Última actualización: Agosto 17, 2026
La berberina mejora el metabolismo de la glucosa mediante la inducción de la glucólisis
https://www.fisiología.org/doi/abs/10.1152/ajpendo.00211.2007
berberina, un alcaloide botánico utilizado para controlar la glucosa en sangre en tipo 2 diabetes en china, Recientemente se ha informado que activa AMPK. Sin embargo, No está claro cómo la berberina activa AMPK. En este estudio, La actividad y el mecanismo de acción de la berberina se investigaron in vivo e in vitro.. En ratas obesas dietéticas, berberina aumentó la sensibilidad a la insulina después de la administración de 5 semanas. La insulina en ayunas y el HOMA-IR disminuyeron en 46 y 48%, respectivamente, en las ratas. En líneas celulares que incluyen adipocitos 3T3-L1, miotubos L6, miotubos C2C12, y hepatocitos H4IIE, Se descubrió que la berberina aumenta el consumo de glucosa., 2-absorción de desoxiglucosa, y en menor grado 3-O-metilglucosa (3-DIOS MÍO) absorción independiente de la insulina. La berberina mejoró la captación de glucosa inducida por insulina en ausencia de cambios en el IRS-1 (Ser307/312), act, p70 T6, y fosforilación de ERK. La fosforilación de AMPK aumentó con la berberina en 0.5 h, y el aumento se mantuvo durante ≥16 h. Se determinó la respiración aeróbica y anaeróbica para comprender el mecanismo de acción de la berberina.. La fosforilación duradera de AMPK se asoció con una elevación persistente de la relación AMP/ATP y una reducción del consumo de oxígeno.. Se observó un aumento de la glucólisis con un aumento de la producción de ácido láctico.. La berberina no mostró citotoxicidad., y protegió la membrana plasmática en los miotubos L6 en el cultivo celular. Estos resultados sugieren que la berberina mejora el metabolismo de la glucosa mediante la estimulación de la glucólisis., que está relacionado con la inhibición de la oxidación de la glucosa en las mitocondrias.. La activación de AMPK inducida por berberina es probablemente una consecuencia de la inhibición de las mitocondrias que aumenta la relación AMP/ATP.
La berberina es un alcaloide botánico que se encuentra en las raíces y la corteza de varias plantas., incluyendo Coptis chinensis francés, una antigua hierba china que se ha utilizado para tratar la diabetes durante miles de años en China. La berberina es el principal compuesto activo de la hierba.. Además de sus actividades metabólicas., La berberina tiene actividades antimicrobianas bien establecidas en el control de la infección por bacterias., virus, hongos, protozoos, y helmintos (8, 14). Es un medicamento de venta libre para el tratamiento de infecciones gastrointestinales en China.. En 1988, El efecto hipoglucemiante de la berberina se encontró cuando se usó berberina para tratar la diarrea en pacientes diabéticos en China. (13). Desde entonces, La berberina ha sido utilizada como agente antihiperglucemiante por muchos médicos en China.. Hay muchos informes clínicos sobre la acción hipoglucemiante de la berberina en la literatura china..
Sobre el mecanismo de acción de la berberina., Descubrimos que la berberina aumentaba el metabolismo de la glucosa en células cultivadas., y esta actividad fue comparable a la observada para la metformina en 2002 (20). Esta actividad fue confirmada posteriormente en otros estudios., y se propuso AMPK para mediar las actividades metabólicas de la berberina (2, 3, 9, 22). En 2006, Se informó que la berberina podía activar AMPK para inhibir la síntesis de lípidos en hepatocitos humanos. (2). Se informó que la berberina reduce el peso corporal y mejora el metabolismo de la glucosa en modelos animales de síndrome metabólico. (9). Se descubrió que la berberina induce la fosforilación de AMPK en adipocitos 3T3-L1 y miotubos L6, y se propuso AMPK para explicar el efecto sensibilizador a la insulina de la berberina (9). Otros dos grupos también observaron la activación de la vía AMPK por la berberina. (3, 22). Aunque AMPK es activado por la berberina, Las condiciones metabólicas que conducen a este efecto requieren más investigación.. Se demostró que la berberina inhibe el ciclo del ácido cítrico en mitocondrias aisladas (1, 11, 12). Sin embargo, No está claro si esta actividad se puede observar en células vivas para la activación de AMPK..
En este estudio, Se examinó la actividad metabólica de la berberina en ratas diabéticas., y el mecanismo de acción fue investigado en modelos celulares.. El resultado sugiere que la berberina estimula el metabolismo de la glucosa mediante la inducción de la glucólisis.. La activación de AMPK por la berberina está relacionada con un aumento en la relación AMP/ATP. La inhibición de la oxidación de la glucosa en las mitocondrias puede contribuir al aumento de la relación AMP/ATP y a la activación de AMPK..
DISEÑO Y MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN
reactivos.
DMEM, 3-isobutil-1-metilxantina (IBMX), dexametasona, solución de insulina, 2-desoxi-d-glucosa, 3-O-metil-d-glucopiranosa, y citocalasina B se adquirieron de Sigma Chemicals (Calle. luis, mes). Suero bovino fetal (FBS) fue adquirido de Atalanta Biologicals (Lawrenceville, Georgia). El reactivo de color de glucosa se adquirió de Raichem. (San Diego, California). 2-desoxi-d-[3h]glucosa y 3-O-d-[metil-14C]La glucosa se adquirió de PerkinElmer. (Bostón, MAMÁ). Anticuerpos contra fosfo-Akt (Thr308) y fosfo-p70 S6 quinasa (Thr389) fueron adquiridos de Cell Signaling Technology (Danvers, MAMÁ). IgG anti-cabra [peroxidasa de rábano picante (HRP) conjugado], anticuerpos contra Akt1/2, GLUT4, y fosfo-IRS-1 (Tyr632) fueron obtenidos de Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, California). Anticuerpo contra fosfo-IRS-1 (Ser307) fue comprado en el norte del estado (Charlottesville, Virginia). Los anticuerpos contra la α-tubulina y GLUT1 se obtuvieron de Abcam (Cambridge, MAMÁ). Se adquirieron IgG anti-conejo o IgG anti-ratón conjugadas con HRP de GE Healthcare UK (Buckinghamshire, Reino Unido). La membrana de PVDF para inmunotransferencia se adquirió de Bio-Rad. (Hércules, California). El kit de ensayo de proteínas se adquirió de Pierce (rocaford, Illinois). La berberina para experimentos con animales era de la fábrica de Materia Médica del condado de Meitan., Provincia de Guizhou, Porcelana. La berberina para experimentos in vitro era de Sigma Chemicals. (Calle. luis, mes).
Experimentos con animales.
Ratas Wistar macho (Centro de Animales Experimentales del Académico Chino, Llevar a la fuerza, Porcelana), 2∼3 meses de edad y ∼240 g de peso corporal, fueron alojados individualmente en jaulas de alambre en una habitación con temperatura controlada (22 ± 1ºC) en un 12:12-h ciclo de luz y oscuridad. Los animales fueron alimentados con una dieta rica en grasas. (DFH; manteca de cerdo, 59% de calorias) con libre acceso a comida y agua. El protocolo animal fue aprobado por la junta de revisión institucional. Después 6 meses en HFD, los animales se dividieron en controles (norte = 6) y tratado con berberina (norte = 6) grupos. Berberina fue administrada en 125 mg/kg dos veces al día a 1000 y 2200 por sonda gástrica para 5 semana. Las ratas de control fueron alimentadas con un volumen igual de vehículo. (agua destilada). Después de 5 semanas de tratamiento, una prueba de tolerancia a la glucosa intraperitoneal (IPGTT) se llevó a cabo entre 0900 y 1100 en animales en ayunas de 10 h. La sangre en ayunas se recogió primero lacerando la vena de la cola antes de administrar glucosa en 2 g/kg peso corporal (40% solución de glucosa). Luego se recogieron muestras de sangre en 2 h. La insulina en ayunas se detectó utilizando un kit LINCO Rat Insulin RIA (Calle. carlos, mes). La evaluación del modelo de homeostasis. (HOMA) Se utilizó un método para determinar la resistencia a la insulina. (HOMA-IR) (10): HOMA-IR = insulina en ayunas (µU/ml) × glucosa en ayunas (mmol/l)/22.5.
Células.
Preadipocitos 3T3-L1 de fibroblastos de ratón, Mioblastos esqueléticos de rata L6, Mioblastos de ratón C2C12, y la línea celular de hepatoma de rata H4IIE se adquirieron de la American Type Culture Collection. (Manassas, Virginia) y mantenido en medio de cultivo DMEM suplementado con 10% FBS, 4 mmol/l glutamina, y 50 mg/l de gentamicina en una atmósfera de 5% CO2 a 37°C. Para la adipogénesis, 3Los preadipocitos T3-L1 se cultivaron hasta confluencia en una placa de 100 mm y luego se trataron con un cóctel adipogénico. (5 µg/ml de insulina, 0.5 mmol/l IBMX, y 10 µmol/l dexametasona) para 4 días. A esto le siguió la incubación en medio suplementado con insulina durante un período adicional. 3 días. El medio normal se utilizó durante el día. 7 para mantener los adipocitos (6). Para la diferenciación de miotubos., Las células L6 se cultivaron en DMEM con 10% FBS para 24 h. Luego las células se mantuvieron en 2% medio FBS (α-MEM) para 6 días para inducir la diferenciación. El medio fue cambiado cada 48 h (15). Para células C2C12, DMEM complementado con 2% Se utilizó suero de caballo para inducir la diferenciación.. El proceso de inducción fue similar al de las células L6. (16).
Consumo de glucosa.
Las células se cultivaron en placas de cultivo de tejidos de 96 pocillos.. Cuando se realizaron experimentos., El medio de cultivo normal fue reemplazado por DMEM suplementado con 0.25% albúmina sérica bovina (BSA). Entonces, las células fueron tratadas con berberina y/o insulina (concentración final 100 nmol/l) para 24 h. La concentración de glucosa en el medio se determinó mediante el método de la glucosa oxidasa.. La glucosa de los pocillos con células se restó de la glucosa de los pocillos en blanco para obtener la cantidad de consumo de glucosa. (20).
Captación de glucosa.
3Preadipocitos T3-L1, L6, o los mioblastos C2C12 se diferenciaron en adipocitos o miotubos maduros en una placa de 12 pocillos. Para 2-desoxiglucosa (o 3-Dios mío) consumo, después del tratamiento con berberina en DMEM sin suero con 0.25% BSA para 16 h, las células fueron tratadas con insulina (200 nmol/l) para 20 min a 37°C en PBS (1 ml/pozo). Después de un lavado en PBS, las células fueron incubadas en 1 ml de PBS que contiene 0.1 mmol/l 2-desoxi-d-glucosa (o 3-O-metil-d-glucosa) y 1 μCi/ml 2-desoxi-d-[3h]glucosa (o 3-O-d-[metil-14C]glucosa) para 5 mín.. Entonces, Las células se lavaron dos veces en PBS enfriado con hielo y se lisaron en 0.4 ml de 1% dodecilsulfato de sodio. [3h]glucosa (o [14do]glucosa) El contenido se determinó en 4 ml de centelleante utilizando un contador de centelleo Beckman LS6500. La captación inespecífica de glucosa se mide en presencia de 20 μmol/l de citocalasina B y se resta de la absorción total para obtener la absorción específica de glucosa (6, 18).
transferencia Western.
Las células fueron tratadas con berberina en medio libre de suero con 0.25% BSA. En algunos experimentos, insulina (200 nmol/l) fue agregado 20 min antes de la recolección de células. El lisado de células completas se preparó mediante sonicación en tampón de lisis. (1% Tritón X-100, 50 mmol/l KCl, 25 mmol/l HEPES, pH 7.8, 10 μg/ml de leupeptina, 20 µg/ml de aprotinina, 125 μmol/l ditiotreitol, 1 mmol/l fluoruro de fenilmetilsulfonilo, 1 mmol/l ortovanadato de sodio). la proteína (100 µg) fue hervido por 5 mín., resuelto en 7% mini-PÁGINA SDS para 90 mi eso 100 V, y se secó sobre la membrana de difluoruro de polivinilideno. (Bio-Rad). Después de ser pretransferidos en tampón de leche durante 30 mín., la membrana se secó con el primer anticuerpo durante 2 a 12 h y el anticuerpo secundario durante 30 mín.. Los anticuerpos secundarios conjugados con HRP se utilizaron con reactivo de quimioluminiscencia. (PerkinElmer Ciencias de la vida) para generar la señal luminosa. Para detectar múltiples señales de una membrana., la membrana fue tratada con un tampón de extracción (0.5 mol/l NaOH) para 20 min después de cada ciclo de transferencia para eliminar el anticuerpo unido. Todos los experimentos se realizaron tres veces. (5). Se utilizó ImageJ 1.37V para cuantificar las señales occidentales..
Ensayo de citotoxicidad de LDH.
3Los adipocitos T3-L1 y los miotubos L6 se cultivaron en placas de 24 pocillos.. Después del tratamiento con berberina para 24 h en DMEM libre de suero suplementado con 0.25% BSA, lactato deshidratagenasa (LDH) La concentración en el medio se detectó con el kit de ensayo de citotoxicidad LDH II. (BioVisión, Vista a la montaña, California).
Consumo de oxígeno.
El consumo de oxígeno se realizó en BD Oxygen Biosensor Systems. (BD Biociencias, Bedford, MAMÁ). Después de la diferenciación, Los adipocitos 3T3-L1 o miotubos L6 se tripsinizaron y se sembraron en una placa embebida con un tinte sensible al oxígeno en medio de cultivo DMEM suplementado con 10% FBS. Después 6 h, berberina y/o insulina (concentración final 100 nmol/l) fue agregado al medio. La lectura de fluorescencia se tomó en diferentes momentos.. Las unidades de consumo de oxígeno fueron unidades de fluorescencia relativas normalizadas. (NRFU), que se obtuvieron dividiendo los valores de fluorescencia de las células por el valor de los pocillos en blanco.
Ensayo de contenido de nucleótidos de adenina..
3Los adipocitos T3-L1 y los miotubos L6 se cultivaron en placas de seis pocillos.. Fueron tratados con 5 μmol/l de berberina para 0.5 o 16 h en medio libre de suero con 0.25% BSA. Luego se midieron los contenidos de ATP y AMP de las células mediante cromatografía líquida de alta resolución. (HPLC) como lo describen Wynants et al.. (17). En resumen, las células fueron lisadas en 0.6 N HClO4 y neutralizado con 1 NKHCO3. El análisis HPLC se desarrolló en un sistema HPLC. (Delta de las aguas 600, aguas, milford, MAMÁ) compuesto por una unidad de bomba de suministro de disolvente (aguas 600), un muestreador automático (aguas 717 Más), y un detector de matriz de diodos UV-Vis (aguas 2996 Detector de matriz de fotodiodos, 190–800 nm). El sistema fue controlado por computadora y analizado con el sistema de software Empower. (Delta de las aguas 600). La separación se realizó utilizando una columna Atlantis T3. (5.0 µm, 4.6 × 150 mm de diámetro interior; aguas) con columna de guardia (4.6 × 20 mm de diámetro interior; aguas). La fase móvil consistió en un tampón acuoso que contenía 0.15 ácido fosfórico (10 ml de 85% H3PO4/litro) ajustado al pH 6.00 con hidróxido de amonio (~8ml; A) y una mezcla de acetonitrilo y metanol (50:50, vol/vol; B). La fase móvil óptima se estableció como se muestra a continuación: 0–5 minutos, 100% A; 5–25 minutos, gradiente a A/B = 90:10; el caudal se fijó como 0.7 ml/min, y la longitud de onda se fijó en 259 Nuevo Méjico. ATP y AMP aparecieron en 9.6 y 18.1 mín., respectivamente.
Ensayo de lactato.
Las células se cultivaron en una placa de 24 pocillos y se trataron con berberina y/o insulina en DMEM sin suero suplementado con 0.25% BSA. La concentración de lactato en el medio se detectó con un kit de ensayo de lactato del Centro de Servicios de Investigación Biomédica., Universidad de Búfalo (Búfalo, Nueva York).
Análisis estadístico.
Los datos se presentan como medias ± SE.. Todos los experimentos en células se realizaron al menos por triplicado.. Cuando se realizó una única comparación, la significancia de las diferencias entre medias se analizó mediante la prueba t de Student. Cuando se realizaron comparaciones múltiples, la significancia se analizó mediante ANOVA unidireccional (SPSS 12.0). Cuando se encontró un efecto significativo, las diferencias entre medias se determinaron mediante la prueba post hoc de diferencia mínima significativa de Fisher. El nivel P se fijó en 0.05.
RESULTADOS
La berberina mejoró la sensibilidad a la insulina en ratas obesas dietéticas.
En este estudio, Se utilizaron ratas obesas dietéticas como modelo animal de resistencia a la insulina.. En 6 meses en el HFD, La glucosa en sangre se elevó significativamente en las ratas Wistar en condiciones de ayuno y alimentación.. Con tratamiento de 5 semanas con berberina., ambos niveles de glucosa en sangre en ayunas (FBG) y glucemia posprandial (PBG) se redujeron significativamente en las ratas obesas dietéticas (Higo. 1A). FBG se redujo de 5.74 a 5.39 mmol/l (pag = 0.035). PBG se redujo de 10.4 a 7.6 mmol/l (pag = 0.039), que está cerca del nivel normal de glucosa. El nivel de insulina en ayunas disminuyó en 46% (pag = 0.045; Higo. 1B). La sensibilidad a la insulina aumentó significativamente con la berberina., como lo indica un 48% reducción (pag = 0.036; Higo. 1do) en HOMA-IR….
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