Znajdź zawartość

Kapsaicyna kojarzy się z ostrym smakiem papryczek chili, maściami przeciwbólowymi, odchudzaniem czy zwalczaniem nadciśnienia. Okazuje się jednak, że jej działanie jest nie tylko prozdrowotne. Naukowcy z Hormel Institute (University of Minnesota) połączyli bowiem alkaloid z nowotworami skóry. Na razie nie jest znany mechanizm molekularny, za pośrednictwem którego się tak dzieje. Rola kapsaicyny w rozwoju nowotworów nadal wzbudza kontrowersje. Wcześniej wykazano bowiem, że niszczy ona mitochondria, czyli centra energetyczne komórek rakowych oraz prowadzi do ich apoptozy (programowanej śmierci). Zespół Ann Bode oraz Mun Kyung Hwanga i Zigang Donga wykazał jednak podczas testów laboratoryjnych, że kapsaicyna może działać jak kancerogen, zwłaszcza na etapie powstawania pierwotnych zmian prenowotworowych (ang. tumor promotion stage). Bode podkreśla, że ustalenie, iż kapsaicyna może wywoływać stan zapalny i oddziaływać na nowotworzenie, jest kluczowe dla jej studium. W szczególności budzi to obawy, że naturalny składnik ostrych odmian papryki, który wchodzi w skład sprzedawanych bez recepty maści przeciwbólowych, zwiększa ryzyko nowotworów skóry. Amerykanie zauważyli, że mediatorem w procesie rakotwórczego działania alkaloidu jest receptor czynnika wzrostu naskórka (ang. epidermal growth factor receptor, EGFR), a nie bólowy receptor waniloidowy VR1 (nazywany dziś po prostu receptorem TRPV1). Już kiedyś ustalono, że receptory EGFR występują w nowotworach w zwiększonej liczbie. Białka te aktywują wzrost komórek guza, a także wpływają na ich migrację i przeżywalność. Powierzchniowe zastosowanie kapsaicyny na skórze grzbietu zwykłych myszy i gryzoni pozbawionych receptorów TRPV1 wywoływało guzy u obu grup, ale częściej i większe u zwierząt zmodyfikowanych. Po potraktowaniu alkaloidem dochodziło do wzrostu stężenia enzymu zapalnego – cyklooksygenazy indukowanej COX-2.

Podobno jeśli człowiek po czterdziestce budzi się i nie odczuwa żadnego bólu to... znaczy, że już nie żyje. Niektórzy przesuwają granicę wieku w jedną, lub drugą stronę, ale ten dowcip ma w sobie ździebko prawdy: chroniczny ból nazywany jest przez lekarzy epidemią cywilizacyjną. Istnieje przecież nawet specjalna dziedzina medycyny, zajmująca się zwalczaniem bólu. Niestety, poza chemicznymi lekami, które szkodzą, a w dodatku uzależniają, nie ma wiele do zaoferowania. Dlatego tak wiele nadziei pokłada się w badaniach nad mechanizmem powstawania bólu. Ciekawego odkrycia dokonali badacze z Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Teksańskiego w San Antonio. Badali oni, jak komórki czuciowe „tworzą" uczucie bólu, które dopiero potem jako sygnał wędruje do mózgu. Odkryli oni nową rodzinę kwasów tłuszczowych, produkowane przez komórki ciała. Zbliżone są one budową do kapsaicyny - substancji, która nadaje piekący smak papryczkom czili - i odgrywają istotną rolę w anatomii bólu. Kapsaicyna powoduje uczucie bólu oddziałując na receptor zwany TRPV1 (transient potential vanilloid 1), który w normalnych warunkach „siedzi sobie" bezczynnie na membranie receptorów reagujących na ból i wysoką temperaturę. Celem badaczy była odpowiedź na badanie: w jaki sposób TRPV1 jest uruchamiany podczas zranienia lub oparzenia skóry? W jaki sposób komórki skóry „mówią" do komórek nerwowych, odpowiedzialnych za wysyłanie sygnału bólu? Tak właśnie odkryli oni rodzinę kapsaicynopodobnych cząstek, wydzielanych w naturalny sposób w wyniku zranienia. W poszukiwaniu źródeł bólu Użyli wycinków skóry myszy, które podgrzewali w wodnej kąpieli o temperaturze 43 stopni Celsjusza - to temperatura, w jakiej ludzkie ciało zaczyna odczuwać dyskomfort. Wydzielina z tak podrażnionej skóry aplikowano na wyizolowane neurony dwóch gatunków myszy: jedną grupę stanowiły komórki myszy „normalnych", drugą myszy pozbawionych genu odpowiedzialnego za TRPV1. Neurony pierwszego rodzaju były wrażliwe na kapsaicynę, neurony z drugiego rodzaju nie - służyły one za grupę kontrolną. Neurony bólowe wykazywały aktywność w wyniku drażnienia, neurony pozbawione TRPV1 - nie. Zjawisko pobudzania zachodzi zatem, ponieważ w reakcji na nadmierną temperaturę komórki wydzielają własną substancję analogiczną do kapsaicyny. W toku późniejszych badań zidentyfikowano ją jako pochodne utlenionego kwasu linolowego (OLAM). Kwas linolowy jest substancją powszechną w ludzkim organizmie. W wyniku różnych szkodliwych czynników, jak oparzenia, zranienia, spadek ciśnienia krwi, jest on gwałtownie utleniany, tworząc biologicznie czynne metabolity. Wykrywano je w dużych ilościach w pobranych próbkach skóry poddawanej ogrzewaniu. Nadal mało wiadomo o tych substancjach i ich właściwościach. Odkrycie mechanizmu powstawania bólu u źródła to przełom - uważają autorzy badania. Wiedzą dzięki niemu, w jaki sposób blokować cząstki tych kapsaicynopodobnych substancji - to pozwoli w przyszłości na powstanie nowych środków przeciwbólowych. W przeciwieństwie do dotychczas stosowanych blokować one będą ból u źródła, a nie dopiero w układzie nerwowym. Dzięki temu będą wyjątkowo skuteczne, a zarazem nie będą uzależniać, co jest największą wadą silnie działających środków, jakich używa się dziś. Autorzy badania: dr Kenneth Hargreaves (kierownik projektu), Amol M. Patwardhan, opublikowali szczegółowe wyniki w magazynie Journal of Clinical Investigation z 26 kwietnia.

Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa przybliżyli nas o krok do zrozumienia wrażliwości na ból. Mówiąc precyzyjniej, ustalili, dlaczego nasza wrażliwość na to nieprzyjemne doznanie jest zmienna w zależności od stanu fizjologicznego. Udało się to dzięki identyfikacji genu regulującego komórkowy "czujnik temperatury". Zdolność do odczuwania gorąca oraz bólu związanego ze spożyciem pikantnych przypraw jest zależna od białka zwanego TRPV1. Ma ono charakter kanału jonowego, tzn. ma kształt zamykalnego tunelu przenikającego przez błonę komórkową (w tym wypadku jest to błona komórkowa neuronów). W przypadku podwyższenia temperatury otoczenia lub kontaktu z niektórymi substancjami odpowiedzialnymi za ostry smak (np. z obecną w pikantnych papryczkach kapsaicyną), kanał otwiera się, a jony, pełniące tutaj funkcję nośnika informacji, przepływają swobodnie pomiędzy komórką i jej otoczeniem. W efekcie następuje depolaryzacja błony, czyli częściowe wyrównanie ładunków elektrycznych po obu jej stronach. Zmiana ta jest równoważna z powstaniem impulsu elektrycznego, który jest następnie wysyłany do mózgu. Co jest jednak ciekawe, pobudliwość kanału jonowego nie jest stała. Skłoniło to naukowców do poszukiwania cząsteczki modulującej funkcję TRPV1, którą okazało się białko zwane Pirt. Aby lepiej zrozumieć działanie nowo odkrytej proteiny, naukowcy wyhodowali myszy pozbawione zdolności syntezy Pirt. Zauważono, że gryzonie takie wytrzymywały znacznie dłuższy pobyt na rozgrzanej powierzchni w porównaniu do "normalnych" zwierząt. Przeprowadzono także test, w którym jedną z łapek zwierzęcia smarowano roztworem powodującej uczucie palenia kapsaicyny. W normalnych warunkach mysz po takiej ekspozycji liże swoją kończynę, aby ją schłodzić, lecz przy braku Pirt zwierzęta nie robiły tego. Świadczy to najprawdopodobniej o tym, że myszy nie odczuwały w takiej sytuacji bólu. Co ciekawe jednak, w przypadku ekspozycji na olejek musztardowy gryzonie nie wykazywały różnic w zachowaniu niezależnie od tego, czy były zdolne do wytwarzania Pirt, czy też nie - w każdym przypadku lizały łapę, co świadczy o odczuwaniu bólu. Oznacza to, że proteina odpowiada specyficznie za reakcję neuronów na kapsaicynę. W tym momencie naukowcy byli już o krok od udowodnienia, że dokładny mechanizm działania białka Pirt polega na regulacji działania kanału jonowego TRPV1. Aby ostatecznie potwierdzić postawioną hipotezę, postanowili zbadać wielkość ładunku elektrycznego powstającego na powierzchni neuronu w odpowiedzi na ciepło lub obecność kapsaicyny. Stwierdzili dzięki temu, że brak Pirt powoduje wytwarzanie znacznie słabszego impulsu elektrycznego, co przekłada się na mniej intensywny bodziec bólowy. Okazuje się jednak, że na tym nie koniec, bo do działania tego regulatora konieczny jest jeszcze jeden składnik, zwany fosfolipidem (jest to jedna z pochodnych tłuszczów). Dokładniejsze poznanie sposobów regulacji doznań bólowych może pomóc w opracowaniu coraz doskonalszych środków przeciwbólowych, które blokowałyby wyłącznie wrażenia bólowe, nie powodując jednocześnie dodatkowych objawów ze strony układu nerwowego. Zanim to się jednak stanie, z pewnością potrzeba będzie jeszcze wielu lat i przynajmniej kilku lat eksperymentów. Szczegółowe informacje na temat eksperymentu opisano w najnowszym numerze czasopisma Cell, uznawanego za jedno z najważniejszych na świecie w tej dziedzinie.