Curcumine (Curcuma longa L)
Curcuma longa Linn is een overblijvend kruid dat behoort tot de familie Zingiberaceae. Kurkuma wordt verkregen uit de wortelstok van de curcumineplant en wordt in India veel gebruikt als smaak- en kleurstof in voeding (Ahmed en Gilani, 2013; Cheng en Yuan, 1990; Esatbeyoglu et al., 2012; Srinivasan, 2014). Curcumine wordt al eeuwenlang gebruikt in de Ayurvedische geneeskunde (Dudhatra et al., 2012; Grynkiewicz and Slifirski, 2012), en het is de meest systematisch bestudeerde plant voor zijn voordelen bij verschillende ziekten (Aggarwal et al., 2007; Lodha and Bagga, 2000). Belangrijke bestanddelen van Curcuma longa zijn curcumine, demethoxycurcumine, en bisdemethoxycurcumine, collectief bekend als curcuminoïden.
Het potentieel van curcumine bij de behandeling van neurodegeneratieve ziekten is goed gedocumenteerd (Ahmed en Gilani, 2013; Kennedy en Wightman, 2011; Kim et al., 2012; Villaflores et al., 2012). Curcumine verminderde Aβ zowel onder in vitro (Kim et al., 2001) als in vivo (Lim et al., 2001; Yang et al., 2005) omstandigheden en verminderde IL-1β in Tg2576 muizen (Lim et al., 2001; Yang et al., 2005). Voorbehandeling met curcumine (10/20/50 mg/kg) gedurende 21 dagen verbeterde de geheugenstoornis in het sporadische muismodel van AD (Awasthi et al., 2010). Structureel is curcumine vergelijkbaar met Congo rood en kan oligomeervorming voorkomen na binding aan oligomere Aβ en fibrillaire plaques (Lim et al., 2001). Curcumine blijkt Aβ-aggregatie te remmen of de desaggregatie ervan te bevorderen bij lage concentraties (IC50 = 0,81-1 μM; Fang et al., 2014). Van curcumine is ook aangetoond dat het beschermt tegen Aβ-neurotoxiciteit door de Aβ-productie te verlagen via downregulatie van preseniline 1 (PS1) en glycogeensynthase kinase-3beta (GSK3β) expressie (Caesar et al., 2012; Xiong et al,
Een verminderde signalering van insuline of insuline groeifactor 1 (IGF-1) werd waargenomen om hyperfosforylering van tau-eiwit te induceren (Zemva en Schubert, 2013) en om mitochondriale disfunctie, oxidatieve stress en necrose te bevorderen, wat bijdraagt aan Alzheimer-achtige pathogenese en cognitieve stoornissen (de la Monte en Wands, 2005; Schubert et al., 2003, 2004). Curcumine verbeterde de cognitieve functie aanzienlijk door verlaagde IGF-1-niveaus te herstellen in een streptozotocine (STZ)-model van sporadische AD (Agrawal et al., 2010; Isik et al., 2009). Het onderdrukte ook IL-1β en verminderde oxidatieve schade en Aβ plaque last (Cole et al., 2004). De neuroprotectieve effecten van curcuminoïdenmengsel en zijn individuele componenten op inflammatoire en apoptotische genexpressie in AD werden gerapporteerd (Ahmed en Gilani, 2011). In een experimenteel model van PD, beschermde curcumine het verlies van substantia nigra neuronen, herstelde striatale dopamine niveaus, en cheleerde Fe2+ (Zbarsky et al., 2005). Een andere studie toonde aan dat curcumine de 6-hydroxydopamine (6-OHDA)-geïnduceerde neurotoxiciteit verbeterde door zijn ontstekingsremmende activiteit en herstel van SOD-1 expressie (Tripanichkul en Jaroensuppaperch, 2013). In een homocysteïne rattenmodel van PD, verbeterde curcumine de locomotorische activiteit (Mansouri et al., 2012). In een 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) muismodel van PD, herstelde curcumine de striatale dopamine en 3,4-dihydroxyfenylazijnzuur (DOPAC) niveaus (Rajeswari en Sabesan, 2008).
Met betrekking tot epilepsie, heeft curcumine anti-epileptische effecten aangetoond in de experimentele modellen van epileptische aanvallen (Ahmad, 2013; Du et al., 2012; Gupta et al., 2009; Kiasalari et al., 2013) door zijn antioxiderende effecten (Ahmad, 2013; Choudhary et al., 2013; Mehla et al., 2010; Noor et al., 2012). Curcumine bleek de door anti-epileptica (AED’s) veroorzaakte cognitieve stoornis bij ratten te verbeteren zonder de serumspiegel van AED’s te veranderen (Reeta et al., 2009, 2010). Naast de anti-epileptische effecten is aangetoond dat curcumine gunstig is bij de behandeling van herseninfarcten (Lapchak, 2011; Liu et al., 2013b; Yu et al., 2012; Zhao et al., 2010). Curcumine versterkte de neuroprotectieve werking van candesartan (een angiotensine II-receptorantagonist) bij hersenischemie door onderdrukking van de bloedstroom en oxidatieve stress (Awad, 2011). Curcuma-olie voorkwam neuronale celdood in een midden cerebraal arterie occlusie (MCAo) rat model van beroerte (Rathore et al., 2008). Curcumine toonde ook veelbelovende voordelen in de experimentele modellen van TBI. Voorbehandeling met curcumine verminderde de infarctgrootte en de hersenlaesie en verbeterde de neurologische functie na TBI bij ratten (Samini et al., 2013). Toediening van curcumine derivaten verbeterde de locomotorische en cognitieve functie bij ratten die TBI ondergingen (Wu et al., 2011). Voorbehandeling met curcumine (75/150 mg/kg) of 30 minuten nabehandeling met curcumine (300 mg/kg) verminderde hersenoedeem aanzienlijk en verbeterde neurologische functies na gecontroleerde corticale impact (CCI) bij muizen, voornamelijk als gevolg van de demping van pericontusioneel verhoogde IL-1β (Laird et al., 2010).