Curcumin (Curcuma longa L)
Curcuma longa Linn ist ein mehrjähriges Kraut, das zur Familie der Zingiberaceae gehört. Kurkuma wird aus dem Rhizom der Curcuminpflanze gewonnen und wird in Indien häufig als Geschmacks- und Farbstoff in Lebensmitteln verwendet (Ahmed und Gilani, 2013; Cheng und Yuan, 1990; Esatbeyoglu et al., 2012; Srinivasan, 2014). Curcumin wird seit Jahrhunderten in der ayurvedischen Medizin verwendet (Dudhatra et al., 2012; Grynkiewicz und Slifirski, 2012), und es ist die Pflanze, die am systematischsten auf ihren Nutzen bei verschiedenen Krankheiten untersucht wurde (Aggarwal et al., 2007; Lodha und Bagga, 2000). Hauptbestandteile von Curcuma longa sind Curcumin, Demethoxycurcumin und Bisdemethoxycurcumin, die zusammen als Curcuminoide bekannt sind.
Das Potenzial von Curcumin bei der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen ist gut dokumentiert (Ahmed und Gilani, 2013; Kennedy und Wightman, 2011; Kim et al., 2012; Villaflores et al., 2012). Curcumin reduzierte Aβ sowohl unter in vitro- (Kim et al., 2001) als auch unter in vivo-Bedingungen (Lim et al., 2001; Yang et al., 2005) und reduzierte IL-1β in Tg2576-Mäusen (Lim et al., 2001; Yang et al., 2005). Die Vorbehandlung mit Curcumin (10/20/50 mg/kg) für 21 Tage verbesserte die Gedächtnisbeeinträchtigung im sporadischen Mausmodell der Alzheimer-Krankheit (Awasthi et al., 2010). Strukturell ähnelt Curcumin dem Kongorot und kann nach Bindung an oligomeres Aβ und fibrilläre Plaques die Oligomerbildung verhindern (Lim et al., 2001). Es wurde festgestellt, dass Curcumin die Aβ-Aggregation hemmt oder deren Aufspaltung bei niedrigen Konzentrationen fördert (IC50 = 0,81-1 μM; Fang et al., 2014). Curcumin schützt auch nachweislich vor Aβ-Neurotoxizität, indem es die Aβ-Produktion über eine Herunterregulierung der Expression von Presenilin 1 (PS1) und Glykogensynthase-Kinase-3beta (GSK3β) verringert (Caesar et al., 2012; Xiong et al, 2011).
Eine gestörte Insulin- oder Insulin-Wachstumsfaktor-1 (IGF-1)-Signalübertragung induziert eine Hyperphosphorylierung des Tau-Proteins (Zemva und Schubert, 2013) und fördert mitochondriale Dysfunktion, oxidativen Stress und Nekrose, was zur Alzheimer-ähnlichen Pathogenese und kognitiven Beeinträchtigung beiträgt (de la Monte und Wands, 2005; Schubert et al., 2003, 2004). Curcumin verbesserte signifikant die kognitive Funktion durch die Wiederherstellung der verringerten IGF-1-Spiegel in einem Streptozotocin (STZ)-Modell der sporadischen Alzheimer-Krankheit (Agrawal et al., 2010; Isik et al., 2009). Es unterdrückte auch IL-1β und reduzierte oxidative Schäden und die Aβ-Plaque-Belastung (Cole et al., 2004). Die neuroprotektiven Wirkungen der Curcuminoid-Mischung und ihrer einzelnen Bestandteile auf die entzündliche und apoptotische Genexpression bei Alzheimer wurden berichtet (Ahmed und Gilani, 2011). In einem experimentellen Modell der Parkinson-Krankheit schützte Curcumin den Verlust von Neuronen der Substantia nigra, stellte den Dopaminspiegel im Striatum wieder her und chelatierte Fe2+ (Zbarsky et al., 2005). Eine andere Studie zeigte, dass Curcumin die durch 6-Hydroxydopamin (6-OHDA) induzierte Neurotoxizität durch seine entzündungshemmende Wirkung und die Wiederherstellung der SOD-1-Expression verbessert (Tripanichkul und Jaroensuppaperch, 2013). In einem Homocystein-Rattenmodell von Parkinson verbesserte Curcumin die Bewegungsaktivität (Mansouri et al., 2012). In einem 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP)-Mausmodell der Parkinson-Krankheit stellte Curcumin die striatalen Dopamin- und 3,4-Dihydroxyphenylessigsäure (DOPAC)-Spiegel wieder her (Rajeswari und Sabesan, 2008).
In Bezug auf Epilepsie hat Curcumin antiepileptische Wirkungen in den experimentellen Modellen von Anfällen gezeigt (Ahmad, 2013; Du et al, 2012; Gupta et al., 2009; Kiasalari et al., 2013) durch seine antioxidative Wirkung (Ahmad, 2013; Choudhary et al., 2013; Mehla et al., 2010; Noor et al., 2012). Es wurde festgestellt, dass Curcumin die durch Antiepileptika (AED) hervorgerufene kognitive Beeinträchtigung bei Ratten verbessert, ohne den Serumspiegel der AEDs zu verändern (Reeta et al., 2009, 2010). Zusätzlich zu den antiepileptischen Wirkungen hat sich Curcumin als vorteilhaft bei der Behandlung von Hirnschlag erwiesen (Lapchak, 2011; Liu et al., 2013b; Yu et al., 2012; Zhao et al., 2010). Curcumin verstärkte die neuroprotektive Wirkung von Candesartan (einem Angiotensin-II-Rezeptor-Antagonisten) bei Hirnischämie durch Unterdrückung des Blutflusses und des oxidativen Stresses (Awad, 2011). Curcuma-Öl verhinderte den neuronalen Zelltod in einem Rattenmodell des Schlaganfalls nach Verschluss der mittleren Hirnarterie (MCAo) (Rathore et al., 2008). Curcumin zeigte auch vielversprechende Vorteile in den experimentellen Modellen von TBI. Die Vorbehandlung mit Curcumin verringerte die Infarktgröße und die Hirnläsion und verbesserte die neurologische Funktion nach einem Schädel-Hirn-Trauma bei Ratten (Samini et al., 2013). Die Verabreichung von Curcumin-Derivaten verbesserte die motorischen und kognitiven Funktionen bei Ratten, die eine Schädel-Hirn-Trauma erlitten hatten (Wu et al., 2011). Eine Vorbehandlung mit Curcumin (75/150 mg/kg) oder eine 30-minütige Nachbehandlung mit Curcumin (300 mg/kg) verringerte signifikant das Hirnödem und verbesserte die neurologischen Funktionen nach einem kontrollierten kortikalen Schlag (CCI) bei Mäusen, hauptsächlich aufgrund der Abschwächung von perikontusionell erhöhtem IL-1β (Laird et al., 2010).