The Effects of Turmeric on Alzheimer’s Patients

1. Wprowadzenie

1.1 Kurkuma

Kurkuma jest najbardziej powszechną, a zarazem najstarszą przyprawą znaną ze swojej roli w żywności wielu azjatyckich receptur. Ta ziołowa przyprawa jest nie tylko używana w azjatyckich potrawach, ale także w postaci leków. Kurkuma pochodzi z kłącza Curcuma longa, które zawiera korzystne właściwości, takie jak przeciwzapalne i antyoksydacyjne. Czy Curcuma longa zawarta w kurkumie pomaga zapobiegać chorobie Alzheimera? Poprzez zbadanie czym jest ta ziołowa przyprawa, jej historii, roli w medycynie homeopatycznej oraz jej potencjalnego zastosowania w walce z chorobą Alzheimera, niniejszy artykuł przeglądowy ma na celu znalezienie kluczowej roli, jaką kurkuma długa odgrywa w zapobieganiu chorobie Alzheimera. Kurkuma, zwana również Curcuma longa, jest rośliną należącą do rodziny Zingiberaceae lub znaną również jako rodzina imbirowatych. Występuje również w postaci proszku , który pochodzi z korzenia zioła Curcuma longa . Kurkuma jest lepiej znany ze swojej wartości w zdolności do utrzymania świeżości w żywności azjatyckiej . Kurkuma jest powszechnie stosowany w barwniku żywności, jak również curry w proszku . Co najważniejsze, kurkuma jest znana ze swoich kluczowych ról w starożytnej indyjskiej praktyki medycyny Ayurveda , znany również jako medycyny homeopatycznej w świecie zachodnim . Ekstrakty kurkumy składają się z kurkuminy, demetoksykurkuminy i bisdemetoksykurkuminy, znanych również jako kurkuminoidy . Kurkumina łodygi są ekstrahowane z suszonych podkładek Curcuma longs , które są korzystne w medycynie chińskiej i indyjskiej . Jest tonajbardziej aktywny składnik kurkumy i stanowi od dwóch do pięciu procent przyprawy . Pomimo różnych odmian tej przyprawy , wszystkie one odgrywają ważną rolę w medycynie . Wiele korzyści zostały zbadane za powszechnie stosowanej przyprawy w odniesieniu do zdrowia ludzkiego . Kurkuma jest znana z właściwości przeciwutleniających, przeciwzapalnych i obniżających poziom cholesterolu, które są istotne w patogenezie choroby Alzheimera .

W strukturze chemicznej kurkuminy, Enol i Keto formy chemiczne są pokazane. Pokazuje to związek tautomeru między tymi dwoma formami, które pokazują cząsteczki o tym samym wzorze molekularnym, ale z różnymi izomerami, które mogą konwertować w równowadze.

1.2 Choroba Alzheimera

Choroba Alzheimera (AD) jest rodzajem demencji, która powoduje, że pacjenci mają problemy z pamięcią i zachowaniem. Wiąże się ona z przewlekłą reakcją zapalną ośrodkowego układu nerwowego, która jest związana z patologią beta amyloidu. Pacjenci dotknięci chorobą Alzheimera nie są w stanie wykonywać prostych czynności życia codziennego, co utrudnia im codzienne funkcjonowanie. Choroba Alzheimera ma poważny wpływ na osoby starsze. Najczęstsze i najprostsze zadania dla pacjentów z chorobą Alzheimera mogą wydawać się trudne i frustrujące. Patofizjologia choroby Alzheimera powoduje stopniową agregację peptydów amyloidowych, jak również białek Tau w mózgu, które tworzą splątki neurofibrylarne i są bardzo toksyczne dla szlaków neuronalnych mózgu. To ostatecznie prowadzi do niedoborów w systemach cholinergicznych i acetylocholiny . Według Światowej Organizacji Zdrowia , zarówno mężczyźni jak i kobiety powyżej sześćdziesiątego roku życia może być ofiarą tej śmiertelnej choroby . Statystyki pokazują, że kobiety w wieku powyżej sześćdziesięciu lat są sześć procent prawdopodobieństwa rozwoju choroby w porównaniu do pięciu procent u mężczyzn . W samych Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej choroba Alzheimera dotyka około 4,5 miliona osób i przewiduje się, że do roku 2050 liczba ta wzrośnie czterokrotnie.

2. Metody

Dane przedstawione tutaj zostały zebrane za pośrednictwem Research Gate, National Center for Biotechnology Information, PubMed i Google Scholar w celu zidentyfikowania recenzowanych artykułów dotyczących kurkumy i jej wpływu na chorobę Alzheimera.

3.Discussion-Mechanism of Action of Turmeric

3.1 Anti-inflammatory properties

Neurologically, patient’s afflicted with Alzheimer’s disease are known to have inflammation in certain regions of the brain due to the presence of highly insoluble amyloid beta deposits as well as neurofibrillary tangles . Badania wykazały, że receptor gamma aktywowany przez proliferatory peroksysomów (PPAR-γ) jest związany z efektami przeciwzapalnymi w kurkumie. W szczególności wykazano, że kurkumina hamuje indukowaną przez amyloid beta ekspresję aktywności wiązania DNA Egr-1 w komórkach THP-1. Egr-1 jest kluczowym zapalnym czynnikiem transkrypcyjnym, który zahamowany zapobiegałby charakterystycznemu zapaleniu obserwowanemu u pacjentów z chorobą Alzheimera. Ponadto badacze odkryli, że kurkumina hamuje również cyklooksygenazę i czynniki transkrypcyjne zaangażowane w metabolizowanie fosfolipidów do prostaglandyn. Prostaglandyny są związkami lipidowymi o zróżnicowanym zestawie funkcji, w tym regulacji odpowiedzi zapalnej. Tak więc, hamowanie prostaglandyn zmniejsza działanie neutrofilów, co z kolei zapobiega uwalnianiu reaktywnych form tlenu i aktywacji cytokin prozapalnych. Ponadto wykazano, że kurkumina odgrywa rolę w inaktywacji głównego regulatora w procesie zapalnym. Ten główny regulator, czynnik transkrypcyjny NF-kappa B, aktywuje ekspresję TNF-alfa, IL-1 beta i IL-6, które, podobnie jak białka omówione wcześniej, wywołują odpowiedź zapalną. Należy zauważyć, że TNF-alfa uczestniczy w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego z NF- kappa B, co wyjaśnia, przynajmniej częściowo, przewlekły stan zapalny obserwowany w poszczególnych regionach mózgu u pacjentów z chorobą Alzheimera.

3.2 Potentny środek immunomodulacyjny

Turmeric może modulować aktywację komórek T, komórek B, makrofagów, neutrofili, naturalnych komórek zabójców, jak również komórek dendrytycznych. Komórki dendrytyczne są komórkami prezentującymi antygen, które są zaangażowane w inicjowanie adaptacyjnego układu odpornościowego. Badania wykazały, że komórki dendrytyczne poddane działaniu kurkuminy indukują rozwój komórek T regulatorowych, jak również produkcję IL-10, która hamuje stan zapalny. Podobnie, zaobserwowano, że neutrofile wykazują znaczny spadek tworzenia rodników tlenowych, gdy są poddane działaniu kurkuminy. Wykazano, że naturalne komórki zabójcy, limfocyty, które eliminują guzy i zainfekowane komórki, zwiększają reakcje przeciwciał u szczurów, które stosowały dietę z kurkuminą. Dodatkowo, kurkumina zwiększyła aktywację komórek naturalnych zabójców w obecności guza. Jako taka, kurkumina jest w stanie modyfikować naturalne komórki zabójcze w zależności od patologii, której poddawany jest dany podmiot. Jeśli chodzi o makrofagi, stwierdzono, że kurkumina hamuje czynnik martwicy nowotworów alfa, co z kolei prowadzi do hamowania cząsteczki adhezji międzykomórkowej 1, cząsteczki adhezji komórek naczyniowych 1 i cząsteczki adhezji komórek leukocytów śródbłonka 1. Tłumienie tych białek zostało uznane za główny czynnik hamującego wpływu kurkuminy na NF-kappa B. Jeśli chodzi o wpływ kurkuminy na komórki B, stwierdzono, że wydzielanie IgM, CpG i proliferacja komórek B zostały zmniejszone w obecności kurkuminy. W szczególności, ligand TLR, fosforylacja ERK, I-kappa B i kinazy p38, które pełnią różne role w odpowiedzi immunologicznej, są tłumione, co skutkuje zmniejszeniem efektu przeciwzapalnego. Udowodniono, że kurkumina inaktywuje czynnik transkrypcyjny NF-kappa B, który jest kompleksem białkowym kontrolującym transkrypcję DNA, produkcję cytokin i przeżycie komórek. Badania nie wykazały nic poza pozytywnymi skutkami kurkuminy, co czyni ją idealnym silnym środkiem immunomodulacyjnym.

3.3 Przeciwutleniacz

Turmeric wykazuje właściwości przeciwutleniaczy. Oznacza to, że główny składnik kurkumy, kurkumina, chroni komórki przed uszkodzeniami spowodowanymi przez wolne rodniki w środowisku wewnątrzkomórkowym. Uszkodzenia te powstają w wyniku nagromadzenia reaktywnych form tlenu, które mają szkodliwy wpływ na wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Reakcja ta, powszechnie określana jako peroksydacja lipidów, jest samonapędzającą się reakcją łańcuchową, w której utlenianie minimalnej ilości cząsteczek lipidów może prowadzić do rozległych i długotrwałych uszkodzeń. Liczne badania wykazały, że kurkumina jest szczególnie silnym wymiataczem wolnych rodników. Dodatkowo, kurkumina nie tylko chroni komórkę przed reaktywnymi formami tlenu powstającymi w wyniku peroksydacji lipidów, ale także usuwa rodniki oparte na NO. W szczególności stwierdzono, że gdy transgeniczne modele myszy, które wykazywały ludzki gen choroby Alzheimera, otrzymywały kurkuminę, ich początkowo podwyższone tworzenie białka karbonylowego zostało znacznie stłumione. Stwierdzono, że to zmniejszenie tworzenia białka karbonylowego jest proporcjonalne do dawki kurkuminy. To znaczy, niska dawka kurkuminy zmniejszyła poziom białek karbonylowych o 46%, podczas gdy wysoka dawka zmniejszyła białka karbonylowe o około 61,5%. Stwierdzono więc, że właściwości przeciwutleniające kurkuminy zapobiegają uszkodzeniom oksydacyjnym spowodowanym przez produkty peroksydacji lipidów, które obejmują związki karbonylowe, takie jak hydroksynonenal. Badanie to silnie wspiera pogląd, że podstawowy składnik kurkumy, kurkumina, nie tylko wykazuje właściwości przeciwutleniające, ale że właściwości te odgrywają istotną rolę w ograniczaniu ilości reaktywnych form tlenu, utrudniając w ten sposób patogenezę choroby Alzheimera.

3.4 Działanie obniżające poziom cholesterolu

Jak opisano wcześniej, komórkowe uszkodzenia oksydacyjne są silnie związane z patogenezą choroby Alzheimera. Uszkodzenie to występuje w wyniku nagromadzenia fragmentu beta amyloidu białka prekursorowego amyloidu . To jest, montaż białek beta amyloidu w skupiska powoduje tworzenie się blaszek miażdżycowych. Te blaszki wyzwalają odpowiedź immunologiczną, która ostatecznie powoduje charakterystyczny stan zapalny obserwowany w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera . Badania wykazały, że cząsteczki beta amyloidu mogą przyczepiać się do komórek zawierających cholesterol, co prowadzi do przyspieszenia procesu tworzenia się blaszek miażdżycowych 16. Wykazano jednak, że kurkumina zapobiega gromadzeniu się tych białek i tworzeniu blaszek miażdżycowych poprzez zwiększenie odporności lipoprotein o niskiej gęstości na utlenianie. W szczególności, badacze zaobserwowali, że w obecności kurkuminy, siarczan miedzi (II) był znacznie utrudniony w utlenianiu lipoprotein o niskiej gęstości. Ważne jest jednak, aby zauważyć, że skuteczność kurkuminy na lipoproteiny o niskiej gęstości wydawała się różnić w zależności od dawki. W związku z tym naukowcy doszli do wniosku, że kurkumina działa w sposób zależny od dawki, tak że umiarkowana dawka jest korzystna w zapobieganiu powstawania blaszki miażdżycowej i uszkodzeń oksydacyjnych, ale wysoka dawka jest nieskuteczna i może nawet wywoływać peroksydację lipidów. Dodatkowe badania doprowadziły do podobnych wniosków, ustanawiając związek pomiędzy indukowanym przez kurkuminę obniżeniem poziomu cholesterolu a występowaniem choroby neurodegeneracyjnej. Postawiono hipotezę, że kurkumina powoduje odpływ cholesterolu z komórek, szczególnie z adipocytów, poprzez szlak PPAR-γ-LXR-ABCA1. W tej ścieżce LXR działa jako cel dla PPAR-γ, a receptory te wspólnie regulują ekspresję ABCA1. ABCA1 jest głównym regulatorem cholesterolu, którego główną funkcją jest homeostaza zarówno cholesterolu, jak i fosfolipidów. W związku z tym jasne jest, że obniżające cholesterol działanie kurkumy ma istotny wpływ zapobiegawczy na rozwój i postęp choroby Alzheimera.

3.5 Zmniejszenie hiperfosforylacji tau

Działanie neuroprotekcyjne kurkumy obejmuje jej zdolność do hamowania hiperfosforylacji tau. Białka tau są zaangażowane w regulację dynamiki mikrotubul i transportu aksonalnego. Zakłócenie pewnych procesów fosforylacji prowadzi do dysfunkcji tau, co przyczynia się do patogenezy choroby Alzheimera. W szczególności nieprawidłowa fosforylacja tau może powodować zmniejszone wiązanie mikrotubul, jak również zwiększone interakcje tau-tau. Wzrost takich interakcji w połączeniu z nieprawidłową hiperfosforylacją białka tau prowadzi do powstawania wewnątrzkomórkowych agregatów, które tworzą widoczne splątki neurofibrylarne w patologii Alzheimera. Gdy białka tau zaczynają odłączać się od mikrotubul na skutek zmniejszenia ich powinowactwa, transport aksonalny pęcherzyków synaptycznych zostaje zakłócony i w efekcie dochodzi do uszkodzenia synaps. Ponadto wykazano, że hiperfosforylacja tau jest głównym składnikiem neurotoksyczności beta amyloidu. Obecność amyloidu beta powoduje, że kinazy tau, w tym cdk-5, GSK-3 beta, p38/MAPK, JNK-½ i ERK fosforylują białko tau. Naukowcy wykazali, że u szczurów, którym podano amyloid beta, obserwuje się mierzalny wzrost aktywności GSK-3 beta. W mózgach tych szczurów stwierdzono wyraźny wzrost fosforylacji tau w rejonie hipokampa. Ten szczególny region płata skroniowego jest powszechnie znany jako główne centrum pamięci w mózgu. Kiedy jednak szczurom podawano kurkuminę, kinaza GSK-3 beta została unieszkodliwiona, co zapobiegło fosforylacji tau. To z kolei hamowało powstawanie splątków neurofibrylarnych, które są powszechnie obserwowane u pacjentów z chorobą Alzheimera. Zatem zdolność kurkuminy do działania jako środek neuroprotekcyjny poprzez hamowanie hiperfosforylacji tau jest przykładem innego mechanizmu, dzięki któremu substancja ta może okazać się cenna w leczeniu pacjentów z chorobą Alzheimera.

4. Wnioski

Włączenie kurkumy do diety wykazało wiele korzyści zdrowotnych, jak wspomniano powyżej. Od właściwości przeciwzapalnych do potencjału w walce z chorobą Alzheimera, kurkuma ma zdolność do zmiany perspektywy ludzkiego zdrowia w odniesieniu do holistycznego podejścia. Podejmowanie drobnych środków ostrożności, takich jak dodawanie większej ilości przypraw, takich jak kurkuma, do diety człowieka, może zapobiec wielu chorobom zakaźnym. Wspólny Komitet Ekspertów ONZ i Światowej Organizacji Zdrowia ds. Dodatków do Żywności zaleca, aby dzienna dawka kurkuminy wynosiła 0-3 mg/kg masy ciała. Z tego przeglądu, osoby powinny być świadome licznych korzyści zdrowotnych, które kurkuma ma do zaoferowania, zwłaszcza jeśli chodzi o chorobę Alzheimera. Badania sugerują, że kurkumina może pomóc w redukcji hiperfosforylacji tau, obniżeniu poziomu cholesterolu, działaniu antyoksydacyjnym, silnym działaniu immunomodulacyjnym oraz przeciwzapalnym. Spożywanie nawet najmniejszej ilości kurkumy w diecie człowieka może zapewnić korzyści zdrowotne u osób uznanych za zdrowe.

1. Majeed M, Badmaev V, Murrray F. Turmeric and the Healing Curcuminoids. New Canaan, CT: Keats Publishing, Inc. (1996).
2. Ammon HP, Wahl MA. Farmakologia curcuma longa. Planta Med 57 (1991): 1-7.
3. Mishra S, Palanivelu K. The effect of curcumin (turmeric) on alzheimer’s disease: An overview. Annals of Indian Academy of Neurology 11 (2008): 13-19.
4. Youssef KM, El-Sherbeny MA. Synteza i aktywność przeciwnowotworowa niektórych analogów kurkuminy. 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 Przyprawa curry kurkumina zmniejsza uszkodzenia oksydacyjne i patogenezę amyloidu na Alzheimera transgenicznej myszy. J Neurosci 21 (2001): 8370-8377.
13. Habchi J, Chia S, Galvagnion C, et al. Cholesterol katalizuje agregację Aβ42 poprzez heterogeniczną ścieżkę nukleacji w obecności błon lipidowych. 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 i Stoothoff WH. Fosforylacja Tau w funkcji i dysfunkcji komórek neuronalnych. 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 kurkumina może chronić mitochondria? Antioxid Redox Signal 9 (2007): 399-408.
21. Park SY, Kim DS. Discovery of natural products from Curcuma longa that protect cells from beta-amyloid insult: A drug discovery effort against Alzheimers disease. J Nat Prod 65 (2002): 1227-1231.
22. Payton F, Sandusky P, Alworth WL. Badanie NMR struktury roztworu kurkuminy. 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.

.