[Neuroprotective effect of curcumin and its potential use in the treatment of neurodegenerative diseases]

Postepy Biochem. 2023 Mar 21;69(1):18-25. doi: 10.18388/pb.2021_472. Print 2023 Mar 31.
[Article in Polish]

Abstract

The development of methods used in molecular biology has allowed a milestone in medical and pharmaceutical sciences. Progress has also been made in the field of pharmacognosy, which places substances of natural origin contained in plant raw materials at the center of attention. The beneficial effects of some of them have been known for years, while scientific evidence of their health-promoting properties was lacking for a long time. This was also the case with curcumin and the long road from its isolation in pure form in 1842 to the knowledge of its chemical structure in 1910. Due to the chemical properties of the molecule, curcumin is attributed with many health-promoting properties. These affect many organ systems including the skin, visual pathway, respiratory system, circulatory system, digestive system and nervous system. One of the complications that follow nerve damage is the loss of locomotor function in the animal and the development of inflammation within it. Curcumin has anti-inflammatory properties. This is confirmed by its inhibition of nuclear factor κB, a mediator in inflammatory processes. In addition, a very important field associated with neuronal dysfunction is the aging process. This is caused, among other things, by the presence of reactive oxygen species. The neuroprotective effect of curcumin allows to reduce their concentration caused by the accumulation of mutations within the mitochondrial DNA. The beneficial effect on the nervous system is due to the penetration of curcumin across the blood-brain barrier. However, its poor solubility significantly limits the therapeutic properties resulting from curcumin supplementation. Methods are currently being developed to increase its bioavailability using nanoparticles.

Rozwój metod stosowanych w biologii molekularnej pozwolił na znaczący postęp w naukach medycznych i farmaceutycznych. Obserwuje się go także w farmakognozji, która w centrum zainteresowania stawia substancje pochodzenia naturalnego zawarte w surowcach roślinnych. Od dawna znane są korzystne działania niektórych z nich, natomiast naukowe dowody na ich właściwości prozdrowotne zaczęły pojawiać się już od czasów starożytnych. Fakt ten dotyczy także kurkuminy i długiej drogi od wyizolowania jej w czystej postaci w 1842 roku do poznania jej budowy chemicznej w 1910 roku. Ze względu na właściwości chemiczne cząsteczki kurkuminie przypisuje się wiele właściwości prozdrowotnych. Dotyczą one wielu układów i narządów, takich jak skóra, droga wzrokowa, układ oddechowy, układ krwionośny, układ pokarmowy, a także układ nerwowy. Jednym z powikłań następujących po uszkodzeniu nerwów jest utrata funkcji lokomotorycznych i rozwój stanu zapalnego w obrębie nerwu. Kurkumina cechuje się właściwościami przeciwzapalnymi. Potwierdzeniem tego jest inhibicja czynnika jądrowego κB (ang. nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells, NF-κB), który jest mediatorem w procesach zapalnych. Ponadto, bardzo ważnym obszarem związanym z dysfunkcją neuronów jest proces starzenia się organizmu, spowodowany między innymi obecnością reaktywnych form tlenu. Neuroprotekcyjne działanie kurkuminy pozwala na zmniejszenie ich stężenia, którego podwyższony poziom spowodowany jest nagromadzeniem mutacji w obrębie DNA mitochondrialnego. Pozytywny wpływ kurkuminy na układ nerwowy wynika z jej zdolności do przenikania przez barierę krew-mózg. Jednak jej słaba rozpuszczalność limituje znacznie właściwości terapeutyczne wynikające z suplementacji kurkuminy. Obecnie opracowuje się metody, które mają na celu zwiększenie jej biodostępności, wykorzystując do tego nanocząsteczki. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie zagadnień dotyczących molekularnego działania kurkuminy, jak również wykazanie jej istotnego wpływu na układ nerwowy. Poznanie działania kurkuminy i jej właściwości terapeutycznych może stanowić istotny czynnik w redukcji stanów zapalnych w obrębie ośrodkowego układu nerwowego.

Publication types

  • English Abstract

MeSH terms

  • Animals
  • Anti-Inflammatory Agents / therapeutic use
  • Blood-Brain Barrier
  • Curcumin* / chemistry
  • Curcumin* / pharmacology
  • Curcumin* / therapeutic use
  • Neurodegenerative Diseases* / drug therapy
  • Neuroprotective Agents* / pharmacology
  • Neuroprotective Agents* / therapeutic use

Substances

  • Curcumin
  • Neuroprotective Agents
  • Anti-Inflammatory Agents