Chimie et métabolisme de la curcumine

Chimie et métabolisme de la curcumine

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La connaissance croissante du devenir métabolique complexe de la curcumine est à un point où la plupart des recherches pharmacocinétiques précédentes sont incomplètes et dépassées [ 46 , 47 , 48 , 49 ]. 

La plupart des études sur la curcumine qui ont observé des effets biologiques passionnants et puissants ont eu lieu à la suite de l’administration de niveaux élevés de curcumine à des cellules en culture (in vitro) ou à des rongeurs. 

Malheureusement, ces résultats fournissent une pertinence marginale pour l’application humaine pratique en raison du fait que les humains présentent un métabolisme de phase II 4 à 16 fois plus élevé (conjugaison avec le glucuroconjugué et le sulfate) que les rongeurs [ 46 ].

La curcumine est un composé hautement réactif en raison de sa structure moléculaire unique. 

Il est sensible à la lumière visible et aux UV, se décomposant en une série de composés, la vanilline et l’acide férulique étant les produits finaux les plus importants [ 46 , 47 , 48 ]. 

Une exposition à la lumière incontrôlée et inconnue a jeté une ombre de manque de fiabilité sur la recherche sur la curcumine à ce jour. 

Par conséquent, lors de l’étude de la curcumine, il faut faire très attention pour éviter l’exposition à la lumière.

La curcumine est instable dans les solutions aqueuses à pH> 6,5 à 37 ° C par une réaction d’autoxydation, entraînant la formation de produits de clivage, les produits ultimes devenant la vanilline et l’acide férulique, des structures de cyclisation interne de cyclopentadione ou des composés de dimérisation [ 46 , 47 , 48 , 49 , 50 ]. 

La curcumine peut également être oxydée par des radicaux libres et des composés oxyradicaux, avec de nombreux produits de décomposition [ 46 , 47 , 48 , 49 , 50 ], ce qui explique certaines des propriétés antioxydantes bien connues de la curcumine.

Une fois que la curcumine est ingérée, plusieurs faits biologiques et chimiques diminuent encore la livraison de la curcumine aux sites cibles. 

La curcumine est liposoluble sans solubilité pratique dans des solutions aqueuses plus acides que pH 6, un environnement qui améliore l’auto-oxydation [ 46 , 47 ]. 

Ainsi, les études pharmacocinétiques humaines utilisant la curcumine non formulée augmentent involontairement la dégradation par auto-oxydation avant d’être absorbée. 

Néanmoins, les données épidémiologiques sur les mangeurs de curry (curcuma) ont montré des avantages significatifs pour la santé de l’ingestion quotidienne, à faible dose et à long terme de curcumine par les pratiques alimentaires traditionnelles [ 1 , 2 , 3 , 5 , 6 , 78 , 9 ]. 

Les pratiques diététiques développées au cours des siècles consistant à chauffer le curcuma dans l’huile, puis à le mélanger avec de la nourriture dans un repas peuvent aider à sa biodisponibilité.

Dans le tractus gastro-intestinal, la curcumine se lie étroitement au mucus, retardant davantage l’absorption des cellules épithéliales et soumettant la curcumine à une auto-oxydation et une dégradation oxydative [ 46 ]. 

Une fois transporté dans les cellules épithéliales, une biotransformation extensive se produit [ 46 , 50 ]. 

Le métabolisme de phase I (principalement réduction) est la transformation majeure des curcuminoïdes chez l’homme, formant la dihydrocurcumine, la tétrahydrocurcumine, l’hexahydrocurcumine et l’octahydrocurcumine [ 1 , 4 , 5 , 46 , 50 ]. 

Chacune de ces formes ainsi que la curcumine, la DMC et le BDMC sont ensuite soumises à une conjugaison de phase II avec du glucuronide, du sulfate et du glutathion [ 1 , 45 , 46 , 49 ]. 

La curcumine et ses métabolites sont ensuite effluxés dans la lumière intestinale pour être éliminés par défécation, le sort de la plupart des curcumines ingérées par voie orale [ 46 ].

La curcumine et ses métabolites sont soumis à un métabolisme supplémentaire par le microbiome intestinal dans le côlon, ce qui donne plusieurs espèces avec peu de chances de réabsorption [ 1 , 4 , 5 , 46 , 49 ]. 

Les composés de curcumine absorbés sont en outre métabolisés par les hépatocytes, les convertissant ensuite en formes réduites et conjuguées pour un efflux dans la bile, avec de petites quantités entrant dans la circulation [ 46 , 49 ].

Une fois en circulation, la curcumine et ses métabolites adhèrent fortement aux protéines, principalement l’albumine.

La photo ci dessous montre les principaux métabolites connus dans le plasma humain après ingestion orale. 

Bien qu’il illustre le métabolisme de la curcumine, le DMC et le BDMC subissent également les mêmes voies métaboliques. 

Ainsi, l’ingestion de curcuminoïdes entraîne> 42 composés de curcumine totale dans la curcumine humaine et la curcumine pure aboutit à> 13 métabolites.

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Figure 1 – Voies métaboliques de la curcumine.

Etudes des curcuminoïdes

Des études pharmacocinétiques chez l’homme ont administré de la curcumine avec et sans DMC et BDMC. 

Cependant, peu d’études humaines ont évalué le DMC et le BDMC, même lorsqu’ils étaient quantifiés (totaux mais non libres) après hydrolyse enzymatique des formes conjuguées [ 24 , 25 , 26 , 27 , 35 ]. 

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Normalisation des données et hydrolyse des échantillons de plasma

La curcumine est beaucoup plus physiologiquement active que ses métabolites conjugués et réduits, et est présente dans des concentrations plasmatiques plus élevées sous forme libre que les métabolites sous ses formes réduites. 

Par conséquent, le reflet le plus précis de la vraie biodisponibilité et de la bio-efficacité implique la détermination de la curcumine libre [ 6 , 12 , 14 , 16 ]. 

L’indice pharmacocinétique utilisé pour déterminer l’étendue (quantité) de l’absorption de la curcumine est un graphique de la concentration plasmatique sanguine du (des) constituant (s) actif (s) en fonction du temps, produisant l’aire sous la courbe concentration-temps (ASC). De plus, le C MAX indique la concentration maximale de curcumine dans le plasma après administration.

Les données pharmacocinétiques des micro- et nanoformulations de curcumine sont principalement disponibles à partir d’études précliniques. 

Ces données limitées ont confirmé que les formulations de curcumine amélioraient la biodisponibilité par rapport à la poudre de curcumine libre et non encapsulée, telle que mesurée par l’ASC ou la C MAX de la curcumine et de ses métabolites [ 38 , 39 , 40 , 41 , 42 , 46 ]. 

En raison de grandes variations dans l’administration, les techniques analytiques, la posologie et d’autres paramètres, les données de l’ASC et de la C MAX ne sont pas directement comparables entre les études et les formulations. 

Cependant, lorsque les données de diverses études pharmacocinétiques sont comparées en normalisant les résultats sur la base de l’ASC / mg et de la CMAX / mg de curcumine ingérée, des comparaisons significatives peuvent être faites [ 15 , 19 , 51 , 52 ] et indiquent clairement que les micro et nanoformulations offrent une biodisponibilité grandement améliorée par rapport aux produits qui offrent une solubilité accrue [ 15 , 19 ].

Un problème majeur est le fait qu’à quelques exceptions près [ 15 , 19 , 36 ], la plupart des études pharmacocinétiques ont hydrolysé des échantillons de plasma avant l’analyse, aboutissant à la détermination de la curcumine totale et pas seulement libre [ 51 , 52 ]. 

L’hydrolyse enzymatique du plasma avec la glucuronidase / sulfatase pour libérer la curcumine de ses conjugués, par opposition à la mesure de la curcumine libre dans des échantillons de plasma non hydrolysé, permet de déterminer la curcumine totale et non la curcumine bioactive libre. 

Ainsi, la déclaration de la curcumine totale à partir d’échantillons de plasma hydrolysé fournit des résultats très exagérés et trompeurs [ 51 , 52]. 

En conséquence, il est difficile de fournir des comparaisons significatives de l’absorption et de la biodisponibilité de la curcumine entre les produits, à moins que des études comparatives directes ne soient menées.

Diverses études pharmacocinétiques ont comparé l’absorption entre un produit formulé et de la curcumine non formulée [ 15 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 30 , 31 , 33] où l’hydrolyse enzymatique d’échantillons de plasma a été employée, et donc la curcumine totale mais non libre, la curcumine bioactive a été signalée. 

Dans ces conditions, une certaine indication d’une meilleure absorption est fournie par le produit conçu pour améliorer la biodisponibilité. 

Cependant, aucune information sur les taux plasmatiques de curcumine bioactive libre ou de ses produits de réduction bioactive n’est fournie. 

Un certain nombre d’études ont également comparé la pharmacocinétique d’une formulation de curcumine avec des formulations plus précoces et moins absorbées comme la curcumine avec de l’huile de curcuma (BCM-95 ® ; BioCurcumax ® ; Curcugreen ™) ou une petite quantité de pipérine (Curcumin C 3 Complex ® ) , avec des résultats contradictoires des rapports originaux [ 18 ,19,20,24,25,26].

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