A borbolya az elhízás és a metabolikus szindróma kezelésében: lehetséges hatásmechanizmusok

Safieh Firouzi

1 Metabolikus szindróma kutatóközpont, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@mruoyahG

2 Hallgatói Kutatási Bizottság, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán

Mahsa Malekahmadi

1 Metabolikus szindróma kutatóközpont, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@mruoyahG

2 Hallgatói Kutatási Bizottság, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán

Majid Ghayour-Mobarhan

1 Metabolikus szindróma kutatóközpont, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@mruoyahG

3 Modern Tudományok és Technológia Tanszék, Orvostudományi Kar, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@mruoyahG

Gordon Ferns

4 Orvosi Oktatási Tanszék, Brighton és Sussex Medical School, Brightoni Egyetem Falmer Campus, Brighton, Egyesült Királyság

Hamid Reza Rahimi

3 Modern Tudományok és Technológia Tanszék, Orvostudományi Kar, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@rhimihaR, ri.ca.smum@mruoyahG

5 Neurogén gyulladáskutató központ, Mashhad Orvostudományi Egyetem, Mashhad, Irán, ri.ca.smum@rhimihaR

Absztrakt

Bevezetés

A National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III MetS definíciója szerint a következő öt tulajdonság bármelyikének a jelenléte, ideértve a derékbőség kerülete ≥102 cm férfiaknál vagy ≥88 cm a nőknél, ≥130/85 Hgmm (beleértve a hipertóniás betegeket és betegek, akik vérnyomáscsökkentő gyógyszereket kaptak), triglicerid (TG) ≥150 mg/dl, nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin 2500 évig, főleg orosz terapeuták által. a kínai orvoslásban használják. Ez a növényi összetevő megtalálható a szárban, a gyökerekben, a rizómákban és hét olyan növényfajban, mint a Berberis vulgaris, a Berberis aristata, a Mahonia aquifolium, a Hydrastis canadensis, a Xanthorhiza simplicissima és a Phellodendron amurense (borbolya) .12 A berberin a glikolízis fokozásával és növelésével befolyásolja a glükóz anyagcserét. inzulinérzékenység, 18 és egy nemrégiben készült tanulmány szerint a berberin egyszerre gyulladáscsökkentő és anti-adipogén. Az anti-adipogén hatás a transzkripciós faktorok és az adipogén enzimek alacsony szintű szabályozásának eredménye lehet. 19 A berberint hasmenés, stomatitis, dysentery és hepatitis kezelésében is alkalmazzák.

A borbolyalében lévő polifenolokról beszámoltak, hogy pozitívan hatnak a lipidprofilokra és a cukorbetegség szövődményeire. 21, 22

A berberin kémiai szerkezetét az 1. ábra mutatja .

A berberin kémiai szerkezete.

Tanulmányok bevonása

Az elektronikus keresési stratégiához a „berberin”, „cukorbetegség”, „inzulinrezisztencia”, „glükóz”, hemoglobin A1C, „dislipidémia”, „elhízás” és „érelmeszesedés” kulcsszavakat használták. Az összes azonosított tanulmányt és áttekintő cikket áttekintették. Ezt követően kiválasztották a támogatható kísérleteket. Ezek a berberin antidiabetikus, antihiperlipidémiás és anti-adipogén hatásmechanizmusairól szóló eredeti tanulmányokról és szinte az összes rendelkezésre álló klinikai vizsgálatról szóló tanulmányok. De említettük, hogy ez a tanulmány nem szisztematikus áttekintés.

A berberin hatásmechanizmusai az elhízásban

Számos tanulmány kimutatta, hogy a berberin az AMP-aktivált protein-kináz (AMPK) expressziója révén szabályozza a TG, a koleszterin és a glükóz metabolizmusát, 29 ami a zsírszövet lipolízisének fontos szabályozója. A hormonérzékeny lipázt és a zsír TG lipázt az AMPK foszforilezi. 30,31

A berberin hatása az inzulinrezisztenciára és a glikémiás kontrollra

A berberinről kimutatták, hogy in vitro és in vivo szabályozza a glükóz és a lipid anyagcserét (lásd 1. táblázat). Fokozza az inzulin szekrécióját, stimulálja a glikolízist, elnyomja az adipogenezist azáltal, hogy gátolja a PPARγ és a C/EBPα funkciót, 32 aktiválja az AMPK útvonalat és növeli a glikokináz aktivitást. A berberin stimulálja a hasnyálmirigy G fehérjéhez kapcsolt 40 receptorát (GPR40), csökkenti a bél glükóz felszívódását az α-glükozidáz aktivitás gátlásával, emellett szabályozza a glükóz transzporter-4 (GLUT-4) expresszióját, serkenti a glükóz felvételét, és szabályozza a glükagonhoz hasonló peptid- 1 (GLP-1) gének. 33,34

Asztal 1

A berberin glikémiás szabályozó mechanizmusai

A GLUT-4 szabályozása

Az AMPK aktiválása

Az adipogenezis elnyomása a PPARγ és a C/EBPα funkció gátlásával

A GLP-1 stimulálása

Humán fehérje tirozin-foszfatáz 1B elnyomása

A hasnyálmirigy GPR40 stimulálása

A bél glükóz felszívódásának csökkentése az α-glükozidáz aktivitás gátlásával

Rövidítések: AMPK, 5'-adenozin-monofoszfát-aktivált protein-kináz; GLP-1, glukagon-szerű peptid-1; GLUT-4, 4. típusú glükóz transzporter; GPR40, G fehérjéhez kapcsolt receptor 40.

A berberin titoktartó hatása az inzulinra

A berberin dózisfüggő módon növeli a glükóz által stimulált inzulinszekréciót, fokozva a máj 4-alfa-faktor (HNF-4a) mRNS-expresszióját és a glikokináz aktivitását is; ez a szulfonilureáktól eltérő inzulininotróp hatást eredményez.35

Berberin és inzulinrezisztencia

3T3-L1 adipocitákban inzulinrezisztenciával a berberin gátolhatja az IKB kináz béta (IKKbeta) Ser (181) és az IRS-1 Ser (307) foszforilációt, és elősegítheti az inzulin által kiváltott glükóz transzportot és a szabad zsírsavak hatására visszapattanó inzulinrezisztenciát. .36 Emellett javítja az inzulinérzékenységet azáltal, hogy az IRS-2 mRNS expresszióját a PPAR-α/δ expressziójában szabályozza, és csökkenti a PPAR-γ expresszióját a cukorbeteg patkány májában37, és összefügg az adipocita differenciálódás elnyomásával is., a berberin fokozza az inzulinérzékenységet azáltal, hogy a homeosztatikus modell értékelését - az inzulinrezisztencia értékét 50% -ig csökkenti 34

A berberin antihiperlipidémiás hatása

A berberin stabilizálja az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) -R mRNS-t azáltal, hogy csökkenti a heterogén mag ribonukleoprotein I és az KH típusú splicing szabályozó fehérje LDL-R mRNS 3 'UTR kötődését, amelyek a májsejtekben az LDL-R mRNS stabilitásának kulcsmodulátorai. A berberin emellett fokozza az LDL-R promoter transzkripciós aktivitását a c-Jun N-terminális kináz (JNK) út révén40, és csökkenti a PCSK9 gén transzkripcióját, amelynek terméke az LDL-R degradációját indukálja.41 Ezenkívül a berberin csökkenti az aktivitásokat a PPAR-γ, a zsírsav-szintáz, az acetil-CoA karboxiláz, az acil-CoA-szintáz és a lipoprotein-lipáz.42 A berberin a máj működésének és az epesav-szekréció javításával csökkenti a lipidprofilokat, a borbolyalében lévő polifenol-vegyület pedig igazolhatja a pozitív hatásokat a lipidprofilokon.43

A berberin vérnyomáscsökkentő és endothelium védő hatása

A berberin hatása az erek értágulatára különböző patkánymodellekben mutatkozott meg. 44,45 A berberin mind az endotheliumot, mind a vaszkuláris simaizmokat érinti. A berberin vazorelaxáns hatása alacsony koncentrációban (6 M) endotheliumtól függ, de magasabb koncentrációnál az endotheliumtól független. 46,47 A borbolyalé tartalmaz néhány értágító faktort, például berberint, ez az anyag hatással van a központi idegrendszerre és csökkenti a vérnyomást.43 A borboly vérnyomásra gyakorolt lehetséges mechanizmusát illetően azt javasolják, hogy a borbolya indukálhatja a nitrogén-oxid termelését, és ezáltal az értágulatot. 48 A berberin fokozza az endotheliális nitrogén-oxid szintáz mRNS expresszióját és elnyomja az indukálható nitrogén-oxid szintáz mRNS expresszióját gyomorszövet49 és gátolja az angiotenzin-konvertáló enzimet.50

Úgy tűnik, hogy a berberin által kiváltott endothelium-független relaxáció a tetrapentil-ammónium-4-amino-piridin- és Ba (2 +) -érzékeny K (+) csatornák aktiválásával, az intracelluláris Ca (2+) felszabadulásának gátlásával történik a koffein-érzékeny medencékből vagy közvetlen relaxáló hatás.46

Patkánymodellekben kimutatták, hogy a berberin nephroprotektív hatása csökkenti a magas vérnyomást.40 A berberin megőrizte az endotheliális funkciókat az erek reaktív és rugalmas tulajdonságainak fenntartásával. Ezzel összefüggésben a berberin elnyomja a vérlemezkéből származó növekedési faktor (PDGF) által indukált vaszkuláris simaizomsejtek növekedését azáltal, hogy aktiválja az AMPK/p53/p21 (Cip1) jelátvitelt és a Ras/Rac1/Cyclin D/Cdks jeleket, és gátolja a PDGF által stimulált migrációt a Rac1 és szintén gátolja a Cdc42-et, ami antiproliferatív és antimigrációs aktivitást eredményez.51 A berberin elnyomja a fibronektin és a kollagén szintézisét a p38 MAPK útján40, és inaktiváló mitogén-aktivált protein-kináz/extracelluláris szignál által szabályozott kináz/korai növekedési reakció révén megakadályozza a simaizomsejtek vándorlását és újranövekedését. gén 1 (MEK1,2/ERK/Egr1 jelátviteli út) és csökkenő Erg1, cFos, ciklin-D és PDGF-A szintek.52 A lizofoszfatidilkolin által stimulált vaszkuláris simaizomsejtek proliferációját és migrációját gátolja az ERK1/2 útvonal aktiválása (egy a három MAPK csoport közül) .53

A 2. táblázatban néhány, a berberin és a borbolya elhízáshoz és MetS-hez kapcsolódó humán és állatkísérleteket foglalunk össze. Néhány klinikai vizsgálatban berbeint, néhányban borbolyalevet használtak. A molekuláris mechanizmusokat magyarázó vizsgálatok többségét állatmodellekben végezték, és az emberek molekuláris mechanizmusait nem magyarázzák.