Berberyna: od egipskich tkanin do badań nad zdrowiem

Współczesna nauka coraz częściej przygląda się związkom naturalnym, które przez wieki wykorzystywano w tradycyjnych praktykach ziołowych oraz jako surowce w rzemiośle. Jednym z takich związków jest berberyna, alkaloid o intensywnie żółtej barwie, znany ludzkości od tysiącleci. Dawniej berberynę stosowano głównie jako barwnik i składnik tradycyjnych wywarów. Fascynująca historia berberyny pokazuje, jak tradycyjna wiedza może inspirować współczesnych naukowców do badań nad naturalnymi związkami chemicznymi i ich potencjalnym wpływem na ludzki organizm.

Historia berberyny jako naturalnego barwnika

Już w czasach starożytnych cywilizacji berberyna była wykorzystywana ze względu na swój intensywny, trwały kolor. Egipcjanie stosowali ją do barwienia lnianych tkanin, zwłaszcza tych używanych przez kapłanów. Odpowiednie przygotowanie i utrwalenie koloru wymagało specjalistycznej wiedzy – Egipcjanie nauczyli się, że pH roztworu oraz dodatki naturalnych tanin mogą znacząco wpłynąć na intensywność oraz trwałość barwy. Archeolodzy odkryli fragmenty tkanin sprzed kilku tysięcy lat, które do dziś zachowały żółte przebarwienia pochodzące od berberyny, co świadczy o jej wyjątkowej stabilności[1]. W Mezopotamii oraz na terenach Bliskiego Wschodu rośliny zawierające berberynę służyły do barwienia wełny, a Babilończycy opracowali metody utrwalania barwnika na włóknach. Z kolei w starożytnej Grecji i Rzymie barwnik ten utożsamiano z luksusem - nosili go patrycjusze i kapłani podczas ważnych ceremonii. Przypisywano mu również symboliczne znaczenie, co potwierdzają źródła archeologiczne, które odkryły tkaniny z zachowanymi śladami berberyny w wielu regionach cesarstwa rzymskiego[2]. W średniowiecznej Europie berberyna stała się cennym surowcem barwiarskim, a jej obrotem zajmowały się wyspecjalizowane gildie. Alchemicy byli zafascynowani intensywnym złotym odcieniem tego barwnika, próbując wyodrębnić czystą berberynę już na długo przed odkryciami chemicznymi XIX wieku. Dziś wiemy, że to właśnie obecność rozbudowanego układu sprzężonych wiązań podwójnych w cząsteczce berberyny odpowiada za jej właściwości optyczne, co czyni ją jednym z najlepiej rozpoznawalnych barwników naturalnych w historii ludzkości[3].

Botaniczne źródła berberyny

Berberyna występuje w wielu roślinach, a najbardziej znanym i szeroko stosowanym źródłem w Europie jest berberys pospolity (Berberis vulgaris). Alkaloid ten znajduje się głównie w korze korzenia i łodygach, gdzie jego stężenie może się zmieniać w zależności od warunków środowiskowych oraz fazy wzrostu rośliny. Badania wskazują, że największe stężenia berberyny obserwuje się w okresie przedwegetacyjnym, co może mieć związek z procesami ochronnymi zachodzącymi w roślinie[4].

Tradycyjne zastosowania w różnych kulturach

Zastosowanie roślin zawierających berberynę w tradycyjnych praktykach leczniczych i codziennym życiu odzwierciedla bogactwo wiedzy etnobotanicznej różnych kultur świata. W Indiach, w ramach ajurwedy, berberyna stanowiła składnik preparatów wspierających witalność, znanych jako "rasayana". Chociaż nie istniały dowody naukowe na skuteczność tych wyciągów, ich popularność utrzymywała się przez stulecia, a współczesne badania dopiero zaczynają wyjaśniać możliwe mechanizmy działania berberyny na poziomie komórkowym[5]. W tradycyjnej medycynie chińskiej (TCM) koptis chiński, bogaty w berberynę, wykorzystywano jako składnik mieszanek ziołowych, przypisywanych działaniu "oczyszczającemu" i regulującemu. Chińscy praktycy zaobserwowali, że stosowanie tych wyciągów miało określony wpływ na organizm, choć dopiero badania XX i XXI wieku pozwoliły na naukową analizę ich składu i potencjalnych mechanizmów działania[6]. W Ameryce Północnej złocień kanadyjski pełnił rolę nie tylko barwnika, ale również surowca zielarskiego wykorzystywanego przez rdzennych mieszkańców. Przekazywana ustnie wiedza o zastosowaniu tej rośliny przetrwała do czasów współczesnych, a badania etnograficzne pokazują, że niezależnie od siebie różne plemiona sięgały po rośliny zawierające berberynę w bardzo podobny sposób[7]. W Europie berberys był doceniany przez zielarzy i aptekarzy, którzy opisywali jego właściwości już w średniowieczu. Chociaż ich obserwacje nie miały oparcia w metodologii naukowej, stanowiły inspirację dla późniejszych badań i izolacji czystej berberyny. Współczesne badania naukowe nad berberyną Współczesne badania laboratoryjne koncentrują się na analizie jej właściwości berberyny na poziomie komórkowym. Głównym obiektem zainteresowania jest jej potencjalny wpływ na aktywację kinazy białkowej aktywowanej AMP (AMPK), enzymu uznawanego za "sensor energetyczny" komórek. AMPK reguluje szereg procesów metabolicznych, a jego aktywacja przez berberynę została potwierdzona w wielu badaniach in vitro i na modelach zwierzęcych[8]. Badacze podkreślają także rolę berberyny w modulacji szlaków metabolicznych związanych z mitochondriami, co może przekładać się na produkcję energii komórkowej. Istnieją również doniesienia, że berberyna może wpływać na inne szlaki sygnałowe, w tym szlak PI3K/Akt, chociaż mechanizmy te wymagają dalszych badań i potwierdzenia w badaniach klinicznych[9]. Dotychczasowe prace naukowe prowadzone były przede wszystkim w warunkach laboratoryjnych, a uzyskane wyniki stanowią podstawę do prowadzenia badań na większą skalę z udziałem ludzi. Trzeba jednak zaznaczyć, że przełożenie tych wyników na praktykę kliniczną wymaga dalszych, wieloletnich analiz[10].

Farmakokinetyka i biodostępność

Jednym z największych wyzwań związanych z berberyną jest jej niska biodostępność po podaniu doustnym - szacuje się, że do krwiobiegu trafia zaledwie ok. 5% spożytej dawki. Wynika to przede wszystkim z intensywnego metabolizmu w wątrobie (efekt pierwszego przejścia) oraz ograniczonej absorpcji z przewodu pokarmowego. Berberyna jest metabolizowana głównie przez enzymy cytochromu P450, w tym CYP2D6 i CYP3A4, a jej metabolity wykazują różnorodne właściwości biologiczne[11]. Badania wskazują, że mimo niskiego poziomu berberyny we krwi, może ona oddziaływać lokalnie w przewodzie pokarmowym, a niektóre jej metabolity wykazują aktywność biologiczną. Ciekawym zagadnieniem jest również transport berberyny przez błony komórkowe z udziałem glikoproteiny P oraz transporterów kationów organicznych, co może wpływać na jej dystrybucję i eliminację z organizmu[12]. Badania na modelach zwierzęcych wykazały, że berberyna może gromadzić się w określonych tkankach, choć znaczenie tych obserwacji dla człowieka nie zostało jeszcze w pełni wyjaśnione. Wszystkie te czynniki sprawiają, że naukowcy poszukują nowych technologii poprawiających biodostępność berberyny, takich jak nanocząstki, liposomy czy kompleksy z cyklodekstrynami[13].

Profil bezpieczeństwa i potencjalne interakcje

Berberyna jest stosunkowo dobrze tolerowana przez większość dorosłych osób, co potwierdzają liczne badania kliniczne i przeglądy literatury naukowej. Najczęściej opisywane działania niepożądane to łagodne zaburzenia żołądkowo-jelitowe, w tym biegunka, wzdęcia, nudności lub ból brzucha. Objawy te występują zwykle na początku suplementacji i mają charakter przemijający[14][15]. Szczególną uwagę należy zwrócić na możliwość interakcji berberyny z lekami metabolizowanymi przez enzymy cytochromu P450 (zwłaszcza CYP2D6, CYP3A4) oraz z lekami transportowanymi przez glikoproteinę P. Takie interakcje mogą prowadzić do zmiany stężenia leków w organizmie, dlatego niezbędna jest konsultacja lekarska przed rozpoczęciem suplementacji, zwłaszcza u osób przyjmujących leki przeciwcukrzycowe, przeciwzakrzepowe, immunosupresyjne czy przeciwpadaczkowe[16]. Berberyna jest niewskazana u kobiet w ciąży i karmiących piersią, dzieci oraz osób z ciężkimi chorobami wątroby. Nie należy jej stosować bezpośrednio przed planowanymi zabiegami chirurgicznymi. Badania toksykologiczne prowadzone na zwierzętach nie wykazały istotnych działań niepożądanych w zalecanych dawkach, jednakże nie zaleca się stosowania wyższych dawek niż wskazane przez producentów[14-16].

Podsumowanie

Berberyna to związek o fascynującej historii i szerokim spektrum potencjalnych właściwości. Od czasów, gdy używano jej do barwienia tkanin w starożytnych cywilizacjach, przez wieki obecności w tradycyjnej medycynie, po współczesne badania - berberyna przyciąga uwagę naukowców i osób zainteresowanych zdrowym stylem życia. Obecne dane naukowe potwierdzają, że berberyna jest ciekawym alkaloidem o potencjale do dalszych badań naukowych, jednak nie powinna być traktowana jako lek ani substytut terapii medycznej. Decyzja o jej stosowaniu powinna być poprzedzona konsultacją z lekarzem, zwłaszcza u osób z chorobami przewlekłymi lub przyjmujących leki.

Literatura

1. Cardon, D. (2007). Natural dyes. Sources, tradition, technology and science, 268.
2. Wild, J. P. (2004). The roman textile industry: problems but progress. In Purpureae Vestes I. Textiles y tintes del Mediterráneo en épica romana. Actas del I Symposium Internacional sobre Textiles y Tintes del Mediterráneo en época romana (Ibiza, 8 al 10 de noviembre, 2002) (pp. 23-28). Valencia.
3. Neag, M. A., Mocan, A., Echeverría, J., Pop, R. M., Bocsan, C. I., Crişan, G., & Buzoianu, A. D. (2018). Berberine: Botanical Occurrence, Traditional Uses, Extraction Methods, and Relevance in Cardiovascular, Metabolic, Hepatic, and Renal Disorders. Frontiers in pharmacology, 9, 557. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.00557
4. Imanshahidi, M., & Hosseinzadeh, H. (2008). Pharmacological and therapeutic effects of Berberis vulgaris and its active constituent, berberine. Phytotherapy research, 22(8), 999-1012.
5. Birdsall, T. C., & Kelly, G. S. (1997). Berberine: Therapeutic potential of an alkaloid found in several medicinal plants.
6. Tillhon, M., Ortiz, L. M. G., Lombardi, P., & Scovassi, A. I. (2012). Berberine: new perspectives for old remedies. Biochemical pharmacology, 84(10), 1260-1267.
7. Moerman, D. E. (1998). Native american ethnobotany (Vol. 879). Portland, OR: Timber press.
8. Turner, N., Li, J. Y., Gosby, A., To, S. W., Cheng, Z., Miyoshi, H., ... & Ye, J. M. (2008). Berberine and its more biologically available derivative, dihydroberberine, inhibit mitochondrial respiratory complex I: a mechanism for the action of berberine to activate AMP-activated protein kinase and improve insulin action. Diabetes, 57(5), 1414-1418.
9. Cicero, A. F., & Baggioni, A. (2016). Berberine and its role in chronic disease. Anti-inflammatory nutraceuticals and chronic diseases, 27-45.
10. Xiong, P., Niu, L., Talaei, S., Kord-Varkaneh, H., Clark, C. C., Găman, M. A., ... & Zhang, J. (2020). The effect of berberine supplementation on obesity indices: A dose–response meta-analysis and systematic review of randomized controlled trials. Complementary Therapies in Clinical Practice, 39, 101113.
11. Ai, X., Yu, P., Peng, L., Luo, L., Liu, J., Li, S., ... & Meng, X. (2021). Berberine: a review of its pharmacokinetics properties and therapeutic potentials in diverse vascular diseases. Frontiers in pharmacology, 12, 762654.
12. Hua, W., Ding, L., Chen, Y., Gong, B., He, J., & Xu, G. (2007). Determination of berberine in human plasma by liquid chromatography–electrospray ionization–mass spectrometry. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 44(4), 931-937.
13. Rajput, A., Mandlik, S., Dawre, S., Mandlik, D., Pingale, P., & Butani, S. (2022). Herbal bioenhancers in nanoparticulate drug delivery system. Drug Delivery Technology, 45-86.
14. Ye, Y., Liu, X., Wu, N., Han, Y., Wang, J., Yu, Y., & Chen, Q. (2021). Efficacy and Safety of Berberine Alone for Several Metabolic Disorders: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials. Frontiers in pharmacology, 12, 653887. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.653887
15. Imenshahidi, M., & Hosseinzadeh, H. (2019). Berberine and barberry (Berberis vulgaris): a clinical review. Phytotherapy Research, 33(3), 504-523.
16. Guo, Y., Chen, Y., Tan, Z. R., Klaassen, C. D., & Zhou, H. H. (2012). Repeated administration of berberine inhibits cytochromes P450 in humans. European journal of clinical pharmacology, 68(2), 213-217.