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Science-News

Curcumin und Typ 2 Diabetes mellitus

Angelo Pidroni, PhD - 15.06.2020

Curcumin und Typ 2 Diabetes mellitus

Typ 2 Diabetes mellitus (T2DM) ist eine Stoffwechselerkrankung, die unter anderem durch Insulinresistenz und Insulinmangel verursacht wird und zu einem chronisch erhöhten Blutzuckerspiegel führt. Die Krankheit hat mittlerweile pandemische Ausmaße angenommen und betrifft weltweit über 400 Millionen Menschen. Als Ursache der Krankheit können unterschiedlichste Kombinationen von Faktoren vorliegen, wodurch eine Patientenbetreuung, die eine lebenslange medikamentöse Therapie und eine Änderung des Lebensstils des Betroffenen umfasst, als eine große Herausforderung gilt. Die wichtigsten Faktoren, die in der Entstehung dieser Krankheit eine wesentliche Rolle spielen, sind neben einer genetisch bedingten Prädisposition Bewegungsmangel, Übergewicht und eine fettreiche Ernährung. So zeigten in den vergangenen Jahren epidemiologische Studien immer wieder auf, dass fettarme, vegetarische Ernährungsformen vor einer Insulinresistenz schützen können. Gegenwärtig häufen sich Studien, die den Einsatz von bestimmten Heilpflanzen zur Prävention und Therapie von T2DM nahelegen. Curcumin, eine polyphenolische Verbindung aus Curcuma longa, wird seit mehreren Jahrzehnten sehr intensiv untersucht und zeigte neben antioxidativen, hepatoprotektiven, neuroprotektiven, immunmodulatorischen, entzündungshemmenden und anti-cancerogenen Eigenschaften auch anti-diabetische Effekte.

Keywords: Curcuma longa; Typ 2 Diabetes mellitus; Curcuminoide; Curcumin


Curcuminoide aus Curcuma longa

Curcuma longa ist eine Pflanze, die in weiten Teilen Ostasiens und Afrikas kultiviert wird. Die Pflanze bildet unterirdisch wachsende Rhizome aus, die zur Speicherung von Nährstoffen und der Überdauerung schlechter Witterungsperioden dienen. Das verarbeitete Rhizom der Pflanze wird seit Jahrtausenden zur Behandlung von sehr vielen Erkrankungen und Leiden eingesetzt. Der leicht an Ingwer erinnernde Geruch und der bittere Geschmack des Rhizoms kommen hauptsächlich durch das darin enthaltene ätherische Öl zustande, das bis zu 60% aus verschiedenen Sesquiterpenen, wie ar-Turmeron sowie α- und β-Turmeron als Hauptkomponenten, daneben Turmerol und β-Curcumen besteht. Während den letzten zwei Jahrzehnten wurden die im Rhizom vorkommenden Curcuminoide sehr intensiv auf ihre biologische Aktivität untersucht. Insbesondere das biologisch aktive Curcumin gilt mittlerweile aufgrund des sehr breiten Wirkspektrums als einer der vielversprechendsten Naturstoffen überhaupt. Curcuminoide sind in der Lage, eine Vielzahl von Biomolekülen zu modulieren, die in verschiedenen Signalwegen als „Schlüsselfaktoren“ eine essentielle Rolle spielen (Gupta et al., 2013; Prasad et al., 2014). Diese Signalwege regulieren unter anderem Entzündungen, oxidativer Stress, Immunantwort, Zellproliferation und Homöostase. In vivo und auch einige klinische Studien bestätigen antioxidative (Sahebkar, 2014), entzündungshemmende (Panahi et al., 2012; Panahi et al., 2015), anti-tumorale (Mirzaei et al., 2016; Momtazi et al., 2016), schmerzlindernde (Mirzaei et al., 2016), anti-arthritische (Panahi et al., 2015) und immunregulatorische (Mirzaei et al., 2016) Eigenschaften der Substanz. Solche Verbindungen könnten zukünftig als eine nebenwirkungsarme und sichere Alternative zu den bisher verwendeten Therapeutika zur Behandlung vieler Erkrankungen eingesetzt werden. Darüber hinaus wurde Curcumin in den USA von der Food and Drug Administration (FDA) als „generally recognized as safe (GRAS)“ eingestuft.


Curcumin und Typ 2 Diabetes mellitus

T2DM ist eine Stoffwechselerkrankung, die durch Störungen der Insulinsekretion der Bauchspeicheldrüse und (oder) durch die fehlende Wirkung von Insulin auf das Zielgewebe verursacht wird und einen chronisch erhöhten Blutzuckerspiegel zur Folge hat. Diabetes ist durch chronische Entzündung und Insulinresistenz charakterisiert, was einer gesteigerten Produktion von pro-inflammatorischen Immunfaktoren im Fettgewebe zugrunde liegt. Darüber hinaus ist die Krankheit häufig mit weiteren Komplikationen wie kardiovaskulären Erkrankungen und einer maßgeblich erhöhten Zunahme von oxidativem Stress assoziiert (Lu et al., 2017; Zheng et al., 2018; Maugeri et al., 2018; Roxo et al., 2019). Außerdem sind Erkrankte anfälliger für Infektionen wie Blasenentzündung, Darmentzündung, Mittelohrentzündung, Lungenentzündung, Nierenbeckenentzündung, Blinddarmentzündung und Bauchfellentzündung (Muller et al., 2005; Geerlings, 2008).

Einige Studien konnten zeigen, dass Curcumin verschiedene zellbiologische Mechanismen und multiple molekulare Targets moduliert und einer Diabetes-Erkrankung entgegenwirken kann. Beispielsweise ist Curcumin in der Lage mit Mechanismen zu interagieren, die in die Regulation des Fett- und Zuckerstoffwechsels involviert sind. So reduzierte Curcumin im Blutplasma von Mäusen, die Diabetes aufgrund genetischer Ursache entwickeln, den Cholesterin- und Glucoselevel, steigerte die Insulinsensitivität und Insulinproduktion und normalisierte die Aktivität von antioxidativ wirkenden Enzymen (Seo et al., 2008). Diese Curcumin induzierten Effekte wurden auch in anderen Tiermodellen gezeigt und konnten mit verschiedenen molekularen Mechanismen assoziiert werden (für eine Übersicht, siehe Pivari et al., 2019). Des Weiteren konnte oxidativer Stress mit der Entstehung von T2DM in Verbindung gebracht werden. Die antioxidativen Eigenschaften von Curcumin wurden bereits in einer Vielzahl von Untersuchungen bestätigt (Motterlini et al., 2000; Karthikesan et al., 2010; Jiménez-Flores et al., 2014; Miao et al., 2015; Liu et al., 2015). Zudem spielen Entzündungen eine wichtige Schlüsselrolle in der Entwicklung von T2DM. In Studien konnte gezeigt werden, dass Curcumin bestimmte Entzündungsfaktoren wie IL-6, TNF-α, MCP-1, COX-2 oder IL-1β reduziert und einen Signalweg unterdrückt, der grundlegend an der Entstehung von Entzündungen beteiligt ist (Gonzales et al., 2008; Jain et al., 2009; Zheng et al., 2018).


Klinische Studien

Im Folgenden werden die relevantesten Ergebnisse aus einer Auswahl von klinischen Studien aufgeführt. In einer randomisierten, placebokontrollierten Doppelblindstudie (RCT) mit 240 Probanden, die alle einen Prädiabetes aufwiesen, wurde das mögliche Potenzial von Curcumin zur Prävention von T2DM untersucht. Nach 9 Monaten entwickelten 16.4% der Placebo-Gruppe einen T2DM, während bei den mit Curcumin behandelten Patienten keine einzige T2DM Diagnose gestellt werden konnte. Darüber hinaus wiesen Probanden aus der Curcumin-Gruppe eine verbesserte Funktion der β-Zellen (insulinproduzierende Zellen in der Bauchspeicheldrüse) auf (Chuengsamarn et al., 2012). Eine andere RCT-Studie untersuchte während drei Monaten bei insgesamt 100 Probanden diverse Blutparameter wie C-Peptid (korreliert direkt mit dem Insulinspiegel) und Glucose-Level im Blut. Die Curcumin-Gruppe wies im Vergleich zur Placebo-Gruppe eine signifikante Reduktion des Glucose- und C-Peptid Spiegels im Blut auf (Panahi et al., 2018b). Die Arbeitsgruppe untersuchte in einer weiteren RCT-Studie an 118 T2DM Patienten den Effekt von Curcumin auf den Ghrelin, Adiponektin, Leptin und TNFα Spiegel. Ghrelin, Adiponektin und Leptin sind Hormone, die eine wichtige Rolle bei der Regulation des Appetits und des Hungergefühls spielen. Der entzündungsfördernde Signalstoff TNFα ist an vielen Prozessen beteiligt und kann unter anderem die Insulinresistenz erhöhen. Das auffallendste Ergebnis der Studie war, dass in der Curcumin-Gruppe der Serum-Level von TNFα, Leptin und die Leptin-Adiponektin Ratio signifikant reduziert wurde, während der Adiponektin-Level anstieg (Panahi et al., 2018a). Studien haben gezeigt, dass die Leptin-Adiponektin Ratio mit Arteriosklerose Risiko, Body Mass Index (BMI), Insulin-Level und anderen Faktoren korreliert. Beispielsweise sinkt der Adiponektinspiegel, während der Leptin-Level mit zunehmendem BMI ansteigt (Frühbeck et al., 2018). Curcumin scheint diesem Effekt entgegenzuwirken und könnte daher in der Behandlung von Adipositas wesentlich beitragen.

In einer weiteren RCT-Studie wurden 100 adipöse T2DM Patienten zufällig einer Curcumin- und eine Placebo-Gruppe zugeteilt. Nach drei Monaten zeigten Probanden der Curcumin-Gruppe eine signifikante Reduktion von Insulinresistenz, Blutzucker- und Blutfettspiegel. Darüber hinaus wurde durch Curcumin die Aktivität von Enzymen gesteigert, die eine essentielle Rolle im Abbau von Blutfetten spielen (Na et al., 2012).


Das Problem der Bioverfügbarkeit

Auch wenn Curcumin Effekte bei T2DM zeigt, besteht nach wie vor das Problem der schlechten Bioverfügbarkeit, wenn diese Substanz oral eingenommen wird. Curcumin wird vom Magen-Darm Trakt nur in sehr geringen Mengen absorbiert, da es schwer wasserlöslich und im physiologischen pH des Magens sehr instabil ist. So liegt die Bioverfügbarkeit von Curcuminoiden bei maximal 1%, weshalb mit einfachem Curcuma-Pulver oder gängigen Nahrungsergänzungsmitteln eine therapeutische Dosis nur sehr schwer erreicht werden kann. Sogenannte Drug-Delivery Systems erwiesen sich in den letzten Jahren als außerordentlich gute Methoden zur signifikanten Steigerung der Bioverfügbarkeit von Curcumin. In einer Vielzahl von Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Einkapseln solcher Wirkstoffe in sogenannte „Mizellen“ zu einer massiv erhöhten Absorption um den Faktor 80–270 führen kann (Schiborr et al., 2014; Meins et al., 2018; Hatamipour et al., 2019). Unter der Verwendung eines solchen Systems kann die Wirkungsweise von Curcumin erheblich verstärkt werden, wodurch für eine therapeutische Dosis wesentlich weniger der Substanz eingenommen werden muss.


Conclusion

Das Rhizom der Curcuma-Pflanze wird seit der Antike in der ayurvedischen Medizin zur Behandlung vieler Krankheiten und Beschwerden eingesetzt. Heute deckt die moderne Forschung molekulare Effekte von Curcumin auf und erklärt dessen Wirkmechanismen. Eine Suche nach Studien über »Curcumin« in der »PubMed Central Datenbank (PMC)« liefert weit über 30.000 Treffer (www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/?term=curcumin). Ergebnisse aus sehr vielen dieser Studien lassen ein bemerkenswert breites Spektrum von positiven Effekten zusammenfassen, die auf die biologische Aktivität von Curcumin zurückgeführt werden kann. Obwohl die biologische Aktivität von Curcumin mittlerweile sehr gut dokumentiert ist, sind wir für ein vollumfängliches Verständnis über die pharmakologischen Wirkungsweisen auf viele weitere klinische Studien angewiesen. Vor allem liegen zu wenige Studien vor, die zur Entwicklung von Arzneimitteln eine unumgängliche Voraussetzung sind.

Aufgrund des sehr breiten Spektrums der biologischen Effekte könnte Curcumin aus Curcuma longa in naher Zukunft als neuartiges Medikament zur Behandlung von T2DM und vielen anderen Erkrankungen Anwendung finden.


Referenzen

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