Jak berberyna zwalcza stres oksydacyjny, stany zapalne i cukrzycę
Berberyna to naturalny związek roślinny, który występuje w wielu roślinach, w tym w mahonii pospolitej, korkowcu amurskim, glistniku jaskółczym zielu, berberysie zwyczajnym, gorzkniku kanadyjskim i coptis chińskim, między innymi. Ten związek, należący do kategorii alkaloidów, ma długą i wysoko cenioną historię stosowania w tradycyjnej medycynie chińskiej oraz indyjskiej ajurwedzie jako środek przeciwbiegunkowy i przeciwzakaźny, a także był używany jako źródło intensywnego żółtego barwnika do wełny, skóry i drewna.
Alkaloidy jako grupa chemiczna są dość interesujące i zawierają ogromną liczbę związków, z których wszystkie mają co najmniej jeden atom azotu w swojej strukturze. Wiele z tych alkaloidów zawierających azot ma silne działanie biologiczne na organizm ludzki i już dostarczyło wiele korzystnych leków, w tym silny opioidowy środek przeciwbólowy morfinę oraz lek chemioterapeutyczny na białaczkę winkrystynę. Jedną z właściwości, które sprawiają, że te związki alkaloidowe są tak atrakcyjne dla badań medycznych, jest to, że są rozpuszczalne w wodzie w warunkach kwasowych i rozpuszczalne w tłuszczach (lipidach) w bardziej neutralnych lub zasadowych warunkach, co daje im zdolność do faktycznego przekraczania błon komórkowych w ich bardziej neutralnej formie.
Oczywiście, w ramach tego odnowionego zainteresowania alkaloidami, znajduje się berberyna, a setki nowych badań nad tym związkiem co roku trafiają do czasopism naukowych. Jedną z najczęściej badanych właściwości berberyny są jej terapeutyczne efekty w chorobach sercowo-naczyniowych oraz metabolicznych, ponieważ są to główne przyczyny zgonów na świecie i pilnie potrzebne są nowe środki terapeutyczne.
"Stres oksydacyjny, zapalenie i rozwój cukrzycy"
Jednym z najbardziej obiecujących terapeutycznych zastosowań berberyny jest jej wpływ na stres oksydacyjny, czyli nierównowagę, która występuje między produkcją szkodliwych wolnych rodników a zdolnością organizmu do neutralizowania tych wolnych rodników za pomocą antyoksydantów. Wolne rodniki są naturalnym produktem ubocznym metabolizmu, powstającym, gdy atomy tlenu są rozdzielane na pojedyncze atomy z niesparowanymi elektronami. Jednakże, ponieważ te wolne rodniki nie lubią pozostawać niesparowane, nieustannie przeszukują organizm w poszukiwaniu innych elektronów, z którymi mogłyby się sparować.
W procesie poszukiwania innych elektronów, te wolne rodniki powodują uszkodzenia białek, błon komórkowych, a nawet samego DNA, skutecznie „kradnąc” ich elektrony poprzez proces znany jako utlenianie. Proces stresu oksydacyjnego odgrywa kluczową rolę w rozwoju szerokiego zakresu procesów chorobowych, w tym między innymi chorób sercowo-naczyniowych, cukrzycy, raka, udaru mózgu, chorób neurodegeneracyjnych takich jak demencja oraz przewlekłego zapalenia. Oprócz uszkodzeń spowodowanych przez te poszukujące wolne rodniki, spożycie zjełczałych tłuszczów (głównie w postaci przemysłowych olejów do gotowania) w diecie, jak również niedobór statusu antyoksydacyjnego, również inicjuje i propaguje te uszkodzenia oksydacyjne.
Chociaż dokładne mechanizmy, przez które rozwija się cukrzyca typu 2, nie są w pełni znane, obecnie jest wyraźnie uznawane, że stres oksydacyjny odgrywa dużą rolę w jej rozwoju, głównie poprzez generowanie szkodliwych reaktywnych form tlenu, takich jak aniony ponadtlenkowe i nadtlenki wodoru. Uważa się, że związki te bezpośrednio uszkadzają wyspecjalizowane komórki wysp trzustkowych, które produkują insulinę.
Stres oksydacyjny i berberyna
Rozwój cukrzycy jest ściśle związany z aktywacją oksydazy dinukleotydu nikotynamidoadeninowego fosforanu (NADPH), rodziny enzymów znajdujących się w błonach komórkowych, które katalizują produkcję wolnych rodników ponadtlenkowych znanych jako ponadtlenki. Te ponadtlenki, oprócz innych ról, służą do ochrony organizmu poprzez niszczenie różnych patogenów wirusowych i bakteryjnych, gdy jest to konieczne. Normalnie, te enzymy oksydazy NADPH są nieaktywne w spoczynkowych komórkach, ale jeśli są nadmiernie aktywowane, mogą produkować szkodliwe poziomy reaktywnych form tlenu (ROS). W komórkach naczyniowych (komórkach naczyń krwionośnych) brak równowagi w ROS może prowadzić do nadciśnienia (wysokiego ciśnienia krwi), zawału mięśnia sercowego (zawału serca), miażdżycy (nagromadzenia tłuszczowych blaszek w ścianach tętnic) i udaru mózgu.
Istnieje dość duża liczba badań na modelach zwierzęcych, które pokazują silną aktywność antyoksydacyjną berberyny. Berberyna działa na redukcję stresu oksydacyjnego poprzez różne szlaki, w tym bezpośrednie wychwytywanie wolnych rodników ponadtlenkowych. Berberyna również bezpośrednio hamuje ekspresję oksydazy NADPH, która, jak wyjaśniono powyżej, jest jednym z kluczowych źródeł reaktywnych form tlenu.
Zapalenie, Otyłość i Berberyna
Zapalenie jest również bezpośrednio zaangażowane w rozwój cukrzycy typu 2 poprzez kilka złożonych szlaków chemicznych, które prowadzą do produkcji wysoce zapalnych cytokin, co ostatecznie skutkuje zwiększoną opornością na insulinę i dalszą dysfunkcją komórek wysp trzustkowych. Istnieje bardzo silne powiązanie między rozwojem zapalenia a stresem oksydacyjnym i warto podkreślić, że rola berberyny w tłumieniu zapalenia jest bardzo złożona i obejmuje wiele szlaków, które nakładają się na jej szlaki antyoksydacyjne.
Jedna z tych nakładających się ścieżek obejmuje AMPK (kinazę białkową aktywowaną adenozynomonofosforanem). Wielu badaczy uważa, że to wpływ berberyny na tę ścieżkę AMPK wyjaśnia w dużej mierze jej wpływ na zdrowie człowieka. AMPK działa jako swego rodzaju centralny „przełącznik kontrolny”, który pomaga regulować, ile energii organizm zarówno produkuje, jak i zużywa. Kiedy te liczne ścieżki regulowane przez AMPK stają się dysfunkcyjne i AMPK jest wyłączone, może to prowadzić do nieprawidłowości poziomu cukru we krwi, jak również lipidów (tłuszczów) we krwi, co może prowadzić do cukrzycy, a nawet zespołu metabolicznego, niebezpiecznej kombinacji zwiększonego nagromadzenia tłuszczu brzusznego i podwyższonego ciśnienia krwi, oprócz podwyższonych poziomów cukru i lipidów we krwi. Wykazano również, że aktywacja AMPK faktycznie redukuje starzenie się.
Istnieje tylko garstka znanych związków chemicznych, które aktywują AMPK, w tym powszechnie przepisywany lek na cukrzycę, metformina. Berberyna jest również jednym z tych związków. W rzeczywistości berberyna aktywuje AMPK w podobnym stopniu jak metformina.
Berberyna nie tylko aktywuje AMPK, ale także zwiększa glikolizę, szlak metaboliczny, który przekształca glukozę (cukier) w energię i prowadzi do redukcji glukoneogenezy (produkcji nowej glukozy) w wątrobie. Uważa się, że ten sam mechanizm leży u podstaw pozytywnych efektów berberyny na utratę wagi i jej działanie przeciw otyłości. Berberyna była z powodzeniem stosowana nie tylko w leczeniu eksperymentalnie wywołanej cukrzycy typu 2 u myszy, ale także w badaniach na ludziach w leczeniu cukrzycy typu 2. Co ciekawe, właściwości przeciwcukrzycowe berberyny wydają się częściowo wynikać z jej wpływu na mikrobiom jelitowy człowieka, promując równowagę mikroflory jelitowej.
Podsumowując, berberyna jest naturalnym związkiem pochodzenia roślinnego, który ma silne działanie przeciwutleniające i przeciwstarzeniowe, działając poprzez różne biologiczne szlaki chemiczne w celu złagodzenia szkodliwych skutków wolnych rodników, tłumienia stanów zapalnych i regulacji produkcji glukozy. Dzięki tym samym mechanizmom, berberyna również wywiera pozytywny wpływ na utratę wagi i pomaga regulować poziom cukru we krwi. I chociaż wykracza to poza zakres tego artykułu, berberyna wykazuje również duży potencjał w tłumieniu niektórych rodzajów nowotworów.
Z pewnością ten potężny suplement powinien być rozważany przez każdego, kto szuka naturalnego sposobu na uzyskanie korzyści przeciwstarzeniowych, przeciwzapalnych i przeciwotyłościowych. Pełne informacje na temat naszego wysokiej jakości suplementu berberyny można znaleźć tutaj, specjalnie sformułowanego z piperyną (pochodzącą z czarnego pieprzu) w celu zwiększenia wchłaniania i maksymalnej biodostępności.
Bibliografia:
1. Zahra Ilyas, Simone Perna, Salwa Al-thawadi, Tariq A. Alalwan, Antonella Riva, Giovanna Petrangolini, Clara Gasparri, Vittoria Infantino, Gabriella Peroni, Mariangela Rondanelli, Wpływ berberyny na utratę wagi w celu zapobiegania otyłości: Przegląd systematyczny, Biomedicine & Pharmacotherapy, Tom 127, 2020, 110137, ISSN 0753-3322, https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110137.
2. Waller G.R., Nowacki E.K. (1978) Rola alkaloidów w roślinach. W: Alkaloid Biology and Metabolism in Plants. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-0772-3_5
3. Sack RB, Froehlich JL. Berberyna hamuje jelitową odpowiedź wydzielniczą wywołaną przez toksyny enterotoksynowe Vibrio cholerae i Escherichia coli. Infect Immun. 1982 Feb;35(2):471-5. doi: 10.1128/IAI.35.2.471-475.1982. PMID: 7035365; PMCID: PMC351064.
4. Feng X, Sureda A, Jafari S, et al. Berberyna w chorobach sercowo-naczyniowych i metabolicznych: od mechanizmów do terapii. Theranostics. 2019;9(7):1923-1951. Opublikowano 16 marca 2019. doi:10.7150/thno.30787
5. Yin J, Xing H, Ye J. Skuteczność berberyny u pacjentów z cukrzycą typu 2. Metabolism. 2008;57(5):712-717. doi:10.1016/j.metabol.2008.01.013
6. Antero Salminen, Kai Kaarniranta. Kinaza białkowa aktywowana przez AMP (AMPK) kontroluje proces starzenia poprzez zintegrowaną sieć sygnalizacyjną, Ageing Research Reviews, Tom 11, Numer 2, 2012, Strony 230-241, ISSN 1568-1637, https://doi.org/10.1016/j.arr.2011.12.005.
7. Zhang, Y., Gu, Y., Ren, H. et al. Wpływ mikrobiomu jelitowego związanego z berberyną i probiotykami na cukrzycę typu 2 (badanie PREMOTE). Nat Commun 11, 5015 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18414-8
8. Zahra Ilyas, Simone Perna, Salwa Al-thawadi, Tariq A. Alalwan, Antonella Riva, Giovanna Petrangolini, Clara Gasparri, Vittoria Infantino, Gabriella Peroni, Mariangela Rondanelli, Wpływ berberyny na utratę wagi w celu zapobiegania otyłości: Przegląd systematyczny, Biomedicine & Pharmacotherapy, Tom 127, 2020, 110137, ISSN 0753-3322, https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110137.