Curcumin

Curcumin ist chemisch Diferuloylmethan; es gehört zu den pflanzlichen Polyphenolen. Curcumin ist ein gelber Farbstoff aus der Gelbwurzel Curcuma longa (verwandt mit Ingwer), der als Lebensmittelzusatz (E 100) zur Färbung verschiedener Lebensmittel (z. B. Margarine, Teigwaren, Senf) verwendet wird. Es ist als essentieller Bestandteil der Kurkuma-Wurzel auch in Curry enthalten.

Medizinische Wirkungen von Curcumin


Substanzen der Kurkuma-Wurzel, besonders das Curcumin, sollen die Galleproduktion anregen. Schon vor Jahrhunderten wurde Kurkuma für die Behandlung vieler innerer Krankheiten, sowie von Wunden und Ausschlägen verwendet. Die Wirkungen von Gingerol, der biologischen Wirksubstanz aus Ingwer, scheinen ähnlich zu sein.

Die neuere Forschung hat gezeigt, dass Curcumin antioxidative Eigenschaften hat und zudem antiviral, antibakteriell und gegen Pilzinfektionen wirkt.

Curcumin hat einen positiven Einfluss auf den Verlauf des Diabetes mellitus, der Alzheimer Erkrankung (Neuroprotektion) und von chronisch entzündlichen Krankheiten, so beispielsweise der Colitis ulcerosa.

Manche Eigenschaften von Curcumin ähneln denen der TNF-alpha-Blocker und der Blocker endothelialer vaskulärer Wachstumsfaktoren. Insgesamt wird ihm eine hervorragende Stellung unter den Nahrungsbestandteilen zugesprochen; in einem wissenschaftlichen Artikel wird es als „Spice for Life“ apostrophiert [1].

Der Wirkmechanismus beinhaltet eine Hemmung der Expression des Transkriptionsfaktors NF-kappaB, der Entzündungsreaktionen des Körpers initiiert und unterhält [2].

Einzelne Forschungsergebnisse

  • Antioxidative Eigenschaften: Curcumin hemmt die Cyclooxygenase-2 (COX-2) und die Lipoxigenase (LOX); es steigert zudem die Bildung der induzierbaren NO-Synthase (iNOS). Daher hat Curcumin eine ausgesprochen antientzündliche Wirkung. Da die Entstehung mancher Krebsarten eng mit chronisch entzündlichen Prozessen verbunden ist, kann Curcumin – so die These – auch die Krebsentstehung hemmen [3].
  • Antiinflammatorische Effekte: Die gegen Entzündungen gerichteten Eigenschaften von Curcumin beruhen auf einer Downregulation inflammatorischer Transkriptionsfaktoren wie kappaB, der Enzyme COX-2 und LOX (s.o.) und von Zytokinen (TNF, Interleukin 1 und Interleukin 6) [4]. Auch wird eine Blockierung der Prostaglandin-E2-Synthese dafür mitverantwortlich gemacht [5] (was auch der Wirkmechanismus von grünem Tee sein soll [6]).
  • Das Immunsystem: Curcumin wird ein immunmodulatorischer Effekt zugeschrieben, auf den auch ein günstigen Effekt bei Allergien, Asthma und Arthritis zurückgeführt wird [7]. Curcumin verbessert die Aktivität einiger Autoimmunkrankheiten wie die Rheumatoide Arthritis, Psoriasis und Multiple Sklerose. Als Mechanismus wird ein Eingriff in die Regulation von Entzündungs-Zytokinen (u.a. Il-1ß, IL-6, TNF-alpha) angenommen [8]. auch experimentelle Autoimmunkrankheiten werden durch Curcumin positiv beeinflusst, so z. B. die Autoimmun-Myokarditis im Rattenmodell [9].
  • Schutz des Nervensystems (Neuroprotektion): Chemotherapeutika wie Cisplatin sind hochgradig neurotoxisch. Curcumin schützt Nervenzellen in Kultur vor der Cisplatin-bedingten Hemmung einer Neuritenaussprossung [10]. In Ratten führt Curcumin zu einer Reduzierung einer Cisplatin-bedingten Entwicklung einer verminderten Schmerzempfindlichkeit sowie einer verminderten Nervenleitgeschwindigkeit [11].
  • Tumore: Curcumin supprimiert den Transkriptionsfaktor KappaB (NF-kappaB), der eine wichtige Funktion für die Proliferation, das Überleben und die Therapieresistenz von Tumorzellen und für die Angiogenese in Tumoren besitzt. Zudem fördert Curcumin die Apoptose von Tumorzellen [12]. Es hat mTOR-Inhibitor-Eigenschaften [13]. Curcumin hemmt NF-kappaB (Nukleärer Faktor B im Zytoplasma von Zellen, der durch Entzündungsmediatoren (Zytokine) und Karzinogene induziert wird und die Apoptose von Tumorzellen hemmt und die Chemoresistenz fördert). Es fördert damit die Apoptose und die Empfindlichkeit auf Chemotherapeutika [14].
    • Kolorektales Karzinom: Curcumin hemmt in vitro die Proliferation und das Überleben von Darmzellen wahrscheinlich über Hemmung des mTOR-Signalweges [15]. Dies gilt auch nach Bestrahlung; es potenziert den Bestrahlungseffekt in der Tumorbehandlung vom Rektumkarzinom [16][17]. Curcumin macht zudem das kolorektale Karzinom für die Wirkung von Capecitabine empfindlicher [18].
    • Pankreaskarzinom: Curcumin potenziert den Effekt von Gemcitabine, dem bisher besten Chemotherapeuticum für das Pankreaskarzinom [19].
    • Hypophysentumor: im Tierversuch hemmt Curcumin durch einen antitumorösen und antihormonellen Effekt günstig [20][21].
    • Ovarialkarzinom: Curcumin induziert eine apoptotische Zerstörung von Tumorzellen beim Ovarialkarzinom und könnte eine potetntielle Therapieoption darstellen [22].
    • Prostatakarzinom: Synthetische Analoge von Curcumin (wie ASC-J19) zeigen einen Antitumoreffekt beim Prostatakarzinom über eine Erhöhung der Degradation des Androgenrezeptors [23].
    • Lungentumor: Curcumin induziert beim kleinzelligen Bronchialkarzinom (small cell lung cancer (SCLC)) den Zelluntergang durch Apoptose, wobei ein intrazellulärer Anstieg von ROS (reaktiven Sauerstoffspezies) gemessen wurde [24].
  • Die Leber: Curcumin hemmt die Fibrosierung (Zirrhose-Bildung) in der nicht-alkoholischen Fettleber (NAFLD), wobei die Aktivierung von PPARgamma eine zentrale Rolle spielt. Curcumin könnte daher eine Rolle bei der Verhinderung einer Leberfibrose und Leberzirrhose im Rahmen einer Fettleber spielen [25]. Curcumin unterdrückt die Bildung des LDL-Rezeptors, was zu einer Unterdrückung der durch LDL induzierten Aktivierung der „Stellate Cells“ (Ito-Zellen) in der Leber führt, die für die Bildung von Kollagenfasern und damit für die Vernarbungsvorgänge verantwortlich sind [26]. Auch über Leptin können die Ito-Zellen aktiviert werden; und Curcumin unterdrückt diese Leptinwirkung [27]. In jedem Fall könnte daher Curcumin eine schützende Funktion bezüglich einer Zirrhosebildung haben.
    • Nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH): Die zunehmende Fibrosierung bei der NASH entwickelt sich wahrscheinlich über eine Überproduktion von Leptin (Hyperleptimämie), die bei der Adipositas meist auftritt. Leptin stimuliert die „Stellate Cells“ der Leber zur Kollagenproduktion. Curcumin unterdrückt den Leptin-Signalweg in der Leber [28].
  • Das Gehirn:
    • Curcumin vermindert die Beeinträchtigung der Hirnleistung, die durch eine langdauernde Phenotoin-Therapie [29] eintritt. In Ratten schützt Curcumin vor einer Beeinträchtigung der Hirnleistung durch Colchicin [30] oder durch ein Hirntrauma [31].
    • Die Bildung von Abeta-Ablagerungen (Amyloid-Beta-Peptide, Fehlfaltungen von Proteinen) im Gehirn tragen zur Entwicklung der Alzheimer-Krankheit bei. Pflanzliche Polyphenole wie Curcumin können diesen Prozess verlangsamen [32].
    • Curcumin stimuliert die Proliferation embryonaler neuraler Progenitorzellen und damit die Neurogenese im erwachsenen Hippocampus[33]. Insgesamt wirkt Curcumin damit ähnlich wie Resveratrol neuroprotektiv [34].
  • Das Herz: Curcumin schützt das Herz vor diabetischen Komplikationen, Herzmuskelhypertrophie und Herzinfarkt. Nach einem experimentellen Infarkt bei Ratten kann Curcumin die Herzfunktion verbessern, das Infarktareal verkleinern und die Infarktenzyme verbessern[35][36]. Bezgl. des tierexperimentellen Modells einer Autoimmunmyokarditis siehe oben.
  • Die Nebennieren: Curcumin hemmt effektiv die Wirkung von ACTH und Angiotensin II auf die Cortisol-Bildung in der Zona fasciculata der Nebenniere[37][38].
  • Der Darm: Curcumin vermindert die Entzündungsreaktion im Kolon auf Toxine (wie Trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS))[39][40]. Es wird angenommen, dass es eine wichtige Rolle bei der Behandlung chronisch entzündlicher Darmkrankheiten (Colitis ulcerosa, Morbus Crohn) spielen kann[41]. Eine Lokaltherapie mit Curcumin beladenen Mikroschwämmen führte zu einem deutlichen Rückgang der entzündlichen Aktivität im Tiermodell [42].
  • Diabetes mellitus Typ 2: Curcumin vermindert schwere Komplikationen des Typ-2-Diabetes wie Retinopathie, Neuropathie, Nephropathie und Leberfibrose. Zentraler Mechanismus scheint eine Erhöhung der PPARgamma Aktivität und die Stimulation der de novo Synthese von Glutathion zu sein [43]. Am diabetischen Tiermodell wurde eine Verbesserung der Hyperglykämie und Hyperlipidämie festgestellt. Es werden Anstrengungen unternommen, ein“Hyper-Curcumin“ zu entwickeln, welches besser resorbiert wird und zugleich auch besser antidiabetisch wirkt [44].

Bioverfügbarkeit


Curcumin wird im Darm nur schlecht resorbiert. Komplexe mit Phosphatidylcholin dagegen werden deutlich besser durch die Darmschleimhaut in den Körper aufgenommen. Von einer geeigneten Galenik wird erhofft, die positiven Wirkungen des Curcumin bezgl. Leberschutz, Antiaging und Krebs-Vorbeugung für den Menschen nutzbar machen zu können [45].

Curcumin-geladene PLGA-Nanopartikel scheinen eine Möglichkeit zu sein, das schlecht wasserlösliche Curcumin therapeutisch einzusetzen; Versuche zur Neuroprotektion sind viel versprechend verlaufen; so könnte beispielsweise der Parkinson-Krankheit und der Alzheimer-Demenz durch Curcumin vorgebeugt werden [46].

Ausblick

Es werden synthetische Curcumin-Analoge gesucht, die zur Krebstherapie geeignet sind. Das Curcumin-Analogon GO-Y030 beispielsweise unterdrückt das Tumorwachstum in Mäusemodellen des Kolonkarzinoms[47].

Verweise

Literatur

  1. ? Adv Exp Med Biol. 2007;595:1-75
  2. ? Planta Med. 2013 Jan;79(2):102-9
  3. ? Adv Exp Med Biol. 2007;595:105-25
  4. ? Trends Pharmacol Sci. 2009 Feb;30(2):85-94
  5. ? Mol Cancer Ther. 2009 Aug;8(8):2348-55
  6. ? Biochem Biophys Res Commun. 2009 Oct 16;388(2):350-4
  7. ? J Clin Immunol. 2007 Jan;27(1):19-35
  8. ? Adv Exp Med Biol. 2007;595:425-51
  9. ? Biol Pharm Bull. 2011;34(7):974-9
  10. ? Neurotoxicology. 2013 Jan;34:205-11
  11. ? Exp Neurobiol. 2015 Jun;24(2):139-45
  12. ? Carcinogenesis. 2003 Jul;24(7):1199-208
  13. ? Cancer Res. 2009 Feb 1;69(3):1000-8
  14. ? Biochem Pharmacol. 2002 Sep;64(5-6):883-8
  15. ? Anticancer Res. 2009 Aug;29(8):3185-90
  16. ? Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2009 Oct 1;75(2):534-42
  17. ? Clin Cancer Res. 2008 Apr 1;14(7):2128-36
  18. ? Int J Cancer. 2009 Nov 1;125(9):2187-97
  19. ? Cancer Res. 2007 Apr 15;67(8):3853-61
  20. ? Endocr Relat Cancer. 2009 Sep 2
  21. ? Endocrinology. 2008 Aug;149(8):4158-67
  22. ? Mol Carcinog. 2009 Aug 12
  23. ? Anticancer Agents Med Chem. 2009 Sep 1
  24. ? Yang CL et al. DNA Cell Biol. 2011 Jun 28. [Epub ahead of print]
  25. ? Br J Pharmacol. 2009 Aug;157(8):1352-3
  26. ? Br J Pharmacol. 2009 Aug;157(8):1354-67
  27. ? Endocrinology. 2009 Jul;150(7):3011-20
  28. ? Endocrinology. 2009 Jul;150(7):3011-20
  29. ? Brain Res. 2009 Sep 15
  30. ? J Med Food. 2007 Sep;10(3):486-94
  31. ? J Neuroinflammation. 2014 Mar 27;11:59
  32. ? Exp Neurol. 2009 Sep 8
  33. ? J Biol Chem. 2008 May 23;283(21):14497-505
  34. ? Pharmacology. 2007;79(1):17-26
  35. ? Adv Exp Med Biol. 2007;595:359-77
  36. ? Pharmacol Res. 2009 Sep 9
  37. ? Biochem Biophys Res Commun. 2008 Jun 13;370(4):623-8
  38. ? J Nat Prod. 2009 Aug;72(8):1533-7
  39. ? Int Immunopharmacol. 2006 Aug;6(8):1233-42
  40. ? Mol Cell Biochem. 2009 Feb;322(1-2):127-35
  41. ? Curr Pharm Des. 2009;15(18):2087-94
  42. ? Biomed Res Int. 2014;2014:340701
  43. ? Stefanska B. Br J Pharmacol. 2012 Mar 27
  44. ? Evid Based Complement Alternat Med. 2013;2013:636053
  45. ? Gupta NK, Dixit VK. J Pharm Sci. 2010 Nov 24. [Epub ahead of print]
  46. ? Doggui S,J Alzheimers Dis. 2012 Mar 16. [Epub ahead of print]
  47. ? Br J Cancer. 2011 Jul 12;105(2):212-20