1 Einführung: allgemeine Merkmale und ethnopharmakologische Bedeutung

Curcumin ist der primäre aktive Sekundärmetabolit in Curcuma longa L. (allgemein bekannt als Kurkuma) und in anderen Curcuma-Arten. (im Volksmund als Kurkuma bekannt) und in anderen Curcuma spp. Dieses lipophile Polyphenol ist der am häufigsten vorkommende Bestandteil von Kurkuma und für seine leuchtend gelbe Farbe verantwortlich. Dennoch ist Curcumin in der Pflanze normalerweise zusammen mit anderen Curcuminoid-Verbindungen wie Demethoxycurcumin und Bisdemethoxycurcumin (Abb. 2.1) sowie mit ätherischen Ölen (Tumeron, Atlanton und Zingiberon), Zuckern, Proteinen und Harzen vorhanden. Der Curcuminoid-Komplex ist auch als indisches Gewürz/Safran, im Osten als Haldi oder Haridara und im Westen als Currypulver bekannt. Zahlreiche und starke pharmakologische Aktivitäten, einschließlich antimikrobieller, antioxidativer und entzündungshemmender Eigenschaften, werden dem Curcumin zugeschrieben, das als die am häufigsten vorkommende Verbindung innerhalb der Gruppe der Curcuminoide beschrieben wurde (77 % der Gesamtmenge), was die umfangreiche Verwendung von C. longa in der traditionellen Medizin (Ammon und Wahl, 1991; Goel und Aggarwal, 2010; Lestari und Indrayanto, 2014).

Abbildung 2.1. Chemische Strukturen von Curcumin (1), Demethoxycurcumin (2) und Bisdemethoxycurcumin (3).

C. longa L. (Familie Zingiberaceae) ist eine mehrjährige krautige Pflanze, die bis zu 2 m hoch wird. Botanisch zeichnet sie sich aus durch (1) lange, grüne, wechselständige, lanzettliche und gestielte Blätter; (2) falsche Stängel, an deren Ende lange rosa Blütenstände mit 3-5 gelben Blüten stehen; und (3) stark verzweigte gelbe bis orangefarbene, zylindrische und aromatische Rhizome. C. longa ist in Indien und anderen Teilen Südostasiens (z. B. Vietnam, Indonesien, Bangladesch) beheimatet, wo sie hauptsächlich angebaut wird. Sie benötigt Temperaturen zwischen 20°C und 30°C und eine beträchtliche Menge an jährlichen Niederschlägen, um zu gedeihen (Akram et al., 2010; Saiz de Cos, 2014).

Kurkuma ist ein steriles Triploid, das keine Samen bildet. Daher wird sie durch Stecklinge aus dem Rhizom vermehrt, dem Teil der Pflanze (d. h. der botanischen Droge), der gastronomisch, medizinisch und kosmetisch interessant ist. Die Rhizome werden in der Regel 30-45 Minuten lang gekocht und dann im Ofen getrocknet, bevor sie gemahlen werden, um ein tief orange-gelbes Pulver (indisches Gewürz) zu erhalten, das in vielen asiatischen Küchen, insbesondere in Currys, als Farb- und Aromastoff sowie zum Färben verwendet wird. Kurkumapulver hat einen warmen, bitteren, pfefferähnlichen Geschmack und ein erdiges, senfähnliches Aroma; dies wurde auch in der westlichen Welt erkannt, und deshalb wird es in Soßen, Senfmischungen und Pickles verwendet (Gupta et al., 2013a; Witkin und Li, 2013).

C. longa ist die Hauptquelle für Curcumin, das etwa 2 %-5 % des Kurkumapulvers ausmacht (im Durchschnitt etwa 3,1 %), wobei der Gehalt zwischen verschiedenen Exemplaren derselben Art C. longa oft erheblich variiert. Einige andere Arten der Gattung Curcuma, wie Curcuma phaeocaulis, Curcuma xanthorrhiza, Curcuma mangga, Curcuma zedoaria und Curcuma aromatic, synthetisieren ebenfalls Curcumin. Da C. longa jedoch die am weitesten verbreitete Art ist, kann sie als Hauptproduzent von Kurkumapulver und Curcumin angesehen werden (Hayakawa et al., 2011; Lal, 2012).

Neben der früheren und heutigen Verwendung als Nahrungsmittel werden verschiedene Zubereitungen von Kurkuma seit der Antike vor allem in südasiatischen Ländern als Heilmittel für verschiedene Krankheiten eingesetzt; tatsächlich wurde die therapeutische Verwendung von Curcuma sp. bereits 1748 erstmals beschrieben. Der erste „strenge“ wissenschaftliche Artikel, der sich auf den klinischen Wert von Kurkuma bei menschlichen Erkrankungen bezog, stammt aus dem Jahr 1937 und zeigte, dass die orale Verabreichung von Curcunat (eine Mischung aus 0,1-0,25 g Natriumcurcumin und 0,1 g Calciumcholat) über drei Wochen eine gute Verträglichkeit und bemerkenswerte heilende Wirkung bei Patienten mit Cholezystitis zeigte (Loeber, 1748; Oppenheimer, 1937). Außerdem wird Kurkuma seit langem unter anderem in der traditionellen chinesischen und indischen Medizin verwendet. So ist C. longa beispielsweise ein Hauptbestandteil von Jiawei-Xiaoyaosan, einer traditionellen chinesischen Arzneiformel, die seit Tausenden von Jahren zur Behandlung von Dyspepsie, Stress, Depressionen und stimmungsbedingten Störungen sowie anderen Symptomen eingesetzt wird. Eine solche Formel fand sogar Eingang in westliche Übersetzungen der traditionellen chinesischen Medizin (Ammon und Wahl, 1991). Obwohl die Ethnopharmakologie von C. longa nicht Gegenstand dieses Kapitels ist, könnten einige weitere Beispiele angeführt werden, um die Bedeutung seiner traditionellen medizinischen Anwendungen zu veranschaulichen: Kurkuma wurde in der ayurvedischen Medizin zur Unterstützung der Leberfunktion und zur Behandlung von Gelbsucht eingesetzt. Man glaubte, dass dieses Gewürz die Augen reinigt und die Sehkraft verbessert. Das Ausspülen des Mundes mit Kurkumawasser soll bei Zahnschmerzen und -infektionen sofortige Linderung verschaffen. Außerdem galt Kurkuma als gutes antibakterielles Mittel für chronisch Schwache und Kranke, dessen Name im Sanskrit mit „Keimtöter“ übersetzt wird. Ayurveda-Ärzte verwenden Kurkuma zur Behandlung von Gallenleiden, Magersucht, Husten, diabetischen Wunden, Gelbsucht, Magentumoren, Rheuma, Sinusitis und so weiter. Interessanterweise wurde es als entzündungshemmendes Mittel zur Behandlung von Blähungen, Koliken, Brustschmerzen und Menstruationsbeschwerden eingesetzt (Chaturvedi, 2009; Witkin und Li, 2013).

Die antioxidativen, entzündungshemmenden, antimutagenen, antimikrobiellen und krebshemmenden Eigenschaften, die Kurkuma zugeschrieben werden, wurden zunächst ausschließlich auf Curcumin als Hauptbestandteil zurückgeführt. Es ist jedoch immer noch unklar, ob alle der Kurkuma zugeschriebenen Aktivitäten auf Curcumin zurückzuführen sind oder ob andere Verbindungen in Kurkuma diese Aktivitäten allein, additiv oder synergistisch mit Curcumin entfalten können. Die moderne Wissenschaft hat gezeigt, dass Kurkuma mehr als 300 verschiedene chemische Einheiten enthält, aber die gründliche Forschung der letzten drei Jahrzehnte hat sicherlich eine logische Grundlage für die Sicherheit (es wird in Gramm-Dosen toleriert) und pharmakologische Wirksamkeit gegen menschliche Krankheiten nur für Curcumin geliefert. Trotz der begrenzten Forschung zu anderen Kurkuma-Verbindungen deutet einiges darauf hin, dass auch curcuminfreie Kurkuma-Bestandteile zahlreiche biologische Aktivitäten besitzen (einschließlich entzündungshemmender, krebshemmender und antidiabetischer Aktivitäten) (Gupta et al., 2012; Aggarwal et al, 2013).

Was die reiche Geschichte von Curcumin betrifft, so wurde es ursprünglich vor etwa zwei Jahrhunderten von den Laborwissenschaftlern Vogel und Pelletier vom Harvard College entdeckt, die über die Isolierung von „gelbem Farbstoff“ aus den Rhizomen von C. longa berichteten (Vogel und Pelletier, 1815). Doch erst Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die biologischen Aktivitäten von Curcumin wissenschaftlich nachgewiesen. In einem in Nature veröffentlichten Artikel berichteten Schraufstatter und Bernt (1949) erstmals, dass Curcumin wirksame antibakterielle Eigenschaften gegen menschliche Krankheitserreger besitzt. Später, in den 1970er und 1980er Jahren, wurde das pharmakologische Potenzial von Curcumin zum Forschungsthema verschiedener Wissenschaftlergruppen. Die Zahl der Berichte über seine biologischen Aktivitäten und das Interesse an Curcumin haben sich seitdem dramatisch vervielfacht. Schließlich wurde eine Datenbank mit dem Ziel entwickelt, alle verfügbaren Informationen über das Potenzial von Curcumin in den Bereichen Medizin und Lebensmitteltechnologie zu sammeln (>13.000 wissenschaftliche Artikel) (Kumar et al., 2015).

Wie bereits angedeutet, haben zahlreiche In-vitro- und In-vivo-Studien in den vergangenen Jahrzehnten die cholesterinsenkenden, antidiabetischen, entzündungshemmenden, wundheilenden, antinozizeptiven, antioxidativen und krebsbekämpfenden Eigenschaften von Curcumin u. a. in Zell-, Gewebe- und Tiermodellen menschlicher Erkrankungen nachgewiesen. Teilweise aufgrund seiner polyphenolischen Natur ist Curcumin ein hochgradig pleiotropes Molekül und moduliert nachweislich verschiedene Signalmoleküle (einschließlich Entzündungsmediatoren), Transkriptionsfaktoren, Enzyme, Proteinkinasen, Proteinreduktasen, Trägerproteine, Zellüberlebensproteine, Arzneimittelresistenzproteine, Adhäsionsmoleküle, Wachstumsfaktoren, Rezeptoren, Zellzyklus-regulierende Proteine, Chemokine, DNA, RNA und Metallionen. Die fortschreitenden präklinischen Erkenntnisse bilden eine solide Grundlage für die Bewertung der Wirksamkeit von Curcumin in klinischen Studien, vor allem bei entzündungsbedingten Erkrankungen und Krebs sowie bei anderen chronischen Erkrankungen des Nervensystems, der Lunge, der Leber, des Magen-Darm-Trakts und des Herz-Kreislauf-Systems. Im Allgemeinen hat sich Curcumin beim Menschen als sicher und wirksam erwiesen, und die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat Curcumin als einen Wirkstoff zugelassen, der als „allgemein sicher“ eingestuft wird (Araujo und Leon, 2001; Gupta et al., 2013b; Nelson et al., 2017).

Das entzündungshemmende Potenzial von Curcumin bei menschlichen Erkrankungen ist eine der am besten erforschten pharmakologischen Aktivitäten und wird in den folgenden Abschnitten näher erläutert.