Kapsaisin

Kapsaisin (8-metil-N-vanilil-6-nonenamid), Biber cinsine ait bitkiler olan acı biberlerin aktif bileşenidir. İnsanlar da dahil olmak üzere memeliler için tahriş edici ve nörotoksin kimyasaldır ve temas ettiği herhangi bir dokuda yanma hissi üretir. Kapsaisin ve birkaç ilgili alkaloid'e kapsaisinoidler denir ve muhtemelen belirli memelilere ve mantarlara karşı caydırıcı olarak acı biber tarafından ikincil metabolitler olarak üretilir. Saf kapsaisin hidrofobik, renksiz, çok acı, seffaftan mumsu katıya değişen bir bileşiktir.
Kapsaisin (8-methyl-N-vanillyl-6-nonenamide)((CH3)2CHCH=CH(CH2)4CONHCH2C6H3-4-(OH)-3-(OCH3)), acı biberin acı olmasını sağlayan maddedir.
İnsan dilinde bulunan kapsaisin reseptörleri (TRPV-1 reseptörleri), bu maddeden etkilenerek acı veya sıcak hissine neden olur. Kuşlar ve yılanlar gibi bazı hayvanlarda bu algılayıcılar olmadığından acıyı hissetmezler.
Doğal işlevi
Kapsaisin, büyük miktarlarda plasental dokuda (tohumları tutan doku), iç zarlarda ve daha az ölçüde Biber cinsindeki bitkilerin meyvelerinin diğer etli kısımlarında bulunur.
En yüksek kapsaisin konsantrasyonu tohumların eklendiği iç duvarın beyaz kısmındaki özde olmasına rağmen, tohumların kendileri herhangi bir kapsaisin üretmez.
Capsicum bitkilerinin tohumları çoğunlukla kuşlar tarafından dağıtılır. Kuşlarda TRPV1 kanalı, kapsaisin veya ilgili kimyasallara yanıt vermez (kuş ve memeli TRPV1, fonksiyonel çeşitlilik ve seçici duyarlılık gösterir). Kuşlar tarafından tüketilen acı biber tohumları sindirim sisteminden geçtiği ve daha sonra çimlenebildiği için bu bitki için yararlıdır, oysa memelilerde bu tür tohumları yok eden ve çimlenmelerini önleyen azı dişleri vardır. Bu nedenle doğal seçilim bitkinin dağılmasına yardımcı olmayan hayvanlar tarafından yenilme olasılığını azalttığı için kapsaisin üretiminin artmasına yol açmış olabilir. Kapsaisinin bir mantar önleyici madde olarak evrimleşmiş olabileceğine dair kanıtlar da vardır. Yabani acı biberleri enfekte ettiği ve dolayısıyla tohum canlılığını azalttığı bilinen mantar patojeni Fusarium, kapsaisin tarafından caydırılır ve bu şekilde dağılma öncesi tohum ölümlerinin bu biçimini sınırlar.
Belirli bir tarantula türünün (Psalmopoeus cambridgei, Trinidad chevron tarantula da denir) vanillotoksinli zehiri, aşağıdakilerle aynı ağrı yolunu harekete geçirir: hem bitki hem de hayvan anti-memeli savunmasında ortak yolun bir örneği olan kapsaisin tarafından aktifleştirilir.
Kullanım Alanları
Gıda
Kapsaisinin mukozalar ile temas ettiğinde neden olduğu acılık hissi nedeniyle, genellikle toz biber ve paprika gibi baharatlarla gıdaya lezzet veya doğal bir "acılık" hissi vermek için kullanılır. Kapsaisin, yüksek konsantrasyonlarda cilt veya göz gibi hassas bölgelerde yanma etkisine neden olur. Gıdaki acılık derecesi genellikle Scoville acılık ölçeği ile ölçülür.
Biber gibi kapsaisin baharatlı ürünler, Tabasco sosu ve Meksika salsa gibi acı soslar eskiden beri tüketilir. İnsanların kapsaisin alımından dolayı zevkli ve hatta coşkulu etkiler yaşamasına çok rastlanır. Kendilerini "chiliheads" olarak tanımlayanlar arasındaki insanlar bunu, kapsaisini topikal ağrı kesici etkisi yapan yerel reseptör aşırı yüklemesinden farklı bir mekanizma olan endorfinlerin ağrıyla uyarılan salınımına bağlar.
Gıda sanayinde sık kullanılan kapsaisin maddesi acı seven insanların tercihi olan gıdalarda, ekstra acılık vermek amacıyla da kullanılır.
Araştırma ve farmasötik kullanım
Kapsaisin, ağrıyı hafifletmek için topikal merhemler ve deriye uygulanan yamalarda (yakı) genelde %0,025 ile %0,1 arasındaki konsantrasyonlarda ağrı kesici olarak kullanılır. Artrit, sırt ağrısı, incinmeler ve burkulmalara bağlı kas ve eklem ağrıları'ın geçici olarak giderilmesi için genellikle diğer deri kızartıcı ilaçlarla (rubefacients) bileşiklerde krem şeklinde uygulanabilir.
Zona'nın neden olduğu post-herpetik sinir ağrısı gibi çevresel nöropati belirtilerini azaltmak için de kullanılır. Bu iyileştirici göstergenin (post-herpetik sinir ağrısına bağlı ağrı) idaresi için 2009 yılında hem ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) hem de Avrupa Birliği tarafından bir kapsaisin transdermal yama (Qutenza) tedavi edici olarak onaylandı. Qutenza'nın HIV nevraljide analjezik olarak kullanılması için FDA'ya müteakip bir başvuru ise reddedildi. 2017'de sınırlı kaliteli klinik çalışmaların incelemesinde, yüksek dozlu topikal kapsaisin (%8) ile kontrol (%0,4 kapsaisin) karşılaştırıldığında post-herpetik sinir ağrısı, HIV-nöropati ve diyabetik nöropati'den orta ila büyük ölçüde ağrıyı giderdiği bulundu.
Kapsaisin kremleri kaşıntıyı azaltmak için sedef hastalığını tedavi etmek için kullanılmış olsa da, kaşıntı tedavisi için topikal kapsaisin içeren altı klinik çalışmanın incelemesi etki kanıtının yetersiz olduğu sonucuna vardı. Kapsaisin LDL kolesterol seviyelerini orta düzeyde azaltır.
Obezite, diyabet, kanser ve kardiyovasküler hastalıklar dahil olmak üzere çeşitli insan bozukluklarında yutulan kapsaisinin rolünü belirlemek için yeterli klinik kanıt yoktur.
Kapsaisin, Capsicum sp. nin olgun kuru meyvelerinde bulunur ve etkindir. Capsicum annuum ile Capsicum frutescens tropikal bölgelerde yetişir ve Dünya'da yaygın olarak kültürü yapılır.
Kapsaisin maddesi sağlık alanında hem lokal bir analjezik olarak kullanılmakta hem de Türkiye'de Yakı adı verilen ve tüm dünyada sıklıkla kullanılan eski bir tedavi yöntemi olan ve ağrıları gidermeye yarayan, sıcak pflasterler alanında etken madde olarak kullanılır. Sadece bu alanlarda kullanımı ile sınırlı kalmayan medikal kapsaisin kullanımı özellikle römatizmal hastalıklar alanında da sıklıkla etken madde olarak kullanılır.
Cilde topikal olarak uygulanır, etkisi uygulandıktan sonra 4-6 saat içerinde meydana gelir. Küçük çocuklara uygulanmamalı, tahriş olmuş ciltlerde kullanılmamalıdır.
Biber gazı ve zararlılara karşı kullanımı
Kapsaisinoidler ayrıca isyan kontrolunda ve kişisel savunmada kullanılan biber gazı maddelerindeki aktif bileşendir. Sprey ciltle, özellikle gözlerle veya mukozalarla temas ettiğinde, etkilenen kişide ağrı ve nefes almada zorluk yaratır.
Kapsaisin ayrıca zararlıları, özellikle memeli zararlıları caydırmak için kullanılır. Tarla fareleri, geyikler, tavşanlar, sincaplar, ayılar, böcekler ve saldıran köpeklere karşı kapsaisin kovucular kullanılır. Öğütülmüş veya ezilmiş kurutulmuş acı biber kabukları, kuşların kapsaisine karşı duyarsızlığından yararlanarak kemirgenleri caydırmak için kuş yemlerinde kullanılabilir. Elephant Pepper Development Trust, biberleri bariyer ürünü olarak kullanmanın, kırsal Afrikalı çiftçiler için filleri mahsullerini yemekten caydırmak için sürdürülebilir bir yol olabileceğini iddia eder.
2006 yılında Journal of Environmental Science and Health Part B'de yayınlanan makale "Acı biber özü evlerde ve bahçelerde böcek kovucu formüllerin bileşeni olarak kullanılsa da, özün kapsaisinoid elementlerinin onun iticiliğinden sorumlu olup olmadığı açık değildir." diye belirtmiştir.
Aktif bileşen olarak yalnızca kapsaisin kullanan ilk pestisit ürünü, 1962'de ABD Tarım Bakanlığı'na tescil edildi.
Piyasada satılan ve siviller tarafından da herhangi bir belge olmaksızın satın alınabilen biber gazı ürünlerinde çoğu zaman kullanılan etken madde kapsaisin türevleridir.
Binicilik sporları
Kapsaisin, aşırı duyarlılık ve ağrı giderici özellikleri nedeniyle binicilik sporlarında yasaklanmış bir maddedir. 2008 Yaz Olimpiyatları engel atlama yarışmalarında, dört atın kapsaisin testi pozitif çıktı ve atlar diskalifiye edildi.
İnsanların tüketimine sunulmuş bazı gıda takviyelerinde de doğal yağ yakıcı özelliği olmasından ötürü kapsaisin zaman zaman kullanılır.
Toksisite
Akut sağlık etkileri
Kapsaisin, uygun koruyucu gözlükler, solunum cihazları ve uygun tehlikeli madde taşıma yöntemleri gerektiren güçlü bir tahriş edicidir. Kapsaisin cilt teması (tahriş edici, hassaslaştırıcı), göz teması (tahriş edici), yutma ve soluma (akciğer tahriş edici, akciğer hassaslaştırıcı) üzerine etki eder. Farelerde LD50 47,2 mg/kg'dır.
Kapsaisinli biberlere acı veren maruziyetler, zehir merkezlerine sunulan bitkilerle ilgili en yaygın maruz kalmalar arasındadır. Deride yanma veya batma ağrısına neden olurlar ve yetişkinler tarafından büyük miktarlarda veya çocuklar tarafından küçük miktarlarda yutulursa mide bulantısı, kusma, karın ağrısı ve yakıcı ishal yapabilirler. Göze maruz kalmak yoğun gözyaşı, ağrı, konjonktivit ve blefarospazm yapar.
Maruziyet sonrası tedavisi
Birincil tedavi maruziyetten uzaklaştırmaktır. İkincil maruz kalmayı önlemek için kontamine giysiler yakılmadan önce çıkarılmalı ve hava geçirmez torbalara yerleştirilmelidir.
Harici maruz kalma için, kapsaisin ile temas etmiş mukoza zarı yüzeylerini bitkisel yağ, parafin yağı, Vazelin, krem gibi yağlı bileşiklerle veya polietilen glikol ileyıkamak ilgili rahatsızlığı azaltmanın en etkili yoludur. Yağ ve kapsaisinin her ikisi de hidrofobik hidrokarbonlar olduğundan, halihazırda dokulara absorbe edilmemiş olan kapsaisin çözeltiye alınacak ve kolayca uzaklaştırılacaktır.
Kapsaisin ayrıca sabun, şampuan veya diğer deterjanlar kullanılarak deriden yıkanabilir. Sade su, kapsaisini gidermede etkisizdir. Kapsaisin, kirlenmiş öğeleri temizlemek için kullanılabilen alkolde çözünür.
Kapsaisin yutulduğunda soğuk süt yanma hissini gidermek için etkilidir (sütte bulunan ve kapsaisin üzerinde deterjan etkisi olan kazein proteinleri nedeniyle) ve %10 şeker solüsyonu ('de neredeyse aynı derecede etkilidir. Herhangi bir işlem yapılmazsa yanma hissi birkaç saat içinde yavaşça kaybolacaktır.
Kapsaisin kaynaklı astım oral antihistaminler veya kortikosteroidler ile tedavi edilebilir.
Kilo verme ve geri alma
2007 itibarıyla, kilo kaybının kapsaisin alımıyla doğrudan ilişkili olduğunu gösteren hiçbir kanıt yoktu. İyi tasarlanmış klinik araştırma yapılmamıştı çünkü araştırma kapsamında öngörülen dozlardaki kapsaisin acılığı, deneklerin çalışmaya uymasını engelledi.
2014 yılında yapılan başka denemelerin meta-analizi, yemekten önce kapsaisin tüketmenin tüketilen yiyecek miktarını biraz azaltabileceğine ve yiyecek tercihini karbonhidratlara yönlendirebileceğine dair zayıf kanıtlar buldu.
Peptik ülser
2006 yılında yapılan bir inceleme, kapsaisinin peptik ülser nedeni olmaktan ziyade belirtilerini giderebileceği sonucuna varmıştır.
Etki mekanizması
Kapsaisin ile ilişkili yanma ve ağrı duyumları, onun duyusal nöronlar ile kimyasal etkileşiminden kaynaklanır. Vanilloid ailesinin üyesi olarak kapsaisin, vanilloid reseptörü alt tipi 1 (TRPV1) olarak adlandırılan reseptör'e bağlanır. İlk olarak 1997'de klonlanan TRPV1, iyon kanalı tipi bir reseptördür. Isı, protonlar ve fiziksel aşınma ile de uyarılabilen RPV1, aktifleştirildiğinde katyonların hücre zarı içinden geçmesine izin verir. Nöronun ortaya çıkan depolarizasyonu, onu beyne sinyal vermesi için uyarır. Kapsaisin molekülü, TRPV1 reseptörüne bağlanarak, aşırı ısı veya aşındırıcı hasara benzer duyumlar üretir ve bu, kapsaisinin acılığının neden yanma hissi olarak tanımlandığını açıklar.
İlk araştırmalar, kapsaisin'in diğer kimyasal agonistlere kıyasla uzun süreli bir akım uyandırdığını gösterdi, bu da önemli bir hız sınırlayıcı faktörün dahil olduğunu düşündürür. Bunu takiben, TRPV1 iyon kanalının geçici reseptör potansiyeli (TRP) iyon kanalları süper ailesinin bir üyesi olduğu gösterildi ve bu nedenle artık TRPV1 geni olarak anılır. Farklı sıcaklık aralıklarına duyarlı olduğu gösterilen ve muhtemelen insanın sıcaklık algılama aralığından sorumlu olan birkaç farklı TRP iyon kanalı vardır. Bu nedenle, kapsaisin, maruz kalma kaynağı acı biber olduğunda, kimyasal yanığa benzer bir his veya aslında herhangi bir doğrudan doku hasarı verir. Kapsaisin maruziyetinden kaynaklanan iltihaplanmanın, vücudun reaksiyonunun bir sonucu olduğuna inanılmaktadır. Ancak kapsaisin, duyusal nöronların dejenerasyonuna neden olabilen bir nörotoksindir. Ancak kapsaisinin bronkokonstriksiyonu indüklemedeki etki tarzının, nöropeptitlerin salınmasıyla sonuçlanan C liflerinin uyarılmasını içerdiği düşünülmektedir. Özünde, vücut sanki bir yanık veya aşınma geçirmiş gibi dokuları alevlendirir ve ortaya çıkan iltihaplanma, vücudun iltihaplanma tepkisini tetiklemesine neden olan birçok maddede olduğu gibi aşırı maruz kalma durumlarında doku hasarına neden olabilir.
Kapsaisin, sıcaklık ve dokunma reseptörlerinin keşfine yol açtığı için 2021'de Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nde etkili olmuştur.