Berberyna | Berberine

1.1. Historia i pochodzenie

Rośliny będące źródłem berberyny od dawna wykorzystywane były w tradycyjnej medycynie. Najlepiej znane są dwie spośród nich: berberys zwyczajny (Berberis vulgaris) i cynowód chiński (Coptis chinensis). Najstarsze zapiski świadczące o tym, że owoce berberysu używane były jako środek oczyszczający krew, pochodzą z glinianych tabliczek należących do biblioteki asyryjskiego cesarza Asurbanipala datowanych na 650 r p.n.e. Jednakże stosowanie różnych części berberysu – łodygi, korzeni czy kory – praktykuje się w tradycyjnej medycynie chińskiej już od 3000 lat. Także w ajurwedzie – tradycyjnej medycynie Indii – różne gatunki berberysów służyły do leczenia infekcji, przyspieszenia gojenia się ran, pomagały przy niestrawności, wrzodach, hemoroidach i dolegliwościach kobiecych. W Ameryce Południowej znano je jako środek łagodzący chorobę wysokościową i gorączkę. Powszechnie zaś wykorzystywano przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwpasożytnicze działanie berberyny. Berberys zwyczajny występował powszechnie również w Europie, jednakże jego dziko rosnąca populacja w dużej mierze została wytępiona przez rolników z uwagi na to, że krzew ten jest żywicielem pośrednim rdzy zbożowej (Puccinia graminis), pasożytniczego grzyba atakującego uprawy i powodującego znaczne straty.

1.2. Klasyfikacja

Pod względem chemicznym berberyna jest czwartorzędowym alkaloidem benzyloizochinoliny. Wykorzystuje się ją jako substrat do syntezy bioaktywnych pochodnych, podczas projektowania nowych, selektywnych leków o silnym działaniu. Suplementy diety zawierające berberynę często są wykorzystywane jako pomoc w terapii infekcji dróg oddechowych, łagodzeniu gorączki i przeziębienia, a także jako wsparcie dla błon śluzowych dróg oddechowych. Wyniki badań naukowych wykazały również, że związek ten ma właściwości przeciwcukrzycowe i że wspiera redukcję poziomu cholesterolu we krwi. Udowodniono ponadto, iż oddziałuje na ośrodkowy układ nerwowy, wspomagając jego funkcjonowanie i zachowanie dobrego nastroju.

1.3. Występowanie

Źródłem berberyny są m.in.:

• berberys zwyczajny (Berberis vulgaris)
• berberys indyjski (Berberis aristata)
• inne rośliny z rodziny berberysowatych (Berberidaceae)
• cynowód chiński (Coptis chinensis)
• gorzknik kanadyjski (Hydrastis canadensis)
• guduchi (Tinospora cordifolia)
• mahonia pospolita (Mahonia aquifolium)
• korkowiec amurski (Phellodendron amurense)
• argemon meksykański (Argemone mexicana)
• pozłotka kalifornijska (Eschscholzia californica)

2.1. Wpływ na układ nerwowy

2.1.1. Wpływ na zdolności poznawcze

Wyniki badań naukowych wykazały, że berberyna korzystnie wpływa na zdolności poznawcze, szczególnie wówczas, gdy są one obniżone w wyniku cukrzycy. Związek ten działa bowiem jako inhibitor acetylocholinoesterazy (ACHE), enzymu unieczynniającego acetylocholinę. Eksperyment z wykorzystaniem zwierzęcego modelu cukrzycy wywołanej streptozotocyną udowodnił, że suplementacja berberyny przez okres 30 dni pozwala znacząco zmniejszyć aktywność esteraz cholinowych, a także poprawić zdolności poznawcze. Również inne badania potwierdziły, że berberyna oraz jej pochodne, a także ekstrakty z zawierających ją roślin hamuje aktywność ACHE, przyczyniając się tym samym do wzrostu poziomu acetylocholiny w ośrodkowym układzie nerwowym.

Berberyna wykazuje także inne mechanizmy działania wpływające na poziom zdolności poznawczych. Jednym z nich jest promowanie długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP, ang. long-term potentiation) w komórkach zakrętu zębatego hipokampa. Alkaloid ten zapobiega również nadmiernemu obumieraniu neuronów wskutek niedokrwienia lub stresu oksydacyjnego. Pomaga też zmniejszyć stężenie beta-amyloidu, którego odkładanie się obserwuje się w przebiegu choroby Alzheimera.

2.1.2. Wpływ na nastrój

Wyniki badań przeprowadzonych z wykorzystaniem modelu zwierzęcego pozwoliły udowodnić, że berberyna wykazuje właściwości przeciwdepresyjne. Otrzymujące ją zwierzęta osiągnęły lepsze wyniki w teście wymuszonego pływania i teście podwieszenia za ogon. Alkaloid ten okazał się również skuteczny w łagodzeniu depresji wywołanej przez podanie rezerpiny, której mechanizm działania polega na wypłukiwaniu katecholamin i uniemożliwieniu ich gromadzenia się w obrębie zakończeń nerwowych układu współczulnego. Nasilał też działanie imipraminy, tranylcyprominy, fluoksetyny i wenlafaksyny, stosowanych jako leków przeciwdepresyjnych. Nie miał jednak wpływu na skuteczność trazodonu i mianseryny. Naukowcy przypuszczają, że przeciwdepresyjne działanie berberyny związane jest z jej zdolnością do podnoszenia poziomu noradrenaliny i serotoniny w neuronach hipokampa i kory czołowej. W innej analizie neurochemicznej wykazano, że pod jej wpływem zwiększa się stężenie serotoniny, noradrenaliny i dopaminy w całym mózgu.

Innym mechanizmem działania berberyny jest pozytywna modulacja receptorów opioidowych sigma1. Aktywacja tych receptorów prowadzi do poprawy nastroju i związana jest z odczuwaniem uczucia przyjemności.

2.2. Wpływ na układ krążenia

2.2.1. Działanie kardioprotekcyjne

Wyniki badań in vitro, a także przeprowadzonych z wykorzystaniem modeli zwierzęcych, wykazały, że doustne przyjmowanie berberyny przez okres od 7 do 14 dni pozwala zmniejszyć stopień uszkodzenia tkanki mięśnia sercowego pod wpływem niedokrwienia. Jednakże mechanizmy prowadzące do tego efektu pozostają obecnie nieznane.

Udowodniono również skuteczność berberyny jako środka pomagającego zredukować zwłóknienie serca. Odbywa się to poprzez wpływ tego związku na zwiększenie ekspresji białka relaksyny. Podawanie berberyny skutkuje mniejszą aktywacją fibroblastów, spowolnieniem syntezy kolagenu, co w konsekwencji prowadziło do złagodzenia zwłóknienia serca.

2.2.2. Cholesterol i miażdżyca

Podczas testów klinicznych wykazano, że doustne przyjmowanie berberyny przez okres 3 miesięcy doprowadziło do obniżenia poziomu cholesterolu we krwi o 29%, przy czym stężenie jego frakcji LDL spadło o 25%. Udowodniono również, iż alkaloid ten podnosi ekspresję receptora LDL za pomocą mechanizmu posttranskrypcyjnego, który stabilizuje mRNA. Receptor ten pobiera cząsteczki LDL z krwi i przyczynia się do zmniejszenia jego poziomu. Inną drogą prowadzącą do obniżenia poziomu cholesterolu pod wpływem berberyny jest zdolność tego związku do stabilizowania receptora LDL, a zatem do wydłużania czasu jego aktywnego wychwytywania małocząsteczkowej frakcji cholesterolu. Wyniki innych badań potwierdziły, że berberyna skutecznie pomaga obniżyć poziom cholesterolu i trójglicerydów we krwi, nie tylko u osób zdrowych, ale również u diabetyków.

Ponieważ berberyna hamuje aktywność białka AEBP1, zapobiega wychwytywaniu utlenionych cząsteczek LDL przez makrofagi, co zapobiega ich przekształcaniu się w komórki piankowate, odkładające się w ścianach naczyń krwionośnych i tworzących blaszki miażdżycowe. Ponieważ efekt ten nie był obserwowany u szczurów bez ekspresji kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK), wydaje się iż enzym ten ma kluczowe znaczenie dla przeciwmiażdżycowej aktywności berberyny.

2.3. Wpływ na układ odpornościowy

Wyniki analiz naukowych wykazały, że berberyna posiada pewien potencjał immunomodulacyjny. Jej regularne przyjmowanie wydaje się być związane ze zmniejszeniem intensywności układu odpornościowego na bodźce wywołujące stan zapalny, w tym lipopolisacharyd i siarczan dekstranu sodu. Nie udało się jednak udowodnić wpływu tego alkaloidu na aktywność makrofagów, poza zmniejszeniem ryzyka ich przekształcenia się w komórki piankowate.

Podczas testów in vitro berberyna była w stanie znacznie nasilić proliferację limfocytów T w odpowiedzi na antygeny. Efekt ten obserwowany był, gdy stężenie tego alkaloidu nie przekraczało 10-20 μg/ml. Wyższa koncentracja prowadziła natomiast do pojawienia się immunosupresji o sile zależnej od dawki.

2.4. Wpływ na wątrobę

Wykazano, że przyjmowanie dużych dawek berberyny przez okres 5 tygodni jest w stanie zmniejszyć aktywność glukoneogenezy w wątrobie, gdy proces ten jest nasilony w przebiegu cukrzycy. Testy in vitro z wykorzystaniem ludzkich komórek wątroby udowodniły, że alkaloid ten prowadzi do podniesienia stężenia receptorów insuliny na powierzchni hepatocytów. Podobny efekt uzyskano również w przypadku linii komórkowych pochodzących z innych narządów, w tym trzustki i okrężnicy. Prawdopodobnie przyczynia się to do poprawy sygnalizacji insulinowej. Udowodniono również, że berberyna działa protekcyjnie na komórki wątroby, przeciwdziałając ich uszkodzeniu w wyniku wpływu toksyn takich jak tetrachlorek węgla lub alkohol etylowy. Berberyna zapobiegała zwłóknieniu wątroby w stopniu porównywalnym do wyciągu z ostropestu plamistego oraz do kwasu tauroursodeoksycholowego.

2.5. Wpływ na masę ciała

Badania in vitro udowodniły, że berberyna hamuje różnicowanie się preadipocytów i powstawania komórek tłuszczowych. Z kolei w dojrzałych adipocytach berberyna wydaje się tłumić aktywność pro-adipogennego receptora PPAR.

Wyniki testów klinicznych z udziałem pacjentów ze zdiagnozowanym zespołem metabolicznym pozwoliły wykazać, że regularne stosowanie berberyny w dawce 900 mg dziennie (rozłożonej na trzy porcje w ciągu dnia) przez okres 12 tygodni pozwala znacząco zmniejszyć wartość indeksu masy ciała (BMI). Przeprowadzono też podobne badanie, w którym uczestniczyły osobe zdrowe, ale otyłe. Przez 12 tygodni przyjmowały one większą dawkę tego alkaloidu (500 mg 3 razy dziennie). Zanotowano u nich zmniejszenie masy ciała o 5 funtów (ok. 2,3 kg) mimo, iż nie stosowały one dodatkowych ćwiczeń ani nie zmieniły sposobu odżywiania się. Niektórzy z ochotników zgłaszali jednak zmniejszenie apetytu.