De effecten van kurkuma op Alzheimerpatiënten

1. Inleiding

1.1 Kurkuma

Kurkuma is de meest voorkomende, en toch de oudste specerij die bekend is om zijn rol in voedingsmiddelen van vele Aziatische recepten. Deze kruidige specerij wordt niet alleen in Aziatische voedingsmiddelen gebruikt, maar ook in de vorm van medicijnen. Kurkuma is afkomstig van de wortelstok van Curcuma longa, die de heilzame eigenschappen bevat zoals ontstekingsremmend en antioxidant. Helpt Curcuma longa in kurkuma de ziekte van Alzheimer te voorkomen? Door te onderzoeken wat het kruid is, zijn geschiedenis, rol in de homeopathische geneeskunde, en zijn potentieel gebruik in de strijd tegen Alzheimer, is het de bedoeling van dit overzichtspaper om de cruciale rol te vinden die Curcuma longa speelt in het voorkomen van de ziekte van Alzheimer. Kurkuma, ook wel Curcuma longa genoemd, is een plant die lid is van de Zingiberaceae, of ook wel bekend als de gemberfamilie. Het komt ook in poedervorm dat is afgeleid van de kruidwortel van Curcuma longa . Kurkuma is beter bekend om zijn waarde in het vermogen om de versheid in Aziatische voedingsmiddelen te behouden . Kurkuma wordt vaak gebruikt in voedsel kleurstof evenals kerrie poeder . Het belangrijkste is dat kurkuma bekend staat om zijn cruciale rol in de oude Indiase praktijk van Ayurveda geneeskunde, ook bekend als homeopathische geneeskunde in de westerse wereld . Kurkuma extracten bestaan uit curcumine, demethoxycurcumine, en bisdemethoxycurcumine, ook bekend als curcuminoïden . Curcumine wordt geëxtraheerd uit de gedroogde wortelstokken van Curcuma longs die heilzaam zijn in de Chinese en Indiase geneeskunde . Het is het meest actieve bestanddeel van kurkuma en maakt tussen de twee en vijf procent van de specerij uit. Ondanks de verschillende variaties van de specerij, spelen ze allemaal een belangrijke rol in de geneeskunde. Veel voordelen zijn onderzocht achter de veelgebruikte specerij met betrekking tot de menselijke gezondheid. Van kurkuma is bekend dat het antioxiderende, ontstekingsremmende en cholesterolverlagende eigenschappen heeft die van belang zijn voor de pathogenese van de ziekte van Alzheimer .

In de chemische structuur van Curcumine worden de Enol- en de Keto vorm van de chemische stof getoond. Dit toont de tautomeerrelatie tussen de twee vormen, die de moleculen met dezelfde molecuulformule laten zien, maar met verschillende isomeren die in evenwicht kunnen interconverteren.

1.2 Ziekte van Alzheimer

De ziekte van Alzheimer (AD) is een vorm van dementie waarbij patiënten problemen met hun geheugen en gedrag krijgen. Het gaat om een chronische ontstekingsreactie in het centrale zenuwstelsel die gepaard gaat met bèta-amyloïde pathologie. Patiënten die aan de ziekte van Alzheimer lijden, zijn niet in staat eenvoudige dagelijkse activiteiten uit te voeren, waardoor het voor hen moeilijker wordt hun dagelijkse leven te leiden. De ziekte van Alzheimer heeft ernstige gevolgen voor ouderen. De meest gewone en eenvoudige taken kunnen voor Alzheimerpatiënten moeilijk en frustrerend lijken. De pathofysiologie van de ziekte van Alzheimer leidt tot de geleidelijke aggregatie van amyloïde peptiden en Tau-eiwitten in de hersenen, die neurofibrillaire klitten vormen en zeer giftig zijn voor de neuronale routes in de hersenen. Dit leidt uiteindelijk tot tekortkomingen in het cholinerge en acetylcholine systeem. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie kunnen zowel mannen als vrouwen boven de zestig jaar het slachtoffer worden van deze dodelijke ziekte. Statistieken tonen aan dat vrouwen boven de zestig jaar zes procent kans hebben om de ziekte te ontwikkelen in vergelijking met vijf procent bij mannen . Alleen al in de Verenigde Staten van Amerika lijden ongeveer 4,5 miljoen mensen aan de ziekte van Alzheimer en naar verwachting zal dit aantal tegen het jaar 2050 vier keer zo groot zijn.

2. Methoden

De hier gepresenteerde gegevens werden verzameld via Research Gate, National Center for Biotechnology Information, PubMed en Google Scholar om collegiaal getoetste artikelen te identificeren met betrekking tot kurkuma en de effecten ervan op de ziekte van Alzheimer.

3. Discussie-Mechanisme van Actie van Kurkuma

3.1 Anti-inflammatoire eigenschappen

Neurologisch gezien is bekend dat patiënten die lijden aan de ziekte van Alzheimer ontstekingen hebben in bepaalde delen van de hersenen als gevolg van de aanwezigheid van zeer onoplosbare afzettingen van amyloïd bèta en neurofibrillaire klitten. Studies hebben aangetoond dat peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-γ) in verband is gebracht met ontstekingsremmende effecten in kurkuma. Specifiek is aangetoond dat curcumine de amyloïde beta geïnduceerde expressie van Egr-1 DNA bindende activiteit in THP-1 cellen remt. Egr-1 is een belangrijke inflammatoire transcriptiefactor die, wanneer geremd, de karakteristieke ontsteking zou voorkomen die bij patiënten met de ziekte van Alzheimer wordt waargenomen. Bovendien hebben onderzoekers ontdekt dat curcumine ook cyclo-oxygenase en transcriptiefactoren remt die betrokken zijn bij de metabolisering van fosfolipiden tot prostaglandinen. Prostaglandinen zijn lipideverbindingen met een uiteenlopende reeks functies, waaronder de regulering van de ontstekingsreactie. Zo vermindert de remming van prostaglandinen de werking van neutrofielen, die op hun beurt het vrijkomen van reactieve zuurstofspecies en de activering van pro-inflammatoire cytokinen voorkomen. Bovendien is aangetoond dat curcumine een rol speelt bij de inactivering van de hoofdregulator in het ontstekingsproces. Deze hoofdregulator, de NF-kappa B transcriptiefactor, activeert de expressie van TNF-alfa, IL-1 beta, en IL-6 die, net als de eerder besproken eiwitten, de ontstekingsreactie opwekken. Het is belangrijk op te merken dat TNF-alfa deelneemt aan een positieve terugkoppelingslus met NF-kappa B, die, althans gedeeltelijk, de chronische ontstekingstoestand verklaart die in bepaalde hersengebieden van Alzheimer-patiënten wordt waargenomen.

3.2 Potent immunomodulerend middel

Turkuma kan de activering van T-cellen, B-cellen, macrofagen, neutrofielen, natuurlijke killercellen, evenals dendritische cellen moduleren. Dendritische cellen zijn antigeen-presenterende cellen die betrokken zijn bij de initiatie van het adaptieve immuunsysteem. Onderzoek heeft aangetoond dat met curcumine behandelde dendritische cellen de ontwikkeling van regulerende T-cellen induceren, evenals de productie van IL-10 dat ontstekingen remt. Evenzo is bij neutrofielen een duidelijke afname van de vorming van zuurstofradicalen waargenomen wanneer zij met curcumine worden behandeld. Natural killer cellen, lymfocyten die tumoren en geïnfecteerde cellen elimineren, bleken de antilichaamresponsen te verhogen bij ratten die een curcumine-dieet hadden gevolgd. Bovendien bleek curcumine ook de activering van natuurlijke killercellen te verhogen in de aanwezigheid van een tumor. Curcumine is dus in staat om de natuurlijke killercellen te wijzigen, afhankelijk van de pathologie die bij een bepaalde proefpersoon wordt aangetroffen. Wat macrofagen betreft, bleek curcumine tumornecrosefactor-alfa te remmen, wat bij uitbreiding leidde tot de remming van intercellulaire adhesiemolecule-1, vasculaire celadhesiemolecule-1, en endotheelcel-leukocyte adhesiemolecule-1 . De onderdrukking van deze eiwitten is geïmpliceerd als een belangrijke factor in het remmende effect van curcumine op NF-kappa B. Wat het effect van curcumine op B-cellen betreft, werd vastgesteld dat de IgM-secretie, CpG en B-celproliferatie alle werden verminderd in aanwezigheid van curcumine. Meer specifiek werden het TLR-ligand, de fosforylering van ERK, I-kappa B en p38 kinase, die allemaal een rol spelen in de immuunrespons, allemaal onderdrukt, wat resulteert in een verminderd of anti-inflammatoir effect. Het is bewezen dat Curcumine de NF-kappa B transcriptiefactor inactiveert, een eiwitcomplex dat de DNA-transcriptie, de productie van cytokinen en de overleving van cellen regelt. Studies hebben niets dan positieve effecten van curcumine aangetoond, waardoor het een ideaal krachtig immunomodulerend middel is.

3.3 Antioxidant

Turcumine vertoont eigenschappen van antioxidanten. Dit wil zeggen dat het belangrijkste bestanddeel van kurkuma, curcumine, de cellen beschermt tegen schade die door vrije radicalen in het intracellulaire milieu wordt aangericht. Deze schade ontstaat door de accumulatie van reactieve zuurstofspecies die een schadelijk effect hebben op meervoudig onverzadigde vetzuren. Deze reactie, die lipide peroxidatie wordt genoemd, is een zichzelf versterkende kettingreactie, zodat de oxidatie van een minimale hoeveelheid lipidemoleculen kan leiden tot uitgebreide en langdurige schade. Meerdere studies hebben aangetoond dat curcumine een bijzonder krachtige vrije-radicalenvanger is. Bovendien beschermt curcumine niet alleen de cel tegen reactieve zuurstofsoorten die door lipide-peroxidatie worden geproduceerd, maar is ook aangetoond dat het op NO gebaseerde radicalen verwijdert. Meer specifiek werd ontdekt dat wanneer transgene muismodellen die het menselijke Alzheimer gen vertoonden curcumine toegediend kregen, hun aanvankelijk verhoogde carbonyl proteïne vorming aanzienlijk onderdrukt werd. Deze afname van de vorming van carbonylproteïnen bleek evenredig te zijn met de dosis curcumine. Dat wil zeggen, een lage dosis curcumine verminderde de carbonyl proteïne niveaus met 46%, terwijl een hoge dosis de carbonyl proteïnen met ongeveer 61,5% verminderde. Er werd dus geconcludeerd dat de antioxiderende eigenschappen van curcumine oxidatieve schade, veroorzaakt door lipide peroxidatieproducten, die carbonylverbindingen zoals hydroxynonenal omvatten, verhinderden. Deze studie ondersteunt sterk het idee dat het primaire bestanddeel van kurkuma, curcumine, niet alleen antioxiderende eigenschappen vertoont, maar dat deze kwaliteiten een belangrijke rol spelen bij het beperken van de hoeveelheid reactieve zuurstofsoorten, waardoor de pathogenese van de ziekte van Alzheimer wordt belemmerd.

3.4 Cholesterolverlagende effecten

Zoals eerder beschreven, is cellulaire oxidatieve schade sterk in verband gebracht met de pathogenese van de ziekte van Alzheimer. Deze schade ontstaat als gevolg van de accumulatie van bèta amyloïd fragment van het amyloïd precursor eiwit . Dat wil zeggen dat de samenklontering van beta-amyloïde eiwitten tot clusters leidt tot de vorming van plaques. Deze plaques veroorzaken een immuunrespons die uiteindelijk de kenmerkende ontsteking veroorzaakt die wordt waargenomen in de hersenen van patiënten met de ziekte van Alzheimer . Studies hebben aangetoond dat beta-amyloïde moleculen zich kunnen hechten aan cholesterolhoudende cellen, wat leidt tot een versnelde weg naar plaquevorming 16. Van kurkuma is echter aangetoond dat het voorkomt dat deze eiwitten samenkomen en plaques vormen door de weerstand van lipoproteïnen met een lage dichtheid tegen oxidatie te verhogen. Onderzoekers merkten meer bepaald op dat, in aanwezigheid van curcumine, koper(II)sulfaat aanzienlijk gehinderd werd in zijn oxidatie van lipoproteïnen met lage dichtheid. Het is echter belangrijk op te merken dat de effectiviteit van curcumine op lipoproteïnen met lage dichtheid leek te variëren op basis van de dosering. Daarom hebben wetenschappers geconcludeerd dat curcumine op een dosis-afhankelijke manier werkt, zodat een gematigde dosis gunstig is om plaquevorming en oxidatieve schade te voorkomen, maar een hoge dosis niet effectief is en zelfs lipide peroxidatie kan induceren. Andere studies hebben tot soortgelijke conclusies geleid en een verband aangetoond tussen een door curcumine geïnduceerde verlaging van het cholesterolgehalte en de incidentie van neurodegeneratieve ziekten. Men heeft verondersteld dat curcumine de efflux van cholesterol uit cellen, specifiek adipocyten, via de PPAR-γ-LXR-ABCA1-route veroorzaakt. In deze route fungeert LXR als een doelwit voor PPAR-γ en deze receptoren reguleren gezamenlijk de expressie van ABCA1. ABCA1 is een belangrijke cholesterol regulator met als belangrijkste functie zowel cholesterol als fosfolipide homeostase. Als zodanig is het duidelijk dat cholesterolverlagende effecten van kurkuma een belangrijke preventieve invloed hebben op de ontwikkeling en progressie van de ziekte van Alzheimer .

3.5 Vermindering van tau hyperfosforylering

Turmeric’s neuroprotectieve effecten omvatten zijn vermogen om tau hyperfosforylering te remmen. Tau-eiwitten zijn betrokken bij het reguleren van microtuboldynamica en axonaal transport. Als zodanig leidt interferentie van bepaalde fosforyleringsevents tot tau disfunctie die bijdraagt aan de pathogenese van de ziekte van Alzheimer . Specifiek kan onjuiste tau fosforylering resulteren in verminderde microtubule binding en verhoogde tau-tau interacties. Een toename van dergelijke interacties in combinatie met abnormale hyperfosforylering van het tau-eiwit leidt tot intracellulaire aggregaten die de waarneembare neurofibrillaire klitten vormen in de pathologie van Alzheimer. Zodra tau-eiwitten zich beginnen los te maken van microtubuli als gevolg van een verminderde affiniteit, wordt het axontransport van synaptische vesikels verstoord en als gevolg daarvan verslechteren de synapsen. Voorts is aangetoond dat tau-hyperfosforylering een belangrijke component is van de neurotoxiciteit van beta-amyloïd. De aanwezigheid van beta-amyloïd zorgt ervoor dat tau-kinases, waaronder cdk-5, GSK-3 beta, p38/MAPK, JNK-½, en ERK het tau-eiwit fosforyleren. Onderzoekers hebben aangetoond dat ratten die een infuus met beta-amyloïd kregen toegediend, een meetbare toename vertoonden van de GSK-3 beta activiteit. De hersenen van deze ratten vertoonden een duidelijke toename van de fosforylering van tau in het hippocampale gebied van de hersenen. Dit specifieke gebied van de temporale kwab is algemeen bekend als het belangrijkste geheugencentrum van de hersenen. Wanneer de bovengenoemde ratten echter met curcumine werden gevoed, werd het GSK-3 beta kinase geïnactiveerd, waardoor de fosforylering van tau werd voorkomen. Dit verhinderde op zijn beurt de opbouw van neurofibrillaire klitten die gewoonlijk bij Alzheimerpatiënten worden waargenomen. Het vermogen van curcumine om als een neuroprotectieve agent te werken door remming van tau hyperfosforylering is dus een voorbeeld van een ander mechanisme waardoor deze stof waardevol kan blijken bij de behandeling van patiënten met de ziekte van Alzheimer.

4. Conclusie

Het opnemen van kurkuma in het dieet heeft, zoals hierboven vermeld, vele gezondheidsvoordelen aangetoond. Van zijn ontstekingsremmende eigenschappen tot zijn potentieel in de strijd tegen de ziekte van Alzheimer, heeft kurkuma de mogelijkheid om de kijk op de menselijke gezondheid te veranderen met betrekking tot de holistische benadering. Het nemen van kleine voorzorgsmaatregelen, zoals het toevoegen van meer specerijen zoals kurkuma aan het menselijk dieet, kan veel infectieziekten voorkomen. Het Gezamenlijk Comité van deskundigen voor levensmiddelenadditieven van de Verenigde Naties en de Wereldgezondheidsorganisatie adviseren een dagelijkse inname van curcumine van 0-3 mg/kg lichaamsgewicht. Met dit overzicht zouden mensen zich bewust moeten zijn van de talrijke gezondheidsvoordelen die kurkuma te bieden heeft, vooral als het gaat om de ziekte van Alzheimer. Onderzoek suggereert dat kurkuma kan helpen bij het verminderen van tau hyperfosforylering, het verlagen van het cholesterolgehalte, antioxidatieve effecten, krachtige immunomodulerende en anti-inflammatoire eigenschappen. Het consumeren van zelfs de geringste hoeveelheid kurkuma in het menselijk dieet kan gezondheidsvoordelen opleveren bij die individuen die als gezond worden beschouwd.

1. Majeed M, Badmaev V, Murrray F. Turmeric and the Healing Curcuminoids. New Canaan, CT: Keats Publishing, Inc. (1996).
2. Ammon HP, Wahl MA. Farmacologie van curcuma longa. Planta Med 57 (1991): 1-7.
3. Mishra S, Palanivelu K. The effect of curcumin (turmeric) on alzheimer’s disease: Een overzicht. Annals of Indian Academy of Neurology 11 (2008): 13-19.
4. Youssef KM, El-Sherbeny MA. Synthese en antitumoractiviteit van enkele curcumine-analoga. Arch Pharm (Weinheim) 338 (2005): 181-189.
5. Lee WH, Loo CY, Bebawy M, et al. Curcumin and its Derivatives: Their Application in Neuropharmacology and Neuroscience in the 21st Century. 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. Curcumin, an active component of turmeric (Curcuma longa), and its effects on health. 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 Immunomodulatory 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 katalyseert Aβ42 aggregatie via een heterogene nucleatie pathway in aanwezigheid van lipide membranen. 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 and Stoothoff WH. Tau fosforylering in neuronale celfunctie en disfunctie. 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. Mitochondriale complex I inhibitie bij de ziekte van Parkinsons: Hoe kan curcumine mitochondriën beschermen? Antioxid Redox Signal 9 (2007): 399-408.
21. Park SY, Kim DS. Ontdekking van natuurlijke producten uit Curcuma longa die cellen beschermen tegen beta-amyloïd insult: A drug discovery effort against Alzheimers disease. J Nat Prod 65 (2002): 1227-1231.
22. Payton F, Sandusky P, Alworth WL. NMR studie van de oplossingsstructuur van curcumine. 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.