Curcuma (Curcuma longa L.)
nuove evidenze sulla biodisponibilità
La biodisponibilità della curcuma: un problema cruciale
La Curcuma (Curcuma longa L.) è forse, tra le piante medicinali, quella che negli ultimi decenni ha riscosso il maggiore interesse per le sue proprietà medicamentose; alle tradizionali conoscenze sulle spiccate proprietà della curcuma a favore del benessere dell’apparato gastrointestinale e generalmente antinfiammatorie e antiossidanti, nel corso degli ultimi decenni si sono aggiunti anche approfondimenti sulle promettenti attività antitumorali, molto evidenti in vitro, in forme oncologiche invasive o pre-invasive. Alla componente polisaccaridica della droga vengono oggi inoltre attribuite anche proprietà prebiotiche indirette (Peterson CT, et al, “Effects of Turmeric and Curcumin Dietary Supplementation on Human Gut Microbiota: A Double-Blind, Randomized, Placebo-Controlled Pilot Study.”, J Evid Based Integr Med. 2018 Jan-Dec;23:2515690X18790725.PubMed.).
Pur considerando il crescente mercato globale della Curcuma poco tuttavia si conosce sulla sua farmacocinetica e sulla biodisponibilità dei tessuti delle varie formulazioni commercializzate.
Dal punto di vista dell’impiego pratico degli estratti di curcuma è da sempre noto il cruciale problema della sua biodisponibilità che ne limiterebbe alcuni suoi potenziali farmacologici sistemici tra i quali quello antinfiammatorio sistemico ed osteoarticolare e quello antitumorale; ad esempio gli evidenti effetti antitumorali osservati in vitro non risultano significativamente ottenibili attraverso la somministrazione orale (anche di estratti di curcuma anche di elevata qualità) poiché la curcuma viene poco assorbita a livello intestinale e sempre nell’intestino viene molto velocemente metabolizzata determinando limitate concentrazioni plasmatiche degli attivi (curcuminoidi precursori e metaboliti di coniugazione) responsabili di questi effetti.
In modo diverso invece si porrebbe il problema quando si impieghi la curcuma per favorire la funzionalità dell’apparato gastrointestinale sfruttando evidenti effetti antinfiammatori, antiossidanti, eupeptici e prebiotici indiretti che si ritiene vengano esercitati dalla curcuma anche localmente (prevalentemente per esposizione
luminale) agendo direttamente sui tessuti della mucosa intestinale nei quali si possono osservare concentrazioni apprezzabili di curcuminoidi attivi e rispetto alle quali la distribuzione plasmatica sembrerebbe, ai fini pratici, meno influente.
Sull’argomento è utile tenere presente che la biodisponibilità rappresenta la frazione (percentuale) di una dose somministrata di farmaco non modificato che raggiunge il flusso sanguigno (circolazione sistemica).
Tradizionalmente per ovviare al limite della generale scarsa biodisponibilità della curcuma, viene consigliato di associarne l’assunzione anche a quella di piperina che è un alcaloide contenuto (o da esso estratto) nel Piper nigrum; da un punto di vista pratico la piperina ha rappresentato un modo naturale di migliorare i parametri farmacocinetici della curcuma; la piperina si dimostra un officinale di grande interesse per diversi potenziali farmacologici ma il suo uso deve essere sempre molto circostanziato; secondo evidenze scientifiche la piperina infatti si dimostra capace di inibire, nel modello animale, il metabolismo di alcuni farmaci
aumentandone la biodisponibilità (teofillina, fenitoina, propranololo); questo effetto dipende dalla capacità della piperina di inibire la glucoronidazione epatica (reazione fondamentale per il loro metabolismo in sostanze inattive e successiva escrezione); pur nell’evidenza che la piperina dimostri nell’uomo di aumentare
sensibilmente la biodisponibilità della curcumina (fino al 2000%), bisognerebbe valutare la reale quantità (concentrazione) di curcumina non modificata che la piperina consentirebbe di far raggiunge alla circolazione sistemica, poiché la curcumina viene molto velocemente trasformata in forma coniugata (G. Shoba, D. Joy, T.
Joseph, M. Majeed, R. Rajenfran, P. S. Srinivas, Influence of piperine on the pharmacokinetics of curcumin in animals and human volunteers., in Planta Med., vol. 64, nº 4, 1998, pp. 353–6, DOI:10.1055/s-2006-957450); la piperina somministrata con curcuma potrebbe influenzarne gli effetti poiché, oltre a migliorarne
l’assorbimento, potrebbe esercitare altri effetti farmacologici (ad esempio antinfiammatori) diretti o sinergici con la curcuma (Bui TT, Piao CH, Song CH, Shin HS, Shon DH, Chai OH. Piper nigrum extract ameliorated allergic inflammation through inhibiting Th2/Th17 responses and mast cells activation. Cell Immunol. 2017
Dec;322:64-73. doi:10.1016/j.cellimm.2017.10.005. Epub 2017 Oct 16. PubMed.); la piperina deve essere somministrata con cautela in presenza di gastrite, reflusso gastroesofageo, ulcera gastrica, emorroidi ed ipertensione e dimostra evidenti interazioni con diversi farmaci.
E’ opportuno tenere in evidenza che la co-somministrazione di piperina insieme a sostanze farmacologicamente attive non rappresenta sempre un vantaggio a priori (come ad esempio per la curcuma) ma rappresenta un vantaggio nel caso in cui il farmaco non agisca dopo metabolizzazione e venga reso immediatamente più disponibile,
mentre un svantaggio nel caso il farmaco agisca solo dopo metabolizzazione; in questo caso l’accelerazione dell’assorbimento potrebbe renderebbe il farmaco meno disponibile per la metabolizzazione, e nel caso il suo accumulo sia tossico, generando effetti collaterali indesiderati (Asher, Gary N., et al. “Randomized
pharmacokinetic crossover study comparing 2 curcumin preparations in plasma and rectal tissue of healthy human volunteers.” The Journal of Clinical Pharmacology 57.2 (2017): 185-193. PubMed).
E’ inoltre importante ricordare che il miglioramento della fase di assorbimento delle singole sostanze non necessariamente è legata ad altri vantaggi farmacologici relativi come ad esempio il miglioramento delle concentrazioni plasmatiche o tissutali.Nell’evidenza dei concreti limiti imposti dalla scarsa biodisponibilità della curcuma al suo impiego clinico, qualora la si voglia utilizzare singolarmente come coadiuvante in diverse sintomatologie o in prevenzione, rimane una valida strategia la sua somministrazione in elevate quantità oppure, come suggerito da un moderno pensiero fitoterapico, in associazione con altri officinali specifici, prevalentemente antinfiammatori (Boswellia, Zenzero), con in quali la curcuma evidenzia utili sinergie, in genere, molto ben tollerate (Haroyan, Armine, et al. “Efficacy and safety of curcumin and its combination with boswellic acid in osteoarthritis: a comparative, randomized, double-blind, placebo-controlled study.” BMC complementary and alternative medicine 18.1 (2018): 7.; Wagner, Hildebert. “Synergy research: approaching a new generation of phytopharmaceuticals.” Fitoterapia 82.1 (2011): 34-37.).
Recentemente per ovviare in modo innovativo al problema dello scarso assorbimento della curcumina sono state formulate nuove forme chimico farmaceutiche (nanoparticelle, associazione a liposomi, associazione con fosfatidilcolina, pro – farmaci della curcumina); queste formulazioni modificano la naturale struttura del
fitocomplesso della curcuma migliorandone l’assorbimento intestinale (anche di 20 volte); i complessi di curcumina fitosomiali o con fosfatidilcolina determinano un miglioramento dell’assorbimento intestinale di sostanze scarsamente idrosolubili (senza influenzare gli effetti farmacologici delle stesse), sfruttando le proprietà anfipatiche dei fosolipidi, e consentendo generalmente di somministrare un dosaggio sensibilmente inferiore degli attivi rispetto alle forme standard; tuttavia i reali vantaggi farmacologici di questi preparati non sono del tutto chiari. (Anand P, Sundaram C et al, “Curcumin and cancer: an “oldage” disease with an “age-old” solution”. Cancer Lett. 2008 Aug 18; 267(1):133–164. PubMed; Storka A, et al, “Safety, tolerability and pharmacokinetics of liposomal curcumin in healthy humans”. Int J Clin Pharmacol Ther. 2015 Jan; 53(1):54–65. PubMed); (Cuomo J, Appendino G, Dern AS, et al. “Comparative absorption of a standardized curcuminoid mixture and its lecithin formulation. J Nat Prod. 2011 Apr 25; 74(4):664–669. PubMed; Marczylo TH, Verschoyle RD, Cooke DN, Morazzoni P, Steward WP, Gescher AJ. “Comparison of
systemic availability of curcumin with that of curcumin formulated with phosphatidylcholine”.Cancer Chemother Pharmacol. 2007 Jul; 60(2):171–177. PubMed).
Come noto la Curcuma è una pianta largamente utilizzata da millenni per scopi medicinali e come spezia, appartenente alla famiglia delle Zingiberaceae; è originaria dell’Asia in particolare di India e Pakistan; per gli scopi medicinali vengono impiegati principalmente i rizomi primari ovali ed i rizomi secondari che si
presentano in forma allungata.
Nell’uso tradizionale le forme farmaceutiche di somministrazione sono le più diverse a seconda delle culture mediche tradizionali (frequentemente la polvere della droga) che le hanno adottate. Negli studi scientifici sono stati invece impiegati prevalentemente gli estratti secchi titolati in curcuminoidi, come indicato da anni dalla Commissione E tedesca (estratto secco titolato in curcuminoidi min. 4%, la cui dose giornaliera è di 8-10 mg/kg), anche se attualmente sono disponibili estratti secchi più moderni, titolati fino al 95% in curcuminoidi, che, nel rispetto della naturale completezza della forma estrattiva, offrono una vantaggiosa composizione del fitocomplesso (bilanciata fra i tre principali curcuminoidi); JECFA e dall’EFSA ritengono la curcumina sicura e ben tollerata (Jefca: Curcumina –
monografia – 2003.EFSA:SCIENTIFIC OPINION Scientific Opinion on the re-evaluation of curcumin (E 100) as a food additive – 2010.).
Le evidenze scientifiche non segnalano controindicazioni specifiche (ai dosaggi generalmente raccomandati) per l’assunzione di curcuma o di sue forme estrattive; uno studio sul ratto ed uno ulteriore sull’uomo hanno concluso che la curcumina potrebbe aumentare i livelli nel sangue di sulfasalazina, un farmaco usato nelle malattie infiammatorie intestinali (Kusuhara H, Furuie H, Inano A, Sunagawa A, Yamada S, et al. (2012). “ Pharmacokinetic interaction study of sulphasalazine in healthy subjects and the impact of curcumin as an in vivo inhibitor of BCRP”. Br J Pharmacol 166: 1793-1803).
Ai fini della comprensione degli aspetti di biodisponibilità della curcuma, per capire quanto essa influenzi positivamente alcuni effetti farmacologici dell’officinale e ne limiti invece altri, è importante schematizzare la composizione chimica del fitocomplesso; la droga (cioè la parte della pianta utilizzata per scopi medicinali) è prevalentemente rappresentata da amidi, (45-55% del peso) oltre ad una buona quantità di olio essenziale ricco di sesquiterpeni monociclici. E’
stato identificato nella droga anche un peptide chiamato “turmerina” dalle principali proprietà antiossidanti. Le sostanze che conferiscono anche la tipica colorazione gialla della droga sono i “curcuminoidi”, che sono ritenuti i principali responsabili dei degli effetti farmacologici della curcuma, tra i quali il principale è la curcumina.
Generalmente con il termine “curcuminoidi” si intende il complesso, nell’ estratto dalla droga di curcuma, rappresentato da tre chemiotipi presenti in percentuali diverse e cioè: la curcumina, la demetossicururina e la bisdemetossossururina; questi tre curcuminoidi (definiti precursori o “parent”), nell’intestino, e tuttavia concentrandosi in esso, vengono assorbiti in quantità molto scarsa e molto rapidamente vengono trasformati (per coniugazione) in metaboliti (curcuminoidi coniugati) dei quali i principali sono la tetraidrocurcumina e la exaidrocurcumina, poco presenti nei tessuti della mucosa, che posseggono al loro volta potenziale utilità farmacologica prevalentemente sistemica (antinfiammatoria ed antitumorale) concentrandosi nel plasma. (Huang, Yiyuan, et al, “Biological and pharmacological effects of hexahydrocurcumin, a metabolite of curcumin.” Archives of biochemistry and biophysics,2018).
Sulla base delle evidenze farmacologiche la limitata biodisponibilità della curcuma dipenderebbe non solo dal suo scarso assorbimento intestinale ma anche dalla velocità con la quale essa viene prontamente metabolizzata (e trasformata in altre sostanze) a livello intestinale.
Secondo le più recenti teorie scientifiche i curcuminoidi precursori, anche se scarsamente assorbiti a livello intestinale, si concentrerebbero maggiormente nei tessuti mucosali ed in quantità quasi non rilevabili nel plasma, a differenza di quanto avverrebbe per i curcuminoidi metaboliti che sarebbero maggiormente concentrati nel plasma e poco rappresentati nei tessuti mucosali.
Dall’articoloLo studio clinico proposto, condotto negli Stati Uniti e pubblicato nel 2017 su Journal Of Clinical Pharmacology e disponibile in Pub Med, ha valutato in pazienti sani, secondo metodi molto complessi (valutazione delle concentrazioni plasmatiche e nei tessuti attraverso biopsia), le concentrazioni plasmatiche e tissutali (rettali) dei diversi curcuminoidi utilizzando un estratto di curcumina standard oppure un estratto di curcumina complessata con fosfatidilcolina, somministrando i due diversi preparati per sette giorni consecutivi a dosaggi diversi ma razionalmente comparabili per profilo farmacocinetico.
Lo studio clinico, pur nell’evidenza del limitato numero dei partecipanti, risulta di particolare interesse e tra i pochissimi disponibili sull’argomento poiché valuta sulla matrice umana i parametri farmacocinetici della curcuma non solo nel plasma attraverso prelievi ematici ma anche nei tessuti colorettali attraverso biopsia. Lo studio inoltre contribuirebbe a chiarire la realtà dei presupposti dei vantaggi della somministrazione di curcuma in forma modificata.
Lo studio è stato condotto utilizzando una mono somministrazione pari a 4 compresse di curcumina standard (4 grammi) che rendevano disponibili ciascuna circa 1000 mg di curcuminoidi (730 mg di curcumina, 220 mg di demetossicururina e 50 mg di bisdemetossossururina) oppure una mono somministrazione di 2 grammi di povere di un
complesso di curcumina e fosfatidilcolina che rendevano disponibili 385 mg di curcuminoidi (303 mg di curcumina, 68 mg demetossicururina e 14 mg di bisdemetossossururina).
Le conclusioni dello studio non evidenziano differenze significative tra le AUC plasmatiche a seguito della somministrazione delle due forme di curcuma; l’estratto di curcumina complessato con fosfatidilcolina rispetto all’estratto standard ha prodotto solo un modesto incremento di demetossicururina e di bisdemetossossururina
(i due curcuminoidi precursori) nel plasma tuttavia in esso ha prodotto una quantità maggiore fino a 20 volte di exaidrocurcumina che è un importante metabolita della curcumina responsabile di diversi effetti farmacologici in vitro ed in vivo (Huang, Yiyuan, et al. “Biological and pharmacological effects of hexahydrocurcumin, a metabolite of curcumin.” Archives of biochemistry and biophysics,2018).
A 24 ore dall’ultima somministrazione le geometrie delle concentrazioni medie di tutti gli analiti non risultavano diverse tra le due formulazioni di curcumina. Nel plasma l’ AUC 0-24 di curcumina è risultata ampiamente varia in tutti i partecipanti (con valori alti AUC0-24>1000 ng*h/mL oppure con valori bassi AUC0-24 <1000 ng * h/mL), tuttavia senza evidenze di correlazione tra la diversità dei valori AUC0-24 con una delle due diverse formulazioni.
Le linee di tendenza dell’AUC plasmatica non hanno dimostrato nessuna relazione tra concentrazioni di curcumina plasmatica nel sangue e concentrazione nei tessuti per l’estratto di curcumina standard mentre hanno evidenziato una relazione inversa per l’estratto di curcumina con fosfatidilcolina.
Nella fase terminale di eliminazione l’estratto di curcumina standard (curcumina, tetraidrocurcumina e exaidrocurcumina) ha dimostrato un t½ superiore rispetto a quello evidenziato dall’estratto di curcumina con fosfatidilcolina.
Nella mucosa rettale le concentrazioni medie dei curcuminoidi coniugati sono risultate maggiori per l’estratto di curcumina standard (363,3 ng/mL) rispetto a quelle derivanti dall’impiego di curcumina complessata con fostatidilcolina (177,4 ng/mL).
Sempre nella mucosa rettale le concentrazioni medie di curcumina non modificata sono risultate maggior per l’estratto di curcumina standard (7.6 ng/mL) e inferiori per l’estratto di curcumina complessato con fosfatidilcolina (2.8 ng/mL).
La valutazione farmacocinetica delle due forme di curcumina ha evidenziato che i miglioramenti dell’assorbimento dei curcuminoidi dovuti alla fosfatidilcolina non sono stati uniformi per i diversi curcuminoidi e che le concentrazioni di curcuminoidi nella mucosa intestinale si sono rivelano dipendenti, con maggiore probabilità, più dal contatto luminale piuttosto che da derivazione plasmatica.
Lo studio ha inoltre concluso che una mono somministrazione giornaliera sarebbe sufficiente per determinare un efficiente “steady-state” di curcuminoidi sia nel plasma che nei tessuti rettali.
Nello studio i partecipanti hanno ricevuto i due preparati di curcumina in dose singola per 7 giorni (a dosaggi specifici) che hanno evidenziato concentrazioni plasmatiche allo “steady state” costanti; i picchi delle concentrazioni plasmatiche e l’AUC-48 dei curcuminoidi metaboliti sono risultate superiori per il preparato a base di curcumina con fosfatidilcolina suggerendo principalmente che questa formulazione possa essere molto utile per trattamenti che mirino a sfruttare gli
effetti di elevate concentrazioni plasmatiche di curcuminoidi metaboliti (tetraidrocurcumina e exaidrocurcumina); le curve di concentrazione tempo – dipendenti dei curcuminoidi osservate per i due preparati riflettono evidenti differenze nei profili di eliminazione o del circolo enteroepatico e suggeriscono che il ritardo della loro eliminazione dipenda dal fatto che i metaboliti coniugati scissi nell’intestino possano essere restituiti al sistema circolatorio come curcuminoidi precursori, attraverso il circolo enteroepatico.
I picchi secondari delle concentrazioni plasmatiche osservati nel tempo (tra le 5 e le 15 ore dopo la somministrazione) risultano ben superiori rispetto a quelli attesi rispetto ai fisiologici tempi di eliminazione delle formulazioni, di svuotamento gastrico e di transito intestinale; sebbene si ritenga che i curcuminoidi precursori vengano molto rapidamente trasformati anche a livello intestinale le concentrazioni sistemica e gastrointestinale dei curcuminoidi dipenderebbero dal circolo enteroepatico che spiegherebbe gli effetti farmacodinamici dei curcuminoidi nonostante la rapida trasformazione intestinale.
Il più rapido assorbimento nel tratto gastrointestinale di preparati a base di curcumina associata a fosfatidilcolina dovrebbe quindi essere tenuto in primaria considerazione quando si ci si ponga l’obiettivo di agire sui tessuti gastrointestinali basandosi sul presupposto che l’esposizione luminale ai curcuminoidi sia molto importante ai fini della farmacodinamica; nello studio emerge inoltre chiaramente che gli estratti di curcumina complessati con fosfatidilcolina nei tessuti (a differenza di quanto osservato nel plasma) non determinano concentrazioni significative dei due principali curcuminoidi metaboliti di coniugazione e cioè la tetraidrocurcumina o exaidrocurcumina; questa scarsa presenza di tetraidrocurcumina o exaidrocurcumina nei tessuti delle mucose risulterebbe maggiormente dipendente dall’alterazione dell’assorbimento luminale piuttosto che dalla loro distribuzione plasmatica.
Pur considerando la possibilità che la tetraidrocurcumina e la exaidrocurcumina (i due principali metaboliti di coniugazione) lascino più rapidamente di altri curcuminoidi la mucosa rettale, non esiste al momento nessuna spiegazione fisiologica per la quale questi due curcuminoidi coniugati vengano selettivamente eliminati dalle mucose mentre altri curcuminoidi vi rimangano.
Le conclusioni dello studio suggerirebbero che le scelta del dosaggio ottimale di preparati di curcumina complessati con fosfatidilcolina, basandosi su presunti miglioramenti farmacodinamici di assorbimento rispetto a preparati di curcumina standard, dovrebbe tener conto del fatto che il miglioramento dell’assorbimento dei diversi curcuminoidi potrebbe non essere uniforme.
Come in precedenza emerso in altri studi (Cuomo J, Appendino G, Dern AS, et al,” Comparative absorption of a standardized curcuminoid mixture and its lecithin formulation.”, J Nat Prod. 2011 Apr 25; 74(4):664–669,PubMed.) anche nello studio che presentiamo le due formulazioni non sono sembrate equivalenti e, pur presupponendo che l’estratto di curcumina complessato con fosfatidilcolina fosse nominalmente superiore all’estratto di curcumina standard, le differenze di biodisponibilità osservate per il preparato a base di fosfatidilcolina non si sono dimostrate costanti, bensì altamente variabili (almeno fino a 20 volte), inoltre le differenze non si sono dimostrate omogeneamente coerenti fra i curcuminoidi.
Dallo studio si dedurrebbe che gli estratti di curcumina complessata con fosfatidilcolina, grazie ad un miglior assorbimento intestinale, sarebbero utili qualora si volessero sfruttare gli effetti farmacologici di curcuminoidi metaboliti coniugati (es.: tetraidrocurcumina e la exaidrodurocumina) nel plasma, mentre gli estratti di curcumina standard offrirebbero vantaggi pro-tissutali (antinfiammatori, pre-biotici indiretti, antiossidanti) intestinali determinando nel tessuto colorettale maggiori concentrazioni di tutti curcuminoidi prevalentemente dovute alla esposizione luminale ad essi.