1. Giới thiệu Capsaicin là một trong nhiều alkaloid gọi chung là capsaicinoids, chất này có trong các sản phẩm ớt họ solanaceae (subfamily capsicuum) [19]. Capsaicin lần đầu tiên được biết đến là do tính chất cay nóng đặc trưng vào năm 1500 và lần đầu tiên được chiết xuất vào năm 1846 [20], cấu trúc được xác định năm 1919 [1] và lần đầu tiên được tổng hợp vào năm 1930 [2].
2. Phân loại Trong số capsaicinoids có sáu loại phổ biến: capsaicin, dihydrocapsaicin, nordihydrocapsaicin, homocapsaicin, homodihydrocapsaicin và nonivamide [12, 15]. Cơ chế hoạt động chính của capsaicinoid (kích hoạt TRPV1), nonivamide và capsaicin là những chất mạnh nhất tương tự với dihydrocapsaicin tiền năng [7, 16].
Các hợp chất capsaicin khác nhau được tìm thấy trong ớt có sự biến đổi cấu trúc nhỏ trong đuôi hydrocarbon, làm thay đổi khả năng liên kết với các thụ thể thành kinh và khả năng xâm nhập vào các thụ thể trên lưỡi, miệng và cổ họng.
Hình1: Cấu trúc hóa học các thành phần trong nhóm capsaicinoids
Hai thành phần capsaicin và dihydrocapsaicin là hai thành phần phổ biến nhất trong ớt, chiếm từ 80 – 90 % Capsaicinoids được tìm thấy trong ớt. Hàm lượng capsaicinoids trong ớt dao động từ 0,05 – 2 %, tỷ lệ capsaicin đối với dihydrocapsaicin khoảng 1:1. 3. Tính chất Capsaicin không hòa tan trong nước lạnh, nhưng có thể hòa tan khi nhiệt độ tăng lên 520C, hòa tan trong chất béo, dầu và rượu [25]. Capsaicin thường được trích ly bằng cách hòa tan hoặc bay hơi trong cồn và bảo quản bằng cách hòa tan trong glycerin hoặc dầu ăn. Khi ăn ớt, vị cay kích thích mạnh sẽ làm cho não bộ bài tiết chất hóa học làm giảm đau đớn. Độ cay nóng của capsaicin được đo bằng phương pháp Scoville tên nhà hóa học Wilbur Scoville, hệ thống đánh giá scoville dựa trên độ pha loãng và đánh giá scoville là sự pha loãng một phân tử capsaicin trong rượu đến khi không còn xuất hiện cảm giác nóng có thể thấy trên lưỡi. Một phân tử capsaicin với 50.000 scovilles phải được pha loãng đến nồng độ 1: 50.000 thì không cảm giác sự cay nóng, mức scovilles 100.000 được pha loãng đến nồng độ 1 : 100.000 tùy loài ớt [20]. 4. Tác dụng dược lý của capsaicin Trong ớt có chứa lượng Capsaicinoids tương đối lớn thành phần chính của nhóm chất này chủ yếu là capsaicin và dihydrocapsaicin, đây là hoạt chất gây đỏ, nóng và chỉ xuất hiện khi quả ớt chín. Hàm lượng các chất này thay đổi tùy thuộc vào cường độ ánh sáng, nhiệt độ, tuổi của cây, vị trí của quả trên cây. Hiện nay, thành phần chính trong ớt được nghiên cứu là capsaicin với nhiều tác dụng có lợi như sau: 4.1. Tác dụng chống ung thư Nhiều nghiên cứu đã chứng minh khi sử dụng capsaicin liều thấp thì hoạt chất này thể hiện hoạt tính chống ung thư [3, 11]. Capsaicin gây ra các cơ chế làm chết tế bào một cách mạnh mẽ trên nhiều loại tế bào ung thư ở người, kết quả này thể hiện cả ở trong các nghiên cứu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên chuột. Các nghiên cứu gần đây chủ yếu tập trung vào Capsaicin như một loại thuốc tiềm năng chống ung thư có thể áp dụng trong điều trị ung thư tế bào nhỏ ở người như: ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư ruột kết. Trong nghiên cứu của Lau JK và cộng sự năm 2014 [10], cho thấy capsaicin liều lượng thấp được dung nạp tốt ở chuột với trọng lượng, lượng thức ăn và lượng nước uống giống nhau giữa những con chuột được điều trị thường và những con chuột được điều trị bằng capsaicin [11, 10]. Capsaicin có khả năng kích hoạt hoạt tính gây chết tế bào ung thư dạ dày ở người và làm giảm độc tính ở thận do cisplatin gây ra ở chuột nhắt [8, 21]. Tuy nhiên, khi sử dụng Capsaicin liều cao trên 100 mg capsaicin/kg trọng lượng cơ thể trong một thời gian dài sẽ gây loét dạ dày, đẩy nhanh sự phát triển của tuyến tiền liệt, dạ dày, tá tràng, ung thư gan và tăng cường di căn ung thư vú [4, 13]. 4.2. Tác dụng giảm đau Capsaicinoid đã được nghiên cứu rộng rãi với vai trò giảm đau [12, 14], khi sử dụng capsaicin ở nồng độ thấp có khả năng giảm viêm, giảm đau do viêm khớp dạng thấp và đau cơ [18]. Ngoài ra, ở nồng độ capsaicin cao đã được chứng minh là điều trị thần kinh, đau sau mổ và đau đầu [17, 24]. Capsaicin có khả năng làm giảm đau bằng cách kích hoạt thụ thể TRPV1, sau đó giải phóng chất dẫn truyền thần kinh cho não (chất P) [22]. Cơ chế cụ thể như sau: Capsaicin gây ra cảm giác nóng bỏng và đau đớn do sự tương tác hóa học của capsaicin với các nơ – ron cảm giác. Capsaicin được coi là các vanilloid liên kết với cơ quan thụ cảm gọi là cơ quan thụ cảm vanilloid 1 (VR1). VR1 là một ion thụ cảm nhận dạng, VR1 có khả năng kích thích với nhiệt và mài mòn thể chất, cho phép các cation đi qua màng tế bào và vào tế bào khi kích hoạt tạo ra quá trình “khử cực” của các nơ – ron cảm giác kích thích nó báo hiệu cho não bộ. Bằng cách gắn kết với các cơ quan thụ cảm VR1, phân tử capsaicin gây ra các ảnh hưởng tạo nên cảm giác nóng hoặc mài mòn thể chất. Khi capsaicin tiếp xúc dài với các cơ quản thụ cảm VR1, các nơ – ron cảm giác lúc này đã bị cạn kiệt chất dẫn truyền thần kinh cho não (chất P) làm giảm cảm giác đau và phong tỏa viêm thàn kinh, khi loại capsaicin bị loại bỏ thì các nơ – ron cảm giác sẽ phục hồi. Các ion VR1 sau đó được chứng minh là thành viên thuộc họ ion TPR (ngày nay gọi thụ thể TRPV1) [5]. 4.3. Tác dụng trong điều trị bệnh vảy nến Ngoài tác dụng giảm đau, Capsaicin còn được biết đến bởi khả năng điều trị các bệnh ngoài da khác nhau: da khô, vẩy nến. Chất dẫn truyền thần kinh (chất P) là chất điều trị hiểu quả cho các bệnh ngoài da trên. Nhiều nghiên cứu gần đây đã áp dụng vai trò của capsaicin để sản xuất kem capsaicin hỗ trợ điều trị bệnh vảy nến, kết quả thu được cho thấy kem capsacin làm giảm đáng kể sự phát triển vẩy nến trên da. Tuy nhiên, các bệnh nhân tình nguyện thử cho biết ban đầu kem capsaicin tác dụng lên một số nốt nhỏ, ngứa và gây nhức sau đó ức chế sự phát triển của nó [6]. 4.4. Tác dụng trong phòng ngừa và điều trị bệnh tiểu đường Capsaicin trong ớt được coi là hoạt chất có lợi trong việc phòng ngừa và điều trị bệnh tiểu đường. Việc thường xuyên sử dụng ớt như là một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng đã được chứng minh là có khả năng cải thiện lượng đường trong máu và phản ứng insulin ở cả nam giới và nữ giới [27]. Ngoài ra, các tình trạng đau đớn liên quán đến bệnh tiểu đường, đái tháo đường cũng có thể điều trị bằng kem capsaicin để làm giảm phản ứng đau tức thì [23]. 4.5. Tác dụng trong hỗ trợ giảm cân Capsaicin trong ớt được chứng minh là có vai trò giảm cân và giảm chất béo cho cơ thể do chất này có khả năng oxy hóa chất béo, tăng cường trao đổi chất trong cơ thể giúp đốt chát chất béo và ngăn chặn dự thèm ăn [9, 26]. Bên cạnh đó, khi kết hợp giữa thể dục và bổ sung thành phần có chứa capsaicin vào chế độ ăn để giảm cân đem lại hiệu quả tương đối tốt. Do đó, việc tiêu thụ capsaicin làm cải thiện hiệu suất thể thao và độ bền cơ thể nói chung [9]. 5. Kết luận Capsaicin trong ớt có nhiều tác dụng có lợi cho sức khỏe con người và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất thực phẩm, y học, dược phẩm và mỹ phẩm. Hiện nay, nhiều sản phẩm thuốc và kem có tác dụng giảm đau và chữa các bệnh ngoài da. Nhiều nghiên cứu trên người và động vật đã chứng minh capsaicin trong ớt có vai trò giảm béo. Nhờ các tác dụng có lợi này nhóm nghiên cứu tại Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Sản Phẩm Thiên Nhiên đã nghiên cứu bào chế sản phẩm Kem Tan Mỡ hữu cơ có chứa thành phần Capsaicin từ cao chiết ớt có vai trò đánh tan mỡ thừa và giảm mỡ khu vực sử dụng. Tài liệu tham khảo: 1. “The constitution of capsaicin, the pungent prrinciple of capsicum “. 2. “Synthese des Capsaicins”. 3. B. B. Aggarwal, Kunnumakkara A. B., Harikumar K. B., Tharakan S. T., Sung B., and Anand P., “Potential of spice-derived phytochemicals for cancer prevention”. Planta Med, 2008. 74(13): p. 1560-9. 4. K. Bley, Boorman G., Mohammad B., Mckenzie D., and Babbar S., “A comprehensive review of the carcinogenic and anticarcinogenic potential of capsaicin”. Toxicol Pathol, 2012. 40(6): p. 847-73. 5. A. Dray, “Mechanism of action of capsaicin-like molecules on sensory neurons”. Life Sci, 1992. 51(23): p. 1759-65. 6. C. N. Ellis, Berberian B., Sulica V. I., Dodd W. A., Jarratt M. T., Katz H. I., Prawer S., Krueger G., Rex I. H., Jr., and Wolf J. E., “A double-blind evaluation of topical capsaicin in pruritic psoriasis”. J Am Acad Dermatol, 1993. 29(3): p. 438-42. 7. Enkelejda Goci, Entela Haloçi, Kliton Vide, Ledjan Malaj, and “Application and comparison of three different extraction methods of capsaicin form capsaicin fruits”. Albanian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2013. 1(1): p. 16 – 19. 8. S. H. Jung, Kim H. J., Oh G. S., Shen A., Lee S., Choe S. K., Park R., and So H. S., “Capsaicin ameliorates cisplatin-induced renal injury through induction of heme oxygenase-1”. Mol Cells, 2014. 37(3): p. 234-40. 9. Lana Billings Smith, “Capsicum annuum for weight loss”. 2015; Available from: http://www.livestrong.com/article/310377-capsicum-annuum-for-weight-loss/. 10. J. K. Lau, Brown K. C., Dom A. M., Witte T. R., Thornhill B. A., Crabtree C. M., Perry H. E., Brown J. M., Ball J. G., Creel R. G., Damron C. L., Rollyson W. D., Stevenson C. D., Hardman W. E., Valentovic M. A., Carpenter A. B., and Dasgupta P., “Capsaicin induces apoptosis in human small cell lung cancer via the TRPV6 receptor and the calpain pathway”. Apoptosis, 2014. 19(8): p. 1190-201. 11. Lau Jk, Brown Kc, Dom Am, and Dasgupta P, “Capsaicin: Potential Applications in Cancer Therapy”. London, United Kingdom: Bentham Press Inc, 2012. 12. X. J. Luo, Peng J., and Li Y. J., “Recent advances in the study on capsaicinoids and capsinoids”. Eur J Pharmacol, 2011. 650(1): p. 1-7. 13. G. Mozsik, Past T., Abdel Salam O. M., Kuzma M., and Perjesi P., “Interdisciplinary review for correlation between the plant origin capsaicinoids, non-steroidal antiinflammatory drugs, gastrointestinal mucosal damage and prevention in animals and human beings”. Inflammopharmacology, 2009. 17(3): p. 113-50. 14. J. O’neill, Brock C., Olesen A. E., Andresen T., Nilsson M., and Dickenson A. H., “Unravelling the mystery of capsaicin: a tool to understand and treat pain”. Pharmacol Rev, 2012. 64(4): p. 939-71. 15. C. A. Reilly, Crouc D. J., Yost G. S., and Fatah A. A., “Determination of capsaicin, dihydrocapsaicin, and nonivamide in self-defense weapons by liquid chromatography-mass spectrometry and liquid chromatography-tandem mass spectrometry”. J Chromatogr A, 2001. 912(2): p. 259-67. 16. Reilly Ca and Yost Gs, “Metabolism of capsaicinoids by P450 enzymes: a review of recent findings on reaction mechanisms, bio-activation and detoxification processes”. Drug Metab Rev, 2006. 17. R. Remadevi and Szallisi A., “Adlea (ALGRX-4975), an injectable capsaicin (TRPV1 receptor agonist) formulation for longlasting pain relief”. IDrugs, 2008. 11(2): p. 120-32. 18. S. K. Sharma, Vij A. S., and Sharma M., “Mechanisms and clinical uses of capsaicin”. Eur J Pharmacol, 2013. 720(1-3): p. 55-62. 19. Surh Y, “Molecuclar mechanisms of chemipreventive effects of selected dietary and medicinal phenolic substances”. Mutat Res, 1999. 20. Szallasi A and Blumberg Pm, “Vanilloid (Capsaicin) receptors and mechanisms”. Pharmacol Rev, 1999. 21. M. A. Valentovic, Ball J. G., Brown J. M., Terneus M. V., Mcquade E., Van Meter S., Hedrick H. M., Roy A. A., and Williams T., “Resveratrol attenuates cisplatin renal cortical cytotoxicity by modifying oxidative stress”. Toxicol In Vitro, 2014. 28(2): p. 248-57. 22. Victor Fattori, Miriam S. N. Hohmann, Ana C. Rossaneis, Felipe A. Pinho-Ribeiro, and Waldiceu A. Verri Jr, “Review Capsaicin: Current Understanding of Its Mechanisms and Therapy of Pain and Other Pre-Clinical and Clinical Uses”. Molecules, 2016. 21(7): p. 884. 23. A. I. Vinik, Perrot S., Vinik E. J., Pazdera L., Jacobs H., Stoker M., Long S. K., Snijder R. J., Van Der Stoep M., Ortega E., and Katz N., “Capsaicin 8% patch repeat treatment plus standard of care (SOC) versus SOC alone in painful diabetic peripheral neuropathy: a randomised, 52-week, open-label, safety study”. BMC Neurol, 2016. 16(1): p. 251. 24. G. Y. Wong and Gavva N. R., “Therapeutic potential of vanilloid receptor TRPV1 agonists and antagonists as analgesics: Recent advances and setbacks”. Brain Res Rev, 2009. 60(1): p. 267-77. 25. M. Yoshioka, Imanaga M., Ueyama H., Yamane M., Kubo Y., Boivin A., St-Amand J., Tanaka H., and Kiyonaga A., “Maximum tolerable dose of red pepper decreases fat intake independently of spicy sensation in the mouth”. Br J Nutr, 2004. 91(6): p. 991-5. 26. Q. Yu, Wang Y., Yu Y., Li Y., Zhao S., Chen Y., Waqar A. B., Fan J., and Liu E., “Expression of TRPV1 in rabbits and consuming hot pepper affects its body weight”. Mol Biol Rep, 2012. 39(7): p. 7583-9. 27. L. J. Yuan, Qin Y., Wang L., Zeng Y., Chang H., Wang J., Wang B., Wan J., Chen S. H., Zhang Q. Y., Zhu J. D., Zhou Y., and Mi M. T., “Capsaicin-containing chili improved postprandial hyperglycemia, hyperinsulinemia, and fasting lipid disorders in women with gestational diabetes mellitus and lowered the incidence of large-for-gestational-age newborns”. Clin Nutr, 2016. 35(2): p. 388-93.