Effekterna av gurkmeja på Alzheimerpatienter

Figur 1: Kemisk struktur av kurkumin i enol- och ketoform. Anpassad från ”Curcumin and its Derivatives: I den kemiska strukturen för kurkumin visas enol- och ketoformerna av kemikalien. Detta visar tautomerförhållandet mellan de två formerna, vilket visar molekyler med samma molekylformel, men med olika isomerer som kan interkonvertera i jämvikt.

1.2 Alzheimers sjukdom

Alzheimers sjukdom (AD) är en typ av demenssjukdom som gör att patienterna får problem med sitt minne och beteende. Den innebär en kronisk inflammatorisk reaktion i centrala nervsystemet som är förknippad med beta-amyloidpatologi. Patienter som drabbas av AD kan inte utföra enkla aktiviteter i det dagliga livet, vilket gör det svårare för dem att klara av sitt dagliga liv. Alzheimers sjukdom drabbar äldre människor hårt. De vanligaste och enklaste uppgifterna kan för Alzheimerpatienter verka svåra och frustrerande. Alzheimers patofysiologi resulterar i en gradvis aggregering av amyloidpeptider och Tau-proteiner i hjärnan som bildar neurofibrillära trassel och är mycket giftiga för hjärnans neuronala banor . Detta leder i slutändan till brister i de kolinerga och acetylkolinsystemen . Enligt Världshälsoorganisationen kan både män och kvinnor över 60 år drabbas av denna dödliga sjukdom. Statistiken visar att kvinnor över 60 år har sex procents sannolikhet att utveckla sjukdomen jämfört med fem procent av männen. Enbart i USA drabbar Alzheimers cirka 4,5 miljoner människor och beräknas nå fyra gånger så många år 2050.

2. Metoder

Den information som presenteras här samlades in via Research Gate, National Center for Biotechnology Information, PubMed och Google Scholar för att identifiera peer-reviewade artiklar om gurkmeja och dess effekter på Alzheimers sjukdom.

3. Diskussion – verkningsmekanism för gurkmeja

3.1 Antiinflammatoriska egenskaper

Neurologiskt sett är det känt att patienter som drabbas av Alzheimers sjukdom har inflammation i vissa delar av hjärnan på grund av förekomsten av mycket olösliga amyloid beta-avlagringar samt neurofibrillära trassel . Studier har visat att peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-γ) har förknippats med antiinflammatoriska effekter i gurkmeja . Specifikt har det visats att kurkumin hämmar amyloid beta-inducerat uttryck av Egr-1 DNA-bindningsaktivitet i THP-1-celler. Egr-1 är en viktig inflammatorisk transkriptionsfaktor som, om den inhiberas, skulle förhindra den karakteristiska inflammation som observeras hos patienter med Alzheimers sjukdom . Vidare har forskare funnit att curcumin också hämmar cyklooxygenas och transkriptionsfaktorer som är involverade i metaboliseringen av fosfolipider till prostaglandiner . Prostaglandiner är lipidföreningar med en rad olika funktioner, bland annat reglering av inflammatoriska reaktioner. Hämning av prostaglandiner minskar således neutrofilernas verkan, vilket i sin tur förhindrar frisättning av reaktiva syrearter och aktivering av proinflammatoriska cytokiner . Dessutom har kurkumin visat sig spela en roll i inaktiveringen av huvudregulatorn i den inflammatoriska processen. Denna huvudregulator, transkriptionsfaktorn NF-kappa B, aktiverar uttrycket av TNF-alfa, IL-1 beta och IL-6 som, i likhet med de tidigare diskuterade proteinerna, framkallar den inflammatoriska reaktionen. Det är viktigt att notera att TNF-alfa deltar i en positiv återkopplingsslinga med NF-kappa B, vilket åtminstone delvis förklarar det kroniska inflammatoriska tillstånd som observeras i vissa hjärnområden hos patienter med Alzheimers sjukdom.

3.2 Potent immunmodulerande medel

Turmeric kan modulera aktiveringen av T-celler, B-celler, makrofager, neutrofiler, naturliga mördarceller samt dendritiska celler. Dendritiska celler är antigenpresenterande celler som är involverade i initieringen av det adaptiva immunsystemet. Forskning har visat att curcuminbehandlade dendritiska celler inducerar utveckling av regulatoriska T-celler samt produktion av IL-10 som hämmar inflammation . På samma sätt har neutrofiler observerats uttrycka en markant minskning av bildandet av syreradikaler när de behandlas med curcumin . Naturliga mördarceller, lymfocyter som eliminerar tumörer och infekterade celler, har visat sig öka antikroppssvaret hos råttor som fått en kurkumindiet. Dessutom visade sig curcumin också öka aktiveringen av naturliga mördarceller i närvaro av en tumör. Kurkumin kan alltså modifiera naturliga mördarceller beroende på vilken patologi en viss person genomgår . När det gäller makrofager visade sig curcumin hämma tumörnekrosfaktor alfa, vilket i förlängningen ledde till en hämning av intercellular adhesion molecule 1, vascular cell adhesion molecule-1 och endothelial cell leukocyte adhesion molecule-1 . Undertryckandet av dessa proteiner har implicerats som en viktig faktor i curuminets hämmande effekt på NF-kappa B. När det gäller curuminets effekt på B-celler fann man att IgM-sekretion, CpG och B-cellproliferation minskade i närvaro av curcumin. Särskilt TLR-ligand, fosforylering av ERK, I-kappa B och p38-kinas, som alla spelar olika roller i immunsvaret, undertrycks alla, vilket resulterar i en minskad eller antiinflammatorisk effekt . Curcumin har visat sig inaktivera transkriptionsfaktorn NF-kappa B, som är ett proteinkomplex som styr DNA-transkription, produktion av cytokiner och cellöverlevnad. Studier har visat inget annat än positiva effekter av kurkumin vilket gör det till ett idealiskt potent immunmodulerande medel.

3.3 Antioxidant

Kurkumin uppvisar egenskaper av antioxidanter. Detta innebär att huvudkomponenten i gurkmeja, curcumin, skyddar cellerna från skador som orsakas av fria radikaler i den intracellulära miljön. Denna skada uppstår genom ackumulering av reaktiva syrearter som har en skadlig effekt på fleromättade fettsyror . Denna reaktion, som vanligen kallas lipidperoxidation, är en kedjereaktion som fortplantar sig själv, vilket innebär att oxidation av en minimal mängd lipidmolekyler kan leda till omfattande och långvariga skador. Flera studier har visat att kurkumin är en särskilt kraftfull fångar av fria radikaler . Dessutom skyddar kurkumin inte bara cellen från reaktiva syrearter som produceras genom lipidperoxidation, utan har också visat sig avlägsna NO-baserade radikaler . Närmare bestämt fann man att när transgena musmodeller som uppvisade den mänskliga genen för Alzheimers sjukdom gavs kurkumin så minskade deras initialt förhöjda bildning av karbonylprotein avsevärt. Denna minskning av karbonylproteinbildningen visade sig vara proportionell mot dosen av curcumin. Det vill säga, en låg dos curcumin minskade karbonylproteinnivåerna med 46 %, medan en hög dos minskade karbonylproteinerna med cirka 61,5 % . Man drog således slutsatsen att kurkuminets antioxidativa egenskaper förhindrade oxidativ skada orsakad av lipidperoxidationsprodukter, som inkluderar karbonylföreningar som hydroxynonenal . Denna studie stöder starkt uppfattningen att den primära komponenten i gurkmeja, curcumin, inte bara har antioxidativa egenskaper, utan att dessa egenskaper spelar en viktig roll för att begränsa mängden reaktiva syrearter och därmed hindra patogenesen av Alzheimers sjukdom.

3.4 Kolesterolsänkande effekter

Som tidigare beskrivits har cellulära oxidativa skador starkt förknippats med patogenesen för Alzheimers sjukdom. Denna skada uppstår som ett resultat av ackumulering av beta amyloidfragmentet av det amyloida prekursorproteinet . Det vill säga, sammansättningen av beta amyloidproteiner i kluster orsakar bildandet av plack. Dessa plack utlöser ett immunsvar som så småningom orsakar den karakteristiska inflammation som observeras i hjärnan hos patienter med Alzheimers sjukdom . Studier har visat att beta-amyloidmolekyler kan fästa vid kolesterolhaltiga celler, vilket leder till att plackbildningen påskyndas 16 . Gurkmeja har dock visat sig förhindra att dessa proteiner samlas och bildar plack genom att öka lågdensitetslipoproteinernas motståndskraft mot oxidation . Forskarna observerade särskilt att i närvaro av kurkumin hindrades koppar(II)sulfat avsevärt i sin oxidation av lipoproteiner med låg densitet. Det är dock viktigt att notera att effekten av curcumin på lipoproteiner med låg densitet tycktes variera beroende på dosering. Forskarna har därför dragit slutsatsen att curcumin verkar på ett dosberoende sätt så att en måttlig dos är fördelaktig för att förhindra plackbildning och oxidativa skador, men en hög dos är ineffektiv och kan till och med framkalla lipidperoxidation . Ytterligare studier har lett till liknande slutsatser och fastställt ett samband mellan en kurkumininducerad minskning av kolesterolnivåerna och förekomsten av neurodegenerativa sjukdomar. Man har antagit att kurkumin orsakar utflödet av kolesterol från celler, särskilt adipocyter, genom PPAR-γ-LXR-ABCA1-vägen. I denna väg fungerar LXR som ett mål för PPAR-γ och dessa receptorer reglerar tillsammans ABCA1-uttrycket. ABCA1 är en viktig kolesterolregulator vars huvudfunktion är både kolesterol- och fosfolipidhomeostas . Det står därför klart att gurkmejans kolesterolsänkande effekter har en viktig förebyggande effekt på utvecklingen och utvecklingen av Alzheimers sjukdom.

3.5 Minskning av tau hyperfosforylering

Kurkmerikans neuroprotektiva effekter inkluderar dess förmåga att hämma tau hyperfosforylering. Tau-proteiner är involverade i regleringen av mikrotubuli dynamik och axonal transport . Störning av vissa fosforyleringshändelser leder till tau-dysfunktion som bidrar till patogenesen för Alzheimers sjukdom . Särskilt kan felaktig taufosforylering leda till minskad mikrotubulbindning och ökade tau-tau-interaktioner. En ökning av sådana interaktioner i kombination med onormal hyperfosforylering av tau-proteinet leder till intracellulära aggregat som bildar de synliga neurofibrillära trassel i Alzheimers sjukdom. När tau-proteiner börjar lossna från mikrotubuli på grund av minskad affinitet störs axontransporten av synaptiska vesiklar, vilket leder till att synapserna försämras. Dessutom har det visat sig att tau-hyperfosforylering är en viktig komponent i beta-amyloid neurotoxicitet . Närvaron av beta-amyloid gör att tau-kinaser som cdk-5, GSK-3 beta, p38/MAPK, JNK-½ och ERK fosforylerar tau-proteinet . Forskare har visat att råttor som fått beta-amyloid som infusion uppvisar en mätbar ökning av GSK-3-beta-aktiviteten. Hjärnorna hos dessa råttor visade sig ha en uttalad ökning av taufosforylering i hippocampusregionen i hjärnan. Denna särskilda region i tinningloben är allmänt känd som hjärnans huvudsakliga minnescentrum. När de ovannämnda råttorna utfodrades med curcumin inaktiverades dock GSK-3-betakinaset, vilket förhindrade fosforylering av tau . Detta hindrade i sin tur uppbyggnaden av neurofibrillära trassel som ofta observeras hos Alzheimers patienter. Kurkuminets förmåga att fungera som ett neuroprotektivt medel genom att hämma tau-hyperfosforylering exemplifierar en annan mekanism genom vilken detta ämne kan visa sig värdefullt vid behandling av patienter med Alzheimers sjukdom .

4. Slutsats

Incorporering av gurkmeja i kosten har visat många hälsofördelar som nämnts ovan. Från dess antiinflammatoriska egenskaper till dess potential att bekämpa Alzheimers sjukdom har gurkmeja förmågan att förändra synen på människans hälsa när det gäller det holistiska synsättet. Genom att vidta små försiktighetsåtgärder, som att lägga till fler kryddor som gurkmeja i den mänskliga kosten, kan man förebygga många infektionssjukdomar. FN:s och Världshälsoorganisationens gemensamma expertkommitté för livsmedelstillsatser rekommenderar ett dagligt intag av kurkumin på 0-3 mg/kg kroppsvikt. Med denna översyn bör individer vara medvetna om de många hälsofördelar som gurkmeja har att erbjuda, särskilt när det gäller Alzheimers sjukdom. Forskning tyder på att gurkmeja kan bidra till att minska tau hyperfosforylering, sänka kolesterolnivåerna, antioxidativa effekter, potenta immunmodulerande samt antiinflammatoriska egenskaper. Att konsumera även den minsta mängd gurkmeja i den mänskliga kosten kan ge hälsofördelar hos de individer som anses vara friska.

1. Majeed M, Badmaev V, Murrray F. Turmeric and the Healing Curcuminoids. New Canaan, CT: Keats Publishing, Inc. (1996).
2. Ammon HP, Wahl MA. Farmakologi för curcuma longa. Planta Med 57 (1991): 1-7.
3. Mishra S, Palanivelu K. Effekten av curcumin (gurkmeja) på Alzheimers sjukdom: En översikt. Annals of Indian Academy of Neurology 11 (2008): 13-19.
4. Youssef KM, El-Sherbeny MA. Syntes och antitumöraktivitet hos vissa curcuminanaloger. Arch Pharm (Weinheim) 338 (2005): 181-189.
5. Lee WH, Loo CY, Bebawy M, et al. Curcumin and its Derivatives: Deras tillämpning inom neurofarmakologi och neurovetenskap på 2000-talet. Curr Neuropharmacol 11 (2013): 338-378.
6. Baptista FI, Henriques AG, Silva AMS, et al. Flavonoider som terapeutiska föreningar med inriktning på nyckelproteiner som är involverade i Alzheimers sjukdom. 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. Proinflammatorisk roll för leukocytderiverad Egr-1 i utvecklingen av murin postoperativ 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 Currykryddan curcumin minskar oxidativ skada och amyloidpatogenes på transgena Alzheimermöss. J Neurosci 21 (2001): 8370-8377.
13. Habchi J, Chia S, Galvagnion C, et al. Kolesterol katalyserar Aβ42-aggregering genom en heterogen nukleeringsväg i närvaro av lipidmembran. 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 administrering av ett gurkmejaextrakt hämmar LDL-oxidation och har hypokolesterolemiska effekter hos kaniner med experimentell ateroskleros. 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 främjar kolesterolutflödet från hjärnan genom LXR/RXR-ABCA1-apoA1-vägen i åldrande råttor med kronisk cerebral hypoperfusion. Mol Neurodegener 7 (2012): 1-2.
18. Johnson GVW och Stoothoff WH. Tau-fosforylering i neuronala cellers funktion och dysfunktion. Journal of Cell Science 117 (2004): 5721-5729.
19. Hoppe B, Coradini K, Frozza RL, et al. Fri och nanokapslad curcumin undertrycker beta-amyloid-inducerade kognitiva försämringar hos råttor: involvering av BDNF och Akt/GSK-3beta-signalväg. Neurobiol Learning Memory 106 (2013): 134-144.
20. Mythri RB, Jagatha B, Pradhan N, et al. Mitokondriell komplex I-hämning i Parkinsons sjukdom: Hur kan curcumin skydda mitokondrier? Antioxid Redox Signal 9 (2007): 399-408.
21. Park SY, Kim DS. Upptäckt av naturliga produkter från Curcuma longa som skyddar celler från beta-amyloidinsulten: Ett försök att hitta läkemedel mot Alzheimers sjukdom. J Nat Prod 65 (2002): 1227-1231.
22. Payton F, Sandusky P, Alworth WL. NMR-studie av curuminets lösningsstruktur. 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.