Оглавление
Noura S. Dosoky1 and William N. Setzer1,
Род Curcuma Longa (Zingiberaceae) представляет собой группу многолетних корневищных трав, произрастающих в тропических и субтропических регионах. Куркума широко культивируется в Азии, Австралии и Южной Америки. Существует примерно 93–100 признанных видов Curcuma, однако точное количество видов все еще остается спорным. Несколько видов куркумы используются в медицине в Бангладеш, Малайзии, Индии, Непале и Таиланде для лечения пневмонии, бронхиальных заболеваний, лейкореи, диареи, дизентерии, инфекционных ран или абсцессов и укусов насекомых.
Корневище — наиболее часто используемая часть растения. Основными активными компонентами корневища являются нелетучие куркуминоиды и эфирное масло. Куркуминоиды (куркумин, деметоксикуркумин и бисдеметоксикуркумин) представляют собой нетоксичные полифенольные производные куркумина, обладающие широким спектром биологической активности.
Несколько фитохимических исследований масел куркумы привели к идентификации сесквитерпеноидов и монотерпеноидов в качестве основных компонентов.
Эфирное масло Curcuma longa обладает широким спектром фармакологических свойств:
- противовоспалительные,
- противораковые,
- антипролиферативные,
- гипохолестеринемические,
- антидиабетические,
- антигепатотоксические,
- противоревматические,
- гипотензивные,
- антиоксидантные,
- противомикробные,
- противовирусные,
- ингибирующая активность циклооксигеназы-1 (ЦОГ-1). Также известно, что масла куркумы усиливают иммунную функцию, способствуют кровообращению, ускоряют выведение токсинов и стимулируют пищеварение.
C. longa (куркума) и C. zedoaria (зедоария) являются наиболее широко изученными видами Curcuma из-за их высокой коммерческой ценности. Другие виды Curcuma изучены в меньшей степени.
В этом обзоре представлена обновленная информация о недавних исследованиях химического состава и биологических исследованиях рода Curcuma.
Состав эфирных масел куркумы сильно различается. Различия в химическом профиле масла могут быть связаны с генотипом, сортом, дифференцированной географией, климатом, сезоном, методами возделывания, внесением удобрений, стрессом во время роста или созревания, временем сбора урожая, стадией созревания, хранением, экстракцией и методами анализа.
Живица куркумы представляет собой вязкую жидкость оранжево-красного цвета, полученную из измельченного корневища путем экстракции растворителем с выходом около 12%. Основными активными компонентами корневища являются эфирное масло и куркуминоиды. Эфирное масло отвечает за аромат куркумы, а куркуминоиды (куркумин и его аналоги) отвечают за ее ярко-желтый цвет. Стоит отметить, что куркумин, присутствующий в корневищах куркумы, олеорезине и экстракте CO2, не был обнаружен в эфирном масле.
Сотни соединений были идентифицированы из эфирного масла куркумы; однако основными составляющими являются ар-турмерон, α-турмерон и β-турмерон, за которыми следуют заметные количества α-зингиберена, курлона, ар-куркумена, α-санталена, санталенона, β-сескифелландрена, β- оцимен, β-бисаболен, β-кариофиллен, α-фелландрен, β-фарнезен, оксид гумулена, β-селинен, оксид кариофиллена, γ-атлантон, 1,8-цинеол и терпинолен.
Также обнаружены большие различия между эфирным маслом, полученным из свежих и сухих корневищ. К сожалению, сравнительных данных о химическом составе эфирного масла из свежих и сухих корневищ из одного источника, одного географического места и одного сезона немного. Однако некоторые вариации можно объяснить обработкой корневищ.
! В свежем корневище значительно больше активных ингредиентов, чем в высушенном.
Некоторые из легколетучих соединений с низкой температурой кипения могут быть потеряны во время обработки корневища, которая включает в себя измельчение, нагревание, сушку и измельчение. Например, турмероны являются основными компонентами в свежих корневищах, а лишь второстепенными в сухих корневищах, что может быть связано с окислением/полимеризацией двух сопряженных двойных связей.
Биологическая активность масел куркумы
Представители семейства имбирных известны тем, что содержат терпеноиды, флавоноиды, фенипропаноиды и сесквитерпены, обладающие противоопухолевой активностью. Некоторые эфирные масла куркумы обладают замечательной антиоксидантной и противомикробной активностью, что делает их идеальными кандидатами для использования в фармацевтической и косметической промышленности. Различия в химическом составе подразумевают возможность различной биологической активности одних и тех же видов растений в разных местах. Рассмотрим подробнее биологическую активность рода Куркума Лонга.
Эфирное масло куркумы (C. longa)
Эфирное масло куркумы может обеспечить защиту от сердечно-сосудистых заболеваний. Сообщалось, что масло оказывает антигиперлипидемическое действие на гиперлипидемию, вызванную диетой с высоким содержанием жиров у крыс. Масло куркумы заметно снижало уровни триглицеридов, свободных жирных кислот, общего холестерина в сыворотке и холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) при одновременном повышении уровня холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП).
Эфирное масло куркумы также продемонстрировало антигиперлипидемический эффект у золотых сирийских хомяков с гиперлипидемией за счет снижения индуцированного липидами окислительного стресса, активации тромбоцитов и сосудистой дисфункции. Постоянное добавление эфирного масла куркумы в пищу показало противодиабетический и гипогликемический эффект у мышей с диабетом за счет нормализации уровня глюкозы в сыворотке. Употребление олеорезина куркумы и эфирного масла ингибировало как повышение уровня глюкозы в крови, так и развитие абдоминальной жировой массы у крыс с ожирением и диабетом. Масло куркумы также ингибировало активность α-глюкозидазы и α-амилазы дозозависимым образом из-за присутствия ар-турмерона.
Кроме того, масло показало замечательную антиоксидантную активность, судя по анализу активности по удалению радикалов 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил (DPPH), анализу способности восстановления железа/антиоксиданта (FRAP), анализу активности по удалению супероксидных анион-радикалов и анализу хелатирования металлов.
Эфирное масло куркумы предотвращало окислительный стресс у рыб семейства лучеперых за счет снижения синтеза или высвобождения кортизола и повышения активности антиоксидантных ферментов, тем самым защищая от образования избытка активных форм кислорода. Считается, что мощная антиоксидантная активность эфирного масла куркумы отвечает за ингибирование образования отека мозга, одного из самых опасных последствий ишемического повреждения головного мозга.
Лечение эфирным маслом куркумы снижало выработку оксида азота, вырабатываемого индуцируемой синтазой оксида азота (iNOS) во время ишемического повреждения. Масло куркумы ингибировало опосредованное медью окисление ЛПНП в анализе реактивных веществ тиобарбитуровой кислоты. Эфирное масло куркумы (250–500 мг/кг перорально или внутрибрюшинно) продемонстрировало нейропротекторный эффект в модели эмболического инсульта у крыс. В филаментной модели окклюзии средней мозговой артерии предварительная обработка эфирным маслом куркумы показала нейропротекторный эффект за счет ингибирования образования свободных радикалов. Его нейропротекторная эффективность была опосредована уменьшением воспаления, опосредованного эндотелиальными клетками, при постмиокардиальной ишемии у крыс. Также предполагалось, что способность масла попадать в мозг после инсульта осуществляется через трансцеллюлярный липофильный путь. ЭМ куркумы (500 мг/кг, перорально) был эффективным и безопасным антитромбоцитарным средством и защищал от внутрисосудистого тромбоза в моделях ишемии-реперфузии миокарда и тромбоза у крыс.
Масло куркумы было эффективным при лечении некоторых респираторных заболеваний, предотвращая астму, удаляя мокроту и облегчая кашель.
Сообщалось, что масло обладает противораковым и противовоспалительным действием. Оно было активно против клеток эпидермальной карциномы рта человека (KB) и клеток лейкемии мыши (P388) с соответствующими значениями IC50 1,088 и 0,084 мг/мл.
Масло также было цитотоксично для линий клеток рака поджелудочной железы (PANC-1), меланомы (B16), рака предстательной железы (LNCaP) и аденокарциномы шейки матки (HeLa) из-за присутствия ар-турмерона, α-турмерона, β-турмерона, курлона, ар-куркумена, зингиберена и β-сесквифелландрена.
Неочищенные органические экстракты куркумы ингибируют липополисахарид (LPS), индуцированную продукцию фактора некроза опухоли (TNF)-α (IC50 = 15,2 мкг/мл) и простагландина E2 (PGE2; IC50 = 0,92 мкг/мл) при лейкемии человека (HL- 60) клетки.
В сочетании с куркумином турмероны из эфирного масла куркумы устраняли связанный с воспалением канцерогенез толстой кишки у мышей.
Эфирное масло куркумы продемонстрировало сильный защитный эффект против индуцированного бензо[а]пиреном увеличения микроядер в циркулирующих лимфоцитах и защищало от цитогенетического повреждения у пациентов, страдающих подслизистым фиброзом полости рта, предраковым состоянием для рака полости рта.
Более того, эфирное масло куркумы продемонстрировало мощное противоартритное и защитное действие на суставы на животной модели ревматоидного артрита. В результате лечения неочищенным или рафинированным маслом куркумы (внутрибрюшинно) опухание суставов резко подавлялось (ингибирование на 90–100%) у самок крыс с артритом, вызванным стрептококковой клеточной стенкой.
Сообщалось, что эфирное масло куркумы обладает антигепатотоксическим, антиатеросклеротическим, гипотермическим, анксиолитическим, седативным, противосудорожным и спазмолитическим действием. Масло куркумы защищало от ускоренного атеросклероза, воспаления и образования пенистых клеток макрофагов, вызванных повреждением артерий, путем модулирования генов, участвующих в стабильности бляшек, липидном гомеостазе и воспалении.
Эфирное масло куркумы (200 мг/кг) оказывает антижировое действие на печень и гепатопротекторное действие при острой индуцированной этанолом жировой дистрофии печени у крыс за счет снижения активности сывороточных ферментов и уровней триглицеридов сыворотки, общего холестерина сыворотки и печеночного малонового диальдегида при восстановлении уровня восстановленного глутатиона, а также активности глутатион-S-трансферазы и супероксиддисмутазы. Масло было заметно антимутагенным в отношении азида натрия в тесте Эймса. Масло куркумы показало заметные седативные и анестезирующие эффекты у мышей и рыб в различных экспериментальных протоколах.
Интересно, что ар-турмерон, выделенный из эфирного масла куркумы, является мощным противоядием против укусов змей. Он нейтрализовал как геморрагическую активность яда Bothrops jararaca, так и летальный эффект яда Crotalus durissus у мышей.
Кроме того, эфирное масло куркумы показало мощную антибактериальную активность в отношении Helicobacter pylori, Bacillus cereus, B. coagulans, B. subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Vibrio parahaemolyticus, Proteus mirabilis и Pseudomonas aeruginosa. Оно также показало сильное противогрибковое действие в отношении Aspergillus flavus, A. niger, A. parasiticum, Rhizoctonia solani, Helminthosporium oryzae, Trichoconis padwickii, Curvularia lunata, C. pallescens, C. trifolii, Fusarium verticillioides, F. moniliforme, F. oxysporum, Penicillium. digitatum, Alternaria dianthi, Trichophyton longifusus и Colletotrichum falcatum. Кроме того, сообщалось, что ЭМ C. longa обладает антиафлатоксигенной активностью.
Эфирное масло куркумы проявляло инсектицидную активность против белого термита (Odontotermes obesus), а также отпугивало насекомых.
Токсичность и безопасность
В целом эфирные масла куркумы нетоксичны, немутагенны, неканцерогенны и нефототоксичны. Эфирное масло куркумы было классифицировано как общепризнанный безопасный (GRAS). Неразбавленное масло корневища куркумы слегка раздражало кроликов, но не раздражало мышей. При тестировании в концентрации 4% на 25 добровольцах он не вызывал ни раздражения, ни повышения чувствительности. При пероральном применении возможно лекарственное взаимодействие, особенно с противодиабетическими препаратами. Пероральное введение дозы масла куркумы, которая в 20 раз превышает самую низкую эффективную внутрибрюшинную дозу, было нетоксично.
Биологическая активность и безопасность отдельных ключевых компонентов
Ар-турмерон, α-турмерон и β-турмерон являются основными составляющими корневищного масла куркумы. Ар-турмерон проявлял сильную антитромбоцитарную активность in vitro, антимутагенную и мощную гипогликемическую активность в отношении α-глюкозидазы и α-амилазы. Ар-турмерон эффективно ингибировал опосредованное медью окисление ЛПНП (IC50 = 2,2 ± 0,1 мкг/мл). Он также показал нейропротекторный эффект за счет ингибирования активации микроглии, увеличения пролиферации нервных стволовых клеток и стимулирования дифференцировки нейронов. Ар-турмерон, выделенный из эфирного масла куркумы, показал мощную цитотоксическую активность в отношении нескольких клеточных линий, включая лейкоз человека, лейкоз крысы и лейкоз мыши.
Он был эффективен против асцитной саркомы 180 (рак соединительной ткани) у мышей в дозе 50 мг/кг. Ар-турмерон также является мощным противовоспалительным средством; он ингибирует продукцию воспалительных цитокинов. Ар-турмерон продемонстрировал сильное ингибирование как индуцируемой ЦОГ-2 (IC50 = 5,2 мкг/мл), так и iNOS (IC50 = 3,2 мкг/мл) в рамках химиопрофилактического действия против рака. Обогащенное турмероном масло куркумы защищало от вызванного ЛПС воспаления в моноцитах человека (THP-1), мышиных макрофагах и швейцарских мышах. Турмерон, выделенный из C. longa, проявлял противоядие и репеллент от насекомых. Он также обладал сильной антибактериальной активностью в отношении Clostridium perfringens и сильной противогрибковой активностью в отношении Aspergillus flavus.
Для ар-тумерона не было обнаружено острой токсичности. Однако ар-турмерон был классифицирован как потенциально вызывающий аллергическую кожную реакцию (H317) и раздражение глаз (H319).