Účinky kurkumy na pacienty s Alzheimerovou chorobou

1. Úvod

1.1 Kurkuma

Kurkuma je nejběžnější a zároveň nejstarší koření známé pro svou roli v potravinách mnoha asijských receptů. Toto bylinné koření se používá nejen v asijských potravinách, ale také ve formě léku. Kurkuma se získává z oddenku Curcuma longa, který obsahuje prospěšné vlastnosti, jako jsou protizánětlivé a antioxidační. Pomáhá kurkuma dlouhá v kurkumě předcházet Alzheimerově chorobě? Zkoumáním toho, co je toto bylinné koření, jeho historie, role v homeopatické medicíně a jeho potenciálního využití v boji proti Alzheimerově chorobě, je záměrem tohoto přehledového článku najít klíčovou roli, kterou hraje curcuma longa v prevenci Alzheimerovy choroby. Kurkuma, nazývaná také Curcuma longa, je rostlina, která patří do čeledi Zingiberaceae, nebo také známá jako zázvor . Dodává se také ve formě prášku, který se získává z kořene byliny Curcuma longa . Kurkuma je známější pro svou hodnotu ve schopnosti udržet čerstvost asijských potravin . Kurkuma se běžně používá v potravinářských barvivech i v kari prášku . Nejdůležitější je, že kurkuma je známá pro svou klíčovou roli ve staroindické praxi ájurvédské medicíny, která je v západním světě známá také jako homeopatická medicína . Výtažky z kurkumy se skládají z kurkuminu, demethoxykurkuminu a bisdemethoxykurkuminu, známých také jako kurkuminoidy . Kurkuminové stonky se získávají ze sušených kořenů Curcuma longs, které jsou prospěšné v čínské a indické medicíně . Je nejúčinnější složkou kurkumy a tvoří dvě až pět procent koření . Navzdory různým variantám tohoto koření hrají všechny důležitou roli v medicíně . Za běžně používaným kořením se skrývá mnoho studií prospěšnosti s ohledem na lidské zdraví. Je známo, že kurkuma má antioxidační, protizánětlivé a cholesterol snižující vlastnosti, které jsou významné pro patogenezi Alzheimerovy choroby .

V chemické struktuře kurkuminu jsou uvedeny jeho enolová a keto forma. Tím je zobrazen tautomerní vztah mezi oběma formami, který ukazuje molekuly se stejným molekulovým vzorcem, ale s různými izomery, které se mohou v rovnováze vzájemně přeměňovat.

1.2 Alzheimerova choroba

Alzheimerova choroba (AD) je typ demence, která způsobuje pacientům problémy s pamětí a chováním. Zahrnuje chronickou zánětlivou reakci centrálního nervového systému, která je spojena s patologií beta amyloidu. Pacienti postižení AD nejsou schopni vykonávat jednoduché denní činnosti, což jim ztěžuje každodenní život. Alzheimerova choroba vážně postihuje starší lidi. Nejběžnější a nejjednodušší úkoly se pacientům s Alzheimerovou chorobou mohou zdát obtížné a frustrující. Patofyziologie Alzheimerovy choroby vede k postupné agregaci amyloidních peptidů a také proteinů Tau v mozku, které tvoří neurofibrilární spleti a jsou vysoce toxické pro mozkové neuronální dráhy . To nakonec vede k nedostatkům v cholinergním a acetylcholinovém systému . Podle Světové zdravotnické organizace se obětí tohoto smrtelného onemocnění mohou stát muži i ženy starší šedesáti let . Statistiky ukazují, že u žen nad šedesát let je pravděpodobnost vzniku tohoto onemocnění šestiprocentní ve srovnání s pětiprocentní u mužů . Jen ve Spojených státech amerických trpí Alzheimerovou chorobou přibližně 4,5 milionu lidí a předpokládá se, že do roku 2050 dosáhne čtyřnásobku tohoto počtu .

2. Metody

Předkládané údaje byly shromážděny prostřednictvím Research Gate, National Center for Biotechnology Information, PubMed a Google Scholar s cílem identifikovat recenzované články týkající se kurkumy a jejích účinků na Alzheimerovu chorobu.

3. Diskuse-Mechanismus účinku kurkumy

3.1 Protizánětlivé vlastnosti

Z neurologického hlediska je známo, že pacienti postižení Alzheimerovou chorobou mají zánět v určitých oblastech mozku v důsledku přítomnosti vysoce nerozpustných depozit amyloidu beta a také neurofibrilárních spletí . Studie ukázaly, že peroxizomový proliferátorem aktivovaný receptor gama (PPAR-γ) je spojen s protizánětlivými účinky kurkumy . Konkrétně bylo prokázáno, že kurkumin inhibuje amyloidem beta indukovanou expresi DNA vazebné aktivity Egr-1 v buňkách THP-1 . Egr-1 je klíčový zánětlivý transkripční faktor, jehož inhibice by zabránila charakteristickému zánětu pozorovanému u pacientů s Alzheimerovou chorobou . Dále vědci zjistili, že kurkumin také inhibuje cyklooxygenázu a transkripční faktory podílející se na metabolizaci fosfolipidů na prostaglandiny . Prostaglandiny jsou lipidové sloučeniny s různými funkcemi včetně regulace zánětlivé reakce. Inhibice prostaglandinů tak snižuje působení neutrofilů, což následně zabraňuje uvolňování reaktivních forem kyslíku a aktivaci prozánětlivých cytokinů . Navíc bylo prokázáno, že kurkumin hraje roli při inaktivaci hlavního regulátoru v zánětlivém procesu. Tento hlavní regulátor, transkripční faktor NF-kappa B, aktivuje expresi TNF-alfa, IL-1 beta a IL-6, které podobně jako dříve zmíněné proteiny vyvolávají zánětlivou reakci. Je důležité poznamenat, že TNF-alfa se podílí na pozitivní zpětné vazbě s NF-kappa B, což alespoň částečně vysvětluje chronický zánětlivý stav pozorovaný v určitých oblastech mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou .

3.2 Silný imunomodulační prostředek

Turmerikum může modulovat aktivaci T-buněk, B-buněk, makrofágů, neutrofilů, přirozených zabíječů a také dendritických buněk. Dendritické buňky jsou antigen prezentující buňky, které se podílejí na iniciaci adaptivního imunitního systému. Výzkum ukázal, že dendritické buňky ošetřené kurkuminem indukují vývoj regulačních T-buněk a také produkci IL-10, který inhibuje zánět . Podobně bylo pozorováno, že neutrofily při léčbě kurkuminem vykazují výrazné snížení tvorby kyslíkových radikálů . Bylo prokázáno, že přirozené zabíječské buňky, lymfocyty, které likvidují nádory a infikované buňky, zvyšují protilátkové reakce u potkanů, kteří dostávali kurkuminovou dietu. Kromě toho bylo také zjištěno, že kurkumin zvyšuje aktivaci přirozených zabíječských buněk v přítomnosti nádoru. Kurkumin jako takový je schopen modifikovat přirozené zabíječské buňky v závislosti na patologii, kterou daný subjekt prochází . Pokud jde o makrofágy, bylo zjištěno, že kurkumin inhibuje tumor nekrotizující faktor alfa, což následně vedlo k inhibici mezibuněčné adhezní molekuly 1, adhezní molekuly 1 cévních buněk a adhezní molekuly 1 endoteliálních leukocytů . Potlačení těchto proteinů bylo považováno za hlavní faktor inhibičního účinku kurkuminu na NF-kappa B. Pokud jde o účinek kurkuminu na B buňky, bylo zjištěno, že v přítomnosti kurkuminu se snížila sekrece IgM, CpG a proliferace B buněk. Konkrétně došlo k potlačení ligandu TLR, fosforylace ERK, I-kappa B a kinázy p38, které plní různé role v imunitní odpovědi, což vedlo ke snížení nebo protizánětlivému účinku . Je prokázáno, že kurkumin inaktivuje transkripční faktor NF-kappa B, což je proteinový komplex, který řídí transkripci DNA, produkci cytokinů a přežívání buněk. Studie prokázaly pouze pozitivní účinky kurkuminu, což z něj činí ideální silný imunomodulační prostředek.

3.3 Antioxidant

Kurkuma vykazuje vlastnosti antioxidantů. To znamená, že hlavní složka kurkumy, kurkumin, chrání buňky před poškozením způsobeným volnými radikály ve vnitrobuněčném prostředí. K tomuto poškození dochází hromaděním reaktivních forem kyslíku, které mají škodlivý vliv na polynenasycené mastné kyseliny . Tato reakce, běžně označovaná jako peroxidace lipidů, je samovolně se šířící řetězovou reakcí, takže oxidace minimálního množství molekul lipidů může vést k rozsáhlému a dlouhodobému poškození. Řada studií prokázala, že kurkumin je obzvláště účinným vychytávačem volných radikálů . Kromě toho kurkumin nejen chrání buňku před reaktivními formami kyslíku vznikajícími při peroxidaci lipidů, ale bylo také prokázáno, že odstraňuje radikály na bázi NO . Konkrétně bylo zjištěno, že když se transgenním myším modelům, které vykazovaly lidský gen pro Alzheimerovu chorobu, podával kurkumin, jejich původně zvýšená tvorba karbonylových bílkovin byla výrazně potlačena. Bylo zjištěno, že toto snížení tvorby karbonylových bílkovin je úměrné dávce kurkuminu. To znamená, že nízká dávka kurkuminu snížila hladinu karbonylových proteinů o 46 %, zatímco vysoká dávka snížila karbonylové proteiny přibližně o 61,5 % . Byl tedy učiněn závěr, že antioxidační vlastnosti kurkuminu zabraňují oxidačnímu poškození způsobenému produkty peroxidace lipidů, mezi které patří karbonylové sloučeniny, jako je hydroxynonenal . Tato studie silně podporuje názor, že primární složka kurkumy, kurkumin, je nejen příkladem antioxidačních vlastností, ale že tyto vlastnosti hrají významnou roli při omezování množství reaktivních forem kyslíku, čímž brání patogenezi Alzheimerovy choroby.

3.4 Účinky snižující hladinu cholesterolu

Jak již bylo popsáno, buněčné oxidační poškození je silně spojeno s patogenezí Alzheimerovy choroby. K tomuto poškození dochází v důsledku akumulace beta amyloidního fragmentu amyloidního prekurzorového proteinu . To znamená, že shromažďování beta amyloidních proteinů do shluků způsobuje tvorbu plaků. Tyto plaky vyvolávají imunitní reakci, která nakonec způsobí charakteristický zánět pozorovaný v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou . Studie ukázaly, že molekuly beta amyloidu se mohou navázat na buňky obsahující cholesterol, což vede k urychlené cestě k tvorbě plaků 16 . Bylo však prokázáno, že kurkuma zabraňuje shlukování těchto bílkovin a vytváření plaků tím, že zvyšuje odolnost lipoproteinů o nízké hustotě vůči oxidaci . Konkrétně vědci pozorovali, že v přítomnosti kurkuminu bylo sulfátu mědi (II) výrazně bráněno v oxidaci lipoproteinů o nízké hustotě. Je však důležité poznamenat, že účinnost kurkuminu na lipoproteiny s nízkou hustotou se zřejmě lišila v závislosti na dávce. Vědci proto dospěli k závěru, že kurkumin působí v závislosti na dávce tak, že mírná dávka je prospěšná pro prevenci tvorby plaku a oxidačního poškození, ale vysoká dávka je neúčinná a může dokonce vyvolat peroxidaci lipidů . K podobným závěrům vedly i další studie, které prokázaly souvislost mezi kurkuminem navozeným snížením hladiny cholesterolu a výskytem neurodegenerativních onemocnění. Byla vyslovena hypotéza, že kurkumin způsobuje vyplavování cholesterolu z buněk, konkrétně z adipocytů, prostřednictvím dráhy PPAR-γ-LXR-ABCA1. V této dráze působí LXR jako cíl pro PPAR-γ a tyto receptory společně regulují expresi ABCA1 . ABCA1 je hlavní regulátor cholesterolu, jehož hlavní funkcí je homeostáza cholesterolu i fosfolipidů . Je tedy zřejmé, že účinky kurkumy na snižování cholesterolu mají významný preventivní vliv na rozvoj a progresi Alzheimerovy choroby.

3.5 Snížení hyperfosforylace tau

Neuroprotektivní účinky kurkumy zahrnují její schopnost inhibovat hyperfosforylaci tau. Proteiny tau se podílejí na regulaci dynamiky mikrotubulů a axonálního transportu . Zásah do některých fosforylačních dějů tak vede k dysfunkci tau, která přispívá k patogenezi Alzheimerovy choroby . Konkrétně nesprávná fosforylace tau může mít za následek snížení vazby na mikrotubuly i zvýšení interakcí tau-tau . Zvýšení těchto interakcí ve spojení s abnormální hyperfosforylací proteinu tau vede ke vzniku intracelulárních agregátů, které tvoří patrné neurofibrilární klubka v patologii Alzheimerovy choroby. Jakmile se tau proteiny začnou v důsledku snížené afinity oddělovat od mikrotubulů, dochází k narušení axonálního transportu synaptických vezikul a v důsledku toho ke zhoršení stavu synapsí . Kromě toho bylo prokázáno, že hyperfosforylace tau je hlavní složkou neurotoxicity beta amyloidu . Přítomnost beta amyloidu způsobuje, že tau kinázy včetně cdk-5, GSK-3 beta, p38/MAPK, JNK-½ a ERK fosforylují tau protein . Vědci prokázali, že potkani, kterým byl infundován beta amyloid, vykazují měřitelné zvýšení aktivity GSK-3 beta . V mozcích těchto potkanů bylo zjištěno výrazné zvýšení fosforylace tau v hipokampální oblasti mozku. Tato konkrétní oblast spánkového laloku je všeobecně známá jako hlavní centrum paměti mozku. Když však byly výše zmíněné krysy krmeny kurkuminem, došlo k inaktivaci kinázy GSK-3 beta, což zabránilo fosforylaci tau . To následně bránilo tvorbě neurofibrilárních spletí, které jsou běžně pozorovány u pacientů s Alzheimerovou chorobou. Schopnost kurkuminu působit jako neuroprotektivum prostřednictvím inhibice hyperfosforylace tau je tedy příkladem dalšího mechanismu, kterým se tato látka může ukázat jako cenná při léčbě pacientů s Alzheimerovou chorobou .

4. Závěr

Zařazení kurkumy do stravy prokázalo mnoho zdravotních přínosů, jak bylo uvedeno výše. Od jejích protizánětlivých vlastností až po její potenciál v boji proti Alzheimerově chorobě má kurkuma schopnost změnit pohled na lidské zdraví s ohledem na holistický přístup. Přijetím malých preventivních opatření, jako je přidání většího množství koření, jako je kurkuma, do lidské stravy, lze předejít mnoha infekčním onemocněním. Společný výbor odborníků OSN a Světové zdravotnické organizace pro potravinářské přídatné látky doporučuje denní množství kurkuminu 0-3 mg/kg tělesné hmotnosti . Díky tomuto přehledu by si jednotlivci měli být vědomi četných zdravotních přínosů, které kurkuma nabízí, zejména pokud jde o Alzheimerovu chorobu. Výzkum naznačuje, že kurkuma může pomoci při snižování hyperfosforylace tau, snižování hladiny cholesterolu, antioxidačních účincích, silných imunomodulačních i protizánětlivých vlastnostech. Konzumace i sebemenšího množství kurkumy do lidské stravy může přinést zdravotní výhody u těch jedinců, kteří jsou považováni za zdravé.

1. Majeed M, Badmaev V, Murrray F. Turmeric and the Healing Curcuminoids. New Canaan, CT: Keats Publishing, Inc. (1996).
2. Ammon HP, Wahl MA. Farmakologie curcuma longa. Planta Med 57 (1991): 1-7.
3. Mishra S, Palanivelu K. The effect of curcumin (turmeric) on alzheimer’s disease: Přehled. Annals of Indian Academy of Neurology 11 (2008): 13-19.
4. Youssef KM, El-Sherbeny MA. Syntéza a protinádorová aktivita některých analogů kurkuminu. Arch Pharm (Weinheim) 338 (2005): 181-189.
5. Lee WH, Loo CY, Bebawy M, et al. Curcumin and its Derivatives: Jejich využití v neurofarmakologii a neurovědě v 21. století. Curr Neuropharmacol 11 (2013): 338-378.
6. Baptista FI, Henriques AG, Silva AMS, et al. Flavonoids as therapeutic compounds targeting key proteins involved in Alzheimer’s Disease. ACS Chem Neurosci 5 (2014): 83-92.
7. Ringman JM, Frautschy SA, Cole GM, et al. A potential role of the curry spice curcumin in Alzheimer’s disease. Curr Alzheimer Res 2 (2005): 131.
8. Kocaadam B, ?anlier N. Kurkumin, aktivní složka kurkumy (Curcuma longa), a jeho účinky na zdraví. Crit Rev Food Sci Nutr 57 (2017): 2889-2895.
9. Schmidt J, Stoffels B, Moore BA, et al. Proinflammatory role of leukocyte-derived Egr-1 in the development of murine postoperative ileus. Gastroenterology 135 (2008): 926-936.
10. Srivastava RM, Singh S, Dubey SK, et al. International Immunopharmacology Imunomodulatory and therapeutic activity of curcumin. Int Immunopharmacol 11 (2011): 331-341.
11. Ak T. Antioxidant and radical scavenging properties of curcumin. Chemico-Biological Interactions 174 (2008): 27-37.
12. Lim GP, Chu T, Yang F, et al. Cole GM The curry spice curcumin reduces oxidative damage and amyloid pathogenesis on Alzheimer’s transgenic mouse. J Neurosci 21 (2001): 8370-8377.
13. Habchi J, Chia S, Galvagnion C, et al. Cholesterol catalyses Aβ42 aggregation through a heterogeneous nucleation pathway in the presence of lipid membranes. Nature Chem 10 (2018): 673-683.
14. Sven Schippling CB, Anatol Kontush, Sönke Arlt, et al. Increased lipoprotein oxidation in Alzheimer’s disease. Free Radic Biol Med 28 (2000): 351-360.
15. Rami MC, Gil A, Aguilera MC, et al. Oral administration of a turmeric extract inhibits LDL oxidation and has hypocholesterolemic effects in rabbits with experimental atherosclerosis. Atherosclerosis 147 (1999): 371-378.
16. Chawla A, Boisvert WA, Lee CH, et al. A PPAR-LXR-ABCA1 Pathway in Macrophages Is Involved in Cholesterol Efflux and Atherogenesis. Mol Cell 7 (2001): 161-171.
17. Tian M, Wang L, Yu G, et al. Curcumin promotes cholesterol efflux from brain through LXR/RXR-ABCA1-apoA1 pathway in chronic cerebral hypoperfusion aging-rats. Mol Neurodegener 7 (2012): 1-2.
18. Johnson GVW a Stoothoff WH. Fosforylace tau ve funkci a dysfunkci neuronálních buněk. Journal of Cell Science 117 (2004): 5721-5729.
19. Hoppe B, Coradini K, Frozza RL, et al. Free and nanoencapsulated curcumin suppress beta-amyloid-induced cognitive impairments in rats: involvement of BDNF and Akt/GSK-3beta signaling pathway. Neurobiol Learning Memory 106 (2013): 134-144.
20. Mythri RB, Jagatha B, Pradhan N, et al. Mitochondrial complex I inhibition in Parkinsons disease: Jak může kurkumin chránit mitochondrie? Antioxid Redox Signal 9 (2007): 399-408.
21. Park SY, Kim DS. Objev přírodních produktů z Curcuma longa, které chrání buňky před beta-amyloidovou inzultací: A drug discovery effort against Alzheimers disease. J Nat Prod 65 (2002): 1227-1231.
22. Payton F, Sandusky P, Alworth WL. NMR studie struktury roztoku kurkuminu. J Nat Prod 70 (2007): 143-146.
23. Zhang L, Fiala M, Cashman J, et al. Curcuminoids enhance amyloid -beta uptake by macrophages of Alzheimer’s disease patients. J Alzheimers Dis 10 (2006): 1-7.

.