1 Wprowadzenie: cechy ogólne i znaczenie etnofarmakologiczne

Kurkumina jest głównym aktywnym metabolitem wtórnym występującym w Curcuma longa L. (popularnie zwanej kurkumą) i innych gatunkach Curcuma. (Ten lipofilny polifenol jest najobficiej występującym składnikiem kurkumy i jest odpowiedzialny za jej żywy żółty kolor. Kurkumina występuje w roślinie wraz z innymi związkami kurkuminoidowymi, takimi jak demetoksykurkumina i bisdemetoksykurkumina (rys. 2.1), a także olejkami lotnymi (tumeron, atlanton i zingiberon), cukrami, białkami i żywicami. Kompleks kurkuminoidów znany jest również jako przyprawa indyjska/szafran, haldi lub haridara na Wschodzie oraz curry w proszku na Zachodzie. Liczne i silne działania farmakologiczne, w tym właściwości przeciwbakteryjne, przeciwutleniające i przeciwzapalne, zostały przypisane kurkuminie, która została opisana jako najobficiej występujący związek w grupie kurkuminoidów (77% całości), co uzasadnia szerokie zastosowanie C. longa w tradycyjnych lekach (Ammon i Wahl, 1991; Goel i Aggarwal, 2010; Lestari i Indrayanto, 2014).

Rysunek 2.1. Struktury chemiczne kurkuminy (1), demetoksykurkuminy (2) i bisdemetoksykurkuminy (3).

C. longa L. (rodzina Zingiberaceae) jest wieloletnią rośliną zielną osiągającą 2 m wysokości. To jest botanicznie charakteryzuje się obecnością (1) długie, zielone, naprzemienne, lancetowate i petiolate liście, (2) fałszywe łodygi zakończone długich różowych kwiatostanów zawierających 3-5 żółte kwiaty, i (3) bardzo rozgałęzione żółte do pomarańczowego, cylindryczne i aromatyczne kłącza. C. longa pochodzi z Indii i innych części Azji Południowo-Wschodniej (np. Wietnamu, Indonezji, Bangladeszu), gdzie jest głównie uprawiana. Do rozwoju wymaga temperatur od 20°C do 30°C i znacznej ilości rocznych opadów (Akram i in., 2010; Saiz de Cos, 2014).

Kurkuma jest sterylnym triploidem z brakiem tworzenia nasion. Dlatego rozmnaża się ją przez sadzonki z kłącza, które jest częścią rośliny (tj. lekiem botanicznym), która ma znaczenie gastronomiczne, lecznicze i kosmetyczne. Kłącza są zwykle gotowane przez około 30-45 minut, a następnie suszone w piecu przed zmieleniem w celu uzyskania pomarańczowo-żółtego proszku (przyprawa indyjska), który jest szeroko stosowany jako barwnik i środek aromatyzujący w wielu kuchniach azjatyckich, zwłaszcza w curry, a także w barwieniu. Sproszkowana kurkuma ma ciepły, gorzki, pieprzowy smak i ziemisty, musztardowy aromat; zostało to również docenione w świecie zachodnim, dlatego jest używana w sosach, mieszankach musztardowych i marynatach (Gupta i in., 2013a; Witkin i Li, 2013).

C. longa jest głównym źródłem kurkuminy, która stanowi około 2%-5% sproszkowanej kurkumy (średnio około 3,1%), często wykazując znaczne różnice w zawartości wśród różnych okazów tego samego gatunku C. longa. Niektóre inne gatunki w rodzaju Curcuma, takie jak Curcuma phaeocaulis, Curcuma xanthorrhiza, Curcuma mangga, Curcuma zedoaria i Curcuma aromatic, również syntetyzują kurkuminę. Ponieważ jednak C. longa jest najszerzej uprawianym gatunkiem, można uznać go za głównego producenta sproszkowanej kurkumy i kurkuminy (Hayakawa et al., 2011; Lal, 2012).

Poza dawnymi i obecnymi zastosowaniami związanymi z żywnością, od czasów starożytnych, różnorodne preparaty z kurkumy były szeroko stosowane głównie w krajach Azji Południowej jako środki lecznicze w wielu patologiach; w rzeczywistości, lecznicze zastosowanie Curcuma sp. zostało po raz pierwszy odnotowane już w 1748 roku. Pierwszy „rygorystyczny” artykuł naukowy odnoszący się do klinicznej wartości kurkumy w chorobach człowieka pochodzi z 1937 roku i wykazał, że doustne podawanie kurkuminy (mieszanina 0,1-0,25 g kurkuminy sodowej i 0,1 g cholanu wapnia) przez 3 tygodnie wykazywało dobrą tolerancję i godne uwagi działanie lecznicze u pacjentów z zapaleniem pęcherzyka żółciowego (Loeber, 1748; Oppenheimer, 1937). Co więcej, kurkuma ma długą historię stosowania m.in. w tradycyjnym systemie medycyny chińskiej i indyjskiej. Na przykład, C. longa jest głównym składnikiem Jiawei-Xiaoyaosan, tradycyjnej chińskiej formuły leczniczej stosowanej od tysięcy lat w leczeniu niestrawności, stresu, depresji, zaburzeń nastroju i innych objawów. Taka formuła trafiła nawet do zachodnich tłumaczeń tradycyjnych chińskich leków (Ammon i Wahl, 1991). Chociaż przegląd etnofarmakologii C. longa nie jest tematem tego rozdziału, można przytoczyć jeszcze kilka przykładów ilustrujących znaczenie jej tradycyjnych zastosowań leczniczych: kurkuma była stosowana w medycynie ajurwedyjskiej do wspomagania funkcji wątroby i leczenia żółtaczki. Uważano, że przyprawa ta oczyszcza oczy i poprawia wzrok. Płukanie ust wodą z kurkumy przynosiło natychmiastową ulgę w bólu zębów i infekcjach. Co więcej, kurkuma była uznawana za dobry środek antybakteryjny dla tych, którzy byli chronicznie słabi lub chorzy, a jej nazwa w sanskrycie tłumaczy się jako „środek bakteriobójczy”. Lekarze ajurwedyjscy stosują kurkumę w leczeniu zaburzeń żółciowych, anoreksji, kaszlu, ran cukrzycowych, żółtaczki, guzów żołądka, reumatyzmu, zapalenia zatok i tak dalej. Co ciekawe, była ona stosowana jako środek przeciwzapalny w leczeniu gazów, kolki, bólów w klatce piersiowej i trudności menstruacyjnych (Chaturvedi, 2009; Witkin i Li, 2013).

Właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne, antymutagenne, przeciwbakteryjne i przeciwnowotworowe sugerowane dla kurkumy były początkowo przypisywane wyłącznie kurkuminie jako jej głównemu składnikowi. Jednak nadal nie jest jasne, czy wszystkie działania przypisywane kurkuminie są spowodowane kurkuminą, czy też inne związki zawarte w kurkumie mogą przejawiać te działania w sposób unikalny, addytywny lub synergistyczny z kurkuminą. Współczesna nauka wykazała, że kurkuma zawiera ponad 300 różnych związków chemicznych, ale dokładne badania prowadzone przez ostatnie trzy dekady z pewnością dostarczyły logicznych podstaw dla bezpieczeństwa (jest tolerowana w gramowych dawkach) i skuteczności farmakologicznej w zwalczaniu chorób u ludzi tylko dla kurkuminy. Pomimo ograniczonych badań nad innymi związkami kurkumy, niektóre dowody wskazują, że składniki kurkumy pozbawione kurkuminy również posiadają liczne aktywności biologiczne (w tym przeciwzapalne, przeciwnowotworowe i przeciwcukrzycowe) (Gupta i in., 2012; Aggarwal i in., 2013).

W odniesieniu do bogatej historii kurkuminy, została ona pierwotnie odkryta około dwa wieki temu przez naukowców z laboratorium Harvard College, Vogel i Pelletier, którzy zgłosili wyizolowanie „żółtego barwnika-materii” z kłączy C. longa (Vogel i Pelletier, 1815). Jednak dopiero w połowie XX wieku zaczęto naukowo identyfikować aktywność biologiczną kurkuminy. W artykule opublikowanym w Nature, Schraufstatter i Bernt (1949) po raz pierwszy donieśli, że kurkumina wywiera skuteczne właściwości antybakteryjne przeciwko ludzkim patogenom. Później, w latach 70-tych i 80-tych, potencjał farmakologiczny kurkuminy stał się tematem badań różnych grup naukowców. Liczba doniesień na temat jej aktywności biologicznej oraz zainteresowanie kurkuminą gwałtownie wzrosły. W końcu powstała baza danych, której celem było zebranie wszystkich dostępnych informacji na temat potencjału kurkuminy w dziedzinie medycyny i technologii żywności (>13 000 artykułów naukowych) (Kumar i in., 2015).

Jak zasugerowano, liczne badania in vitro i in vivo w ostatnich dekadach udowodniły właściwości obniżające poziom cholesterolu, przeciwcukrzycowe, przeciwzapalne, gojenie ran, antynocyceptywne, przeciwutleniające i przeciwnowotworowe kurkuminy, między innymi, w komórkowych, tkankowych i zwierzęcych modelach chorób człowieka. Częściowo z powodu swojej polifenolowej natury, kurkumina jest wysoce plejotropową cząsteczką i wykazano, że moduluje różne cząsteczki sygnalizacyjne (w tym mediatory zapalenia), czynniki transkrypcyjne, enzymy, kinazy białkowe, reduktazy białkowe, białka nośnikowe, białka przeżycia komórek, białka oporności na leki, cząsteczki adhezyjne, czynniki wzrostu, receptory, białka regulujące cykl komórkowy, chemokiny, DNA, RNA i jony metali. Postępująca wiedza przedkliniczna stworzyła solidną podstawę do oceny skuteczności kurkuminy w badaniach klinicznych, głównie w walce z zaburzeniami związanymi z zapaleniem i nowotworami, a także innymi przewlekłymi chorobami układu nerwowego, płuc, wątroby oraz układu pokarmowego i sercowo-naczyniowego. Ogólnie rzecz biorąc, kurkumina została uznana za bezpieczną i skuteczną u ludzi, a agencja U.S. Food and Drug Administration zatwierdziła kurkuminę jako związek skategoryzowany jako „ogólnie uważany za bezpieczny” (Araujo i Leon, 2001; Gupta i in., 2013b; Nelson i in., 2017).

Potencjał przeciwzapalny kurkuminy w chorobach człowieka jest jedną z najlepiej zbadanych aktywności farmakologicznych i jest szerzej omówiony w następujących sekcjach.

.