон-подобен пептид-1 (GLP-1). В действителност е доказано, че стомашното приложение на капсаицин предизвиква повишена секреция на GLP-1 от стомашно-чревния тракт и повишава плазмените нива на този фактор.58 Този ефект липсва при TRPV1 нокаутиращи мишки. Повишеният приток на калций в чревните L клетки може да медиира това въздействие върху секрецията на GLP-1.

Как активирането на TRPV1 рецептора успява да увеличи експресията на различни регулаторни фактори - UCP2, PPARalpha и PPARdelta, LXRα - остава неясно; приливът на калций сам по себе си изглежда малко вероятно да медиира всички тези ефекти. Може би TRPV1 има отличителна микросреда, отразяваща афинитета на свързване с други протеини, така че инфлуксиращият калций има тенденция да активира преференциално определени калциево-свързващи протеини в тази микросреда. Възможно е също така, че някои от сигналните ефекти на TRPV1 са независими от притока на калций.

Термогенни и контролиращи апетита ефекти на капсаицин и капсиат

Друг интригуващ TRPV1-зависим ефект от поглъщането на капсаицин е активирането на кафява мастна тъкан. Активирането на TRPV1-експресиращи неврони в храносмилателния тракт изпраща сигнал към мозъка чрез вагусния нерв; това от своя страна предизвиква активиране на симпатиковите неврони, което е селективно за кафявите мазнини - т.е. сърдечната честота не се влияе.59, 60 Много клинични проучвания са оценили въздействието на поглъщането на капсаицин върху скоростта на метаболизма, дихателния коефициент и апетита; те стигат до заключението, че капсаицинът може умерено да увеличи енергийните разходи, като същевременно стимулира окисляването на мазнините (по-нисък RQ) и намалява апетита - ефекти, благоприятни за контрол на теглото.61, 62

Подобни ефекти се наблюдават при не-пикантен аналог на капсаицин, капсиат, който поради по-ниска стабилност не предизвиква болка в устната кухина и изглежда има ограничена системна наличност.59, 60, 63–65 Капсиат се намира в някои сладки чушки; той е много подобен по структура на капсаицин и може да активира TRPV1, с афинитет около една трета от този на капсаицин (EC50 = 290 nM) .4 Докато капсаицинът съдържа амидна връзка, която е относително стабилна, капсиатът съдържа естер, който е лесно разцепен; когато се прилага орално, интактният капсиат не успява да достигне орални експресиращи TPRV1 неврони, но успява да стимулира такива неврони по-ниско в стомашно-чревния тракт. След перорално приложение в порталната кръв не се появява непокътнат капсиат, но неговите продукти на хидролиза са откриваеми, което означава, че капсиатът се хидролизира по време на процеса на абсорбция.65 Следователно ефектите на капсиат, които се дължат на агонизма на TPRV1, изглежда се медиират чрез стимулиране на GI сензорни неврони.

Както капсаицинът, така и капсиатът могат да имат скромна полезност като добавки към програмите за контрол на теглото. Доказано е, че добавката с капсиат (9 mg дневно) в продължение на 12 седмици в двойно-сляпо проучване намалява коремната мастна маса спрямо плацебо, макар и в умерена степен.66 (През 12-те седмици групата на капсиатите загуби средно 0.4 кг тегло и 1 см обиколка на талията над постигнатото с плацебо - не е ефект от особено практическо значение, освен ако не продължи и се увеличава с течение на времето.) Не е изненадващо, че ефектите на капсаицин или капсиат върху термогенезата са най-забележими при хора, които имат откриваеми количества на кафява мазнина; 63, обаче, има някои доказателства, че продължителното поглъщане на тези агенти може да доведе до набиране на кафява мазнина при хората.67 Тези ефекти върху термогенезата са скромен по мащаб; изглежда няма съобщения за клинично значима хипертермия с поглъщане на капсаицин или капсиат.

Някои проучвания също така оценяват въздействието на оралния капсаицин или капсиат върху апетита и последващата консумация на храна в различни контексти. Констатациите от тези проучвания са противоречиви, въпреки че прегледът на тези проучвания от Ludy et al61 заключава, че в баланс консумацията на тези агенти има тенденция да намалява орексигенните усещания. В положителни проучвания пациентите, лекувани с капсаицин, съобщават за по-малко желание да консумират мазни храни, сладки храни, солени храни и храни като цяло и постигат по-голяма ситост след хранене. Също така понякога се съобщава, че консумацията на калории по време на следващи хранения намалява след консумация на капсаицин. Фактът, че капсиатният притъпен апетит в някои проучвания предполага, че тези ефекти се медиират от експресиращи TRPV1 неврони. Може да се каже, че капсаицинът в стомашно-чревния тракт задейства вагусен сигнал към центровете за регулиране на апетита в мозъка; обаче повишената секреция на GLP-1 може също да играе роля за въздействието на капсаицин върху апетита.

Въздействие върху стомашната патология

По ирония на съдбата много миряни са с впечатлението, че пикантните храни могат да причинят язви; напротив, има доказателства, че капсаицинът има тенденция да предотвратява и ускорява зарастването на стомашни язви.68–70 Този феномен отразява способността на капсаицин да инхибира секрецията на стомашна киселина, да стимулира секрецията на алкали и лигавици и да стимулира стомашния кръвен поток. Клинично проучване установи, че увреждането на стомашната тъкан и микрокървенето, индуцирани остро от поглъщане на индометацин или етанол, са притъпени, ако капсаицин се прилага едновременно.69 Тези открития подсказват предположението, че капсаицинът може да се използва като защитен адювант към нестероидното противовъзпалително лекарство терапия.69, 70 Ограничената епидемиология предполага, че стомашните язви могат да бъдат по-рядко срещани при етнически групи, които предпочитат пикантни храни.68

Съображения за дозировката

При гризачи се съобщава за големи метаболитни ефекти при приема на капсаицин в храната в диапазона от 0,01–0,02% от диетата. Ако човек яде (да речем) 400 g сухо тегло храна дневно, 0,01% от диетата ще съответства на 40 mg капсаицин. Пероралното приложение на капсаицин представлява клинично предизвикателство - много хора, особено тези, които не са приспособени към пикантна диета, не се радват на оралната болка, свързана с храни, свързани с капсаицин, и капсаициновите капсули могат да причинят GI дистрес при някои хора; последният ефект се смекчава донякъде чрез поглъщане на капсаицин капсули по време на хранене. Когато Lejeune et al77 са направили проучване, доброволците приемат 45 mg капсаицин три пъти дневно по време на хранене, 24% от тях изпитват значителен стомашен дискомфорт и им е позволено да намалят тази доза наполовина; този режим на дозиране обаче изглежда вероятно е по-висока доза, отколкото би била необходима за метаболитните ползи.

Проучване на здравния потенциал на капсаицин

Ползи за здравето от прилагането на капсаицин, предложени от предклинични и клинични изследвания