Acı biberler niye acı?

Acı biber, ağzımıza değdiğinde neden “yakar”?

Çünkü acı biberde kapsaisin adlı bir madde vardır. Kapsaisin, ağzımızda bulunan, TRPV1 adlı bir almaç (reseptör) türünü uyaran bir bileşiktir. TRPV1 aslında sıcağa duyarlıdır, sıcakla temas edince üzerinde bulunduğu sinir hücresini uyararak beyne bir ileti gönderir: “Bu çok sıcak!” (Şekil 1A ve B)

Biberdeki kapsaisin de işte bu almaçları uyarma kabiliyetine sahiptir. Yani aslında sıcaklık yükselmeden böyle bir şey oluyormuş hissi verir, olmayan bir tehlikeye karşı beyni uyarır (Şekil 1A). Bu yüzden acı biber yedikten sonra “ağzımız yanar”, “sıcak basar”.

Kapsaisin sudan ziyade yağda çözündüğünden, acı yemeğin ardından su içmek pek işe yaramaz, ama ayran iyi gelir, çünkü yağ içerir. Ayrandaki yağ ağzınızdaki kapsaisini temizleyerek acı hissini ortadan kaldırır, su ise soğukluğundan dolayı ancak geçici bir etki sağlar.

Biberler memelilere karşı

Burada ilginç bir durum var: Yediğimiz biber, aslında bitkinin meyvesi, ve içindeki çekirdekler de tohumlarıdır. Yani biberin hayvanları cezbederek onlara kendini yedirmesi gerekir ki içindeki tohumlar sonra dışkıyla başka yerlere atılsın ve o tohumlar yeni birer biber bitkisine dönüşsün.

O halde biber kendisini yayarak ona fayda sağlayacak hayvanları neden kapsaisin ile rahatsız ediyor?

Bu çelişkinin sebebini ABD’li araştırmacı Joshua Tewksbury’nin Arizona’daki çalışmaları sayesinde öğreniyoruz. Tewksbury, kendisinden önce yapılan çalışmalardan görüyor ki memeli hayvanlar biberin lezzetinden rahatsız oluyor ama kuşlar olmuyor. Bunu kendi de sınayarak hem doğada hem de laboratuvarda fare ve sıçan gibi kemirgen memelilerin acı biberlerden uzak durduğunu, kuşların ise acı ve tatlı biberler arasında bir fark gözetmediğini tespit ediyor.

Tabii akla ilk gelen soru, kapsaisinin neden memelileri hedef aldığı… Tewksbury, memelilerin sindirim sistemlerinin biber tohumlarına zarar veriyor olabileceğini, bu nedenle biber bitkisinin memelileri uzaklaştırmak için kapsaisin kullanıyor olabileceğini düşünüyor. Bu varsayımını sınamak için fare, sıçan ve kuşlara acı olmayan biberlerden yediriyor ve hayvanların dışkılarındaki tohumları topluyor. Bu tohumları ektiğinde görüyor ki kuşların dışkısından çıkan tohumlar her zaman gelişerek biber bitkisine dönüşüyor, ama kemirgenlerinkinden çıkanlar parçalanmış ve sindirilmiş olduğundan gelişmiyor.

Yani kapsaisinin işlevi, biber için önemli bir iş gören kuşları rahatsız etmeden, tohumlarını parçalayan memeli hayvanları savmak olmalı.

Biberler mikroplara da karşı

Ama Tewksbury’nin Bolivya’daki bir çalışmasına göre kapsaisin, yalnızca memelilere değil, mikroplara karşı da etkili.

Bolivya’daki bir biber türünün bazı bireyleri acı iken bazıları değil. Bunun sebebini merak eden Tewksbury’nin gözüne, biberlerde koyu renkli lekeler halinde görünen bir mantar bulaşı çarpıyor (Şekil 2B ve C). Biberin meyvesini çürüten ve tohumlarını öldüren bu bulaşı dikkatle incelediğinde, acı biberlerdeki oranının, acı olmayanlardakinin ancak yarısı kadar olduğunu görüyor. Yani acı biberlerdeki bir şey, bu asalak mantarın büyümesini önlüyor olmalı, ancak bu şey acaba kapsaisin mi? Bunu anlamak için laboratuvarında bu mantarı yetiştiriyor, ve her deneyde daha fazla kapsaisin ekleyerek deneyi tekrarlıyor. Ne kadar kapsaisin eklerse, mantar da büyümekte o kadar zorlanıyor. Yani kapsaisin, mantarın büyümesini engelliyor.

Acı lezzetin bitkiye maliyeti

Demiştim ki Bolivya’daki biberlerin bazıları acı, bazıları değil. Bunda bir yerel dağılım da söz konusu: Tewksbury’nin gözlem yaptığı bölgenin güneyindeki biberler hem acı, hem de bir yarımkanatlı böcek türünün saldırısı altında (Şekil 2A)…  Kuzeyinde ise hem biberler tatlı, hem de pek böcek derdi yok. Öyle görünüyor ki güneyde böceklerin ısırıkları sebebiyle delinen ve bu yüzden mantar saldırısına maruz kalan biberlerin üzerindeki evrimsel baskı, antibiyotik özelliğine sahip kapsaisin üreten biberlerin orada yaygınlık kazanmasına neden olmuş.

O zaman akla şu soru geliyor: Kapsaisin madem bu kadar faydalı, neden doğada hâlâ kapsaisin üretmeyen biberler var?

Acı ve tatlı biberler arasındaki bir fark bize ilk ipucunu veriyor: Acı biberlerin tohumlarının çeperleri, tatlı biberlerinkinden %10 kadar daha ince. İlk başta ilgisizmiş gibi gelebilir, ancak bir de meyvenin çeperlerine sağlamlık veren lignin maddesinin kapsaisinle aynı hammaddeden yapıldığını hesaba katalım. Ortada sınırlı miktarda hammadde varken, kapsaisin üretilecekse, lignin üretimini azaltmak gerekecektir. Bu da meyvenin çeperinin ince kalmasına sebep olacaktır. Eğer etrafta böcekler varsa, kapsaisin üreterek kendini mantardan koruyan biberler avantaj sahibi olabilir, ama böyle bir tehdit yokken kapsaisin yerine lignin üreterek kendini kalın çeperlerle koruyan biberler bu yarıştan galip çıkıyor.

Bununla da kalmıyor: Yine Bolivya’daki araştırmalara göre, bir alan ne kadar yağış alıyorsa, oradaki biberler de o kadar acı oluyor. Zira mantarlar nemi seviyor, yağışlı havada çoğalıyor olduğundan, o bölgede ancak mantarı durdurabilen, yani acı biberler yetişebiliyor.

Kurak bölgelerde ise durum farklı: Bibere kapsaisin ürettiren genler, aynı zamanda bitkinin yapraklarında daha çok havalandırma deliği açtıklarından, bitkinin içindeki suyun buharlaşarak bu deliklerden kaçmasına, bitkinin de kurumasına sebep oluyor. O yüzden de kurak bölgelerde, bu genlere sahip olmayan, yani acı olmayan biberler gelişiyor ve yayılıyor.

Yani, acı biber olmak, tatlı biber olmaktan daha masraflı bir durum olduğundan, eğer acı olmaya gerek yoksa biberler o bölgede tatlı oluyor.

Peki biz neden biber yiyoruz?

Bilmiyoruz.

Bu kapsaisin maddesi aslında biz onu yemeyelim diye evrilmiş bir silâh. Bizden başka biberleri böyle iştahla yiyen bir memeli hayvan da bilinmiyor.

Tewksbury’ye göre belki de antibiyotik özellikleri insanın böyle evrilmesine sebep olmuştur, ama biberin evcilleştirilmesi konusunda çalışan Linda Perry böyle bir iddiayı desteklemiyor, sadece biberlerin lezzetli geldiğini düşünüyor.

İyi ama neden? Neden biberin acı lezzetinden sakınmayı bırak, ondan hoşlanıyoruz? Bu sorunun cevabı henüz ufukta görünmüyor.

Bir ağrı kesici olarak kapsaisin

Dikkat: Bunlar yalnızca bilimsel tartışma amaçlı bilgilerdir. Hekiminize danışmadan tedaviye başlamayınız ya da mevcut tedavinizi değiştirmeyiniz.

Biraz garip gelebilir ama hep acıyla ve ilişkilendirdiğimiz biber ve etkin maddesi kapsaisin aslında ağrı tedavisinde de kullanılıyor. Bunun nasıl işlediğine bir bakalım:

Kapsaisin ağız içinde etkisini TRPV1 adlı ısı almaçları üzerinde gösteriyor. TRPV1 geni çıkarılmış fareler zehir zemberek kapsaisin çözeltisini su gibi içiyor, çünkü bu almacı taşımadıklarından kapsaisinin farkına varmıyor.

TRPV1, aslında ısı veya kapsaisine cevaben hücre dışındaki kalsiyum iyonlarının (Ca²⁺) hücre içine geçişine izin veren bir kanal (Şekil 1A). Hücre içindeki Ca²⁺ derişiminin artmasıyla hücrede, yani sinir hücresinde elektriksel bir uyartı başlıyor ve bu uyartı daha bir saniye geçmeden beyne iletiliyor.

Bu hücresel düzeneğin bir benzeri, deri üzerindeki ağrılı uyaranın beyne iletilmesinde de görev alıyor. Bu TRPV1 almaçlarını ağrı kadar kapsaisin de uyardığından, bundan tedavide istifade ediliyor. Uzun süreli olarak kapsaisin uygulandığında hücre içine o kadar çok Ca²⁺ doluyor ki hücre işini yapamaz, yani ağrı duyusunu iletemez hale geliyor. Bu durum birkaç haftaya kadar sürebiliyor, ancak Ca²⁺ iyonlarının temizlenip hücrelerin normal duruma dönmesiyle bu etki sona eriyor ve kapsaisinin yeniden uygulanması gerekiyor.

Bu tedavi her ağrı durumuna uygun değil, yalnızca belirli müzmin ağrı sendromlarında işe yarıyor.

Kaynaklar ve notlar

• K. R. Bley ve A. B. Malmberg, 2005. TRPV1 agonist-based therapies: Mechanism of action and clinical prospects. Turning up the Heat On Pain: TRPV1 Receptors in Pain and Inflammation. Bley ve Malmberg (düzeltmenler). 2005. Basel. kitabında. s. 191-209.
• M. J. Caterina vd., 1997. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature 389:816-24
• M. J. Caterina vd., 2000. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor. Science 288:306-13
• D. C. Haak vd., 2011. Why are not all chilies hot? A trade-off  limits pungency. Proceedings of the Royal Society B (baskı öncesi çevrimiçi yayın)
• D. Purves (düzeltmen), 2007. Neuroscience, 4. baskı. s. 233-234.
• J. J. Tewksbury ve G. B. Nabhan, 2001. Seed dispersal: Directed deterrence by capsaicin in chillies. Nature 412:403-404.
• J. J. Tewksbury vd., 2008. Evolutionary ecology of pungency in wild chilies. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105:11808-11811.
• J. J. Tewksbury vd., 2008. Costs and benefits of capsaicin-mediated control of gut retention in dispersers of wild chilies. Ecology 89:107-117.
• J. Roach, 2008. Fungus puts the heat in chili peppers, study says. National Geographic News
• B. Zivkovic, 2006. Hot peppers – Why are they hot? A Blog Around The Clock
• Ana sayfadaki havanero biberi fotoğrafı Flickr’dan alındı.
• Şekil 2’deki fotoğraflar Tewksbury Laboratuvarı’nın sitesinden alındı.
• Denetleme ve tavsiyeleri için Dr Salih Özçubukçu ve Dr Gürkan Semiz’e teşekkür ederim.