Curcumina

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Curcumina
formula di struttura
Curcumin-keto-3D-balls.png
Kurkumina.jpg
Nome IUPAC
(1E,6E)-1,7-bis-(4-idrossi-3-metossifenil)-epta-1,6-dien-3,5-dione
Nomi alternativi
curcuma
giallo di curcuma
diferuloilmetano
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C21H20O6
Massa molecolare (u) 368,39
Aspetto solido cristallino giallo-arancione
Numero CAS 458-37-7
Numero EINECS 207-280-5
PubChem 969516
SMILES COC1=C(C=CC(=C1)C=CC(=O)CC(=O)C=CC2=CC(=C(C=C2)O)OC)O
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua insolubile
Temperatura di fusione 170 °C (443 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
irritante

attenzione

Frasi H 315 - 319 - 335
Consigli P 261 - 305+351+338 [1]

La curcumina è un estratto dalla Curcuma longa utilizzato principalmente come colorante vegetale. Ha un colore giallo simile a quello dello zafferano. Nell'utilizzo alimentare è identificato nell'Unione europea ed in Svizzera dalla sigla E 100 mentre in USA e Canada, dove sono autorizzati come additivi alimentari polvere e oleoresina di Curcuma, la curcumina non è un additivo alimentare ammesso.[2] In altri settori merceologici, come quello cosmetico è identificata da Color Index: C.I. 75300 o da Natural Yellow 3. Il nome curcumina è anche uno dei sinonimi del suo principale costituente. La curcumina può essere anche considerata come un integratore alimentare. Con tale funzione è generalmente riconosciuta come sicura (GRAS) dalla FDA.[3]

Storia[modifica | modifica wikitesto]

La curcumina è stata per la prima volta isolata e descritta da Vogel e Pelletier nel 1842. Dopo che Ciamician a altri ne hanno definito la formula chimica, la struttura è stato identificata nel 1910 da J. Miłobędzka, Stanisław Kostanecki e Wiktor Lampe.[4]

Nel 1913 Lampe riesce a sintetizzarla ma solo nel 1953, dopo gli studi di Pavolini e altri,[5] Srinivasan[6] la identifica chiaramente come una miscela.[7]

La via biosintetica è conosciuta solamente dal 2008.[8]

La Curcuma è parte integrante della medicina e fitoterapia di molti paesi del Sud-Est asiatico, viene comunemente utilizzata per trattare disturbi biliari, ittero, anoressia, tosse, ulcere diabetiche, disturbi epatici, reumatismi, infiammazione, sinusite, disturbi mestruali, ematuria, ed emorragia. La curcuma o curcumin è anche usato come antisettico, analgesico, antinfiammatorio, antimalarico e repellente per insetti.[9]

La curcumina è uno dei più studiati fitoterapici al mondo.[10]

Composizione[modifica | modifica wikitesto]

Come tutti gli estratti vegetali la composizione può variare in funzione della varietà della pianta, del luogo di coltivazione, della raccolta, del processo di estrazione e di altri fattori.

L'estratto standard per utilizzo alimentare, come specificato dal JECFA[11] e dall'EFSA,[12] deve contenere almeno un 90% di curcumine o curcuminoidi[5][6] in varie proporzioni:[3][13][14]

Sostanza Nome concentrazione
(% w/w)
concentrazione tipica
nei prodotti commerciali[15]
Curcumin structure (keto).svg diferuloilmetano, curcumina o curcumina I 65 - 85 77
Demethoxycurcumin.png p-idrossicinnamoilferuloilmetano, demetossicurcumina o curcumina II 12 - 25 17
Bisdemethoxycurcumin.png p,p-di-idrossidicinnamoilmetano, bisdemetossicurcumina o curcumina III 1 – 10 3

Alcune analisi hanno individuato ciclocurcumina al 3% oltre che isomeri geometrici della curcumina I e della curcumina III.

diferuloilmetano enolico
diferuloilmetano cheto

La curcumina I e la curcumina III esibiscono tautomeria cheto-enolica. Ai gruppi ossidrili (-OH) degli isomeri enolici viene attribuita la spiccata azione antiossidante delle curcumine. Le curcumine sono composte, semplificando, da 2 gruppi fenolici legati da 2 gruppi α, β insaturi. Questi ultimi, quali accettori di Michael favoriscono le addizioni nucleofile. In funzione del processo di purificazione possono poi essere presenti, in piccola quantità, α-turmerone, β-turmerone, curlone, zingiberene, turmenorolo A, turmeronolo B ed altri sesquiterpeni e resine che caratterizzano l'oleoresina di curcuma, intermedio di produzione della curcumina. La maggiore concentrazione di componenti aromatiche modifica il potenziale utilizzo della polvere di curcuma e dell'oleoresina di curcuma, classificate in passato come colorante E100(ii).

Fonti[modifica | modifica wikitesto]

La curcumina costituisce dal 2 all'8 % del peso della comune polvere di curcuma per cucina.[16]

Diverse fonti alternative di curcumina e dei suoi analoghi sono stati presenti in altre specie oltre la Curcuma longa, esse sono: Curcuma mangga, Curcuma zedoaria, Costus speciosus, Curcuma xanthorrhiza, Curcuma aromatica, Curcuma phaeocaulis, Etlingera elatior e Zingiber cassumunar.[17]

Biosintesi[modifica | modifica wikitesto]

Biosintesi della curcumina

Il percorso biosintetico della curcumina ha dimostrato di essere molto difficile da determinare. Nel 1973, Roughly e Whiting hanno proposto due meccanismi per la biosintesi.

  1. Nel primo meccanismo viene coinvolto una catena di reazione di estensione da acido cinnamico e 5 molecole Malonil-CoA che sono alla fine arilizzate in un curcuminoide.
  2. Nel secondo meccanismo vengono coinvolte due unità cinnamato accoppiate tra loro da malonyl-CoA.

Entrambi i meccanismi usano l'acido cinnamico, come punto di partenza, derivato dalla fenilalanina. Questo è degno di nota perché la biosintesi nella pianta impiega l'acido cinnamico come punto di partenza cosa insolita in natura rispetto all'uso più comune di acido p-cumarico.[18] Sono pochi i composti identificati: nigorufone e pinosilvina essi usano entrambi l'acido cinnamico come molecola di partenza.[19][20]

La seconda via biosintetica è oggi universalmente accettata.[8]

Estrazione[modifica | modifica wikitesto]

La curcumina si ottiene per estrazione con solvente dal rizoma essiccato e macinato della pianta di Curcuma longa (Curcuma domestica Valeton). Si ottiene un intermedio l'oleoresina di curcumina che contiene un 37-55% di curcumine e fino ad un 25% di oli volatili. L'estratto deve essere separato dalle sostanze aromatiche presenti nell'oleoresina, per cui viene purificato per cristallizzazione. I solventi utilizzati, singolarmente o in combinazione, sono normalmente: acetone, etil acetate, etanolo, metanolo, esano, alcol isopropilico. L'utilizzo per l'estrazione di solventi tradizionali non è di grande efficienza e può richiedere un costoso smaltimento di questi ultimi per prevenire danni ambientali; per questo motivo sono allo studio meccanismi di estrazione a temperature più basse con altri solventi quali i liquidi ionici.[21]

Il prodotto ottenuto è liposolubile, di un colore giallo brillante tendente al verdastro e vira al rosso con pH superiore a 7,5.

Il suo assorbimento ed assimilazione è reso difficile dalla instabilità del pH intestinale, dalla scarsa stabilità in acqua, dalla pessima biodisponibilità orale e dalla rapida eliminazione.

Analisi[modifica | modifica wikitesto]

Oltre a varie procedure analitiche gascromatografiche in grado di caratterizzare l'estratto è possibile una semplice identificazione colorimetrica basata sul comportamento della curcumina in ambiente acido: il colore della sua soluzione in etanolo dev'essere giallo con fluorescenza verde e virare al rosso intenso per aggiunta di acido solforico concentrato.

La curcumina reagisce con diversi composti contenenti boro come l'acido borico, gli acidi boronici liberi, gli esteri degli acidi boronici e i sali di fluoroborato, dando una colorazione rossa[22] e può essere utilizzata come indicatore per il boro.[23]

Tossicologia e sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

La sicurezza della curcumina è supportata da molte prove, compresi vari studi clinici sull'uomo, nonché da una varietà di studi sperimentali su animali e in vitro che corroborano ulteriormente le osservazioni sull'uomo. Gli studi clinici hanno mostrato che la curcumina in genere non ha avuto effetti negativi e che la curcumina non è tossica anche a dosi molto elevate.[24] I dati ricavati da studi su animali sono molti e a volte equivoci. In particolare gli studi sulla carcinogenesi,[25] tossicità riproduttiva ed epatotossicità sui ratti. L'Agenzia europea per i medicinali conclude che la curcumina non appare essere mutagenica o tossica per la riproduzione. Comunque, con un'alta assunzione alimentare è stata osservata una sua epatotossicità.[26]

Il JECFA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) ha stabilito una DGA di 0–3 mg/kg pc/die ricavato da un NOEL di 250–320 mg/kg pc/die sulla riproduzione dei ratti.[27] L'EFSA (Agenzia Europea per la Sicurezza alimentare) ha adottato una DGA di 3 mg/kg pc/die ricavato dal NOAEL calcolato in studi sulla tossicità riproduttiva.[12] Il colorante E100 nella UE può essere utilizzato con concentrazioni limitate da 20/500 mg/kg a seconda dei prodotti alimentari. In alcune tipologie, come alcuni formaggi, oli e grassi può essere utilizzata quantum satis avendo come limite solo le norme di buona fabbricazione.[12][28]

Farmacocinetica[modifica | modifica wikitesto]

L'assorbimento orale è modesto e la biodisponibilità è fugace,[29] e il suo metabolismo è rapido con bassi livelli ematici e tissutali e con una estensiva escrezione.[30]

I parametri farmacocinetici di 10 e 12 g di curcumina somministrati a volontari sani, sono:[31]

  • 10 gr: 35.33 +/- 3.78;
  • 12 gr: 26.57 +/- 2.97 mg/mL x h
  • Cmax 1.73 +/- 0.19 mg/mL
  • Tmax 3.29 +/- 0.43 h
  • T1/2 6.77 +/- 0.83 h

Ratio: glucuronide vs sulfato è di 1.92:1.

Contribuiscono allo scarso assorbimento orale l'insolubilità nell'acqua. Nel tentativo di migliorare l'assorbimento la curcumina si associa alla piperina (piper nigrum), oppure viene inclusa in liposomi e/o nano-particelle oppure ancora si usano analoghi strutturali,[30] o anche esite una formulazione di curcumina inclusa in β-ciclodestrina (hydroxypropyl-β-cyclodextrin-curcumin).[32]

Non esiste una tossicità dose-limitante ne per la curcumina né i suoi metabolitiche si ritrovano nelle feci.[15] Con più di 450 mg o più, di curcumina somministrata per os per sette giorni si ritrovano tracce di essi nei tessuti normali, nelle mucose e in tessuti tumorali di tumori del colon.[15] Resta comunque poco chiaro il ruolo farmacologico dei metaboliti.[33] Nonostante la bassa biodisponibilità, l'efficacia terapeutica di curcumina contro varie malattie umane, tra cui il cancro, le malattie cardiovascolari, il diabete, l'artrite, malattie neurologiche e la malattia di Crohn sono state documentate.[34]

Una formulazione brevettata di curcumin e lecitina di soia in rapporto di 1:2 con 2 parti di cellulosa microcristallina ha mostrato di migliorare significativamente l'assorbimento intestinale e rallentare l'eliminazione con più alti livelli plasmatici di principi attivi.[35][36][37] Questo è stato verificato anche sull'uomo dove si è visto un assorbimento maggiore di 29 volte mediamente (27 bassa dose vs 31 alta dose) rispetto alla curcumina non complessata.[38]

Confronto di parametri farmacocinetici Sec.[35]
Parametro
farmacocinetico
Curcumin
Cmax (nM)
Curcumin fosfolipide
Cmax (nM)
Curcumin
AUC (µg•min/ml)
Curcumin fosfolipide
AUC (µg·min/ml)
Curcumin 6.5 ± 4.5 33.4 ± 7.1 4.8 26.7
Curcumin Glucuronide 225 ± 0.6 4420 ± 292 200.7 4764.7
Curcumin Sulphate 7.5 ± 11.5 21.2 ± 3.9 15.5 24.8

La LD50 nel ratto è >2 g/Kg.[39]

Metaboliti[modifica | modifica wikitesto]

Vari test, soprattutto su ratti, hanno analizzato il percorso metabolico della curcumina. Assunta per via orale le principali trasformazioni metaboliche si verificano nell'intestino e nel fegato. I principali metaboliti sono:[40]

  • Solfato di curcumina
  • Tetraidrocurcumina
  • Curcumina glucuronide

Di questi la tetraidrocurcumina, incolore, con altri metaboliti prodotti per bioriduzione, esaidrocurcumina e octoidrocurcumina, paiono poter esplicare molte delle attività attribuite alla curcumina.

Le vie metaboliche predominanti sono la riduzione e la coniugazione, e alcuni enzimi che metabolizzano i farmaci quali l'alcool deidrogenasi, l'UDP-glicuronosiltransferasi (UGT) o la sulfotransferasi; insieme alle principali vie metaboliche in vivo quali la deossidrilazione, la ciclizzazione e la metilazione. Inoltre, più di trenta metaboliti di curcuminoidi sono stati identificati, con vari metodi, in matrici biologiche tra cui il plasma, urine e bile nei ratti o nell'uomo.[41]

Farmacodinamica[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Farmacodinamica della curcumina.

Dal punto di vista farmacodinamico la curcumina presenta diversi target farmacologici e molecolari; in generale essi sono riconducibili all'inibizione di fattori di trascrizione genica coinvolti in processi infiammatori, nonché enzimi, metalli, proteine di trasporto e proteine chinasi. Vari e sofisticati strumenti di indagine chimico-fisica hanno permesso di individuare i diversi target molecolari e farmacologici della molecola di curcumina e suoi metaboliti e/o derivati.[42] Tra questi la spettroscopia, la risonanza plasmonica di superficie, la competizione legame-ligando, la radiomarcatura, la mutagenesi sito diretta, l'immunoprecipitazione, e molte altre metodiche di ricerca molecolare spesso adoperate per prevedere i siti di legame di molecole.[42]

I target molecolari della curcumine e dei suoi metaboliti attivi sono diversi e variegati, essi sfruttano meccanismi di inibizione o di potenziamento.[43] Meccanismi riconducibili a sette macro categorie molecolari, queste: enzimi, proteine chinasi, proteine reduttasi, proteine trasportatrici, molecole infiammatorie, metalli e altro.[15]

Studi sugli eventuali effetti sulla salute[modifica | modifica wikitesto]

Avvertenza
Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico: leggi le avvertenze.

Nel XX secolo alcune ricerche identificarono nella curcumina il fattore responsabile della maggior parte delle attività biologiche della curcuma.[44] Studi In vitro e su animali hanno suggerito che la curcumina possa avere una serie di potenziali effetti terapeutici o di prevenzione[13] in particolari campi di studio in cui emergono:

Attualmente questi effetti non sono stati confermati negli esseri umani. Nella US National Library of Medicine National Institutes of Health sono presenti oltre 5000 pubblicazioni con il termine curcumin nel titolo.[45] La maggioranza si riferisce all'estratto mentre alcune, più recenti, si riferiscono a specifici curcuminoidi.

Al moltiplicarsi di studi degli articoli di ricerca e oltre 120 studi clinici che proponevano suo utilizzo nella prevenzione e il trattamento di svariate malattie, nel 2017 è stata pubblicata a la più ampia rassegna critica sulla curcumina mai realizzata, giungendo alla conclusione che non ci sono prove che offra alcuno specifico beneficio terapeutico.[46][47]

Interazioni[modifica | modifica wikitesto]

La curcumina e i suoi metaboliti attivi sono capaci di legarsi direttamente al DNA e RNA. Grazie alla sua parte β-dichetone, la curcumina subisce la tautomeria cheto-enolica, cosa che viene indicata come favorevole per ottenere un legame diretto con altre molecole. I gruppi funzionali sulla curcumina adatti all'interazione con altre macromolecole includono α, β-insaturo della porzione β-dichetone, il gruppo carbonilico e gruppi enolico della porzione dei gruppi β-dichetone, metossifenolico e ossidrilico e gli anelli fenilici.[42]

Inoltre, grazie anche a questi legami la curcumina è capace di legarsi direttamente alle proteine trasportatrici migliorando così la propria solubilità e biodisponibilità.[42]

Avvertenze ed effetti collaterali[modifica | modifica wikitesto]

Diversi studiosi sottolineano che, come molte altre sostanze antiossidanti, la curcumina può dare inconvenienti, in studi in provetta, poiché accanto agli effetti anticancro e antiossidanti ci sono effetti pro-ossidanti.[48] Gli effetti cancerogeni sono stati dedotti dal fatto che la curcumina interferisce con la proteina P53 che ricopre la funzione di soppressore tumorale.[49] I test (e tra essi quello relativo all'LD) svolti su gatti e topi non sono tuttavia riusciti a dimostrare una relazione tra tumorigenesi e somministrazioni di curcumina in concentrazione superiori al 98%.[50]

Altri studi suggeriscono che la curcumina può avere effetti cancerogeni in presenza di determinate condizioni.[51][52] In studi su animali si sono ravvisati come effetti collaterali l'alopecia e una bassa pressione sanguigna.[53]

Studi clinici sull'uomo con alti dosaggi (2–12 grammi) di curcumina hanno mostrato pochi effetti collaterali quali nausea e diarrea.[54] Più recentemente si è riscontrato che la curcumina altera il metabolismo in relazione al ferro attraverso chelazione e sopprimendo l'epcidina causando così una potenziale carenza di ferro.[55]

I soggetti affetti da calcolosi biliare non devono assumere curcumina, in quanto, inducendo essa la contrazione della colecisti (azione colecistocinetica),[56] quest'azione se non conosciuta potrebbe scatenare l'insorgenza di coliche biliari o altre complicanze.[57]

Ulteriori studi appaiono necessari per stabilire il rapporto rischi/benefici della curcumina.[58]

Note[modifica | modifica wikitesto]

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Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Libri[modifica | modifica wikitesto]

Fitoterapia[modifica | modifica wikitesto]

Curcuma[modifica | modifica wikitesto]


Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]