Berberín - biológia
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Antibiotiká z baktérií
Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu
Molekulárny kompas na zarovnanie buniek
Čo robí listy na jeseň starnúcimi
Demokracia perličiek
Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Berberín
tmavo žltá tuhá látka (ako hemisulfát) [1]
Berberín je alkaloid zo skupiny izochinolínových alkaloidov. Okrem iného, čučoriedka (Berberis vulgaris), ktorý dal alkaloidu jeho názov, pomarančový koreň (Hydrastis canadensis) a Coptis chinensis, hlavne v koreňoch, v podzemku, v kmeni a v kôre. Berberín má výrazne žltú farbu, a preto sa v minulosti barberry používalo na farbenie vlny a kože. Aj dnes je vlna v severnej Indii zafarbená na žlto berberínom. Berberín pod UV svetlom fluoreskuje žiarivo žltou farbou. [4] Používa sa preto aj na farbenie heparínu v žírnych bunkách. [5] Berberín má ako prírodné farbivo Farebný index CI 75160. Je to jediné známe prírodné farbivo s kvartérnou dusíkovou bázou.
Výskyt
Husemann [6] o berberíne píše:
Objav berberínu
Podľa Husemanna [6] izoloval Hüttenschmidt prvýkrát jamajicín v roku 1824 z jamajskej červej kôry. Berberín prvýkrát objavil v roku 1835 nemecký farmakológ Johann Andreas Buchner z koreňovej kôry obyčajného barberry (Berberis vulgaris L.) izolovaný. Gastell však v roku 1866 uznal, že jamajicín je totožný s berberínom.
Fyziologický účinok
Zdá sa, že berberín má ďalší farmakologický potenciál pre množstvo lekárskych aplikácií. Berberín a jeho zlúčeniny, berberínsulfát a fosfát, sa v Oriente hojne používali ako črevné antiseptikum v orálnej forme. Ďalšie systémové účinky, ako je zníženie krvného tlaku, zvýšenie sekrécie bilirubínu, inotropné, sedatívne, protizápalové (protizápalové) [7], dilatačný účinok na koronárne artérie, antikoagulancium, mierne zníženie srdcovej frekvencie, zrýchlenie obnovy β-buniek pankreasu, lipoproteíny s nízkou hustotou. Bolo opísané zníženie hladiny cholesterolu (LDL-C). [8]
Berberín je antiseptický voči baktériám [9] a amébam. Vykazuje slabé antibiotické účinky. Účinok však môže byť zosilnený inhibítorom MDR, 5'-metoxyhydrokarpínom (5'-MHC). [10] [11] [12] 5'-MHC je súčasťou mnohých liekov spolu s berberínom Berberis-Druhy. [13]
Berberín má tiež upokojujúci účinok na centrálny nervový systém. Moduluje neurotransmitery a ich receptorový systém v mozgu. [14]
Pri cukrovke typu II je mechanizmus účinku berberínu založený na zvýšení expresie inzulínového receptora na povrchu buniek. [15] To znižuje hladinu glukózy v krvi. Mechanizmus sa zásadne líši od mechanizmu metformínu alebo rosiglitazónu. [16] [17]
Berberín má antineoplastický potenciál pri rôznych druhoch rakoviny, ako je rakovina prostaty [18], rakovina prsníka [19], leukémia [19], rakovina kože [20] alebo rakovina pľúc [21]. Berberín má antiproliferatívny účinok in vitro aj in vivo. Pôsobí tiež proti potenciálne rakovinotvorným mikroorganizmom, ako sú napr Helicobacter pylori, a vírusy, ako je vírus hepatitídy B. Tu je výhodou aj proapoptický účinok berberínu. Ako širokospektrálny inhibítor enzýmov berberín deaktivuje enzýmy, ako je N-acetyltransferáza, cyklooxygenáza-2 (COX-2) a topoizomerázy. [22] [23]
In vitro je možné určiť strednú inhibíciu telomerázy. [24] Tiež by mohli in vitro možno preukázať schopnosť beberínu zachytávať radikály. [25]
Berberín pôsobí ako antiarytmikum. Pôsobí ako antiarytmikum triedy III v tom, že špecificky blokuje draslíkové kanály. [26] [27]
Berberín znižuje hladinu cholesterolu v krvi. Mechanizmus sa líši od mechanizmu statínov, komerčne dostupných látok znižujúcich lipidy. [28] V kombinácii so simvastatínom sa preto pozoroval výrazne silnejší účinok ako pri monoterapii. [29]
Berberín zjavne ovplyvňuje spracovanie prekurzorového proteínu amyloidu produkciou nižšieho podielu p-amyloidu. Berberín je preto veľmi nádejným kandidátom na liečbu Alzheimerovej choroby. [30] [31]
Enzým prolylendopeptidáza (PEP) je inhibovaný berberínom. [32] PEP sa spája s mnohými duševnými chorobami vrátane bipolárnej poruchy, schizofrénie a depresie. [33]
toxicita
Berberín je dobre znášaný v terapeutických dávkach až do 500 mg. Predtým sa používal v dávkach 60 - 300 mg u dospelých na amebiázu a choleru. Vážnejšia otrava nie je známa. [34]
Relatívne nízka toxicita pre berberínchlorid sa zistila aj pri pokusoch na zvieratách (potkany a myši). Najvyššia dávka berberínu, ktorá nezanechala viditeľné a merateľné účinky (poškodenie) ani pri dlhodobom príjme (tzv. úroveň bez pozorovaných nepriaznivých účinkov, NOAEL), sa pozoroval iba pri dávkach, ktoré boli 60 - 100-krát vyššie ako bežné farmakologické dávky pre ľudí. [35]
metabolizmus
Berberín sa v tele z veľkej časti metabolizuje. Po intravenóznej dávke 2 mg/kg sa v moči králikov zistilo menej ako 5% pôvodného množstva berberínu. [36] Iba 0,5% berberínu sa vylúčilo žlčou a črevným traktom v rovnakom experimente, iba 5,5% orálne prijatého berberínu opustilo telo nezmenené.
V pečeni je berberín demetylovaný cytochrómom P450 vo fáze I a glukuronidovaný vo fáze II, to znamená, že reaguje s kyselinou glukurónovou. [37] Zodpovedajúcim spôsobom sú metabolity v plazme potkanov: berberrubín (jednoducho demetylovaný berberín, (CAS # [15401-69-1]), thalifendín (CAS # [18207-71-1]) a jatrorrhizín (CAS # [3621-) 38-3]), voľný alebo viazaný na kyselinu glukurónovú, zistiteľný. [38]
syntéza
biosyntéza
Kroky syntézy berberínu u čučoriedok prechádzajú cez desať stupňov a boli objasnené začiatkom 90. rokov. [39] Dvoma východiskovými zlúčeninami sú 4-hydroxyfenylacetaldehyd a 3,4-dihydroxybenzyl-2-etylamín, ktoré pri kondenzácii v prvom kroku tvoria norkoklaurín. Toto je monometylované a vytvára koklaurín. Po ďalších dvoch krokoch sa vytvorí retikulín, z ktorého sa zase stane scoulerín. Kanadín sa vyrába v ďalšom medzistupni, z ktorého sa nakoniec vyrába berberín. [40]
Technická syntéza
Je opísaných niekoľko syntéz na výrobu berberínu. Najznámejšia je syntéza Pictet-Gams-izochinolínu vyvinutá spoločnosťou Pictet and Gams v roku 1910. [41] [42]