辣椒素生理功能研究进展

郑龙辉，陆红佳，刘 雄

辣椒素生理功能研究进展

郑龙辉，陆红佳，刘 雄*

(西南大学食品科学学院，重庆 400715)

辣椒是重要的香辛料，对人体有重要的生理作用。辣椒主要的辛辣成分是辣椒素。本文综述了辣椒素的药理作用及其在减肥、防癌、抗癌、体内脂肪和胆固醇代谢方面的效果与作用机理，以期为辣椒食用的安全性和功能性研究提供参考。

辣椒素；药理作用；减肥；抗癌；胆固醇代谢

辣椒是在全世界范围被广泛消费的蔬菜和香辛料之一，在国际香辛料贸易中占有重要地位。辣椒在全世界近2/3的国家均有种植。世界人口中大约有20%人食用辣椒，主要集中在中国、韩国、墨西哥、印度、越南、泰国等国家。我国是辣椒生产大国，又是辣椒食用大国。据不完全统计，2008年全国辣椒播种面积130万hm2，产量2700万t，实现产值270亿元[1]。我国食辣人群高达40%，主要集中在湖南、湖北、江西、四川、重庆以及邻近的云南、贵州等省份，在此长江辣椒带上，吃辣椒人口在3亿以上。近年来，随着川菜和重庆火锅在国内外的迅速流行，食用辣椒的人群正在不断扩大。

然而，随着人们健康意识的增强，以及营养科学和医药科学的发展，有关食用辣椒对人体健康的利与弊的话题，成为人们关注的一个焦点。辣椒主要的辛辣成分是辣椒素，约占辣椒碱的46%～77%。辣椒素是一种含香草酰胺的生物碱，天然辣椒素由辣椒素、二氢辣椒素、降二氢辣椒素、高二氢辣椒素和高辣椒素等系列同类物族所组成，辣椒碱中唯有壬酸香草酰胺最具有强烈的辛辣味和非常强烈的刺激性。辣椒素具有多种药理作用，如镇痛、消炎、治疗冻伤、止痒、杀菌、戒毒和祛风湿等。目前辣椒素主要作为食品辣味剂，同时也作为药物使用。因此从公众健康的角度讲，对其可能造成的各种生理作用进行正确的评价十分重要。

1 辣椒素的药理作用

中医认为，辣椒味辛，性热，入心、脾二经，有温中散寒、开胃消食的功效，可治寒滞腹痛、呕吐、泻痢等。可见，辣椒对于脾胃虚寒引起的胃痛、胃胀及消化不良等有很好的调理作用[2]。近年国内外研究结果显示，适量的辣椒素对胃黏膜具有保护作用，可能与其增加胃黏膜血流量[3]、促进胃动力[4]、调节胃酸和刺激前列腺素E1(prostaglandin E1，PGE1)分泌、增加降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)的释放有关[5-6]。

大量研究还显示，辣椒素药理作用广泛，具有镇痛、止痒、抗炎、抗氧化、心肌保护及调节血压等作用[7-9]。Maih等[10]发现，用2.5%的辣椒素处理30min能有效减轻机械刺激引起的疼痛。辣椒素缓解疼痛可能与其具有脱敏作用有关。辣椒素能损毁初级感觉传入神经中的C纤维，引起P-物质(substance P，SP)和CGRP的释放并耗尽，可用于治疗各种神经辣性疼痛及相关症状，如治疗疱疹神经痛[11]、偏头痛[12]、牙龈痛[13]等。Colpaert等[14]采用皮下注射辣椒素(20mg/kg)，24h后对接种分枝杆菌丁酸菌引起的大鼠膝关节发炎有明显的抗炎作用。Lee等[15]认为辣椒素刺激神经释放CGRP和SP可有效治疗皮肤神经性炎症和痒疹。Zhukova[16]把辣椒素注入成年鼠，发现辣椒素能调节神经肽的水平，参与自身免疫机构，达到有效治疗炎症和痒疹。CGRP是由辣椒素敏感的感觉神经末梢释放的肽类物质，与心血管疾病相关，特别是与高血压密切相关[17]。辣椒素对由盐导致的高血压模型鼠[18]和由高胆固醇食物诱导的高血压模型鼠有降血压效果[19]。

2 辣椒素在减肥方面的作用

许多研究表明，辣椒素具有明显的减肥作用。辣椒素通过促进神经传导物质乙酰胆碱和去甲肾上腺素的分泌，增加耗氧量和静息时能量消耗[20]，促进了体内脂肪氧化，增强能量释放，从而降低血脂和体内脂肪的贮存，改善肥胖患者的体重指数(BMI)[21-22]。可能的机理是通过激活TRPV1导致[Ca2+]的迅速升高，进而引起细胞内PPAR-γ、SREBP-1、UCP2、UCP3和FAS等肥胖相关因子表达改变，抑制细胞分化和脂肪酸的合成，促进能量消耗，降低脂肪细胞数量和体积，防治肥胖[23]。辣椒素能明显降低血浆和肝脏中甘油三酯的浓度，可能与增加体内脂肪氧化分解有关[24-25]。Snitker等[21]报道人体每天口服6mg辣椒素是安全的，并能有效减少腹部脂肪。

3 辣椒素在防癌、抗癌方面的作用

辣椒素是癌症抑制剂，它能阻碍癌症发生路径中核因子-κB(NF-κB)、活化剂蛋白-1(AP-1)、信号转导蛋白和转录激活子(STAT3)的转移；抑制细胞色素P4502E1对异生物质的代谢激活；还能在细胞内产生活性氧，活性氧能诱导细胞凋亡和细胞周期停滞。这些均有利于癌症的预防。此外，Oh等[26]还发现辣椒素能诱导人体恶性乳房细胞自噬。

辣椒素对人类小细胞肺癌有抑制作用。辣椒素对人体小细胞肺癌细胞表现出稳定的抗增殖活性，能抑制人体内H69人类小细胞肺癌肿瘤。辣椒素的抗增殖作用与E2F-应答增生基因表达减少有关。转录因子E2F4介导辣椒素的抗增殖活性。辣椒素使E2F4在E2F-应答增生启动子上发生聚集反应，从而抑制细胞增殖[27]。Maity等[28]认为辣椒素对癌细胞的抗增殖作用是因为其可以诱导癌细胞凋亡。辣椒素诱导癌细胞凋亡是通过抑制癌细胞内蛋白酶体的功能实现的，这种抑制作用具有剂量和时间依赖性。

有关辣椒素对肠癌的影响方面的研究报道还存在较大争议。有的研究认为，辣椒素能促进肠胃蠕动，抑制肠癌的发生[29]。辣椒素能明显抑制人结肠癌SW-480细胞生长，诱导细胞凋亡[30]，辣椒素诱导HT-29人体大肠癌细胞死亡的可能途径是过氧化物酶增生因子活化受体(PPAR-γ)途经而并非香草素受体的介入[31]。也有研究发现，断奶大鼠基础饲料中添加5%的辣椒粉饲喂8周后，虽然大肠、肝和肾没有病理伤害，但味蕾伤害、胃肠管道出现角质化和侵蚀斑；大鼠每天喂食辣椒粉80mg/kg，连续饲喂30d后，小肠和大肠内壁出现肿瘤[32]。饲喂辣椒的大鼠大肠末端和末端小肠、肝脏和大肠内容物中葡糖苷酸酶活性以及大肠、粪中黏蛋白酶活性增强，这与饲喂1,2-二甲基肼(DMH)有相似现象[33]。增加β-葡糖苷酶活性，会增加葡糖苷酸聚合物的水解，释放出有毒物质，而提高黏蛋白酶活性会加快大肠中有保护肠壁功能的黏液素的水解。喂辣椒素和喂DMH的大鼠大肠上的肿瘤数量都明显高于喂黑胡椒组，且辣椒素和DMH均降低了粪中胆汁酸和中性固醇的排泄量。

4 辣椒素对体内甘油三酯和胆固醇代谢的作用

从当前国内外对辣椒的生理功能的研究结果来看，辣椒素对促进体内脂肪的氧化，减少脂肪沉积和血浆中甘油三酯浓度的效果是明显的。辣椒素能明显降低血浆和肝脏中甘油三酯的浓度，可能与辣椒素能增加体内脂肪氧化分解有关[23-25]。

关于辣椒素对体内胆固醇代谢的作用效果，目前国内外相关研究报道较少，对于体内胆固醇代谢方面的影响效果还不确定。Srinivasan等[34]发现，辣椒素有效提高了肝脏中胆汁酸合成第一限速酶——7α胆固醇羟化酶(CYP7A1)的活性，促进胆固醇向胆汁酸的转化，但肝脏和血浆中胆固醇浓度却增加了，分析可能的原因是辣椒素也增加了肝脏中胆固醇的合成或/和提高了肠道中胆固醇的吸收。在Manjunatha等[24]的研究中也证实，辣椒素对喂食正常饲料的大鼠的肝脏胆固醇浓度有明显降低效果，而对喂食高胆固醇饲料组没有效果。他们还发现辣椒素对喂食含油脂30%的高脂肪饲料的大鼠肝脏和血浆中胆固醇浓度只有少量减少[25]。但在Kempaiah等[35-36]的研究中发现含0.015%的辣椒素的饲料能明显降低喂食高胆固醇饲料大鼠的血浆胆固醇浓度，但对喂食含油脂30%饲料的大鼠的血浆胆固醇浓度没有明显影响。

肝脏是机体维持体内胆固醇动态平衡的主要器官，也是分解体内毒素的关键器官。同样，肝脏也能分解从胃肠吸收的辣椒素。辣椒素在胃和小肠部位被迅速吸收后，送入肝脏，可能被肝细胞内的细胞色素过氧化物酶P450 2E1(CYP2E1)转变为苯氧基，然后二聚体化或者与CYP2El共价结合并使该酶失去活性；也可能被肝组织中的酰胺水解酶分解，使辣椒素的酰胺键水解断裂生成香草基胺[37]。因此，当辣椒素类物质以口服形式饲喂时将首先被肠道吸收，主要在肝中代谢，最后才进入循环体系。由此设想，是否是由于辣椒素在肝细胞中的代谢产物影响肝脏中其他酶的活性，比如胆固醇合成胆汁酸的第一限速酶——CYP7A1、胆固醇合成的第一限速酶——3-羟-3甲基戊二酸单酰CoA还原酶等。Miller等[38]发现二氢辣椒素在离体条件下或饲喂给老鼠时可以和肝微粒体蛋白质共价结合，这种不可逆的辣椒素与肝微粒体蛋白质的结合可能影响到肝中各种代谢酶的活性及对肝脏的毒性。Abdel等[39]在喂辣椒素的大鼠肝脏分泌的胆汁中检测出了辣椒素，同时发现辣椒素降低了胆汁流量和胆汁蛋白质的含量。辣椒素还增加了胆汁酸中胆固醇的含量以及胆固醇:磷脂的比值[40]。说明辣椒素对肝脏中胆固醇代谢有潜在的影响，其作用途径及其作用机理还有待于深入研究。

一些临床研究表明肠癌与膳食脂肪组成以及肠道中微生物分布、胆汁酸和固醇的组成和含量都存在一定的相关性[41-42]。肝脏中胆固醇主要被合成两种胆汁酸，即胆酸(CA)和鹅脱氧胆酸(CDCA)。为增加二者的溶解性，在排泄到消化系统之前二者与氨基乙酸或牛磺酸形成共轭物，在肠道酸性环境中胆汁酸多以钠盐形式存在，部分共轭胆汁酸在解除共轭后被肠道细菌产生的7α-脱羟酶转变成有害的次级胆汁酸，如脱氧胆酸(DCA)和石胆酸(LCA)，二者会促进肠癌的发生。

肠道微生物在肠道初级胆汁酸向次级胆汁酸转换过程中有着重要作用。肠道益生菌群可将肠道内的蛋白残渣发酵，减少致癌物质氨态氮的数量，有利于肠道健康。而膳食成分会影响肠道细菌的数量和菌群分布，辣椒素是否会对肠道中的微生物群产生毒害作用，进而影响肠道胆汁酸和胆固醇的代谢，使肠道中致癌物增多，诱导和促进肠癌的发生和发展？辣椒素对肠道胆汁酸的组成和分布有何影响？这些都是值得关注的问题。

肠道中胆汁酸组成还会影响肠道胆固醇和脂肪的吸收以及反馈调节肝脏中胆固醇的分解代谢。CA对肠道中胆固醇吸收有促进作用，缺乏CA则会降低胆固醇的吸收，增加肝脏中胆固醇的合成，CA还负责反馈调节肝脏中胆汁酸的合成[43]。在体内胆固醇代谢中，胆汁酸肝肠循环是胆固醇代谢中重要的生理过程，它通过反馈调节CYP7A1的活性和mRNA水平，进而调节胆汁酸的合成和胆汁酸流量。这种反馈调节受肝肠循环中胆汁酸的流量和组成影响。胆汁酸主动吸收发生在回肠，通过回肠绒毛细胞上的顶端钠型胆汁酸协同转运子(ASBT)和回肠胆汁酸结合蛋白(IBABP)，将胆汁酸选择性吸收转运回肝脏[44]。辣椒素是否会破坏回肠绒毛细胞，影响胆汁酸的肝肠循环，扰乱胆固醇和胆汁酸的正常代谢，都有待于进一步的研究。

5 结 语

辣椒作为世界重要而普遍的香辛料，在我国种植和使用广泛，食用人群众多，开展辣椒食用的安全性和功能性评价研究，有着重要的社会意义和经济价值。目前，国内外对辣椒素的研究主要集中于镇痛作用及其机理的研究，而对辣椒素在减肥、降脂、抗癌等方面的作用机理的研究相对薄弱，其对人体潜在危害方面的评价更少。因此，为了充分发挥辣椒的功能特性，有必要科学评价辣椒的食用安全性和功能性，并对其功能机理展开深入系统地研究。

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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

中央高校基本科研业务费专项资金项目(XDJK2009B004)；国家星火计划项目(2008GA811014)

郑龙辉(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：tybyzlh@126.com

*通信作者：刘雄(1970—)，男，教授，博士，研究方向为碳水化合物功能与利用、食品营养学。E-mail：liuxiong848@hotmail.com