Curcumine laat gunstige effecten zien bij neurodegeneratieve processen bij ouderen. Volgens een recent geformuleerde hypothese werkt curcumine vermoedelijk op de samenhang tussen microbiota, darmbarrière en brein. Dat zou, tenminste voor een deel, de beschermende effecten op de hersenen kunnen verklaren, ondanks het feit dat curcumine na inname nauwelijks aantoonbaar is in het bloed.
Curcumine heeft een slechte biologische beschikbaarheid door een zeer lage wateroplosbaarheid en een snelle metabolisering in darm en lever. Toch laat oraal ingenomen curcumine positieve resultaten zien bij mensen met een depressie of met schizofrenie.
Tevens heeft curcumine een remmende invloed op factoren die meespelen bij de ontwikkeling van neurodegeneratieve ziekten, zoals cognitieve achteruitgang bij ouderen en bij de ziekte van Alzheimer en Parkinson.
Oxidatieve stress en neuro-inflammatie spelen een belangrijke rol bij de achteruitgang van de hersengezondheid. Antioxidant- en anti-inflammatoire eigenschappen en neuroprotectieve effecten van curcumine zijn uitgebreid bestudeerd en aangetoond in doses van 90-2000 mg/d, respectievelijk 500-2000 mg/d [1].
Regulerende invloed op darm-brein-as
Een toenemend aantal studies tonen aan dat dysbiose van de darmmicrobiota in verband staat met allerlei metabole aandoeningen.
Italiaanse onderzoekers hebben een nieuwe werkhypothese naar voren gebracht die (deels) kan verklaren hoe curcumine een neuro-protectief effect kan hebben, ondanks de slechte biobeschikbaarheid.
Volgens deze hypothese werkt curcumine op een indirecte manier op het centrale zenuwstelsel door een regulerende invloed op de ‘microbiota-darm-brein-as’ [1]. Dit is een complex twee richtingen systeem waarin het microbioom en de samenstelling ervan, een factor representeert die betrokken is bij het behoud van de gezondheid van de hersenen [1].
Verbetering dysbiose
De laatste jaren groeit het bewijs dat neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer en Parkisnon, vaak voorafgegaan worden door dysbiose.
Gebruik van curcumine kan dysbiose helpen herstellen. Het bevordert de groei van gunstige bacteriestammen, zoals bifidobacteriën en lactobacillen en reduceert het aantal pro-inflammatoire stammen, waaronder prevotella-soorten, Corio-bacterales, enterobacteriën en enterococcen.
Verbetering van dysbiose wordt steeds meer onder de aandacht gebracht als ondersteunende maatregel ter preventie of verbetering van neurodegeneratieve ziekten. Belangrijk daarbij is dat het aantal butyraat-producerende stammen herstelt of toeneemt [1].
Darmbarrière
Verbetering van dysbiose en stimulering van de groei van probiotische bacteriestammen draagt ook bij aan herstel en bescherming van de integriteit van de darmbarrière.
Daarnaast heeft curcumine zelf op verschillende manieren een beschermende invloed op de darmbarrièrefunctie. Daarmee verminderen ontstekingsprocessen in het lichaam die het gevolg zijn van een verhoogde darmdoorlaatbaarheid en de negatieve effecten daarvan op de gezondheid van hersencellen [2].
Actieve metabolieten van curcumine
Curcumine wordt snel gemetaboliseerd door fase I en fase II darm- en leverenzymen. Hierdoor ontstaan gereduceerde vormen van curcumine (o.a. tetrahydrocurcumine en hexahydrocurcumine) (fase I) en curcumine-conjugaten (glucuroniden en sulfaten van curcumine en fase I metabolieten) (fase II).
Na orale inname van curcumine zijn met name fase II-metabolieten aantoonbaar in de bloedcirculatie, waarbij tweemaal meer curcumine-glucuroniden dan -sulfaten.
Daarnaast wordt curcumine gemetaboliseerd door enzymen van bepaalde bacteriestammen in de microbiota, waardoor actieve en biologisch beschikbare metabolieten ontstaan. Daarbij vormen darmbacteriën veel meer metabolieten van curcumine, dan fase I en II enzymen doen. Tot nu toe zijn er 23 verschillende metabolieten geïdentificeerd, gevormd door diverse darmbacteriesoorten die in staat zijn om curcumine te metaboliseren, waaronder bifidobacteriën en lactobacillen [1].
Ferulazuur, tetrahydrocurcumine, demethylcurcumine en bisdemethylcurcumine zijn enkele voorbeelden daarvan.
Darmbacteriën in het colon zijn in staat om glucuroniden en sulfaten van curcumine weer terug om te zetten in actieve fase I-
metabolieten [1].
Tetrahydrocurcumine
Tetrahydrocurcumine is de door darmbacteriën gevormde curcumine-metaboliet die het meest bestudeerd is in relatie tot neuroprotectie. Als antioxidant is het superieur aan curcumine en daarnaast vertoont het (in vitro) een scala aan potentiële effecten tegen neurodegeneratieve ziekten. Zo remt het onder meer neuro-inflammatie en de schadelijke gevolgen geïnduceerd door het eiwit bèta-amyloïd dat bij Alzheimer een pathogene rol speelt. Daarnaast verhoogt het Nrf2, een transcriptiefactor die neuronen beschermt tegen oxidatieve schade en apoptose [1].
Epigenetische effecten
Na inname van curcumine is het glucuronide van curcumine (curcumine-O-glucuronide) de belangrijkste bekende metaboliet die gevonden wordt in lichaamsvloeistoffen, organen en cellen [3]. Bij gezonde vrijwilligers die eenmalig vier gram curcumine kregen was het glucuronide binnen 30 minuten meetbaar in het plasma [3]. Intact curcumine lag onder de detectiegrens.
Echter, de belangrijkste en nieuwe ontdekking is dat orale inname van curcumine bij deze vrijwilligers na vier tot zes uur een toename gaf van de genexpressie van antioxidant-genen (Nrf2, HO-1 en NQO1).
Bovendien resulteerde het binnen enkele uren in onderdrukking van epigenetische genen (histon-deacetylases) die betrokken kunnen zijn bij inflammatie en neurodegeneratieve ziekten [4]. Remming van histon-deacetylases draagt bij aan de neuro-protectieve effecten van curcumine.
Uit experimentele studies was al bekend dat curcumine de gen-expressie van Nrf2, neurog1 en DLEC1 kan doen herstellen via remming van histon-deacetylases [3]. Neurog1 is onder meer betrokken bij de differentiatie van neuronen. DLEC1 is een gen dat het ontstaan van een tumor verhindert (tumor suppressor gen).
Deze studie laat zien dat orale inname van curcumine, ondanks de slechte biologische beschikbaarheid, leidt tot antioxidant en epigenetische effecten bij mensen. Deze effecten dragen bij aan de totale gunstige effecten van curcumine en zijn mogelijk toe te schrijven aan de metaboliet curcumine-O-glucuronide [3].
Butyraat
Ook butyraat is een histon-deacetylase-remmer. Inname van curcumine bevordert de groei van bacteriestammen die butyraat produceren [1]. Dit korte-keten vetzuur is een belangrijk nutriënt voor darmepitheelcellen en voor hun barrièrefunctie.
Butyraat wordt opgenomen in de bloedcirculatie en passeert de bloedhersenbarrière. Mede als histon-deacetylase-remmer houdt het de darmbarrière in stand en stimuleert het in de hersenen de overleving van neuronen. Het beschermt dopamine-producerende neuronen, belangrijk bij Parkinson, door de toename van neurotrofe factoren, zoals BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) [1]. Remming van histon-deacetylase en stimulering van BDNF verbetert ook symptomen van depressie in preklinische studies [5].
Curcumine-paradox
Curcumine laat positieve effecten zien bij neurodegeneratieve processen, bij neuropsychiatrische aandoeningen en bij depressie, ondanks dat het nauwelijks wordt opgenomen.
Gunstige effecten op de microbiota-darm-brein-as zouden deels de paradox van de brede gezondheidseffecten van curcumine bij een slechte biobeschikbaarheid kunnen verklaren.
Curcumine heeft een probiotische invloed op de darmmicrobiota en omgekeerd kunnen darmbacteriën curcumine transformeren in bioactieve en biobeschikbare metabolieten.
Met name door een directe remming van inflammatie in de darmen via verschillende mechanismen kan curcumine bijdragen aan homeostase van de darm-brein-as.
Daarnaast is aangetoond dat inname van curcumine resulteert in regulering van antioxidant- en epigenetische genexpressie. Deze regulering of modificering van genexpressie kan eveneens bijdragen aan neuroprotectie door curcumine.
Referenties:
- Di Meo F, Margarucci S, Galderisi U, et al. Curcumin, Gut Microbiota, and Neuroprotection. Nutrients. 2019 Oct 11;11(10):2426.
- Lopresti AL. The Problem of Curcumin and Its Bioavailability: Could Its Gastrointestinal Influence Contribute to Its Overall Health-Enhancing Effects? Adv Nutr. 2018;9:41-50.
- Cheng D, Li W, Wang L, et al. Pharmacokinetics, Pharmacodynamics, and PKPD Modeling of Curcumin in Regulating Antioxidant and Epigenetic Gene Expression in Healthy Human Volunteers. Mol Pharm. 2019 May 6;16(5):1881-1889.
- Boyanapalli SSS, Huang Y, Su Z, et al. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Curcumin in regulating anti-inflammatory and epigenetic gene expression. Biopharm Drug Dispos. 2018 Jun;39(6):289-297.
- Stilling RM, van de Wouw M, Clarke G, et al. The neuropharmacology of butyrate: The bread and butter of the microbiota-gut-brain axis? Neurochem Int. 2016 Oct;99:110-132.
Bron: https://springfieldnutra.com/nieuws/curcumine-en-neuroprotectieve-werking-vanuit-darmen/