辣椒素與TRPV1是什麼?辣是痛覺?

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介紹

最近氣溫又要下降,冷冷的天氣,來份麻辣鍋,享受辣湯嘴裡又麻又辣的感覺真過癮。究竟辣是一種味覺,還是一種痛覺? 一直以來眾說紛紜,直到科學的進步才解釋了這個謎團。其實,人類在接觸到辣椒後,辣椒中的辣椒素因此被釋放。辣椒素接上了辣椒素受體,始之活性升高,因而造成疼痛。因此辣其實是一種痛覺。而經研究發現,這個接受辣椒素的受體叫TRPV1

結構

TRPV1由六個跨模次單位組成,它會形成四具體來發揮效果。詳細的結構如下:

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TRPV1的結構 (來源於參考資料文獻)

TRPV1是一個陽離子通道,可被外因性及內因性的物質藉由異位調控所刺激,這些刺激因子包含:高溫(溫度高於43度時)、低pH值、Mg2+、Ba2+、辣椒素、脂質、動物毒素等。此通道存在於中樞及末梢神經系統,涉及痛覺的傳遞以及整合疼痛的信息。

下圖是TRPV1受體結合辣椒素後的結構變化:

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TRPV1受體結合辣椒素後的結構變化 (來源於參考資料文獻)

功能

在動物研究中,發現TRPV1參與了體溫調控,TRPV1的選擇性拮抗劑會導致體溫升高。在人體內TRPV1通道通過告知大腦應當降溫,來調節體溫。這也是為什麼食用含辣椒素(Capsaicin)的食物會促使流汗藉此降低體溫。而目前被討論最廣泛的是TRPV1與辣椒素的關係與醫學上的應用。作用在TRPV1感受器上的藥物,能用於治療與多發性硬化症、化療、截肢、骨關節炎有關的疼痛。在中樞神經系統中,該通道除了被認為可以用於治療神經性疼痛之外,還可以治療如焦慮、癲癇的症狀。

臨床研究

心血管方面

1. 冠狀動脈疾病

在內皮細胞中,TRPV1的活化促使內皮細胞製造內皮型一氧化氮合成酵素(eNOS),合成一氧化氮(NO)。一氧化氮使平滑肌放鬆、血管擴張,並降低發炎反應。研究顯示,在動脈粥狀硬化動物中,膳食中給予辣椒素可減少動脈粥狀硬化塊與降低發炎。

2. 心肌梗塞

另外,型研究顯示辣椒素敏感型神經(Capsaicin-sensitive sensory nerves)具有心臟保護作用(Cardioprotective)。推論原因在於它會促使CGRP(Calcitonin gene related peptide) 和SP(substance P)的釋放。

在心血管方面,刺激TRPV1總結而論是有益處的,然而更詳細的機轉及功效值得再探討。

疼痛方面

論到疼痛,TRPV1與辣椒素又牽上了關係。在暴露於高劑量或重複劑量的辣椒素後,TRPV1受體會去敏化(Desensitization),進而導致受體功能的抑制。然而科學家尚不完全清楚辣椒素的機制。推測辣椒素的鎮痛作用也許與感覺纖維的退化有關。

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辣椒素Capsaicin及其衍生物結構 (來源於參考資料文獻)
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辣椒素的止痛機制 (來源於參考資料文獻)

辣椒素其他臨床用途

辣椒素還有其他臨床用途,像是:

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辣椒素其他臨床用途 (來源於參考資料文獻)
  • 肥胖: 辣椒素具有抑制食慾作用,加上本身熱量低,可以用來抑制肥胖。
  • 糖尿病: 辣椒素具有調節胰島素濃度作用,進而幫助控制糖尿病病人的血糖。
  • 支氣管及過敏性疾病: 辣椒素可以使感覺神經纖維去敏化,減少過敏的高反應性。
  • 胃腸道疾病: 辣椒素的胃保護作用在於對感覺神經元的調控,每天三次400μg的辣椒素,可以減少乙醇和Indomethacin引起的胃黏膜損傷。此外,辣椒素還能降低幽門螺桿菌誘導的NF-κB活性。
  • 泌尿道疾病
  • 搔癢

辣椒素的用途雖廣,在應用上還是需要醫生指示加上適當的應用,才不會還沒發揮功效先辣到了自己。

參考資料:

  1. Yang, F. and J. Zheng (2017). “Understand spiciness: mechanism of TRPV1 channel activation by capsaicin.” Protein Cell 8(3): 169-177. 🔗
  2. Szabados T, Gömöri K, Pálvölgyi L, et al. Capsaicin-Sensitive Sensory Nerves and the TRPV1 Ion Channel in Cardiac Physiology and Pathologies. Int J Mol Sci. 2020;21(12):4472. Published 2020 Jun 23. doi:10.3390/ijms21124472 🔗
  3. Fattori V, Hohmann MS, Rossaneis AC, Pinho-Ribeiro FA, Verri WA. Capsaicin: Current Understanding of Its Mechanisms and Therapy of Pain and Other Pre-Clinical and Clinical Uses. Molecules. 2016;21(7):844. Published 2016 Jun 28. doi:10.3390/molecules21070844 🔗
  4. Rosenbaum T, Simon SA. TRPV1 Receptors and Signal Transduction. In: Liedtke WB, Heller S, editors. TRP Ion Channel Function in Sensory Transduction and Cellular Signaling Cascades. Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis; 2007. Chapter 5. 🔗

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