1 Inleiding: algemene kenmerken en etnofarmacologische relevantie

Curcumine is de primaire actieve secundaire metaboliet die gevonden wordt in Curcuma longa L. (in de volksmond bekend als kurkuma) en in andere Curcuma spp. Dit lipofiele polyfenol is het meest overvloedige bestanddeel van kurkuma en is verantwoordelijk voor zijn levendige gele kleur. Niettemin is curcumine normaal aanwezig in de plant samen met andere curcuminoïde verbindingen zoals demethoxycurcumine en bisdemethoxycurcumine (Fig. 2.1), evenals vluchtige oliën (tumerone, atlantone, en zingiberone), suikers, eiwitten, en harsen. Het curcuminoïdencomplex is ook bekend als Indiase specerij/saffraan, haldi of haridara in het Oosten, en kerriepoeder in het Westen. Talrijke en krachtige farmacologische activiteiten, waaronder antimicrobiële, antioxiderende en ontstekingsremmende eigenschappen, zijn toegeschreven aan curcumine, dat wordt beschreven als de meest overvloedige verbinding binnen de groep curcuminoïden (77% van het totaal), waardoor het uitgebreide gebruik van C. longa in traditionele geneesmiddelen (Ammon en Wahl, 1991; Goel en Aggarwal, 2010; Lestari en Indrayanto, 2014).

Figuur 2.1. Chemische structuren van curcumine (1), demethoxycurcumine (2), en bisdemethoxycurcumine (3).

C. longa L. (Zingiberaceae-familie) is een overblijvende kruidachtige plant die 2 m hoog kan worden. De plant wordt botanisch gekenmerkt door de aanwezigheid van (1) lange, groene, afwisselende, lancetvormige en gesteelde bladeren; (2) valse stengels die worden afgesloten door lange roze bloeiwijzen met 3-5 gele bloemen; en (3) sterk vertakte gele tot oranje, cilindrische en aromatische wortelstokken. C. longa is inheems in India en andere delen van Zuidoost-Azië (bijv. Vietnam, Indonesië, Bangladesh), waar hij voornamelijk wordt gekweekt. Het vereist temperaturen tussen 20°C en 30°C en een aanzienlijke hoeveelheid jaarlijkse regenval om te gedijen (Akram et al., 2010; Saiz de Cos, 2014).

Turkuma is een steriele triploïde met een afwezigheid van zaadvorming. Daarom wordt het vermeerderd door stekken van de wortelstok, dat is het deel van de plant (d.w.z., botanisch geneesmiddel) dat gastronomisch, medicinaal, en cosmetisch belang heeft. De wortelstokken worden gewoonlijk ongeveer 30-45 minuten gekookt en vervolgens in ovens gedroogd, waarna ze worden vermalen tot een diep oranjegeel poeder (Indisch kruid), dat op grote schaal wordt gebruikt als kleur- en smaakstof in vele Aziatische keukens, vooral curry’s, en ook bij het verven. Kurkuma poeder heeft een warme, bittere, peperachtige smaak en een aards, mosterdachtig aroma; dit wordt ook in de westerse wereld herkend, en daarom wordt het gebruikt in sauzen, mosterdmengsels, en augurken (Gupta et al, 2013a; Witkin and Li, 2013).

C. longa is de belangrijkste bron van curcumine, dat ongeveer 2%-5% van poedervormige kurkuma uitmaakt (gemiddeld ongeveer 3,1%), waarbij het gehalte vaak aanzienlijk varieert tussen verschillende specimens van dezelfde soort C. longa. Sommige andere soorten van het geslacht Curcuma, zoals Curcuma phaeocaulis, Curcuma xanthorrhiza, Curcuma mangga, Curcuma zedoaria, en Curcuma aromatic, synthetiseren ook curcumine. Toch, omdat C. longa de meest extensief gecultiveerde soort is, kan men deze beschouwen als de belangrijkste producent van kurkumapoeder en curcumine (Hayakawa et al., 2011; Lal, 2012).

Naast de vroegere en huidige voedselgerelateerde toepassingen, worden diverse bereidingen van kurkuma sinds de oudheid op grote schaal gebruikt, vooral in Zuid-Aziatische landen, als medicinale remedies voor verschillende pathologieën; in feite werd het therapeutisch gebruik van Curcuma sp. al in 1748 voor het eerst geregistreerd. Het eerste “rigoureuze” wetenschappelijke artikel dat verwijst naar de klinische waarde van kurkuma bij menselijke ziekten dateert van 1937 en toonde aan dat orale toediening van curcunat (een mengsel van 0,1-0,25 g natriumcurcumine en 0,1 g calciumcholaat) gedurende 3 weken een goede verdraagbaarheid en opmerkelijke genezende effecten vertoonde bij patiënten met cholecystitis (Loeber, 1748; Oppenheimer, 1937). Bovendien kent kurkuma een lange gebruikshistorie in onder meer de traditionele Chinese en Indiase geneeswijzen. Zo is C. longa een belangrijk bestanddeel van Jiawei-Xiaoyaosan, een traditionele Chinese geneeskrachtige formule die al duizenden jaren wordt gebruikt om dyspepsie, stress, en depressie en stemmingsstoornissen en andere symptomen te beheersen. Een dergelijke formule heeft zelfs zijn weg gevonden naar Westerse vertalingen van traditionele Chinese geneesmiddelen (Ammon en Wahl, 1991). Hoewel een bespreking van de etnofarmacologie van C. longa niet het onderwerp van dit hoofdstuk is, kunnen nog een paar voorbeelden worden aangehaald om de relevantie van het op traditie gebaseerde medicinale gebruik te illustreren: kurkuma werd in de Ayurvedische geneeskunde gebruikt om de leverfunctie te ondersteunen en geelzucht te behandelen. Men geloofde dat deze specerij de ogen reinigt en het gezichtsvermogen verbetert. Het spoelen van de mond met kurkuma water zou onmiddellijke verlichting geven bij tandpijn en infecties. Bovendien werd kurkuma erkend als een goed antibacterieel middel voor chronisch zwakken of zieken, met een naam in het Sanskriet die vertaald kan worden als “kiemdodend”. Ayurvedische artsen gebruiken kurkuma voor de behandeling van aandoeningen van de galwegen, anorexia, hoest, diabetische wonden, geelzucht, maagtumoren, reuma, sinusitis, enzovoort. Interessant is dat het is gebruikt als een ontstekingsremmend middel om gas, koliek, pijn op de borst, en menstruele moeilijkheden te behandelen (Chaturvedi, 2009; Witkin en Li, 2013).

De antioxiderende, ontstekingsremmende, antimutagene, antimicrobiële en antikanker eigenschappen die voor kurkuma werden gesuggereerd, werden aanvankelijk uitsluitend toegeschreven aan curcumine als zijn belangrijkste component. Het is echter nog steeds onduidelijk of alle activiteiten die aan kurkuma worden toegeschreven, te danken zijn aan curcumine of dat andere bestanddelen in kurkuma deze activiteiten op unieke, additieve of synergetische wijze met curcumine kunnen manifesteren. De moderne wetenschap heeft aangetoond dat kurkuma meer dan 300 verschillende chemische entiteiten bevat, maar grondig onderzoek gedurende de laatste drie decennia heeft zeker een logische basis verschaft voor de veiligheid (het wordt getolereerd bij gram doses) en de farmacologische werkzaamheid tegen menselijke ziekten voor alleen curcumine. Ondanks het beperkte onderzoek naar andere kurkuma bestanddelen, zijn er aanwijzingen dat curcuminevrije kurkuma bestanddelen ook tal van biologische activiteiten bezitten (waaronder ontstekingsremmende, kankerremmende en antidiabetische activiteiten) (Gupta et al., 2012; Aggarwal et al., 2013).

Wat betreft de rijke geschiedenis van curcumine, het werd oorspronkelijk ongeveer twee eeuwen geleden ontdekt door de laboratoriumwetenschappers Vogel en Pelletier van het Harvard College, die de isolatie van “gele kleurstof” uit de wortelstokken van C. longa rapporteerden (Vogel en Pelletier, 1815). Het duurde echter tot het midden van de 20e eeuw voordat de biologische activiteiten van curcumine wetenschappelijk geïdentificeerd begonnen te worden. In een artikel gepubliceerd in Nature, rapporteerden Schraufstatter en Bernt (1949) voor het eerst dat curcumine effectieve antibacteriële eigenschappen uitoefent tegen menselijke ziekteverwekkers. Later, in de jaren 1970 en 1980, werd het farmacologisch potentieel van curcumine het onderzoeksonderwerp van diverse groepen wetenschappers. Het aantal rapporten over zijn biologische activiteiten en de belangstelling voor curcumine zijn sindsdien dramatisch toegenomen. Uiteindelijk werd een databank ontwikkeld met als doel alle beschikbare informatie over het potentieel van curcumine op het gebied van geneeskunde en levensmiddelentechnologie te verzamelen (>13.000 wetenschappelijke artikelen) (Kumar et al, 2015).

Zoals gesuggereerd, hebben talrijke in vitro en in vivo studies in de afgelopen decennia de cholesterolverlagende, antidiabetische, ontstekingsremmende, wondhelende, antinociceptieve, antioxidant en antikanker eigenschappen van curcumine aangetoond, onder andere, in cellulaire, weefsel en diermodellen van menselijke ziekten. Gedeeltelijk vanwege zijn polyfenolische aard is curcumine een zeer pleiotrope molecule en is aangetoond dat het verschillende signaalmoleculen (met inbegrip van ontstekingsmediatoren), transcriptiefactoren, enzymen, proteïnekinasen, proteïnereductasen, dragereiwitten, celoverlevingseiwitten, geneesmiddelenresistentie-eiwitten, adhesiemoleculen, groeifactoren, receptoren, celcyclusregulerende eiwitten, chemokinen, DNA, RNA, en metaalionen moduleert. Voortschrijdende preklinische kennis heeft een solide basis gevormd voor het evalueren van de werkzaamheid van curcumine in klinische proeven, voornamelijk tegen ontstekingsgerelateerde aandoeningen en kanker, alsmede andere chronische ziekten die het zenuwstelsel, de longen, de lever, het maag-darmstelsel en het cardiovasculaire systeem aantasten. Over het algemeen is curcumine veilig en werkzaam bevonden bij mensen, en het Amerikaanse agentschap Food and Drug Administration heeft curcumine goedgekeurd als een verbinding die is gecategoriseerd als “algemeen beschouwd als veilig” (Araujo en Leon, 2001; Gupta et al., 2013b; Nelson et al., 2017).

Het ontstekingsremmende potentieel van curcumine bij menselijke ziekten is een van de best onderzochte farmacologische activiteiten en wordt verder besproken in de volgende secties.