الكابسيسين

بسبب الإحساس الحارق الذي يسببه الكابسيسين عند ملامسته للأغشية المخاطية ، يُستخدم عادةً في المنتجات الغذائية لإضفاء نكهة حارة أو "حرارة" (حدة)، وعادةً ما يكون ذلك على شكل توابل مثل مسحوق الفلفل الحار والبابريكا . [ 16 ] في ^{التركيزات العالية ،} يُسبب الكابسيسين أيضًا إحساسًا حارقًا في مناطق حساسة أخرى، مثل الجلد أو العينين. ^{[ 17 ]} غالبًا ما تُقاس درجة الحرارة في الطعام بمقياس سكوفيل . ^{[ 16 ]}

لطالما كان هناك طلب على المنتجات المُتبّلة بالكابسيسين، مثل الفلفل الحار والصلصات الحارة كصلصة تاباسكو والصلصة المكسيكية . ^{[ 16 ]} من الشائع أن يشعر الناس بتأثيرات ممتعة، بل وحتى نشوة، عند تناول الكابسيسين. ^{[ 16 ]} تُعزى هذه التأثيرات، وفقًا للروايات الشعبية بين من يُطلقون على أنفسهم " عشاق الفلفل الحار "، إلى إطلاق الإندورفين المُحفّز للألم ، وهي آلية مختلفة عن فرط تنشيط المستقبلات الموضعية الذي يجعل الكابسيسين فعالًا كمسكن موضعي . [ ^{17 ] نظرًا} لأن الكابسيسين يتسامى عند درجة حرارة 115 درجة مئوية، ^{[ 18 ]} يلزم توخي الحذر عند طهي الطعام الجاف أو مع الدهون للحفاظ على الكابسيسين في الأطعمة الحارة.

تمت الموافقة على لاصقة الكابسيسين عبر الجلد ( كيوتينزا ) لعلاج هذا المؤشر العلاجي المحدد (الألم الناتج عن التهاب العصب التالي للهربس) في عام 2009، كعلاج من قبل كل من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ^{[ 19 ] [ 20 ]} والاتحاد الأوروبي ^{[ 21 ]} . ووجدت مراجعة للدراسات السريرية نُشرت عام 2017، ذات جودة محدودة، أن جرعة عالية من الكابسيسين الموضعي (8%) مقارنةً بالمجموعة الضابطة (0.4% كابسيسين) وفرت تسكينًا متوسطًا إلى كبير للألم الناتج عن التهاب العصب التالي للهربس، واعتلال الأعصاب المرتبط بفيروس نقص المناعة البشرية ، واعتلال الأعصاب السكري ^{[ 22 ]} .

على الرغم من استخدام كريمات الكابسيسين لعلاج الصدفية لتخفيف الحكة، ^{[ 23 ]} إلا أن مراجعة ست تجارب سريرية تناولت استخدام الكابسيسين الموضعي لعلاج الحكة خلصت إلى عدم وجود أدلة كافية على فعاليته. ^{[ 24 ]}

تشير أدلة منخفضة الجودة إلى أن تناول الكابسيسين عن طريق الفم قد يقلل من مستويات الكوليسترول الضار بشكل معتدل. ^{[ 25 ]}

تُعدّ الكابسيسينويدات أيضاً مكوناً فعالاً في رذاذ الفلفل المستخدم في مكافحة الشغب والدفاع الشخصي . ^{[ 2 ]} عند ملامسة الرذاذ للجلد، وخاصة العينين أو الأغشية المخاطية ، فإنه يُسبب ألماً وصعوبة في التنفس لدى الشخص المصاب. ^{[ 2 ]}

يُستخدم الكابسيسين أيضًا لردع الآفات، وخاصةً آفات الثدييات. تشمل الحيوانات المستهدفة بطاردات الكابسيسين الفئران، والغزلان، والأرانب، والسناجب، والدببة ، والحشرات، والكلاب المهاجمة. ^{[ 26 ]} يمكن استخدام قرون الفلفل الحار المجففة المطحونة أو المسحوقة في بذور الطيور لردع القوارض، ^{[ 27 ]} مستفيدين من عدم حساسية الطيور للكابسيسين. وتزعم مؤسسة تنمية فلفل الفيل أن استخدام الفلفل الحار كمحصول حاجز يمكن أن يكون وسيلة مستدامة للمزارعين الأفارقة في المناطق الريفية لردع الأفيال عن أكل محاصيلهم. ^{[ 28 ]}

ذكرت مقالة نُشرت في مجلة العلوم البيئية والصحة، الجزء ب في عام 2006 أنه "على الرغم من أن مستخلص الفلفل الحار يستخدم بشكل شائع كمكون في تركيبات طارد الحشرات المنزلية والحدائقية، إلا أنه ليس من الواضح ما إذا كانت عناصر الكابسيسينويد الموجودة في المستخلص هي المسؤولة عن خاصية طرد الحشرات." ^{[ 29 ]}

تم تسجيل أول منتج مبيد حشري يستخدم الكابسيسين فقط كمكون نشط لدى وزارة الزراعة الأمريكية في عام 1962. ^{[ 26 ]}

يُعدّ الكابسيسين مادة محظورة في رياضة الفروسية نظرًا لخصائصه المُسببة لفرط الحساسية والمسكنة للألم. ^{[ 30 ]} في منافسات قفز الحواجز في دورة الألعاب الأولمبية الصيفية لعام 2008 ، جاءت نتائج اختبارات أربعة خيول إيجابية للكابسيسين، مما أدى إلى استبعادها. ^{[ 30 ]}

الكابسيسين مادة مهيجة قوية تتطلب استخدام نظارات واقية وأجهزة تنفس مناسبة، بالإضافة إلى اتباع إجراءات التعامل السليمة مع المواد الخطرة. يؤثر الكابسيسين عند ملامسته للجلد (مهيج، ومحسس)، وعند ملامسته للعين (مهيج)، وعند ابتلاعه، وعند استنشاقه (مهيج للرئتين، ومحسس). تبلغ الجرعة المميتة الوسطية ( _LD50) في الفئران 47.2  ملغم/كغم. ^{[ 31 ] [ 32 ]}

يُعدّ التعرّض المؤلم للفلفل المحتوي على الكابسيسين من أكثر حالات التعرّض للنباتات شيوعًا التي تُراجع بها مراكز السموم. ^{[ 33 ]} يُسبّب هذا الفلفل ألمًا حارقًا أو لاذعًا في الجلد، وإذا تناوله البالغون بكميات كبيرة أو الأطفال بكميات صغيرة، فقد يُسبّب الغثيان والقيء وآلامًا في البطن وإسهالًا حارقًا. كما يُسبّب التعرّض للعين دمعًا غزيرًا وألمًا والتهابًا في الملتحمة وتشنجًا في الجفن . ^{[ 34 ]}

العلاج الأساسي هو إزالة المادة المسببة للحساسية. الكابسيسين قابل للذوبان في الكحول، والذي يمكن استخدامه لتنظيف الأدوات الملوثة. ^{[ 31 ]} الماء العادي غير فعال في إزالة الكابسيسين في معظم الحالات، ولكن يمكن استخدام الشطف المستمر بالماء عند عدم توفر بديل، كما هو الحال عند معالجة العينين أو الجلد. ^{[ 31 ]}

عند تناول الكابسيسين، قد يكون الحليب البارد وسيلة فعالة لتخفيف الإحساس بالحرقان الناتج عن الكازين الموجود في الحليب، ويعمل ماء الحليب كمادة خافضة للتوتر السطحي ، مما يسمح للكابسيسين بتكوين مستحلب معه. ^{[ 35 ]}

حتى عام 2007، لم تكن هناك أدلة تُثبت وجود علاقة مباشرة بين فقدان الوزن وتناول الكابسيسين. لم تُجرَ أبحاث سريرية مُصممة جيدًا لأن حدة الكابسيسين في الجرعات الموصوفة في الأبحاث حالت دون التزام المشاركين بالدراسة. ^{[ 36 ]} ووجد تحليل تلوي أُجري عام 2014 لتجارب أخرى أدلة ضعيفة على أن تناول الكابسيسين قبل الوجبة قد يُقلل قليلاً من كمية الطعام المُستهلكة، وقد يُحفز تفضيل الكربوهيدرات . ^{[ 37 ]}

خلصت إحدى المراجعات التي أجريت عام 2006 إلى أن الكابسيسين قد يخفف من أعراض قرحة المعدة بدلاً من أن يكون سبباً لها. ^{[ 38 ]}

قد يكون تناول كميات كبيرة من الكابسيسين مميتًا، ^{[ 39 ]} لا سيما لدى الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في القلب. ^{[ 40 ]} حتى الشباب الأصحاء قد يعانون من آثار صحية ضارة مثل احتشاء عضلة القلب بعد تناول كبسولات الكابسيسين. ^{[ 41 ]}

تم توضيح المسار الحيوي العام للكابسيسين والكابسيسينويدات الأخرى في ستينيات القرن الماضي على يد بينيت، وكيربي، وليت، ولودن. وحددت دراسات الوسم الإشعاعي الفينيل ألانين والفالين كسلائف للكابسيسين. ^{[ 65 ] [ 66 ] وفي وقت لاحق، حدد فوجيواكي وآخرون [ 67 ] [ 68} ] وسوكراسن ويومان ^{[ 69 ]} إنزيمات مسار فينيل بروبانويد ، وهي فينيل ألانين أمونيا لياز (PAL)، وسينامات 4-هيدروكسيلاز (C4H)، وكافيك أسيد O-ميثيل ترانسفيراز (COMT)، ووظائفها في التخليق الحيوي للكابسيسينويدات. ^{[ 69 ]} ويعود الفضل إلى سوزوكي وآخرون في تحديد الليوسين كسلائف أخرى لمسار الأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة . ^{[ 70 ]} اكتُشف في عام 1999 أن حدة الفلفل الحار مرتبطة بارتفاع مستويات نسخ الجينات الرئيسية في مسار فينيل بروبانويد، وهي: فينيل ألانين أمونيا لياز، وسينامات 4-هيدروكسيلاز، وكافيك أسيد O- ميثيل ترانسفيراز. وأظهرت دراسات مماثلة ارتفاع مستويات نسخ الجينات المسؤولة عن مسار الأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة في مشيمة الفلفل الحار ذي الحدة العالية. ^{[ 71 ]}

تنتج نباتات جنس الفليفلة حصراً الكابسيسينويدات، وهي قلويدات . ^{[ 72 ]} يُعتقد أن الكابسيسين يُصنّع في الحاجز بين فصوص الفلفل الحار، ويعتمد ذلك على الجين AT3 الموجود في الموضع pun1 ، والذي يُشفّر إنزيم أسيل ترانسفيراز مُحتمل . ^{[ 73 ]}

تحدث عملية التخليق الحيوي للكابسيسينويدات في غدد ثمرة الفلفل، حيث يقوم إنزيم سينثاز الكابسيسين بتكثيف الفانيليلامين الناتج عن مسار فينيل بروبانويد مع جزء أسيل-CoA الناتج عن مسار الأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة . ^{[ 66 ] [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]}

الكابسيسين هو أكثر أنواع الكابسيسينويدات وفرةً في جنس الفلفل ، ولكن يوجد ما لا يقل عن عشرة أنواع أخرى. ^{[ 77 ]} يوفر الفينيل ألانين المادة الأولية لمسار فينيل بروبانويد، بينما يوفر الليوسين أو الفالين المادة الأولية لمسار الأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة. ^{[ 66 ] [ 74 ]} لإنتاج الكابسيسين، يُنتَج 8-ميثيل-6-نونينويل-CoA عبر مسار الأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة، ثم يتكثف مع الفانيليلامين. تُنتَج أنواع أخرى من الكابسيسينويدات عن طريق تكثيف الفانيليلامين مع منتجات أسيل-CoA المختلفة من مسار الأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة، وهو مسار قادر على إنتاج مجموعة متنوعة من جزيئات أسيل-CoA ذات أطوال سلاسل ودرجات تشبع مختلفة. ^{[ 78 ]} تتم جميع تفاعلات التكثيف بين نواتج مسار الفينيل بروبانويد والأحماض الدهنية المتفرعة السلسلة بواسطة إنزيم سينثاز الكابسيسين لإنتاج منتج الكابسيسينويد النهائي. ^{[ 66 ] [ 74 ]}

يعمل الكابسيسين كمضاد للفطريات بأربع طرق رئيسية. أولًا، يثبط الكابسيسين معدل الأيض للخلايا المكونة للغشاء الحيوي الفطري. ^{[ 81 ]} وهذا بدوره يثبط مساحة نمو الفطر ومعدله، إذ يوفر الغشاء الحيوي بيئة مناسبة لنمو الفطر والتصاقه بالفلفل الحار الذي يحتوي على الكابسيسين. ^{[ 82 ]} كما يثبط الكابسيسين تكوين الخيوط الفطرية ، مما يؤثر على كمية العناصر الغذائية التي يمكن أن يحصل عليها باقي جسم الفطر. ^{[ 83 ]} ثالثًا، يُخلّ الكابسيسين ببنية ^{[ 84 ]} الخلايا الفطرية وأغشيتها. وهذا بدوره يؤثر سلبًا على سلامة الخلايا الفطرية وقدرتها على البقاء والتكاثر. بالإضافة إلى ذلك، يقل تخليق الإرغوستيرول في الفطريات النامية تبعًا لكمية الكابسيسين الموجودة في منطقة النمو. وهذا يؤثر على غشاء الخلية الفطرية ، وعلى قدرتها على التكاثر والتكيف مع الضغوط البيئية. ^{[ 85 ]}

يُبعد الكابسيسين الحشرات بطرق متعددة. أولها منعها من وضع بيضها على الفلفل نظرًا لتأثيراته عليها. ^{[ 86 ]} كما يُمكن أن يُسبب الكابسيسين خللًا في نمو الأمعاء عند تناوله، مما يُخلّ بعملية التمثيل الغذائي للحشرات ويُلحق الضرر بأغشية خلاياها. ^{[ 87 ] [ 88 ]} وهذا بدوره يُخلّ باستجابة التغذية الطبيعية للحشرات.

تشكل الثدييات آكلة البذور خطرًا على تكاثر الفلفل الحار، إذ تطحن أضراسها بذور الفلفل، مما يمنعها من النمو لتصبح نباتات فلفل جديدة. ^{[ 89 ] [ 13 ]} ونتيجة لذلك، طوّر الفلفل الحار الحديث آليات دفاعية للتخفيف من خطر الثدييات آكلة البذور. وبينما يتواجد الكابسيسين بنسب متفاوتة في جميع أجزاء الفلفل، إلا أن تركيزه يكون أعلى ما يكون في الأنسجة القريبة من البذور داخل الفلفل الحار. ^{[ 12 ]} تستطيع الطيور أكل الفلفل الحار، ثم تنشر البذور في فضلاتها، مما يُمكّن من تكاثره. ^{[ 13 ]}

يُعد الكابسيسين آلية دفاعية فعّالة للفلفل الحار، لكن له ثمنه. ويبدو أن تفاوت مستويات الكابسيسين في الفلفل الحار ناتج عن انقسام تطوري بين القدرة على البقاء في البيئات الجافة، وامتلاك آليات دفاعية ضد نمو الفطريات والحشرات والثدييات آكلة الحبوب. ^{[ 90 ]} ويُشكّل تخليق الكابسيسين في الفلفل الحار ضغطًا على موارده المائية. ^{[ 91 ]} ويؤثر هذا بشكل مباشر على لياقته، إذ لوحظ أن التركيز القياسي للكابسيسين في بذور الفلفل وأغلفة ثماره في البيئات عالية الرطوبة يُقلّل إنتاج البذور بنسبة 50%. ^{[ 92 ]}