Stan wiedzy na temat właściwości przeciwutleniających kurkuminoidów w chorobach neurodegeneracyjnych Część 1

Abstrakcyjny:

Choroby neurodegeneracyjne to zespół patologii charakteryzujących się nieodwracalnym i postępującym zanikiem komórek nerwowych w określonych obszarach mózgu. Fosforylacja oksydacyjna jest źródłem produkcji energii, dzięki której wiele komórek, takich jak komórki neuronowe, zaspokaja swoje potrzeby energetyczne.

Choroby neurodegeneracyjne są powszechnym typem chorób osób starszych, takich jak choroba Alzheimera, choroba Alzheimera itp. W miarę nasilania się starzenia się społeczeństwa wpływ tych chorób na nasze życie i społeczeństwo staje się coraz poważniejszy.

Choroby neurodegeneracyjne są ściśle powiązane z pamięcią. Choroby te często powodują organiczne zmiany w mózgu, które wpływają na normalne funkcje mózgu, w tym na wydajność pamięci. Pacjenci mogą czuć się zapomniani lub mieć amnezję na wczesnym etapie. Jeśli jednak stale się im przypomina i otacza opieką, być może uda im się zachować zdolność do dbania o siebie i utrzymywania wysokich funkcji społecznych.

Co powinniśmy zrobić w obliczu takiej choroby? Przede wszystkim powinniśmy podjąć aktywne działania profilaktyczne, takie jak większa aktywność fizyczna, unikanie nadmiernego zmęczenia i przestrzeganie zdrowej diety. Środki te mogą skutecznie spowolnić rozwój choroby. Jednocześnie musimy także w dalszym ciągu pogłębiać wiedzę i rozumieć wiedzę na temat tej choroby oraz podnosić kompetencje medyczne i profesjonalizm personelu placówek opieki nad osobami starszymi, aby zapewnić pacjentom lepszą obsługę.

Ponadto musimy także zacząć od odpowiednich ćwiczeń, interakcji społecznych, terapii tlenowej itp., aby poprawić jakość życia i poczucie własnej wartości pacjentów oraz zainspirować ich miłość i pewność życia. Te pozytywne czynniki mogą odgrywać pozytywną rolę w zmniejszaniu napięcia psychicznego i niepokoju pacjentów, czyniąc ich bardziej optymistycznymi w stosunku do życia.

Krótko mówiąc, chociaż choroby neurodegeneracyjne mogą wpływać na pamięć, musimy aktywnie stawić czoła tej sytuacji, podjąć działania mające na celu spowolnienie postępu choroby, poprawę jakości życia oraz podjęcie praktycznych działań, aby zapewnić ciepło i pomoc pacjentom i ich rodzinom. Widać, że musimy poprawić pamięć, a Cistanche desericola może znacznie poprawić pamięć, ponieważ Cistanche desericola to tradycyjny chiński materiał leczniczy, który ma wiele unikalnych efektów, z których jednym jest poprawa pamięci. Skuteczność Cistanche Deserticola wynika z wielu zawartych w niej składników aktywnych, w tym kwasu garbnikowego, polisacharydów, glikozydów flawonoidowych itp. Składniki te mogą promować zdrowie mózgu na różne sposoby.

Kliknij Poznaj pamięć krótkotrwałą, jak ją ulepszyć

Rozregulowanie fosforylacji oksydacyjnej wywołuje stres oksydacyjny, który odgrywa kluczową rolę w powstawaniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera (AD), choroba Parkinsona (PD) i stwardnienie zanikowe boczne (ALS).

Obecnie w przypadku większości chorób neurodegeneracyjnych istnieją metody leczenia noresolute, ale jedynie interwencje mogące złagodzić objawy lub spowolnić przebieg choroby. Dlatego potrzebne są skuteczne strategie neuroprotekcji.

W ostatnich latach intensywnie badano i badano produkty naturalne, takie jak kurkuminoidy, pod kątem ich potencjału terapeutycznego w leczeniu kilku chorób neurodegeneracyjnych. Kurkuminoidy to związki nutraceutyczne, które mają szereg właściwości terapeutycznych, takich jak działanie przeciwutleniające, przeciwzapalne i neuroprotekcyjne.

W tym kontekście celem tego przeglądu było przedstawienie przeglądu dowodów przedklinicznych i klinicznych mających na celu zilustrowanie przeciwutleniającego działania kurkuminoidów w chorobach neurodegeneracyjnych. Obiecujące wyniki badań przedklinicznych zachęcają do stosowania kurkuminoidów w zapobieganiu i leczeniu neurodegeneracji.

Słowa kluczowe: choroby neurodegeneracyjne; kurkuminoidy; właściwości przeciwutleniające.

1. Wprowadzenie

Choroby neurologiczne dotykają miliony ludzi na całym świecie [1]. Zmiany środowiskowe w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) indukują aktywację mikrogleju i astrocytów, komórek zaangażowanych w utrzymanie homeostazy OUN.

Komórki te po uszkodzeniu aktywują odpowiedź indukującą uwolnienie cytokin prozapalnych odpowiedzialnych za miejscową reakcję zapalną [2]. Co więcej, gdy są aktywne, mikroglej i astrocyty mogą wytwarzać reaktywne formy tlenu (ROS).

Jednak mózg, choć stanowi zaledwie 2% całkowitej masy ciała, zużywa około 20% tlenu (O2) dostarczanego do organizmu; dlatego jest bogaty w przeciwutleniacze zaangażowane w zapobieganie tworzeniu się ROS. Nadmierna produkcja ROS, jeśli nie jest skutecznie przeciwdziałana przez składniki komórkowe, powoduje stany patologiczne, takie jak choroby neurodegeneracyjne [3–5].

Jest to szczególnie istotne w przypadku chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera (AD), choroba Parkinsona (PD) i stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Rzeczywiście zapalenie układu nerwowego i stres oksydacyjny są częstymi cechami chorób neurodegeneracyjnych [6,7].

Chociaż w przypadku tych zaburzeń dostępne są terapie opóźniające lub kontrolujące objawy, obecnie nie są dostępne żadne skuteczne metody leczenia. W związku z tym rośnie zainteresowanie naturalnymi związkami posiadającymi właściwości przeciwutleniające i przeciwzapalne [8,9]. Kurkuma to przyprawa pozyskiwana z kłączy Curcuma Longa, należącej do rodziny Zingiberaceae, uprawianej w Indiach i Azji Południowo-Wschodniej [10].

Głównym składnikiem kurkumy jest kurkumina, żółty pigment powszechnie stosowany jako przyprawa i barwnik spożywczy. Stosowana jest jako naturalny lek w leczeniu chorób zapalnych [11]. Rzeczywiście, kurkumina jest związkiem odżywczym, który posiada liczne właściwości terapeutyczne wobec różnych chorób, w tym chorób neurodegeneracyjnych [12].

Spośród kilku właściwości kurkuminoidów [13–15], najczęściej badane jest działanie przeciwzapalne [16,17] i przeciwutleniające [18,19] ze względu na ich rolę w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych [20].

Rzeczywiście, kurkuminoidy odgrywają kluczową rolę w hamowaniu enzymów, takich jak kinaza białkowa aktywowana mitogenami p38 (MAPK) i N-końcowa kinaza c-Jun (c-JNK) oraz czynników transkrypcyjnych (takich jak czynnik jądrowy-κB, NF-κB). związane z procesami zapalnymi.

Zmniejszają także ekspresję kilku cytokin prozapalnych [21,22]. Co więcej, wiele korzystnych efektów kurkuminy można powiązać z jej właściwościami przeciwutleniającymi [23].

Ponieważ stres oksydacyjny, spowodowany nadmierną produkcją reaktywnych form tlenu, peroksydacją lipidów oraz oksydacyjnym uszkodzeniem DNA i białek, jest odpowiedzialny za wiele powikłań patologicznych, takich jak choroby neurodegeneracyjne, kurkumina może odgrywać ważną rolę w tych schorzeniach. Kurkumina została szeroko zbadana ze względu na ze względu na jego korzystne właściwości przeciwko kilku chorobom neurologicznym, takim jak PD [24], AD [25] i ALS [26].

Celem tego przeglądu jest opisanie właściwości przeciwutleniających kurkuminoidów w powiązaniu z ich skutecznością w leczeniu chorób neurologicznych. W niniejszym przeglądzie podsumowano dowody przedkliniczne i kliniczne podkreślające przeciwutleniające działanie kurkuminoidów w zaburzeniach neurologicznych.

2. Kurkumina

Kurkuminoidy to aktywne związki występujące w kurkumie i obejmują kurkuminę (diferuloilmetan), demetoksykurkuminę i bisdemetoksykurkuminę (ryc. 1). Kilka dowodów in vitro i in vivo opisuje właściwości przeciwzapalne [27] i przeciwutleniające [28] kurkuminoidów.

Wśród kurkuminoidów kurkumina stanowi około 90% kurkuminoidów obecnych w kurkumie. Kurkumina jest polifenolem, którego wzór cząsteczkowy C21H20O6 scharakteryzowano po raz pierwszy w 1910 roku [29].

Wiadomo, że kurkumina ma działanie neuroprotekcyjne, a jej działanie przeciwutleniające i przeciwzapalne jest szeroko badane. Grupa diketonowa i dwa pierścienie fenolowe w swojej strukturze chemicznej działają jak pułapki elektronowe, zapobiegając w ten sposób powstawaniu nadtlenku wodoru (H2O2), rodnika hydroksylowego (OH·) i anionu ponadtlenkowego (O2−·).

Co więcej, frakcja b-diketonu i grupy hydroksylowe kurkuminy są zdolne do kompleksowania metali, takich jak miedź (Cu2+), cynk (Zn2+) i żelazo (Fe2+). [30]. Fe2+ jest niezbędny w reakcji Fentona, w wyniku której powstają rodniki OH·; zatem kurkumina poprzez chelatację Fe2+chroni przed toksycznością wywołaną metalami.

Rzeczywiście dobrze wiadomo, że kurkumina ma właściwości przeciwutleniające i wydaje się dziesięć razy silniejsza niż witamina E jako zmiatacz wolnych rodników [31]. Ze względu na zdolność kurkuminy do przekraczania bariery krew-mózg [32], zmniejsza ona również poziom ROS [33], chroni mózg przed peroksydacją lipidów i zmniejsza śmierć neuronów wywołaną uszkodzeniami oksydacyjnymi [34].

Ponadto kurkumina, oprócz bezpośredniego działania zmiatającego RFT, wywiera swoje właściwości przeciwutleniające poprzez zwiększenie poziomu glutationu (GSH) [35], poprawę aktywności peroksydazy glutationowej (GSHPx), reduktazy glutationowej (GR), katalazy (CAT) i dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) [36]. Co więcej, kurkumina zmniejsza uszkodzenia mitochondriów i apoptozę za pośrednictwem peroksydacji lipidów [37].

Kurkumina może hamować aktywację kilku czynników transkrypcyjnych, w tym NF-κB [38], aktywowane białko-1 (AP-1) [39], Notch-1 [40], -katenina [41 ] i receptor gamma aktywowany przez proliferatory peroksysomów (PPAR-) [42], wszystkie zaangażowane w różne procesy biologiczne, w tym zapalenie.

NF-κB zlokalizowany jest w cytozolu – po aktywacji ulega translokacji do jądra, gdzie promuje ekspresję różnych genów biorących udział w proliferacji komórek i zapaleniu [43]. Rozregulowana aktywność NF-κB leży u podstaw kilku chorób zapalnych, takich jak choroby neurodegeneracyjne [44]. Kurkumina hamuje aktywację NF-κB poprzez hamowanie translokacji p65 i inhibitora κB (IκB) do jądra [45].

W ten sposób hamuje aktywację wielu genów zaangażowanych w przeżycie komórek, w tym Bcl-2, Bcl-xL, cyklinę D1, cyklooksygenazę 2 (COX-2) i metalopeptydazę matrix (MMP){{5} }, promując w ten sposób zatrzymanie cyklu komórkowego, hamując proliferację i indukując apoptozę [46].

Wiele efektów kurkuminy wynika także z jej zdolności do hamowania kilku kinaz białkowych (PK) zaangażowanych w różne procesy komórkowe, takich jak kinaza białkowa aktywowana autofosforylacją (AK) [47], kinaza białkowa zależna od Ca2+- (CDPK) [ 48], Januskinase (JAK) [49], kinaza białkowa aktywowana mitogenami (MAPK) [50,51], ssaczy cel rapamycyny (mTOR) [52,53], kinaza fosforylazy (PhK) [47], cytozolowa kinaza białkowa (cPPK [47], PKA [47], PKB/Akt [54], PKC [47].

Co więcej, działanie hamujące na szlak MAPK i hamowanie fosforylacji zewnątrzkomórkowej kinazy receptorowej (ERK), c-JNK i p38 MAPK są odpowiedzialne za silne działanie przeciwzapalne kurkuminy [55].

Rzeczywiście, hamowanie szlaków NF-κB i MAPK zmniejsza ekspresję licznych interleukin zapalnych (IL), takich jak IL-1, IL-6, czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-) [56], IL -2 [57], IL-5 [58], IL-8 [59], IL-12 [60], IL-18 [61] i sygnał białka transduktorowe i aktywatorowe transkrypcji (STAT) [49]. Dlatego kurkumina regulując czynniki transkrypcyjne, takie jak NF-κB, hamuje wytwarzanie cytokin prozapalnych, wykazując w ten sposób silne działanie przeciwzapalne [62].

Te charakterystyczne właściwości kurkuminy czynią ją ważnym związkiem neuroprotekcyjnym. Rzeczywiście badania epidemiologiczne pokazują, że w populacji indyjskiej spożycie kurkumy jest ściśle skorelowane z niską częstością występowania chorób neurodegeneracyjnych, takich jak AD i PD, w porównaniu z populacją kaukaską [63,64]. ]

3. Metodologia

Celem tego manuskryptu jest przedstawienie przeglądu badań eksperymentalnych i klinicznych, które przedstawiają przeciwutleniające działanie kurkuminoidów w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak PD, AD i ALS.

Aby napisać tę recenzję, przeprowadzono wyszukiwanie w PubMed przy użyciu następujących słów kluczowych: „Kurkuminoidy”, „działanie przeciwutleniające”, „Choroba Parkinsona”, „Choroba Alzheimera”, „i stwardnienie zanikowe boczne”.

Wzięliśmy pod uwagę artykuły opublikowane w latach 2015–2021, wykazujące neuroprotekcyjną rolę kurkuminoidów. Podczas tego wyszukiwania znaleziono 65 artykułów, jak pokazano na diagramie Prisma (ryc. 2). W sekcji „Przeszukane zapisy” wykluczono 20 artykułów; spośród nich 12 nie zostało wziętych pod uwagę, ponieważ były inne niż będące przedmiotem naszego przeglądu.

Dwa inne artykuły zostały wykluczone, ponieważ skupiały się na przeciwutleniającej roli innych związków. Co więcej, ponieważ skupiliśmy się na kurkuminoidach, wykluczyliśmy również sześć artykułów oceniających działanie kurkuminy w połączeniu z innymi związkami.

Ponieważ celem tego przeglądu jest przegląd badań eksperymentalnych, w sekcji „Artykuły pełnotekstowe ocenione pod kątem kwalifikowalności” pominięto 13 artykułów, ponieważ mają one charakter recenzyjny.

Wreszcie w niniejszym manuskrypcie uwzględniono 27 badań oceniających mechanizmy biochemiczne i molekularne leżące u podstaw przeciwutleniającego działania kurkuminoidów i ich zastosowania terapeutycznego w chorobach neurologicznych.

Na poparcie wyników badań przedklinicznych przedstawiamy również podsumowanie bieżących badań klinicznych zarejestrowanych na stronie ClinicalTrial.gov (https://clinicaltrials.gov/ dostęp: 12 lutego 2021 r.), używając następujących słów kluczowych: „Curcumin”, „Parkinson’s choroba” lub „choroba Alzheimera” w przypadku „stwardnienia zanikowego bocznego”.

4. Choroba Parkinsona

rolę w przyczynianiu się do lub zaostrzaniu zwyrodnienia nigrostriatalnego [68]. Charakterystycznymi cechami klinicznymi PD są drżenie, spowolnienie ruchowe, sztywność i zaburzenia równowagi. Dodatkowo u pacjentów z PD występują także deficyty pozamotoryczne, takie jak stany lękowe, otępienie, depresja, zaburzenia snu i psychozy, które negatywnie wpływają na jakość życia [69]. ]

Ponadto cechą charakterystyczną PD jest tworzenie ciał Lewy’ego, które są cytoplazmatycznymi inkluzjami alfa-synukleiny (-syn) [70]. Jednak stres oksydacyjny i stany zapalne odgrywają kluczową rolę w chorobie Parkinsona. W 90% przypadków PD występuje sporadycznie; tylko w 10% przypadków występuje jako postać rodzinna.

Rodzinne postacie PD obejmują mutacje genu -synukleiny (SNCA), C-końcową hydrolazę L1 ubikwityny (UCHL-1), przypuszczalną kinazę 1 indukowaną fosfatazą i homologiem tensyny (PINK1), parkinę (PRKN), białko delikatne (DJ{ {6}}) i bogatą w leucynę kinazę powtórzeniową 2 (LRRK2) [71]. Ryc. 2.

Diagram Prisma ilustrujący metodologię wyboru badań przedklinicznych wykorzystany do napisania przeglądu. Z łącznej liczby zarejestrowanych badań wykluczono artykuły zduplikowane.

Zamiast tego uznano je za artykuły oceniające działanie przeciwutleniające kurkuminoidyny na choroby neurologiczne. Oświadczenie PRISMA opublikowano w [65]. Na poparcie wyników badań przedklinicznych podajemy również podsumowanie bieżących badań klinicznych zarejestrowanych na stronie ClinicalTrial.gov (https://clinicaltrials.gov/ dostęp: 12 lutego 2021 r.), korzystając z następującymi słowami kluczowymi: „Kurkumina”, „Choroba Parkinsona” lub „Choroba Alzheimera” lub „Stwardnienie zanikowe boczne”.4.

Choroba ParkinsonaPD jest postępującą chorobą neurodegeneracyjną wywołaną postępującą utratą neuronów w istocie czarnej, po której następuje spadek poziomu dopaminy w prążkowiu [66].

Zdarzenia te prowadzą do dysfunkcji szlaku nigrostriatalnego, co w konsekwencji prowadzi do zaburzeń ruchowych [67]. Stres oksydacyjny i reakcja zapalna odgrywają kluczową rolę w przyczynianiu się do lub zaostrzaniu zwyrodnienia nigrostriatalnego [68]. Charakterystycznymi objawami klinicznymi PD są drżenie, spowolnienie ruchowe, sztywność i zaburzenia równowagi.

Dodatkowo u pacjentów z ChP występują także deficyty pozamotoryczne, takie jak stany lękowe, otępienie, depresja, zaburzenia snu i psychozy, które negatywnie wpływają na jakość życia [69]. Ponadto cechą charakterystyczną PD jest tworzenie ciał Lewy’ego, które są inkluzjami cytoplazmatycznymi alfa-synukleiny (-syn) [70]. Jednakże stres oksydacyjny i stan zapalny odgrywają kluczową rolę w chorobie Parkinsona.

W 90% przypadków PD występuje sporadycznie; tylko w 10% przypadków występuje jako postać rodzinna. Rodzinne postacie choroby Parkinsona obejmują mutacje genu -synukleiny (SNCA), C-końcową hydrolazę ubikwityny L1 (UCHL-1), fosfatazę i przypuszczalną kinazę 1 indukowaną homologiem tensinukleinowym (PINK1), parkinę (PRKN), białko delikatne (DJ{{ 9}}), bogata w andleucynę kinaza powtórzeniowa 2 (LRRK2) [71].

For more information:1950477648nn@gmail.com