В поисках более долгой и здоровой жизни мы часто исследуем различные способы - от диет и систем физических упражнений до современных пищевых добавок. Берберин - естественное природное вещество, содержащееся в некоторых растениях, недавно привлек к себе внимание как потенциальный ключевой элемент в области продления жизни.
Узнайте больше об этом мощном полифеноле и его влиянии на продление жизни.
Берберин - Биоактивное Вещество Растительного Происхождения
Берберин - биоактивное соединение, обнаруженное в некоторых растениях, таких как барбарис и корневища коптиса, занимает своё заслуженное место в истории природной медицины. Извлекаемый из корней, стеблей и коры этих растений, берберин применяется в народных методах лечения, особенно в китайской и аюрведической медицине. Китайская трава коптис упоминается в исторических записях, насчитывающих 3 000 лет, благодаря своим мощным антидиарейным и антимикробным свойствам, особенно эффективным против хламидий (Chlamydia) и простейших (protozoans).
Берберин с его сложной молекулярной структурой имеет множество свойств, способствующих здоровью, что и сделало его объектом научного интереса и холистических практик.
Стратегии Продления Жизни: Противодействие Последствиям Клеточного Старения
Загадка старения сбивала с толку ученых и философов на протяжении тысячелетий.
Клеточное старение представляет собой сложный процесс, характеризующийся постепенным снижением клеточных функций с течением времени.
В основе этого процесса лежит повреждение нашей ДНК, а также укорочение теломер — защитных образований на концах хромосом.
Эти изменения могут привести к менее эффективной репликации и восстановлению клеток, что в конечном итоге приводит к ухудшению здоровья органов и тканей. Целью стратегий продления жизни является уменьшение этих эффектов.
На сегодняшний день некоторые исследования выявили ключевые механизмы старения, и способы влияния, направленные на эти механизмы, имеют клиническое применение.
Эти способы включают в себя:
- Диетические ограничения,
- Упражнения,
- Ингибиторы рапамицина (mTOR),
- АМФ-активируемая протеинкиназа (AMPK),
- Предшественники никотинамидадениндинуклеотида (НАД+),
- Активаторы Сиртуин1 (SIRT1),
- Модификаторы старения и дисфункции теломер,
- Гормональные факторы, включая половые стероиды и гормоны роста,
- Митохондриально-направленные антиоксиданты.
Берберин: на Пути к Продлению Жизни
Берберин привлек внимание своим широким спектром фармакологического действия, особенно при заболеваниях, связанных со старением, в том числе при гипертонии, гипергликемии, гиперлипидемии, раке, аритмии, депрессии и т. д.
Чтобы раскрыть истинный потенциал берберина для продления жизни, крайне важно углубиться в сложные механизмы, посредством которых это природное соединение оказывает сильное влияние на наше здоровье и долголетие.
Берберин, благодаря своему механизму действия, играет одну из ключевых ролей в этом направлении. Его эффекты включают в себя множество клеточных киназных и сигнальных путей, включая антиоксидацию, активацию передачи сигналов AMPK и ее нижестоящих мишеней:
- mTOR/rpS6,
- Sirtuin1/ forkhead box transcription factor O3 (FOXO3),
- nuclear factor erythroid-2 related factor-2 (Nrf2),
- никотинамидадениндинуклеотид (НАД+),
- и nuclear factor-κB пути (NF-κB).
Большинство механизмов связаны с регуляцией митохондриального окислительного стресса и перспективны в борьбе с заболеваниями, связанными со старением.
Берберин продемонстрировал положительное влияние на здоровье при различных возрастных заболеваниях:
- Риски развития метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний,
- Диабет 2 типа,
- Атеросклероз,
- Старческий остеопороз,
- Болезнь Альцгеймера,
- Гиперхолестеринемия,
- Воспаление почек, вызванное диабетом.
Это разнообразное применение берберина и оказываемое им влияние на болезни, связанные с возрастом, могут быть результатом способности берберина подавлять процессы клеточного угасания. Кроме того, берберин, как и метформин, продемонстрировал противораковые свойства, подавляя рост раковых клеток и повышая их чувствительность к другим противораковым методам лечения.
Берберин при диабете
Влияние берберина на АМФ-активируемую протеинкиназу (AMPK) оказывает множественное воздействие на различные клеточные процессы. Например, он усиливает поглощение глюкозы скелетными мышцами, улучшая их чувствительность к инсулину.
Это особенно важно для людей с диабетом или тех, кто подвержен риску развития этого заболевания, поскольку он помогает регулировать уровень сахара в крови, подобно метформину и росиглитазону, и снижает резистентность к инсулину. Лечение берберином показало уменьшение осложнений, связанных с диабетом, включая нефропатию, эндотелиальную дисфункцию и нейропатию.
Противовоспалительные Свойства Берберина
Хроническое воспаление является характерным для многих возрастных заболеваний.
Берберин продемонстрировал противовоспалительные свойства, которые могут смягчить вредное воздействие воспаления на организм. Уменьшая воспаление, берберин может способствовать более продолжительной и здоровой жизни.
Берберин как Защитник Сердечно-Сосудистого Здоровья
Активация АМФ-активируемой протеинкиназы (AMPK) берберином имеет положительные последствия для здоровья сердечно-сосудистой системы. Он способствует расширению кровеносных сосудов, что приводит к улучшению кровотока и снижению артериального давления.
Кроме того, он способствует удалению холестерина из кровотока, тем самым снижая уровень «плохого» холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП).
В 2004 году Конг и др. обнаружили, что пероральный прием берберина пациентами с гиперхолестеринемией в течение трех месяцев приводил к:
- Снижению общего холестерина на 29%;
- Снижению уровня триглицеридов на 35%;
- Снижению уровня холестерина низкой плотности (ЛПНП) на 25%.
В совокупности эти эффекты способствуют оздоровлению сердечно-сосудистой системы, что является краеугольным камнем общего благополучия и продления жизни.
Берберин и Контроль Веса
Многие люди стараются контролировать свой вес, и берберин может помочь в этой области.
Некоторые исследования показывают, что берберин помогает в потере веса за счет ускорения метаболизма и уменьшения накопления жира.
Влияние Берберина на Когнитивные Функции
Хотя большая часть исследований влияния берберина на организм сосредоточена на метаболическом и сердечно-сосудистом здоровье, растет интерес к его потенциальному влиянию на когнитивные функции.
Некоторые исследования показывают, что берберин может защищать клетки мозга от повреждений и улучшать когнитивные функции, особенно при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера.
Берберин для Здоровья Кишечника
Кишечник часто называют «вторым мозгом» организма, и его функционирование тесно связано с общим состоянием здоровья. Сбалансированный микробиом кишечника необходим для оптимального пищеварения, эффективного усвоения питательных веществ и правильной реакции иммунной системы на внешние раздражители. Более того, поддержание нормального веса также тесно связано со сбалансированным микробиомом.
Берберин способствовует здоровому микробиому кишечника, поддерживая рост полезных бактерий и подавляя вредные патогены.
Берберин и Механизмы его Действия: Влияние на Продолжительность Жизни
Является ли берберин ключом к продлению жизни? Этот вопрос привлек внимание исследователей во всем мире. Путь к разгадке этой сложной проблемы начинается с более тщательного изучения данных.
Дрозофила служит ценной моделью для тестирования лекарств, связанных со старением и возрастными изменениями. Было обнаружено, что берберин продлевает продолжительность жизни дрозофилы, ингибируя путь кинуренина, что указывает на потенциальный антивозрастной эффект.
Хотя в настоящее время нет доступной информации о влиянии берберина на продолжительность жизни млекопитающих, он является многообещающим кандидатом для улучшения общего состояния здоровья. Примечательно, что берберин оказывает специфическое антивозрастное действие на кожу, включая уменьшение воспаления и стимуляцию выработки коллагена.
Влияние Берберина на Клеточное Старение
Клеточное старение — это процесс, который ведет к останавке деления клеток из-за таких факторов, как эрозия теломер, активация онкогенов, разрушение хроматина и окислительный стресс. Стареющие клетки «сопротивляются» своей смерти и в результате накапливаются с возрастом, что приводит к потере тканей способности к их восстановлению и связано с хроническим воспалением.
Существует два типа клеточного старения:
- Репликативное старение - возникает в результате ограничения клеточных делений (предел Хейфлика) из-за эрозии теломер.
- Преждевременное старение - не зависит от укорочения теломер и индуцируется такими факторами, как стресс репликации ДНК, активация онкогенов и потеря генов-супрессоров опухолей. Преждевременное старение, вызванное стрессом, считается решающим фактором, влияющим на старение и продолжительность жизни организма.
Раньше ученые считали, что повреждение ДНК активными формами кислорода (АФК) является основной причиной преждевременного клеточного старения. Но теперь они рассматривают другой путь, называемый мишенью рапамицина млекопитающих (mTOR), который может заставлять клетки продолжать расти и вызывать старение. Когда этот mTOR путь активируется и сопровождается повреждением ДНК в результате стресса, то процесс старения может ускоряться.
Было показано, что берберин перспективен в борьбе с преждевременным старением. Так изучение клеток А549 показало, что берберин уменьшает преждевременное старение. На это указывали маркеры старения, а также маркеры повреждения ДНК.
Берберин, Воздействие на Аденозинмонофосфат Протеинкиназу и Борьба со Старением
Митохондрии играют решающую роль в том, как клетки реагируют на внешние стрессоры, такие как токсины и патогены. Многие клеточные процессы демонстрируют дозозависимую реакцию на повышение уровня стрессоров. Фактически небольшое количество стрессоров может быть даже полезным для клеток. Однако когда стрессоров становится слишком много для того, чтобы с ними справиться, они могут вызвать опосредованную митохондриями гибель клеток. Эта реакция, известная как «гормезис», может иметь полезное применение. Ингредиенты традиционной китайской медицины показали, что некоторые, казалось бы, «токсичные» лекарства могут на самом деле приносить пользу клеткам.
Как в лабораторных исследованиях, так и в исследованиях на животных было замечено, что легкий митохондриальный стресс, вызванный некоторыми лекарствами, может иметь положительный эффект. Это явление удачно названо «митогормезисом» и служит для поддержания клеточного баланса и продления жизни.
В нашей повседневной жизни наш организм сталкивается с множеством стрессоров, как внутренних, так и внешних, которые генерируют свободные радикалы. Эти химически активные молекулы могут наносить ущерб клеточным структурам, что может приводить к окислительному стрессу, который ускоряет клеточное старение и способствует развитию возрастных заболеваний. Примечательно, что повреждение ДНК в митохондриях, вызванное активными формами кислорода (АФК), уже давно считается основным фактором старения.
Связанная со старением митохондриальная дисфункция играет ключевую роль в нарушении регуляции апоптоза, хроническом воспалении и преждевременном старении. Исследования показали, что ключевые сигнальные пути, такие как AMPK, mTOR и транскрипционный фактор O3 (FOXO3), играют важную роль в поддержании функционировании митохондрий, а также в борьбе со старением и возрастными заболеваниями.
Берберин, подобно метформину, может активировать AMPK, регулировать активные формы кислорода и mTOR/rpS6 пути. Активация AMPK защищает клетки от старения, вызванного окислительным стрессом. Эта активация запускает каскад событий, имеющих глубокие последствия для здоровья клеток и, следовательно, для нашей общей продолжительности жизни. Берберин восстанавливает аутофагический поток и повышает внутриклеточные уровни НАД+.
Термин «аутофагический поток» используется для обозначения динамического процесса аутофагии. В деталях аутофагический поток относится ко всему процессу аутофагии, включая образование аутофагосом, созревание, слияние с лизосомами, последующий распад и высвобождение макромолекул обратно в цитозоль.
AMPK, часто называемый «главным метаболическим переключателем», играет ключевую роль в регулировании производства и использования энергии внутри клеток. Когда берберин активирует AMPK, он позволяет клеткам вырабатывать больше АТФ, одновременно ингибируя метаболические пути, потребляющие АТФ. Он действует так же, как метформин, на митохондриальный комплекс 1.
Эта активация AMPK способствует биогенезу митохондрий и усиливает антиоксидантную защиту. Кроме того, берберин увеличивает экспрессию UCP2, митохондриального белка, который снижает выработку АФК, а также окислительный стресс.
Влияние Пути mTOR на Клеточное Старение
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что постоянная активация путей, связанных с митозом (процессом деления клетки), и путей, ответственных за регистрацию поступления питательных веществ, таких как mTOR, вместе с его партнером, киназой rpS6, может привести к гипертрофии и старению клеток, способствуя общему старению организма.
Киназа rpS6 играет решающую роль в синтезе белка в наших клетках. Когда производится избыточное количество белка без достаточного его разрушения, наши клетки увеличиваются в размерах и переходят в «стареющее» состояние. Имеются существенные доказательства того, что этот процесс является основным фактором преждевременного старения клеток.
Более того, ингибирование передачи сигналов mTOR, особенно mTORC1, является ключевым эффектом активации AMPK. Ограничивая активность mTORC1, эта активация имитирует эффект ограничения калорий.
Ограничение калорийности, или другими словами - снижение потребления калорий без нарушения качества питания, является хорошо зарекомендовавшим себя методом продления жизни различных организмов — от дрожжей до мышей. Берберин продемонстрировал способность подавлять активность mTOR пути. И это можно использовать для воспроизведения эффектов ограничения калорий без необходимости строгих изменений в питании, что потенциально продлит продолжительность жизни за счет инициирования аналогичных клеточных реакций. Это направление исследований является многообещающим для продления жизни.
Роль пути SIRT1 в Продлении Жизни
Берберин связан с активацией белка сиртуина 1 (SIRT1), который играет ключевую роль в регулировании клеточного старения и долголетия.
Этот белок часто называют «геном долголетия» из-за его способности к восстановлению клеток и долголетию у низших эукариот.
Недавние сообщения показывают, что берберин, как и ресвератрол, содержащийся в вине, может способствовать долголетию, косвенно активируя SIRT1 посредством воздействия на AMPK. Это предполагает, что AMPK может играть роль в старении, усиливая активность SIRT1.
Никотинамидадениндинуклеотидный путь (НАД+)
Стареющие организмы часто имеют более низкие уровни НАД+ по сравнению с молодыми, однако добавление предшественников НАД+ может противодействовать старению у червей или мышей.
Активация AMPK может повысить внутриклеточные уровни НАД+ и активировать SIRT1 за счет увеличения активности фермента NAMPT, который необходим для синтеза НАД+.
Транскрипцио́нный фактор NF-κB
Чрезмерный апоптоз и снижение фагоцитоза, связанные со старением, могут активировать сигнальный путь NF-κB. Многочисленные исследования подтвердили, что путь NF-kB играет ключевую роль в экспрессии провоспалительных генов, включая цитокины, хемокины и молекулы адгезии. Таким образом, активация пути NF-kB способствует хроническому воспалению, тем самым увеличивая риск воспалительных заболеваний, связанных со старением, таких как болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Паркинсона, склероз и атеросклероз.
Активация AMPK продемонстрировала свою способность косвенно подавлять активность NF-κB через такие медиаторы, как НАД-зависимая деацетилаза сиртуин-1 (SIRT1), семейство транскрипционных факторов FOXO и коактиватор 1–альфа-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом, гамма (PGC-1α). Эти медиаторы эффективно снижают экспрессию воспалительных факторов. Противовоспалительный механизм берберина, вероятно, включает в себя опосредованное AMPK ингибирование пути NF-κB, основной мишени, ответственной за его наблюдаемые противовоспалительные эффекты в различных типах клеток и тканях, включая нервные клетки, клетки легких, β-клетки поджелудочной железы, почки крыс.
В заключение
Многогранные механизмы действия берберина служат основой его потенциальной способности продлевать жизнь. Метформин и берберин, как активаторы AMPK, продемонстрировали многообещающие результаты в увеличении продолжительности жизни C. elegans и грызунов. Хотя идея берберина как эликсира, продлевающего жизнь, привлекательна, важно относиться к ней с осторожным оптимизмом. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что берберин имеет огромные перспективы в области долголетия, но окончательные ответы появятся только в ходе дальнейших исследований и клинических испытаний.
В то время как мы исследуем эту захватывающую область продления жизни, мы должны помнить о том, что продление жизни включает в себя сложное взаимодействие науки, природы и индивидуальных решений.
Ссылки:
- DiNicolantonio JJ, McCarty MF, O'Keefe JH. Nutraceutical activation of Sirt1: a review. Open Heart. 2022;9(2):e002171. doi:10.1136/openhrt-2022-002171
- Gao L, Liu X, Luo X, et al. Antiaging effects of dietary supplements and natural products. Front Pharmacol. 2023;14:1192714. Published 2023 Jun 27. doi:10.3389/fphar.2023.1192714
- McCarty MF. AMPK activation--protean potential for boosting healthspan. Age (Dordr). 2014;36(2):641-663. doi:10.1007/s11357-013-9595-y
- McCarty MF. Nutraceutical and Dietary Strategies for Up-Regulating Macroautophagy. Int J Mol Sci. 2022;23(4):2054. Published 2022 Feb 12. doi:10.3390/ijms23042054
- Xu Z, Feng W, Shen Q, et al. Rhizoma Coptidis and Berberine as a Natural Drug to Combat Aging and Aging-Related Diseases via Anti-Oxidation and AMPK Activation. Aging Dis. 2017;8(6):760-777. Published 2017 Dec 1. doi:10.14336/AD.2016.0620
- Zhao H, Halicka HD, Li J, Darzynkiewicz Z. Berberine suppresses gero-conversion from cell cycle arrest to senescence. Aging (Albany NY). 2013;5(8):623-636. doi:10.18632/aging.100593
- Zhu X, Wei Y, Yang B, Yin X, Guo X. The mitohormetic response as part of the cytoprotection mechanism of berberine : Berberine induces mitohormesis and mechanisms. Mol Med. 2020;26(1):10. Published 2020 Jan 23. doi:10.1186/s10020-020-0136-8
Статьи в категории:
