药理和制药科学的进步

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药理和制药科学的进步/2016年/文章

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体积 2016年 |文章的ID 1512457 | https://doi.org/10.1155/2016/1512457

Roni k . Gregory Smutzer Devassy, 整合TRPV1受体功能与辣椒素心理物理学”,药理和制药科学的进步, 卷。2016年, 文章的ID1512457, 16 页面, 2016年 https://doi.org/10.1155/2016/1512457

整合TRPV1受体功能与辣椒素心理物理学

学术编辑器:安东尼奥Ferrer-Montiel
收到了 2015年11月12日
接受 2015年12月10
发表 2016年1月14日

文摘

辣椒素是一种天然香草酸,它导致一个热,辛辣的感觉在人的口腔。这个三叉神经刺激激活TRPV1受体和刺激阳离子为感官细胞的大量涌入。TRPV1受体功能homotetramers也回应,炎性物质、脂肪氧合酶产品,resiniferatoxin,内源性大麻素,质子,和肽毒素。Kinase-mediated TRPV1的磷酸化导致化学和热刺激敏感性增加。相比之下,通过calcium-dependent脱敏发生机制,导致受体去磷酸化。人类心理物理的研究显示,辣椒素是发现nanomole数量,导致口腔脱敏。心理物理的研究进一步表明,脱敏可以暂时改变口腔如果与辣椒素刺激恢复短interstimulus间隔。预处理的舌上皮与辣椒素调节几个主要味道的知觉品质。同时,甜味刺激可能会降低口腔中的辣椒素感知强度。此外,辣椒素知觉和享乐的回应可能是修改的饮食。 Psychophysical studies with capsaicin are consistent with recent findings that have identified TRPV1 channel modulation by phosphorylation and interactions with membrane inositol phospholipids. Future studies will further clarify the importance of capsaicin and its receptor in human health and nutrition.

1。介绍

辣椒素的化学感应的性能已经广泛在人类口腔检查。本文描述了心理物理研究辣椒素辣椒素受体的分子和生理研究,补充瞬时受体电位草酸类型1 (TRPV1)。

辣椒素(8-methyl -N-vanillyl -反式6-nonenamide)是一种疏水性化合物,是由植物属辣椒和让辣椒辣的味道1]。辣椒素的化学结构和相关化合物dihydrocapsaicin图所示1。这些草酸作为威慑摄入植物的哺乳动物,和作为一种手段抑制真菌感染引起的昆虫(2,3]。由于其药理特性,辣椒素被广泛用作局部镇痛减少肌肉和关节痛(4]。在人类口腔中,辣椒素是一种刺激物,产生热(热)和疼痛的(燃烧或刺)的感觉(5)通过激活神经元的上颌和下颌三叉神经的分支(脑神经V) (6]。TRPV1受体细胞通过舌在口腔组织项目的三叉神经的三叉神经脊髓核,也称为脑干三叉神经核设施(7]。

此外,辣椒素刺激代谢活动,促进负面能量平衡通过增加能源,有助于控制体重,增加脂肪酸的氧化8- - - - - -11]。对于人类来说,这种辣椒也可以抑制orexigenic(食欲)感觉8]。这种化合物也具有抗癌特性(12),可以作为血管舒张,促进散热(13]。最后,发病率的研究表明,食用含有辣椒的辛辣食物会增加人类寿命(14]。

瞬时受体电位辣椒1型在口腔。三叉神经下颌支的提供低三分之一的脸,感觉前三分之二的舌头,口腔黏膜和下颌(6]。因为辣椒素受体结合位于三叉神经元,对这种口头兴奋剂通常局限于前三分之二的舌头(15]。

辣椒素是一种结合TRPV1受体激动剂(16- - - - - -19),特征离子通道所在外围终端初级传入神经元,感觉疼痛和热量。TRPV1广泛表达在中枢神经系统(CNS)组织和高表达在背根神经节感觉神经元(19]。这个受体神经元,行口腔和鼻腔的蛀牙(10),发现在一个族群的感觉传入疼痛的神经纤维(20.]。两个主要的三叉神经纤维系统表达功能TRPV1受体有髓 纤维和无髓鞘的c fibers (10,21,22]。除了味觉组织,TRPV1也表达了在角化细胞的传入纤维和口腔和鼻腔蛀牙8,17]。角化细胞是重要的维持免疫反应在皮肤细胞的完整性23]。

细胞内,TRPV1受体本地化等离子体膜和内部膜(如膜ER)这个频道调动内部钙(Ca2 +)(18]。这种非选择性阳离子通道高十倍对Ca的偏好2 +它功能有害生物传感器的温度和化学受体激动剂(19]。这种受体的活化剂包括促炎的物质,如9-hydroxyoctadecadienoic酸,脂氧合酶产品,resiniferatoxin大戟属植物resinifera植物,内源性大麻素,辣椒素和它的独联体异构体zucapsaicin, dihydrocapsaicin、质子和肽毒素(16,17,19,24,25]。生物碱的胡椒碱从黑胡椒粉26)和zingerone (vanillylacetone,俗称姜)也可以激活TRPV1受体在不同的系统27),在三叉神经节(28]。姜辣素还在培养神经元激活TRPV1 [29日]。在不同的系统中,环己基氨基磺酸钠、糖精、阿斯巴甜、安赛蜜钾也可能作为TRPV1受体激动剂(30.]。最后,TRPV1通道也被增加激活膜电压(> 60 + mV),和在温度阈值附近43°C (19]。

辣椒素受体水平,结合该地区横跨跨膜域3到4 TRPV1受体(31日)(见图2(一个))。结合辣椒素主导的“尾巴,头“配置vanillyl和酰胺组特定的交互形式,锚受体的配体32]。氨基酸(螺旋S3),人民币S513(螺旋S3), E571 (S4-S5链接器)和T671(螺旋S6)小鼠TRPV1结合辣椒素通过氢键环,而氨基酸残基T551(螺旋S4)结合辣椒素的酰胺基32]。(小鼠对应Y511人民币的人类TRPV1)。由于配体结合的胞质面TRPV1 [18),这些受体激动剂必须遍历质膜进入细胞内的配体结合的TRPV1 [19,33]。一个例外是质子激活的pH值< 6.0。下面的pH值、质子绑定到细胞外outer-pore TRPV1的域33为激活homotetrameric TRPV1通道(34]。

几个对手已确定块TRPV1函数。钌红(氨化三氯氧化钌)是一个非竞争性TRPV1拮抗剂,这染料作为孔隙拦截器(35]。此外,辣椒素模拟capsazepine人类TRPV1通道(是一个强大的对手36]。

TRPV1也是一个重要的热传感器外围感觉神经元(33]。这个通道展品灵敏度高热量,大约25的Q10值(16,33]。TRPV1通道激活导致胞质Ca的高程2 +,随后释放神经肽P物质和calcitonin-gene等相关肽通过胞外分泌[37]。P物质在疼痛的感觉表达TRPV1的纤维,在附近的味蕾感觉纤维的几种哺乳动物物种(38]。这对热量和痛苦都神经递质调节信号(39]。这个undecapeptide释放后神经元胞质钙的增加2 +水平,这可能是由TRPV1通道。P物质的释放引起血管舒张和血管通透性的增加,这可能会引起局部水肿(40]。最后,这种神经肽可能刺激肥大细胞释放炎症介质如组胺(41]。

然而,持续活化三叉神经元的辣椒素耗尽突触前P物质的浓度(42]。这个损耗可以干扰各种感官功能,包括动物有毒热刺激的反应(42]。

2。TRPV1受体的结构和功能

完全组装TRPV1受体是一种homotetramer,形成一种表面上整流阳离子通道,透水单价和二价阳离子(33]。这个通道展品50 - 100的单通道电导picosiemens [33]。每个TRPV1亚基包含六个跨膜域和一个疏水跨膜域之间的孔隙地区5和6 (19,33]。这种受体的N和C末端本地化细胞质(19,33]。结构的示意图和监管网站TRPV1如图2

在单元级别,连续六次锚蛋白胞质N末端重复定位,其次是守恒的链接区域,连接过去的氨基端锚蛋白重复域包含的pre-S1螺旋α螺旋和β链二级结构(43]。这个螺旋是紧随其后的是四个跨膜域(S1-S4)和S4-S5链接器地区。跨膜域5 (S5)相邻的疏水孔隙地区,该地区需要质子激活,热激活或激活氯仿和异氟烷(44]。跨膜域6受体(S6)链接到c端胞质区域,其中包含25-amino酸长TRP域(TRP) (45]。

锚蛋白重复在细胞质n端结构域结合钙调蛋白和ATP调节TRPV1激活(45,46]。n端结构域也包含几个公认的磷酸化网站作为钙调蛋白的结合位点和ATP (47)(见图2(一个))。

150 -氨基酸残基糖基也与胞质蛋白质和配体相互作用。这个终点站包含磷酸肌醇、钙调蛋白绑定域名,网站和蛋白激酶C (PKC)的共识(48- - - - - -51]。TRPV1的c端胞质区域还包括守恒的瞬时受体电位(TRP)域与S4-S5细胞质链接参与交互通道控制,并结合位点磷脂酰肌醇4,5-bisphosphate (PIP)2)[18,43]。的高度保守的TRP盒子也与TRPV1的pre-S1螺旋。所需的TRP框变构通道激活(52),同时还能调节功能的形成四聚物的TRPV1受体(53]。

单粒子电子cryomicroscopy(低温电子显微镜)允许大型蛋白复合物的三维重建在原子分辨率高而不需要结晶蛋白质(32,43,54]。TRPV1的跨膜结构和单元组织最近被低温电子显微镜结构在4.2到4.5的决议43,46]。这些研究表明,TRPV1像电压门控钾通道(32)的对称布置四个相同的蛋白质亚基形成一个集中位于ion-conducting孔隙(19,32,33)(见图3)。这个造孔循环的TRPV1 homotetramers包含一个outer-pore炮塔,孔隙螺旋和选择性滤波器(55,56),的四个亚基有助于ion-conducting孔隙和选择性滤波器(45]。同时,第二个干预孔隙循环的陪同下段1-Segment 4 voltage-sensor-like域(43]。参见图3

2.1。TRPV1的诱变研究

诱变的研究表明,M547 T551人类和啮齿动物TRPV1所需对辣椒素的敏感性(57]。此外,Glu600和Glu648 ( 侧链的4.07)都面临TRPV1受体细胞外表面。这两个残留旁边的成孔区域质子受体和细胞外调节通道激活(19]。在pH值低于6.0,质子TRPV1通道开放。高于这个pH值、质子低阈值为激活TRPV1受体激动剂包括辣椒素(19]。最后,取代与中性氨基酸谷氨酸谷氨酰胺(E600Q)会大于10倍左移辣椒素剂量反应曲线(58),与电子商务50值从520纳米到40 nM。这些TRPV1受体E600Q突变体的生理特点被认为类似于野生型渠道操作在酸性条件下(58]。

数域的热灵敏度的TRPV1受体是至关重要的。特别是,几个氨基酸残基孔地区和c端域是热灵敏度的关键(33]。诱变的研究进一步表明,I696A W697A,和c端TRP盒子里R701A域受体导致完全丧失或减少热量的敏感性,辣椒素敏感性,或电压激活(59]。相比之下,一个F640L突变成孔地区的这种受体增强通道对热量和辣椒素敏感但废除了细胞外质子的增效效果(60]。

2.2。G-Protein-Coupled和TRPV1受体敏感

敏化(激活)与辣椒素受体水平与心理物理的研究是一致的。敏化被认为是通过磷酸化发生这种受体,和最大刺激(和动员到质膜)的TRPV1受体时可能发生最大限度磷酸化(19]。TRPV1通道包含多个磷酸化刺激敏感的网站(35,51]。敏化后可能出现的磷酸化TRPV1通过PKC(通过IP3信号)或蛋白激酶A (PKA)(通过环腺苷酸信号)。这些激酶都是由不同G-protein-coupled激活受体(20.,35,61年]。

受体激动剂如前列腺素E2和5 -羟色胺受体结合,激活刺激g蛋白 。这个蛋白亚基通过腺苷酸环化酶触发环腺苷酸的合成。由此产生的胞质环腺苷酸的增加激活PKA,进而116磷酸化丝氨酸和苏氨酸370氨基端地区的TRPV1(见图2(一个))。116年丝氨酸磷酸化可能抑制脱磷酸作用TRPV1激活后的辣椒素(35]。最后,116年通过磷酸化的丝氨酸TRPV1 PKA活性降低脱敏[19),它允许增加敏感受体激动剂叫花生四烯酸乙醇胺(62年]。

TRPV1还与信号转导途径,激活G-protein-coupled如缓激肽受体B2和内皮素受体(19,63年]。这些受体触发的释放 子单元从heterotrimeric g,进而激活磷脂酶C-beta (PLC)的酶β)。PLC)β然后水解皮普2第二信使肌醇1,4,5-trisphosphate (IP3)和甘油二酯(DAG) [64年]。DAG激活PKCε,进而在丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化TRPV1受体(51,64年,65年]。这个受体磷酸化糖分会让热量,质子,或化学受体激动剂(19]。一般来说,加强TRPV1活动炎症因子磷酸化途径刺激IP3营业额和酶的激活PKCε(19,20.,35]。

的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化和N - c终端PKC的TRPV1受体ε增加这个频道对辣椒素的敏感性和热通过降低阈值这两个刺激(66年]。此外,磷酸化的丝氨酸800发生逆转的TRPV1脱敏与辣椒素,长期刺激,随后增加的敏感性这个通道受体激动剂(19]。

除了800年丝氨酸,PKC增强TRPV1函数通过磷酸化丝氨酸50251]。磷酸化的PKC在这些残留物被认为调节TRPV1-evoked电流(51),可能对开放TRPV1通道(温度阈值降低35,51]。敏化(势差现象)的TRPV1 PKC-mediated磷酸化也会增加SNARE-dependent胞外分泌TRPV1-containing囊泡的质膜(67年]。这动员TRPV1的质膜的整体渠道活动可以增加这些受体在感官细胞通过增加对辣椒素的访问。

总之,TRPV1可能最敏感受体激动剂如果渠道最大限度磷酸化剂接触之前。强度的增加辣椒素口腔的感知可能反映更多的磷酸化TRPV1受体,或增加个人TRPV1受体磷酸化。

2.3。TRPV1脱敏和钙

重复暴露TRPV1受体激动剂如辣椒素未能激活受体或只能最低限度激活受体。这个过程被称为脱敏和发生2 +端依赖机制导致脱磷酸作用TRPV1受体(19]。自激活TRPV1瞬变胞质钙增加2 +水平,即便是低浓度的受体激动剂可以提高胞质Ca2 +浓度和降低受体。这个发生脱磷酸化酶,如钙调磷酸酶(蛋白质磷酸酶3)(68年),可先前脱去磷酸丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化的PKA [69年]。这个TRPV1磷酸化可以减少辣椒素下降通道灵敏度(68年),导致反应降低诸如辣椒素受体激动剂。支持这一假说,受体磷酸化,PKC已经被证明可以减少Ca2 +全身的脱敏TRPV1受体(68年,69年]。

相反,TRPV1可能出现的最低反应激动剂受体是否前脱去磷酸(辣椒素)绑定。TRPV1磷酸化的PKC可能动员TRPV1的质膜内部(多孔)膜67年]。如果这是真的,那么这些结果暗示脱去磷酸受体定位主要是内部的访问可能会少于疏水膜,TRPV1受体受体激动剂如辣椒素。如果是这样,那么这个内部脱去磷酸池(也可能是nontetrameric)可能会成为辣椒素受体脱敏。

由细胞骨架(TRPV1受体也稳定70年]。TRPV1的微管蛋白二聚体直接结合糖基,这种互动可以减少TRPV1活动在解聚的条件下(71年),可能在高Ca2 +浓度。最后,capsaicin-sensitive渠道可以形成heterotetramers TRPA1或TRPV3子单元在不同的系统(72年,73年]。这些heterotetramers通道属性不同于TRPV1 homotetrameric频道。

2.4。监管TRPV1通道由膜脂质

TRPV1高度敏感膜的环境。例如,这种受体需要膜胆固醇为最优通道活动在CHO细胞(74年]。此外,TRPV1通道是高度敏感的磷脂环境(75年]。的一个重要调制器TRPV1活动是皮普2膜磷脂,直接与TRPV1通道(74年,76年,77年]。皮普2是一个生理上重要的由磷脂酰肌醇磷脂和本地化的内在传单本地哺乳动物等离子体膜(78年]。c端区域的氨基酸之间TRPV1通道777 - 820以及氨基酸R701 K710 TRP域附近被认为是负责直接与皮普交互2(31日,76年)(见图2(一个))。

磷脂酰肌醇信号级联的激活TRPV1受体激动剂如缓激肽将减少膜脉冲2浓度(PLC)生长的基质β)通过水解脂质IP3和DAG。这减少膜脉冲2可以直接调节等离子体膜(TRPV1活动39,76年]。这可能发生调制通过释放TRPV1皮普2端依赖抑制(79年),或者通过PKA-mediated复苏从失活62年]。

一些证据显示,皮普2是一个积极的调制器TRPV1活动(76年]。例如,带正电的ε氨基酸赖氨酸隔离组阴离子膜脂质通过静电相互作用与带负电荷的磷酸肌醇headgroups [80年]。添加赖氨酸TRPV1-containing膜抑制capsaicin-activated电流(81年]。

几个切除由内而外膜片钳研究表明,肌醇磷脂直接影响TRPV1通道活动(76年]。皮普的应用2切除膜的胞内传单补丁,或应用程序的脂质向一边的平面膜含有重组TRPV1通道,激活TRPV1通道(75年,77年]。皮普2激活TRPV1还显示活动减少由于皮普的循序渐进的去磷酸化2和它的前身磷脂酰肌醇4-phosphate(π4磷酸酶P)的膜补丁(76年,82年]。TRPV1通道的活性下降了大约90%从最初的辣椒素含量低,活动后切除的膜贴成一个ATP-free介质(75年,76年]。TRPV1通道活动恢复通过直接添加毫克+ +ATP切除补丁。这种恢复是阻止通过添加抑制剂的磷脂酰肌醇4-kinase,或抑制剂phosphatidylinositol-specific细菌磷脂酶C酶(75年,76年]。这些结果表明,皮普2糖分会让TRPV1通道和膜脂的损耗可能导致通道脱敏[76年]。

膜脉冲2浓度可能减少了机制,不涉及通过PLC第二信使的产生。例如,细菌的免疫抑制复合雷帕霉素链霉菌属hygroscopicus使5′的易位磷酸酶这种酶脱去磷酸皮普的质膜2到π4P (77年]。研究诱导5′磷酸酶表明TRPV1不是由雷帕霉素抑制(77年在高浓度的辣椒素。这些结果表明π的重要作用4P在调制TRPV1通道活动在这些条件下77年]。综上所述,这些研究表明,内生肌醇磷酸盐增强膜切除补丁(TRPV1通道活动76年,77年,81年,83年,84年)对K通道类似于他们的影响(85年]。最后,结合皮普的损耗2和π4P在原生膜抑制capsaicin-induced TRPV1通道活动在这些膜(86年]。

后初始激活TRPV1的辣椒素,高水平的这种受体激动剂降低信道响应在三叉神经(87年]。一种解释是,最大的刺激TRPV1受体和随后的Ca2 +涌入耗尽皮普2在膜的影响。这减少脉冲2和它的前身π4P可能是由于水解皮普2通过Ca2 +敏感的磷脂酶C亚型δ。如果脉冲2激发通道活动,然后减少皮普2将限制通道活动(88年]。TRPV1通道活动可能会被抑制,可能接受脱敏[89年]。如果这是真的,然后PIP退化2由PLC亚型(水解皮普2到IP3和DAG)会降低膜皮普2浓度和随后限制通道活动capsaicin-induced脱敏[76年]。

另外,皮普2可以抑制TRPV1函数(48,90年]。纯化TRPV1蛋白,重组成人工磷酸肌醇的脂质膜没有完全活跃,建议没有依赖的TRPV1通道活动磷酸肌醇(90年]。然而,纯化TRPV1对辣椒素的反应和热降低磷脂酰肌醇时,皮普2,或者π4P是添加到膜。这一发现表明,膜磷酸肌醇抑制TRPV1在重组系统90年]。此外,最近的研究表明,纯化TRPV1通道活动抑制糖基的皮普2当这种磷脂定位,传单的质膜86年]。最后,TRPV1突变蛋白缺乏一个假定的皮普2结合位点c端地区建议皮普2绑定频道活动造成了抑制作用(48,79年]。

矛盾的结果关于皮普2调制TRPV1通道活动也可能被解释成膜中磷脂酰肌醇分布。在本机等离子体膜,破壳而出2本地化的内在传单双层这个肌醇脂质可能积极调节TRPV1通道活动(76年]。最近的数据表明,皮普2本地化的内心(细胞质)传单激活TRPV1而皮普2局部外(细胞外)和内部(细胞质)传单抑制TRPV1 [91年]。膜片箝荧光测定术研究合成脉冲2进一步表明,皮普2必须纳入外发生抑制的传单(91年]。这一观点可以解释为什么皮普2抑制TRPV1活动在重组膜磷脂是假定两膜之间平均分配传单(91年]。

然而,皮普2是一个内部等离子体膜和细胞膜的脂质组成部分。一些证据表明,膜磷脂之间的对称分布的两个传单ER(微粒体)膜92年]。如果需要膜不对称脉冲2TRPV1的积极监管机构的职能,然后皮普的对称分布2在ER膜可以调节TRPV1皮普的不同于非对称分布2(和π4在等离子体膜P)。尽管如此,这些研究确实表明膜磷酸肌醇TRPV1通道活动的依赖。皮普的相对贡献2和π4P在等离子体膜和内部膜,分区的TRPV1受体激动剂绑定后膜,仍有待决定(76年]。

2.5。辣椒素在人类口腔

辣椒在人类饮食的消费可以追溯到公元前7000年(93年]。这个消费导致了这些植物的驯化大约1000年后,在墨西哥和中美洲北部从野生鸟类胡椒植物93年,94年]。Hot-tasting食物从这些植物随后被介绍到欧洲当这些早期的探险家从加勒比海回来(95年]。

辣椒素和dihydrocapsaicin是两个主要的合成辣椒素,辣椒,和这两个辣椒负责大约90%总辛辣的辣椒(96年]。目前,辣椒是世界上使用最广泛的香料(97年]。食品工业是最大的消费国辣椒,它使用这些化合物作为食品增味剂,非碳酸气饮料和酒精饮料(98年]。辣椒也可以与其他食物,比如奶酪酱,鸡肉饼、猪肉馅饼、蔗糖、氯化钠、柠檬酸(99年- - - - - -102年]。辣椒也可以增加蔬菜的味道。这味道增强可能会提高蔬菜的摄入,减少脂肪和那些高胆固醇食品的消费103年]。

由于其饮食的重要性,辣椒素知觉在口腔中广泛研究人类心理物理研究。而不是味觉刺激,辣椒素是一种疏水性化合物难以管理的口腔在水溶液化学感应的化验“sip和吐痰”。因为辣椒素展品低水溶性(0.0013 g / 100毫升),心理物理测试的刺激阈上的浓度通常ethanolic进行解决方案(104年),或与浸渍(干)滤波器的论文105年]。其他交付方法包括使用快速溶解可食用的电影(106年]。可食用膜的辣椒素可以识别化学感应的属性的草酸在口腔和可以证明各种口腔刺激调节辣椒素chemosensation在口腔106年]。

3所示。辣椒素感知的心理物理学

辣椒素引起烧灼感和影响温度的感知在口腔107年]。有趣的是,舌尖被认为是最敏感地区辣椒素(108年]。这种烧灼感可能改变偏好草酸在人体内。频繁的消费者辣椒通常表明“hot-tasting”香料增强食物的味道,而避免辛辣食物的人表明,热香料减少或掩盖食物口味(109年]。在某些情况下,发展偏好辣椒素在口腔可以关联到一个情感(情绪)的转变,从“喜欢不喜欢”hot-tasting食品(110年,111年]。

在人类,capsaicin-rich食品可能产生“味觉出汗。”这种现象导致冲洗的脸,汗水在脸上和头皮的样子113年]。“味觉出汗”被认为是由辣椒素的影响在体温调节的控制113年]。

老鼠通常避免饮食含有辣椒和很少发展偏好口腔刺激(114年]。1960年,Jancso报道,系统性应用辣椒素会导致延长化学刺激物损失灵敏度在啮齿动物115年),和老鼠成为对这些饮食后系统脱敏这刺激114年]。

人类的研究已经证明,局部应用高浓度辣椒素的舌头十分钟时间造成很大刺激敏感性下降,这损失的敏感性没有恢复长达48小时(116年,117年]。此外,从接触到辣椒素中的味觉变化没有出现。然而,味蕾之间相互作用预测发生和TRP受体(17,118年]。

逐渐暴露在越来越多的辣椒在人类饮食似乎是充分条件为发展中偏爱辛辣食物(110年]。个人,吃辛辣食物开始享受这在口腔烧灼感。辣椒的“喜欢”的基本变化被认为对应的情感转变代表了一种变化的评估周边感觉输入(110年,111年]。最后,这种享乐主义转向接受可能带来理解,烧灼感是无害的并且可能对应于限制风险的享受110年]。

很少有研究温度对辣椒素的影响感知在口腔107年]。1986年,绿色证明2 ppm的烧灼感的感知强度辣椒素增加以线性方式时,溶液温度变化从34到45摄氏度(107年]。舌头表面温度没有测量,没有结论可以是否TRPV1受体被激活热(温度≥43°C)。然而,辣椒素可以影响对疼痛的敏感性。热刺激的珀尔帖效应变温器是一个标准的程序用于检查人体对疼痛的敏感性。舌头的表面温度可以是暂时性的增加与正方形珀尔帖效应变温器为了诱发口腔疼痛。辣椒素(33μ米)显著增强对热刺激疼痛评分在47°C的温度范围为50°C一段演讲的刺激物(至少5分钟后119年]。作者得出结论,辣椒素增强TRPV1的热控制细胞介导的热疼痛感(119年]。

基本味道品质对辣椒素的影响感知的口腔检查。史蒂文斯和无法无天的120年)报道,所有四个主要味道品质(甜、酸、咸和苦)减毒辣椒素在口腔的烧灼感。辣椒素的感知强度的下降与味觉刺激口腔冲洗后发生最快柠檬酸(酸味)和蔗糖。氯化钠对辣椒素产生更少的衰减的影响,而苦味刺激奎宁对辣椒素的影响最少的知觉(120年]。辣椒素进行了指数衰减感知强度与主要味道刺激口腔冲洗后(120年]。

Nasrawi和Pangborn121年)报道,室温与10%蔗糖或全脂牛奶漂洗5°C的口腔燃烧降低3 ppm辣椒素。筛选器和哈里斯(99年]进一步指出,阈值为辣椒素mouth-burn抑制蔗糖,但不是通过氯化钠和柠檬酸。

心理物理研究也发现辣椒素的影响感知的主要味道刺激。无法无天,史蒂文斯(122年)报道,口腔冲洗与辣椒油性树脂(辣椒含有辣椒素的提取和相关化合物)减少强度的酸味(柠檬酸),苦味(奎宁)和甜味(高浓度的蔗糖)。相反,他们报告说没有辣椒洗净后减少咸的味道。他们的研究结果表明口服化学刺激的抑制作用的感知主要味道品质,也许通过招募因为携带刺激味觉神经信息的味觉信号(122年]。

无法无天,史蒂文斯(108年)也报告说,辣椒素部分掩盖了味觉和嗅觉的刺激。这些结果表明口服化学刺激物的抑制作用的感觉甜,酸,苦(108年,120年)和支持的早期结果筛选器和哈里斯(99年]。相比之下,科沃特(123年)同时提出了辣椒素和个人的主要味道刺激和报道,感知强度通常主要味道品质是影响口腔与辣椒素刺激。最后,动物研究表明,辣椒素,享年100岁μM浓度减少蔗糖的强烈偏好TRPV1−−/空鼠(118年]。

辣椒素的不定地面具主要味道刺激可能表明辣椒素单独并不直接激活人类的味觉系统(124年]。然而,辣椒素(和三叉神经刺激薄荷醇)可能刺激一些人的味觉反应。例如,棉签,包含100年或320年μM辣椒素引起苦味的反应在人类口腔中,最值得注意的是当应用于用城墙围住的乳头状突起(124年]。此外,修改TRPV1通道已被建议作为一个候选人Na+味觉感受器/频道[125年- - - - - -127年]。

整体而言,这些结果表明,主要的味道刺激可以部分面具辣椒素,辣椒素冲洗的烧灼感也可能减弱主要刺激口腔的味道。这些发现表明,三叉神经元和味觉受体细胞之间的相互作用可能发生在口腔,或三叉神经元之间的信号集成和味觉系统可能发生在中枢神经系统。

这些结果可能暗示TRPV1受体和味觉受体表达的相同的感觉细胞或三叉神经元直接沟通和与味觉受体细胞的特定人群。然而,TRPV1的表达在味觉受体细胞仍然是有争议的17,128年]。如果coexpression味蕾和TRPV1受体是决定性地证明发生在感觉细胞(128年),这一发现可以解释如何辣椒素变弱的味道刺激胞质钙响应2 +通量。例如,甜蜜或苦涩的味道刺激可以耗尽TRPV1-containing Ca的细胞2 +一个信号,是常见的所有三个细胞转导途径。胞质Ca的数量2 +可能速度限制如果感觉细胞coexpressing TRPV1和甜蜜抑或苦涩的味觉受体没有激活质膜门店渠道后续大量细胞外钙2 +。如果这是真的,这些发现也反对信息编码的标记线模型在口腔化学感应的信号。

3.1。辣椒素在口腔的阈值

口服化学感觉的刺激的阈值被定义为一个主题的最低浓度或量能够检测到刺激。各种口服阈值已经报道了辣椒素在人类口腔。在早期的研究中,筛选器和哈里斯(99年]报道平均阈值是5.9 nanomoles辣椒素(10毫升卷)。此外,他们报告说,阈值降低(变得更敏感)随着溶液温度的增加。最后,这些作者表明,蔗糖增加阈值同时对辣椒素刺激了(99年]。

当调查浓度在0.06和4.00之间0.5 ppm (ppm)的日志2单元步骤,Rozin et al。129年]报道一个阈值大约0.310 ppm的水溶液在5毫升体积(5.1 nmol)。无法无天的et al。130年辣椒素相比)阈值在水溶液和油基交付方法。辣椒素在水中的浓度变化从0.03125到0.500 ppm。均值阈值也是0.310 ( 在水溶液0.03 ppm,这符合罗津的结果等。129年]。罗津的发现等。129年)和无法无天的et al。130年]普遍同意的结果筛选器和哈里斯(99年),报告阈值介于0.090和0.350 ppm (2.9 nmol 11.5 nmol 10毫升卷)。卡勒和巴托斯萨克131年)报道,浓度为0.100 ppm没有诱导反应在所有测试对象。然而,绿色(132年]capsaicin-impregnated滤纸磁盘作为交付方法和确定平均阈值接近0.09 -0.10 ppm。最后,Rentmeister-Bryant和绿色(133年]报道平均阈值是0.299 ppm的辣椒素的舌头。

最近的研究已经报道的绝对阈值为0.050 ppm (1.6 nmol)总辣椒素,总主要内容为辣椒素和dihydrocapsaicin在测试样本(134年]。在这些研究中,检测阈值的辣椒素和dihydrocapsaicin水解决方案,或乳化聚山梨酯80,由三个可选强迫选择法。平均阈值接近0.080 ppm (1.3 nmol)。在这项研究中,“用户”和“使用者”的辣椒辣椒素的知觉没有显著差异(134年]。最后,Smutzer et al。106年]报道意味着识别阈值附近的辣椒素1 nmol刺激时由pullulan-based食用。一个可能的解释这些阈值的变化可能是由于刺激的放置在不同区域的舌头表面。阈值的变化也可以解释为不同的方法被用于刺激交付。最后,饮食可能影响辣椒素的阈值自饮食富含辛辣食物可能导致一些人(慢性脱敏132年]。尽管如此,这些阈值显著降低(更敏感)比意味着苦味刺激阈值(135年),包括n丙基硫氧嘧啶(道具)136年]。

在人类中,对口服化学感觉的刺激阈值可能受到焦虑水平的影响(135年]。行为因素也会影响对三叉神经刺激的反应。特别是,人格因素可能驱动不同的喜欢和食用辛辣食物含有辣椒素(137年]。这些情感反应可能会影响反应以前厌恶辣椒素的烧灼感。

最后,一些证据表明,辣椒素的快感从恼人的品质获得口腔反复接触后可以学到这个刺激物(110年,138年]。这种增加的快感可能是由于反复接触富含辛辣食物的烹饪(139年]。除了遗传和文化因素,人类性格特征有一个重要的角色在决定享乐反应capsaicin-containing辛辣食物(140年]。

3.2。辣椒素敏感

敏感是由于重复暴露后的感知强度的增加,刺激刺激间隔短(132年,141年- - - - - -144年]。心理物理的研究表明,敏感已经观察到后口服或皮肤应用辣椒素(132年]。同时,测试对象显示变化敏感模式在口腔辣椒素(145年]。然而,并非所有的化学感觉的刺激导致敏化。例如,重复的刺激气味通常显示了减少刺激强度如果interstimulus间隔是短暂的146年]。

在心理物理的研究中,辣椒素(3 ppm)浓度低,不会引起口腔疼痛产生的增加知觉(辛辣)在与interstimulus重复刺激间隔30至60秒(132年,145年]。在人类口腔、重复与辣椒素刺激导致单调增加强度。这刺激的敏感发生后只有少数应用(132年),持续了25顺序暴露当风险之间没有口腔冲洗了132年]。在这项研究中,滤波器的论文充满一分钟间隔3 ppm辣椒素了。这个过程导致评级超过一倍刺激物的强度连续辣椒素后十个应用(132年]。辣椒素敏感可能发生从刺激浓度的增加网站的应用程序在舌头表面,而不是从空间总和会聚神经元(147年]。然而,质膜TRPV1受体的动员,形成功能homotetrameric渠道,与肌醇磷脂相互作用,或受体磷酸化也可以是敏化的基础。

辣椒素敏感在人类口腔可能独立于交付方法由于滤纸应用程序和整个口腔冲洗由0.6或3 ppm辣椒素5%乙醇产生类似增加知觉的刺激物(145年]。然而,三叉刺激物如zingerone(它也可以激活TRPV1受体(28])和薄荷醇(TRPM8受体激动剂)显示很少或没有在人类口腔敏感(147年- - - - - -149年]。相反,zingerone诱发刺激强度重复刺激后逐步下降,尤其是在大多数测试对象(147年,148年]。

其次,cross-sensitization的渠道可能导致一个增强灵敏度TRPV1受体激动剂(150年]。通过激活TRPV1可能发生的敏感TRPA1受体细胞中表达两种阳离子通道(151年]。因为30%的TRPV1-expressing疼痛的神经细胞也表达TRPA1频道(152年TRPA1], TRPV1敏化可以调制。在口腔,敏感的TRPV1也可能涉及腺苷酸环化酶的激活,增加环腺苷酸水平,随后的易位和激活PKA,磷酸化的TRPV1 PKA磷酸化残留。可能作用调控蛋白如Tmem100调制TRPA1-TRPV1互动(153年在口腔三叉神经元仍有待探索。

第三,钠含量低可能导致辣椒素敏感(61年]。外部的盐浓度的降低直接激活TRPV1通道在异源表达系统(61年]。外部细胞钠含量的降低可能直接门和提高人类TRPV1通道,允许更大的Ca2 +,阳离子可以速度限制在生理盐浓度(61年]。

最后,可能发生敏化通过动员二聚的辣椒素受体功能homotetramers。之前因为TRPV1二聚体结合配体形成功能四聚物的受体(53),敏化可能与动员有关神经细胞膜的功能四聚物的受体。

3.3。辣椒素脱敏

脱敏的定义是一个厌恶刺激的感官反应减弱后重复(不连续)接触,刺激。辣椒素脱敏不同于感官适应因为延迟几分钟需要辣椒素脱敏发生(154年]。脱敏疗法可能是强烈的痛觉受器或重复激活的结果反过来又造成损失,对刺激的敏感性(150年]。两种不同类型的脱敏与TRPV1受体有关。一种类型是分为急性脱敏,快速受体激动剂绑定期间活动的损失。急性脱敏TRPV1是由agonist-induced构象变化,这近TRPV1通道孔(31日]。此孔关闭依赖于胞质Ca2 +水平(16]。第二种类型的脱敏是急速免疫法,它被确定为一个逐渐减少的反应激动剂后重复政府的(14,31日]。Capsaicin-induced急速免疫法已被广泛研究在人类口腔(105年]。一般来说,快速抗药反应可能涉及TRPV1通道的循环之间的休息和活动状态(28]。

在口腔中,反复接触辣椒素在感知强度相同的浓度会增加。间隔15分钟后,辣椒素是产生的感觉不到最初的应用程序的辣椒素(141年]。因此,最初的辣椒素口腔烧灼感通常是紧随其后的是一个扩展的不应期(82年,155年]。一段时间后,再运用舌头的辣椒素产生强度减弱,被确定为self-desensitization [131年]。间隔5到15分钟的强度可以减少后续辣椒素应用于口腔。在人类中,辣椒素诱发脱敏[150年,156年),这个属性被认为给辣椒素anesthesia-like属性。

在某些情况下,反复接触辣椒素和辛辣食物的饮食可以导致人类慢性脱敏[109年,131年,157年]。慢性脱敏可能部分负责在口腔中辣椒素的变化感知心理物理研究测试对象,如下所述158年]。

罗津和席勒110年]发现辣椒素的阈值和唾液分泌量,发现一个小脱敏效果从辣椒素辣椒食用适量的测试对象。他们报道适度增加在那些喜欢辣椒辣椒素的阈值。这些作者还报告说,喜欢口头刺激品质的辣椒素可以学到与反复接触草酸在人类饮食110年,159年]。

1989年,绿色132年]报道,不同的应用程序之间的时间生产的辣椒素敏感或脱敏。脱敏与五口语应用程序可能发生的刺激,只要应用程序之间的最小延迟2.5到5分钟(提供131年]。这辣椒素脱敏疗法可能会持续好几天131年]。

Nasrawi和Pangborn160年]表明mouth-burn从重复与辣椒素刺激的强度没有增加添加剂的方式对所有科目。他们进一步报道,“徒和noneaters”的辣椒没有差异对辣椒素的看法。然而,辣椒素脱敏可能与饮食有关,普通用户的辣椒报道脱敏capsaicin-containing食物的看法(132年,161年]。最后,慢性辣椒素口腔脱敏的可能是由于个性差异驱动各种享乐反应和随后的食用辛辣食物137年]。

辣椒素也逐渐脱敏苦味[104年]。脱敏和100 ppm辣椒素下降几个味道刺激的感知痛苦(131年]。预处理与辣椒素麻木的舌上皮和减少痛苦的刺激的知觉包括盐酸奎宁、尿素和道具162年]。

3.4。持久(慢性)脱敏辣椒素

延长接触辣椒素会导致长期的脱敏这刺激163年]。例如,脱敏辣椒素增加暴露在这种刺激发生的周(164年]。长期脱敏的机制已经被解释为过度涌入的阳离子和阴离子capsaicin-sensitive细胞的质膜(163年]。这种离子流入被认为导致进步fatigue-like过程感觉神经元的口腔154年]。然而,这些结论不同意最近的研究可以由快速脱敏和重复局部接触这种刺激,紧随其后的是一个区间,暴露了好几分钟,然后恢复(154年]。

然而,口服辣椒素在人类不同强度反应(165年]。这种变化可以解释为暴露在饮食中辣椒素的频率。例如,对辣椒素的反应强度可以降低随着时间的饮食消费的增加草酸(109年,123年]或成为饮食的不可或缺的组成部分。增加(或继续)消费反过来可能导致长期的脱敏口服辣椒素。

3.5。在受体脱敏的水平

TRPV1,脱敏可能由Ca2 +涌入,导致的损失对辣椒素的敏感性(68年,166年]。钙离子激活钙调蛋白,然后刺激calcineurin-mediated脱磷酸作用和脱敏TRPV1通道49]。钙调磷酸酶原因capsaicin-induced脱敏通过氨基酸脱去磷酸以前磷酸化PKA [55]。

在暴露于高辣椒素的浓度,胞质钙的增加2 +水平可能激活PLC)δ(76年),一种酶,这种酶水解皮普2DAG和知识产权3。这种水解耗尽皮普2(和π4P)水平的内在传单等离子体膜,进而可能减少原生膜(TRPV1通道活动76年,89年,92年]。这个损耗可能会限制TRPV1通道活动,导致脱敏[77年]。拆卸的可能角色四聚物的TRPV1通道成二聚的复合物作为通道脱敏的模型还没有检查。最后,脱敏TRPV1通道可能是由于亲和力下降以来辣椒素受体反应可以恢复通过提高辣椒素浓度(167年]。

长期暴露于辣椒素后,TRPV1活动可能减少脱敏(self-desensitization) [132年,168年]。脱敏TRPV1可能产生镇痛效应的辣椒素(49]。细胞外钙2 +因为钙离子通道所需脱敏2 +流入和细胞内钙释放2 +商店调解这一效应(169年]。钙流入导致的损失对辣椒素的敏感性以及减少热灵敏度(166年]。同时,脱敏TRPV1的辣椒素明显降低了亲和力的受体激动剂由于反应可以恢复通过提高辣椒素浓度(167年]。

在分子水平上,长期的脱敏辣椒素可以减少引起的功能性TRPV1受体在感觉神经元,缺乏动员功能质膜受体,在这些细胞激酶活性,减少或改变膜脂质与受体的相互作用。解释了长期脱敏辣椒素在口腔,和饮食的可能作用现象,有待进一步的研究。

3.6。刺激诱导后复苏脱敏

辣椒素的重复应用以前麻木的口腔上皮细胞诱导刺激方法的原始感知强度辣椒素(105年,154年,170年]。这些结果表明,脱敏可以暂时逆转如果口腔刺激三叉神经兴奋剂,如辣椒素已恢复。这种反应麻木的组织已经被命名为刺激诱导复苏(先生)。爵士发生在舌的应用辣椒素诱发的激活TRPV1受体,这之前激活克服脱敏的刺激(105年,154年,170年]。

先生是由快速接触辣椒素的浓度至少高达减感作用的刺激,和短interstimulus间隔(133年]。这再运用刺激可能导致最大强度以前观察到在敏感受体激动剂(105年,154年]。这些发现表明,辣椒素脱敏治疗可以逆转这种刺激物和脱敏的进一步应用和爵士被反对可能促进细胞(或TRPV1受体)的过程。

先生,在受体水平可能动员的结果低亲和力TRPV1受体没有麻木的在初始的应用辣椒素(170年]。因此,先生可能涉及细胞机制类似或相同的触发辣椒素敏感(170年(即。,low-affinity receptors that failed to form homotetramers). Finally, some evidence suggests that PIP2合成从π44P激酶TRPV1通道的复苏需要从先前的脱敏171年]。

有趣的是,先生不是独特的辣椒素。三叉神经兴奋剂胡椒碱(黑胡椒)的一个组成部分,是一个辣椒,也引发self-sensitization条件下爵士或cross-desensitization与辣椒素(154年]。辣椒和胡椒碱都是TRPV1受体激动剂(172年]。

Zingerone(姜)主要是TRPA1受体激动剂(173年)不展览先生(154年]。然而,zingerone可以激活TRPV1通道在不同的系统中,肌醇磷脂可以均匀分布在传单的双分子层27]。薄荷醇也是一个三叉神经刺激(反刺激剂)和TRPM8兴奋剂不诱导先生辣椒素刺激时(149年]。然而,薄荷醇并显示瞬时脱敏(cross-desensitization)的辣椒素刺激口腔(174年]。

先生可能发生在细胞水平上相互作用的因素,也可能是高阶神经元处理的结果。然而,这些研究结果确实表明TRPV1受体的功能角色先生。正如前面提到的,皮普2在原生膜增强TRPV1活动。目前,膜皮普的可能角色2水平(或受体磷酸化)先生还没有探索。然而,激活PKC逆转capsaicin-induced脱敏TRPV1通道(65年),这就可以解释这种现象的潜在机制的先生。

4所示。结论

总之,辣椒素是一种天然化合物,它导致一种辛辣的感觉在人类口腔当草酸结合TRPV1受体。功能性TRPV1受体形式homotetramers生物膜,在神经组织受到高度监管,对其膜脂质环境高度敏感。随着受体磷酸化,最近的数据表明,肌醇脂质如皮普2和π4P刺激这在原生膜受体。TRPV1动员和质膜受体磷酸化的影响和TRPV1的交互与肌醇磷脂在辣椒素口腔在很大程度上仍未知的感觉。

人类心理物理研究表明辣椒素可以调节的感知主要味道刺激和一些主要的味道刺激可能反过来调节辣椒素感知。最近的心理物理的研究进一步表明,辣椒素引起致敏,口腔脱敏,先生。可能还需要进一步的研究来确定TRPV1-expressing细胞之间的相互作用和味觉受体细胞在人的口腔。未来的研究也需要更充分地整合分子研究与心理物理研究和阐明可能的交互涉及信号主要味道刺激和三叉神经中枢神经系统的刺激。最后,TRPV1单核苷酸多态性的可能作用在调节草酸知觉在口腔基本上仍是无人175年]。这些研究的结果将有助于阐明辣椒素在人类饮食的影响,及其作为治疗疼痛的镇痛作用。

利益冲突

作者证明他们没有参与任何组织或实体与任何经济利益在本文中讨论的主题。

确认

这项工作是由一个FSSMF格兰特从天普大学和天普大学本科生研究计划。作者感谢Judith横梁和哈利Rappaport的宝贵的援助。

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