Barwniki spożywcze

20.12 Ogólne podsumowanie i wnioski

W swoim rodzimym regionie kurkuma lub kłącze C. longa jest szeroko stosowana w życiu codziennym jako żywność, barwnik, lek i do wielu innych celów. Mimo, że roślina ta posiada szeroką gamę fitochemikaliów, w tym olejki zdominowane przez seskwiterpeny, kurkuminoidy, które nadają kurkumie jej charakterystyczny żółtawy kolor, są uważane za aktywne środki farmakologiczne. Najbardziej dominującym z kurkuminoidów jest kurkumina, która wydaje się mieć różnorodne działanie farmakologiczne poprzez wiele mechanizmów biochemicznych. Fascynacja społeczności naukowej tym związkiem jest zdumiewająca, a baza wyszukiwania literatury pubMed w październiku 2018 r. na przykład dała 12 237 trafień dla tego związku. Podobnie, wyszukiwanie literatury na Science direct dało 19 873 trafienia i można by użyć kilku przykładów, aby pokazać popularność kurkuminy we wszystkich dziedzinach nauki, od chemii po biologię i medycynę. Spośród różnych efektów działania kurkuminy, które przyciągnęły wiele uwagi jest jej działanie przeciwnowotworowe, potencjalne zastosowanie w chorobach neurodegeneracyjnych i ostatnio między innymi w zespole metabolicznym.

W tym rozdziale, potencjał kurkumy i jej aktywnych składników, głównie kurkuminy, został przedstawiony poprzez ocenę najbardziej istotnych danych dostępnych w literaturze do tej pory. Obejmują one dane pochodzące z badań in vitro, in vivo i badań na ludziach, które wykazały działanie przeciwcukrzycowe poprzez różne mechanizmy modulujące metabolizm glukozy i lipidów. Imponująca lista modeli zwierzęcych, na których obserwowano działanie przeciwcukrzycowe i poprawę wrażliwości na insulinę, obejmuje cukrzycę indukowaną chemicznie (np. STZ i alloksan), cukrzycę indukowaną HFD oraz szereg zwierząt genetycznie otyłych lub z cukrzycą (myszy z cukrzycą KK-Ay, myszy db/db, model myszy ob/ob). Oceny mechanistyczne obejmowały obniżenie poziomu glukozy i zwiększenie wrażliwości na insulinę w różnych tkankach docelowych poprzez modulujący wpływ na sygnalizację insulinową. Istotnie, kurkuminoidy okazują się być niezwykłymi produktami naturalnymi, które aktywują AMPK i modulują ścieżki PI3K, Akt i MAPK oraz hamują GSK-3β w celu zwiększenia wychwytu glukozy przez GLUT4 w ważnych dla życia organach. Zwiększają syntezę glikogenu, jednocześnie hamując glukoneogenezę poprzez działanie na różne kluczowe enzymy, takie jak GS, PDK4, G6Paza i PEPCK oraz wiele innych. Kurkuminoidy hamują czynnik transkrypcyjny SREBP-1c, aktywując jednocześnie STAT3, modulują ekspresję i poziom aktywacji kluczowych enzymów/białek zaangażowanych w syntezę lipidów (ACC, ACAT, FAS, HMGR), hamując akumulację lipidów i poprawiając wrażliwość na insulinę. Obniżają poziom FFA w osoczu i hamują adipogenezę poprzez tłumienie kluczowych wcześniejszych zdarzeń regulowanych przez PPAR-α i C/EBP; natomiast u otyłych myszy obniżają SOCS3, co w połączeniu z aktywnością wiązania PPAR-γ może zwiększać wrażliwość na insulinę. Zwiększają również aktywność mitochondrialną poprzez promowanie transportu lipidów (CPT1) i utleniania lipidów.

Inne ogólne mechanizmy działania pokazane w tym rozdziale dla kurkumy i jej kurkuminoidów są również niezwykle zadziwiające. Poprzez aktywację sygnalizacji Nrf2/HO-1 i innych mechanizmów, udowodniono, że zwiększają one obronę antyoksydacyjną w warunkach patologicznych, w tym w zespole metabolicznym, co obejmuje zwiększenie poziomu i/lub aktywności GSH, CAT, SOD i GPx. Poprzez hamowanie szlaku poliolowego poprzez hamowanie aktywności enzymatycznej reduktazy aldozy, zmniejszają stres oksydacyjny i powstawanie AGEs. Oczywiście związki te bezpośrednio zmiatają ROS i hamują powstawanie ROS, AGEs i ich efekty komórkowe zarówno in vitro, jak i in vivo. Jednym z oczywistych efektów tego mechanizmu antyoksydacyjnego jest ochrona komórek β. Wykazane mechanizmy przeciwzapalne obejmują hamowanie uwalniania cytokin prozapalnych z aktywowanych makrofagów i tkanki tłuszczowej. Wykazano inhibicję TNF-α, IL-1β, TNF-α, IL-6 i MCP-1, a także eNOS, iNOS i COX-2. Inne czynniki wzrostu i cząsteczki sygnalizacyjne modulowane przez związki kurkumy to VEGF, TGFβ, ECM (kolagen typu IV i fibronektyna) oraz CD36. Poprzez te mechanizmy kurkumina wydaje się łagodzić choroby związane z cukrzycą, takie jak neuropatia, retinopatia, nefropatia, dysfunkcja śródbłonka i powikłania ran.

Nie ma wątpliwości, że prezentacja kurkumy w tym rozdziale sprawi, że ktoś będzie się zastanawiał nad jej wpływem przeciwcukrzycowym w krajach, w których jest spożywana w dużych ilościach. Indie są oczywiście klasycznym przykładem kraju o dużym spożyciu kurkumy, ale niestety należą do regionów o wysokim wskaźniku wzrostu zachorowalności na cukrzycę w ostatnich latach (Rozdział 1). W przeciwieństwie do innych produktów, takich jak kawa (rozdział 21), nie wykazano badań epidemiologicznych i perspektywicznych, które wykazałyby negatywną korelację między spożyciem kurkumy a zapadalnością na T2D. Nie musi to oznaczać, że spożywanie kurkumy nie obniża częstości występowania T2D lub że dawki stosowane w szerszej społeczności powinny mieć potencjał przeciwcukrzycowy; lub że nawet pacjenci z T2D w Indiach spożywają wystarczającą ilość kurkumy w swojej diecie. Być może wszystkie te kwestie zostaną omówione w przyszłych badaniach. Jedną z wad dotychczas poznanej farmakologii kurkumy jest jednak słaba absorpcja i biodostępność kurkuminoidów z naturalnego proszku lub przyprawy. Znaczny poziom pracy został już wykonany w celu poprawy tego ograniczenia poprzez formulację, a znaczący rozwój został już osiągnięty, o czym świadczą formuły fitosomowe, a także w pewnym stopniu formuły oparte na olejkach eterycznych. Ten postęp wraz z wielofunkcyjną naturą związków omówionych powyżej i brakiem toksyczności są podstawą do optymizmu w odniesieniu do przyszłego potencjału kurkumy jako środka terapeutycznego przeciwko zespołowi metabolicznemu.