Kapsaisiini

Kapsaisiini (8-metyyli-N-vanillyyli-6-noneeniamidi) on paprikoiden sukuun (Capsicum) kuuluvien chilipaprikoiden sisältämä aktiivinen kemiallinen yhdiste, joka aiheuttaa polttavan tunteen nisäkkäiden kudoksissa. Yhdisteen nimestä käytetään joissakin lähteissä (esimerkiksi Biologian sanakirja) muotoa "kapsaikiini". Puhdas kapsaisiini on rasvaliukoinen, väritön ja hajuton kiteinen tai vahamainen yhdiste. Luonnossa kasvavissa chileissä kapsaisiini esiintyy E-muodossa. Kapsaisiinin Z-isomeeria eli tsukapsaisiinia (CAS 25775-90-0) valmistetaan synteettisesti ja sitä käytetään lääkkeiden valmistuksessa.

Luonnollinen tehtävä 

Chilipaprikat tuottavat kapsaisiinia ja muita sen kaltaisia kapsaisinoideja sekundaarimetaboliitteinaan luultavasti karkottamaan kasvinsyöjiä. Sen sijaan chilipaprikoiden siemeniä levittävät linnut eivät yleensä ole herkkiä kapsaisinoideille.

Kapsaisiineillä saattaa olla sienten kasvua torjuvia ominaisuuksia. Boliviassa tehdyt kenttähavainnot Capsicum chacoënse -lajilla, jonka kasviyksilöiden tuottamien marjojen kapsaisiinipitoisuus vaihtelee yksilöittäin olemattomasta tuntuvaan, osoittivat että 45 vuorokauden aikana yksikään kapsaisiinia tuottavan pensaan marja ei saanut sienitautia, kun 12 % kapsaisiinittomista marjoista sairastui. Kapsaisiini torjuu myös pikkujyrsijöiden yritykset päästä käsiksi kasvin siemeniin. Se ei kuitenkaan näytä haittaavan lehtiä ja versoja syöviä suuria kasvinsyöjiä.

Paprikoiden vihreissä osissa esiintyy myös emodiiniä, jota esiintyy kasveissa kasvinsyöjiä torjuvana aineena yleisemminkin. Sitä kuitenkin esiintyy paprikoilla samoina määrinä lajista riippumatta, kun taas kapsaisiini keskittyy vain tiettyjen lajien marjoihin. Tämä viittaa kapsaisiinin kehittyneen juuri marjojen ja siementen suojaksi.

Käyttö mausteena ja torjuntakeinona 
Chilimausteiden aiheuttama polttava tunne suussa aiheutuu kapsaisiinista. Chilillä maustettuja ruokia syödään erityisen yleisesti esimerkiksi Meksikossa, Intiassa ja Thaimaassa. Kirpeän ja tulisen maun antamisen lisäksi chilimausteet voivat parantaa ruoansulatusta, tuhota loisia ruoansulatuskanavassa ja suojata mahahaavalta sopivina annoksina. Mahahaavalta suojaava vaikutus on havaittu rottakokeissa. Lisäksi kapsaisiini lisää kehoa viilentävää hikoilua, mistä on hyötyä etenkin lämpimissä trooppisissa maissa. Toinen hyvin tunnettu kapsaisiinin käyttöalue on käyttö nk. paprikasumuttimissa eli virallisesti OC-sumuttimissa vaikuttavana aineena kohdehenkilön vastarinnan murtamiseksi.

Vaikutusmekanismi 
Kapsaisiiniin liittyvät polttavat ja jopa kivuliaat tuntemukset johtuvat sen kemiallisesta interaktiosta aistihermosolujen kanssa. Vanilloideihin kuuluvana aineena kapsaisiini sitoutuu reseptoriin, jota kutsutaan vanilloidireseptorin alatyyppi 1:ksi (VR1). Ionikanavareseptori VR1 kloonattiin ensimmäisen kerran v. 1997. VR1, joka stimuloituu myös lämmöstä ja fysikaalisesta hankauksesta, aiheuttaa aktivoituessaan kationeiden eli positiivisesti varautuneiden ionien (esimerkiksi kalsium- ja natriumionien) solukalvon läpäisyn lisääntymisen. Aktivoitumisen aiheuttama hermosolun depolarisaatio aiheuttaa hermoimpulssin välittymisen keskushermostoon. VR1-reseptoriin sitoutumalla kapsaisiini saa aikaan saman vaikutuksen kuin tulikuuma lämpö tai hankausvamma, mikä selittää kapsaisiinin aiheuttaman polttavan tunteen.

VR1-ionikanavareseptori kuuluu TRP (Transient Receptor Potential) -ionikanavareseptorien superperheeseen, joten sen pidempi merkintä on TRPV1. Monien TRP-ionikanavien on osoitettu olevan herkkiä eri lämpötila-alueille ja luultavasti niiden avulla lämpöaistimukset kyetään kokemaan. Kapsaisiinin ohella tunnetaan muitakin TRP-reseptorien kautta lämpöaistimuksen aiheuttavia aineita. Esimerkiksi kamferin aiheuttama lämpö- ja mentholin aiheuttama viileätuntemus tulevat saman reseptorisuperperheen kautta kuin kapsaisiinin, mutta reseptorialatyypit ovat erilaiset. Kamferi vaikuttaa pääasiassa TRPV3:een ja mentholi TRPM8:aan. Kamferin on osoitettu vaikuttavan myös TRPV1:een.

Lääkekäyttö 
Mausteena ja torjuntakeinona käytön lisäksi kapsaisiinia käytetään muun muassa ulkoisesti neuropaattisen kivun lievitykseen. Lääketieteellistä näyttöä kipua lievittävästä tehosta on muun muassa diabetekseen liittyvän hermoston sairauden eli diabeettisen neuropatian kipujen lievityksessä, ääreishermovamman jälkeisissä kivuissa ja vyöruusun jälkeisen hermokivun eli postherpeettisen neuralgian lievityksessä. Kapsaisiinia on kokeiltu myös muun muassa psoriasiksen, kutinan ja pehmytosareuman eli fibromyalgian hoidossa. Voimakas puhdasta kapsaisiinia sisältä paikallisesti käytettävä voide Zostrix on Suomessa erityisluvallinen lääke. 

Kapsaisiinia sisältäviä ulkoisesti käytettäviä lämmittäviä voiteita, geelejä ja linimenttejä käytetään myös erilaisten pienten kipujen tilapäiseen hoitoon, kuten lihas- ja nivelkipujen lievitykseen, nivelrikkoon liittyvien kipujen lievitykseen, selkäsärkyyn, venähdyksiin ja nyrjähdyksiin. Lisäksi lämmittävän vaikutuksen omaavia kapsaisiinilinimenttejä, -geelejä ja -voiteita käytetään lihaksien hoitoon, lämmitykseen ja rentoutukseen, lihasvenähdysten ehkäisyyn urheilusuorituksissa ja vilkastuttamaan ääreisverenkiertoa. Vapaasti saatavissa paikallisesti käytettävissä kapsaisiinivalmisteissa käytetään vaikuttavana aineena usein Capsicum oleoresiiniä eli chilipaprikoiden kuivattujen kypsien hedelmien alkoholiuutteita, jotka sisältävät kapsaisiinin lisäksi kemikaaleja, jotka heikentävät puhtaan kapsaisiinin vaikutuksia.

Antioksidanttinen ja antimikrobinen vaikutus 
Kapsaisiinissa on todettu kiistatta useiden tutkimusten avulla olevan antimikrobisia ja antioksidanttisia vaikutuksia. Kapsaisiini olisi siis hyvä säilöntäaine ruoassa, koska se estää bakteerien kasvua. Käyttöä kuitenkin rajoittaa tulisuus, jonka monet kokevat epämiellyttäväksi. Myös tulehdusta hillitsevä vaikutus on havaittu.

Kapsaisiinin energiankulutusta lisäävä vaikutus 
Chilipaprikoiden syömisen on todettu lisäävän rasvojen hapettumista ja ruokailun jälkeistä energiankulutusta. Myös ruokahalu vähenee chilin syömisen seurauksena. Beeta-adrenoreseptorien stimulaation on arveltu välittävän syömisen jälkeisen energiankulutuksen kasvun.

Kipuja poistava vaikutus 
Iholle levitetty kapsaisiini aiheuttaa hetkellisen kipuhermojen herkistymisen, mitä seuraa kalsiumin liikkeitä säätelevien kipuhermopäätteiden vetäytyminen alueelta. Kipuhermopäätteet kasvavat kuitenkin takaisin viikkojen tai kuukausien sisällä.

Kapsaisiinin neurogeenista kipua poistava vaikutus perustuu erään yhdeksänkymmenluvulla julkaistun tutkimuksen mukaan aistihermopäätteen reseptorien stimuloitumisesta johtuvaan hermoston välittäjäaineiden ja etenkin kivunvälittäjäaine neuropeptidi substanssi P:n vapautumiseen ja niiden loppuun kulumiseen, kun hermopäätteitä altistetaan kapsaisiinille usein ja tarpeeksi pitkään. Substanssi P aiheuttaa kipusignaalin kulkeutumisen keskushermostoon ja vapauttaa tulehdusta tuottavia entsyymeitä. Kun substanssi P:tä on kipualueella vähemmän, neurogeeninen tulehdus lievittyy ja kipusignaalit aivoihin vähentyvät. Hermosolujen toiminta palautuu kuitenkin ennalleen, jos kapsaisiinin käyttö lopetetaan. Vaikka kapsaisiini onkin sopivalla pitoisuudella ja annostuksella kipusignaaleja estävä aine, suurilla annoksilla se vaikuttaa neurotoksisesti eli hermosoluja vaurioittavasti. Solutuhon mekanismeina ovat osmoottinen tuho ja soluun virtaavan kalsiumin aiheuttama proteaasientsyymien aktivoituminen.

Vuonna 2019 julkaistun kaksoissokkokokeen tuloksena oli, että kapsaisiinihoidon teho polven  kävellessä ilmaantuvaan nivelrikkokipuun lisääntyi voimakkaasti ensimmäisen neljän käyttöviikon aikana, mutta alkoi heiketä 17 käyttöviikon jälkeen. Yksiprosenttinen voide tuotti parhaan tehon viikkojen aikana keskimäärin noin 4,3 pykälän kivunlievityksen 10-pykäläisellä kipuasteikolla arvioituna. Osa hoitovaikutuksesta perustui kuitenkin itse voitelutapahtumaan, koska plasebovoidekin tuotti noin 3 pykälän kivunlievityksen. Pykälävähenemän aikaansaamaa kokonaistehoa on vaikea arvioida, koska tutkimusraportissa ei ilmoitettu, mikä oli kivun keskitaso ennen hoidon alkua.

Katso myös 
 Chili
 Kapsaisinoidit
 Paprikasumutin
 Scovillen asteikko
 Tsukapsaisiini, C18H27NO3, kapsaisiinin cis-isomeeri, CAS-numero 25775-90-0

Lähteet

Viitteet

Aiheesta muualla 
Toni Rantaniitty, Chilin kemiaa: Kapsaisiini ja sen johdokset, Kandidaatintutkielma, Helsingin yliopisto, Kemian laitos, 3.1.2013 (pdf)
Terveysportti, metatesaurus: Kapsaisiini
PubChem: Capsaicin 
Human Metabolome Database: Capsaicin 
Toxin and Toxin Target Database (T3DB): Capsaicin 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Capsaicin 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Zucapsaicin 
ChemBlink: Capsaicin 
ChemBlink: (Z)-Capsaicin 
Liber Herbarum II: Luettelo kapsaisiinia sisältävistä kasveista
Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Capsaicin 

Alkaloidit
Amidit
Seulonnan keskeiset artikkelit