辣椒素生理功能研究進(jìn)展

鄭龍輝，陸紅佳，劉 雄

辣椒素生理功能研究進(jìn)展

鄭龍輝，陸紅佳，劉 雄*

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

辣椒是重要的香辛料，對人體有重要的生理作用。辣椒主要的辛辣成分是辣椒素。本文綜述了辣椒素的藥理作用及其在減肥、防癌、抗癌、體內(nèi)脂肪和膽固醇代謝方面的效果與作用機(jī)理，以期為辣椒食用的安全性和功能性研究提供參考。

辣椒素；藥理作用；減肥；抗癌；膽固醇代謝

辣椒是在全世界范圍被廣泛消費(fèi)的蔬菜和香辛料之一，在國際香辛料貿(mào)易中占有重要地位。辣椒在全世界近2/3的國家均有種植。世界人口中大約有20%人食用辣椒，主要集中在中國、韓國、墨西哥、印度、越南、泰國等國家。我國是辣椒生產(chǎn)大國，又是辣椒食用大國。據(jù)不完全統(tǒng)計，2008年全國辣椒播種面積130萬hm2，產(chǎn)量2700萬t，實現(xiàn)產(chǎn)值270億元[1]。我國食辣人群高達(dá)40%，主要集中在湖南、湖北、江西、四川、重慶以及鄰近的云南、貴州等省份，在此長江辣椒帶上，吃辣椒人口在3億以上。近年來，隨著川菜和重慶火鍋在國內(nèi)外的迅速流行，食用辣椒的人群正在不斷擴(kuò)大。

然而，隨著人們健康意識的增強(qiáng)，以及營養(yǎng)科學(xué)和醫(yī)藥科學(xué)的發(fā)展，有關(guān)食用辣椒對人體健康的利與弊的話題，成為人們關(guān)注的一個焦點(diǎn)。辣椒主要的辛辣成分是辣椒素，約占辣椒堿的46%～77%。辣椒素是一種含香草酰胺的生物堿，天然辣椒素由辣椒素、二氫辣椒素、降二氫辣椒素、高二氫辣椒素和高辣椒素等系列同類物族所組成，辣椒堿中唯有壬酸香草酰胺最具有強(qiáng)烈的辛辣味和非常強(qiáng)烈的刺激性。辣椒素具有多種藥理作用，如鎮(zhèn)痛、消炎、治療凍傷、止癢、殺菌、戒毒和祛風(fēng)濕等。目前辣椒素主要作為食品辣味劑，同時也作為藥物使用。因此從公眾健康的角度講，對其可能造成的各種生理作用進(jìn)行正確的評價十分重要。

1 辣椒素的藥理作用

中醫(yī)認(rèn)為，辣椒味辛，性熱，入心、脾二經(jīng)，有溫中散寒、開胃消食的功效，可治寒滯腹痛、嘔吐、瀉痢等?？梢?，辣椒對于脾胃虛寒引起的胃痛、胃脹及消化不良等有很好的調(diào)理作用[2]。近年國內(nèi)外研究結(jié)果顯示，適量的辣椒素對胃黏膜具有保護(hù)作用，可能與其增加胃黏膜血流量[3]、促進(jìn)胃動力[4]、調(diào)節(jié)胃酸和刺激前列腺素E1(prostaglandin E1，PGE1)分泌、增加降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)的釋放有關(guān)[5-6]。

大量研究還顯示，辣椒素藥理作用廣泛，具有鎮(zhèn)痛、止癢、抗炎、抗氧化、心肌保護(hù)及調(diào)節(jié)血壓等作用[7-9]。Maih等[10]發(fā)現(xiàn)，用2.5%的辣椒素處理30min能有效減輕機(jī)械刺激引起的疼痛。辣椒素緩解疼痛可能與其具有脫敏作用有關(guān)。辣椒素能損毀初級感覺傳入神經(jīng)中的C纖維，引起P-物質(zhì)(substance P，SP)和CGRP的釋放并耗盡，可用于治療各種神經(jīng)辣性疼痛及相關(guān)癥狀，如治療皰疹神經(jīng)痛[11]、偏頭痛[12]、牙齦痛[13]等。Colpaert等[14]采用皮下注射辣椒素(20mg/kg)，24h后對接種分枝桿菌丁酸菌引起的大鼠膝關(guān)節(jié)發(fā)炎有明顯的抗炎作用。Lee等[15]認(rèn)為辣椒素刺激神經(jīng)釋放CGRP和SP可有效治療皮膚神經(jīng)性炎癥和癢疹。Zhukova[16]把辣椒素注入成年鼠，發(fā)現(xiàn)辣椒素能調(diào)節(jié)神經(jīng)肽的水平，參與自身免疫機(jī)構(gòu)，達(dá)到有效治療炎癥和癢疹。CGRP是由辣椒素敏感的感覺神經(jīng)末梢釋放的肽類物質(zhì)，與心血管疾病相關(guān)，特別是與高血壓密切相關(guān)[17]。辣椒素對由鹽導(dǎo)致的高血壓模型鼠[18]和由高膽固醇食物誘導(dǎo)的高血壓模型鼠有降血壓效果[19]。

2 辣椒素在減肥方面的作用

許多研究表明，辣椒素具有明顯的減肥作用。辣椒素通過促進(jìn)神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)乙酰膽堿和去甲腎上腺素的分泌，增加耗氧量和靜息時能量消耗[20]，促進(jìn)了體內(nèi)脂肪氧化，增強(qiáng)能量釋放，從而降低血脂和體內(nèi)脂肪的貯存，改善肥胖患者的體重指數(shù)(BMI)[21-22]?？赡艿臋C(jī)理是通過激活TRPV1導(dǎo)致[Ca2+]的迅速升高，進(jìn)而引起細(xì)胞內(nèi)PPAR-γ、SREBP-1、UCP2、UCP3和FAS等肥胖相關(guān)因子表達(dá)改變，抑制細(xì)胞分化和脂肪酸的合成，促進(jìn)能量消耗，降低脂肪細(xì)胞數(shù)量和體積，防治肥胖[23]。辣椒素能明顯降低血漿和肝臟中甘油三酯的濃度，可能與增加體內(nèi)脂肪氧化分解有關(guān)[24-25]。Snitker等[21]報道人體每天口服6mg辣椒素是安全的，并能有效減少腹部脂肪。

3 辣椒素在防癌、抗癌方面的作用

辣椒素是癌癥抑制劑，它能阻礙癌癥發(fā)生路徑中核因子-κB(NF-κB)、活化劑蛋白-1(AP-1)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白和轉(zhuǎn)錄激活子(STAT3)的轉(zhuǎn)移；抑制細(xì)胞色素P4502E1對異生物質(zhì)的代謝激活；還能在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧，活性氧能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯。這些均有利于癌癥的預(yù)防。此外，Oh等[26]還發(fā)現(xiàn)辣椒素能誘導(dǎo)人體惡性乳房細(xì)胞自噬。

辣椒素對人類小細(xì)胞肺癌有抑制作用。辣椒素對人體小細(xì)胞肺癌細(xì)胞表現(xiàn)出穩(wěn)定的抗增殖活性，能抑制人體內(nèi)H69人類小細(xì)胞肺癌腫瘤。辣椒素的抗增殖作用與E2F-應(yīng)答增生基因表達(dá)減少有關(guān)。轉(zhuǎn)錄因子E2F4介導(dǎo)辣椒素的抗增殖活性。辣椒素使E2F4在E2F-應(yīng)答增生啟動子上發(fā)生聚集反應(yīng)，從而抑制細(xì)胞增殖[27]。Maity等[28]認(rèn)為辣椒素對癌細(xì)胞的抗增殖作用是因為其可以誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。辣椒素誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡是通過抑制癌細(xì)胞內(nèi)蛋白酶體的功能實現(xiàn)的，這種抑制作用具有劑量和時間依賴性。

有關(guān)辣椒素對腸癌的影響方面的研究報道還存在較大爭議。有的研究認(rèn)為，辣椒素能促進(jìn)腸胃蠕動，抑制腸癌的發(fā)生[29]。辣椒素能明顯抑制人結(jié)腸癌SW-480細(xì)胞生長，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[30]，辣椒素誘導(dǎo)HT-29人體大腸癌細(xì)胞死亡的可能途徑是過氧化物酶增生因子活化受體(PPAR-γ)途經(jīng)而并非香草素受體的介入[31]。也有研究發(fā)現(xiàn)，斷奶大鼠基礎(chǔ)飼料中添加5%的辣椒粉飼喂8周后，雖然大腸、肝和腎沒有病理傷害，但味蕾傷害、胃腸管道出現(xiàn)角質(zhì)化和侵蝕斑；大鼠每天喂食辣椒粉80mg/kg，連續(xù)飼喂30d后，小腸和大腸內(nèi)壁出現(xiàn)腫瘤[32]。飼喂辣椒的大鼠大腸末端和末端小腸、肝臟和大腸內(nèi)容物中葡糖苷酸酶活性以及大腸、糞中黏蛋白酶活性增強(qiáng)，這與飼喂1,2-二甲基肼(DMH)有相似現(xiàn)象[33]。增加β-葡糖苷酶活性，會增加葡糖苷酸聚合物的水解，釋放出有毒物質(zhì)，而提高黏蛋白酶活性會加快大腸中有保護(hù)腸壁功能的黏液素的水解。喂辣椒素和喂DMH的大鼠大腸上的腫瘤數(shù)量都明顯高于喂黑胡椒組，且辣椒素和DMH均降低了糞中膽汁酸和中性固醇的排泄量。

4 辣椒素對體內(nèi)甘油三酯和膽固醇代謝的作用

從當(dāng)前國內(nèi)外對辣椒的生理功能的研究結(jié)果來看，辣椒素對促進(jìn)體內(nèi)脂肪的氧化，減少脂肪沉積和血漿中甘油三酯濃度的效果是明顯的。辣椒素能明顯降低血漿和肝臟中甘油三酯的濃度，可能與辣椒素能增加體內(nèi)脂肪氧化分解有關(guān)[23-25]。

關(guān)于辣椒素對體內(nèi)膽固醇代謝的作用效果，目前國內(nèi)外相關(guān)研究報道較少，對于體內(nèi)膽固醇代謝方面的影響效果還不確定。Srinivasan等[34]發(fā)現(xiàn)，辣椒素有效提高了肝臟中膽汁酸合成第一限速酶——7α膽固醇羥化酶(CYP7A1)的活性，促進(jìn)膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化，但肝臟和血漿中膽固醇濃度卻增加了，分析可能的原因是辣椒素也增加了肝臟中膽固醇的合成或/和提高了腸道中膽固醇的吸收。在Manjunatha等[24]的研究中也證實，辣椒素對喂食正常飼料的大鼠的肝臟膽固醇濃度有明顯降低效果，而對喂食高膽固醇飼料組沒有效果。他們還發(fā)現(xiàn)辣椒素對喂食含油脂30%的高脂肪飼料的大鼠肝臟和血漿中膽固醇濃度只有少量減少[25]。但在Kempaiah等[35-36]的研究中發(fā)現(xiàn)含0.015%的辣椒素的飼料能明顯降低喂食高膽固醇飼料大鼠的血漿膽固醇濃度，但對喂食含油脂30%飼料的大鼠的血漿膽固醇濃度沒有明顯影響。

肝臟是機(jī)體維持體內(nèi)膽固醇動態(tài)平衡的主要器官，也是分解體內(nèi)毒素的關(guān)鍵器官。同樣，肝臟也能分解從胃腸吸收的辣椒素。辣椒素在胃和小腸部位被迅速吸收后，送入肝臟，可能被肝細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞色素過氧化物酶P450 2E1(CYP2E1)轉(zhuǎn)變?yōu)楸窖趸?，然后二聚體化或者與CYP2El共價結(jié)合并使該酶失去活性；也可能被肝組織中的酰胺水解酶分解，使辣椒素的酰胺鍵水解斷裂生成香草基胺[37]。因此，當(dāng)辣椒素類物質(zhì)以口服形式飼喂時將首先被腸道吸收，主要在肝中代謝，最后才進(jìn)入循環(huán)體系。由此設(shè)想，是否是由于辣椒素在肝細(xì)胞中的代謝產(chǎn)物影響肝臟中其他酶的活性，比如膽固醇合成膽汁酸的第一限速酶——CYP7A1、膽固醇合成的第一限速酶——3-羥-3甲基戊二酸單酰CoA還原酶等。Miller等[38]發(fā)現(xiàn)二氫辣椒素在離體條件下或飼喂給老鼠時可以和肝微粒體蛋白質(zhì)共價結(jié)合，這種不可逆的辣椒素與肝微粒體蛋白質(zhì)的結(jié)合可能影響到肝中各種代謝酶的活性及對肝臟的毒性。Abdel等[39]在喂辣椒素的大鼠肝臟分泌的膽汁中檢測出了辣椒素，同時發(fā)現(xiàn)辣椒素降低了膽汁流量和膽汁蛋白質(zhì)的含量。辣椒素還增加了膽汁酸中膽固醇的含量以及膽固醇:磷脂的比值[40]。說明辣椒素對肝臟中膽固醇代謝有潛在的影響，其作用途徑及其作用機(jī)理還有待于深入研究。

一些臨床研究表明腸癌與膳食脂肪組成以及腸道中微生物分布、膽汁酸和固醇的組成和含量都存在一定的相關(guān)性[41-42]。肝臟中膽固醇主要被合成兩種膽汁酸，即膽酸(CA)和鵝脫氧膽酸(CDCA)。為增加二者的溶解性，在排泄到消化系統(tǒng)之前二者與氨基乙酸或牛磺酸形成共軛物，在腸道酸性環(huán)境中膽汁酸多以鈉鹽形式存在，部分共軛膽汁酸在解除共軛后被腸道細(xì)菌產(chǎn)生的7α-脫羥酶轉(zhuǎn)變成有害的次級膽汁酸，如脫氧膽酸(DCA)和石膽酸(LCA)，二者會促進(jìn)腸癌的發(fā)生。

腸道微生物在腸道初級膽汁酸向次級膽汁酸轉(zhuǎn)換過程中有著重要作用。腸道益生菌群可將腸道內(nèi)的蛋白殘渣發(fā)酵，減少致癌物質(zhì)氨態(tài)氮的數(shù)量，有利于腸道健康。而膳食成分會影響腸道細(xì)菌的數(shù)量和菌群分布，辣椒素是否會對腸道中的微生物群產(chǎn)生毒害作用，進(jìn)而影響腸道膽汁酸和膽固醇的代謝，使腸道中致癌物增多，誘導(dǎo)和促進(jìn)腸癌的發(fā)生和發(fā)展？辣椒素對腸道膽汁酸的組成和分布有何影響？這些都是值得關(guān)注的問題。

腸道中膽汁酸組成還會影響腸道膽固醇和脂肪的吸收以及反饋調(diào)節(jié)肝臟中膽固醇的分解代謝。CA對腸道中膽固醇吸收有促進(jìn)作用，缺乏CA則會降低膽固醇的吸收，增加肝臟中膽固醇的合成，CA還負(fù)責(zé)反饋調(diào)節(jié)肝臟中膽汁酸的合成[43]。在體內(nèi)膽固醇代謝中，膽汁酸肝腸循環(huán)是膽固醇代謝中重要的生理過程，它通過反饋調(diào)節(jié)CYP7A1的活性和mRNA水平，進(jìn)而調(diào)節(jié)膽汁酸的合成和膽汁酸流量。這種反饋調(diào)節(jié)受肝腸循環(huán)中膽汁酸的流量和組成影響。膽汁酸主動吸收發(fā)生在回腸，通過回腸絨毛細(xì)胞上的頂端鈉型膽汁酸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)子(ASBT)和回腸膽汁酸結(jié)合蛋白(IBABP)，將膽汁酸選擇性吸收轉(zhuǎn)運(yùn)回肝臟[44]。辣椒素是否會破壞回腸絨毛細(xì)胞，影響膽汁酸的肝腸循環(huán)，擾亂膽固醇和膽汁酸的正常代謝，都有待于進(jìn)一步的研究。

5 結(jié) 語

辣椒作為世界重要而普遍的香辛料，在我國種植和使用廣泛，食用人群眾多，開展辣椒食用的安全性和功能性評價研究，有著重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值。目前，國內(nèi)外對辣椒素的研究主要集中于鎮(zhèn)痛作用及其機(jī)理的研究，而對辣椒素在減肥、降脂、抗癌等方面的作用機(jī)理的研究相對薄弱，其對人體潛在危害方面的評價更少。因此，為了充分發(fā)揮辣椒的功能特性，有必要科學(xué)評價辣椒的食用安全性和功能性，并對其功能機(jī)理展開深入系統(tǒng)地研究。

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Advances in Research on Physiological Functions of Capsaicin

ZHENG Long-hui，LU Hong-jia，LIU Xiong*
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

As an essential spice, chili pepper has the important physiological functions for human. Thetaste is mainly due to capsaicin contained in chili pepper. In order to provide the reference for the study on safety and function of consuming chili, this review summarizes the pharmacological function of capsaicin and its effect on obesity prevention, anticancer, and lipids metabolism, as well as the related mechanisms.

capsaicin；pharmacological function；obesity prevention；anticancer；cholesterol metabolism

TS255.1

A

1002-6630(2011)03-0262-04

2010-05-26

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項資金項目(XDJK2009B004)；國家星火計劃項目(2008GA811014)

鄭龍輝(1986—)，男，碩士研究生，研究方向為食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)。E-mail：tybyzlh@126.com

*通信作者：劉雄(1970—)，男，教授，博士，研究方向為碳水化合物功能與利用、食品營養(yǎng)學(xué)。E-mail：liuxiong848@hotmail.com