Efecto de la suplementación del medio de incubación con extracto de Berberis microphylla (calafate) sobre la funcionalidad espermática en semen bovino descongelado / Effect of supplementation of incubation medium with Berberis microphylla (calafate) extract on sperm functionality in thawed bovine semen

RESUMEN: En el semen criopreservado, los procesos de congelación/descongelación y posterior manipulación, dañan las células espermáticas provocando disminución de la capacidad fecundante de los espermatozoides descongelados. Estos procesos han sido asociados con el estado de estrés oxidativo (EO) inducido por altos niveles de especies reactivas de oxígeno (EROS), causando daño a la función y estructura espermática. Los espermatozoides descongelados pueden ser protegidos de este daño, con la adición de antioxidantes (AO) al medio de incubación. El fruto de Calafate (Berberis microphylla G. Forst.) posee una alta capacidad antioxidante, lo que hace interesante investigar el efecto de sus componentes antioxidantes en estos procesos biotecnológicos especialmente postdescongelación. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de la suplementación de extracto liofilizado de fruto de Calafate (ELC), sobre la calidad espermática post-descongelación. Previamente se caracterizó el ELC, determinando la actividad antioxidante y metabolitos como fenoles y antocianinas; posteriormente, espermatozoides de bovino descongelados fueron incubados en un medio base suplementado con diferentes concentraciones de ELC. Post-incubación se evaluó la motilidad progresiva; la viabilidad e integridad de la membrana plasmática (SYBR14- PI) y acrosomal (FITC-PNA/PI) y la peroxidación lipídica (BODIPY) por citometría de flujo. La caracterización de ELC demostró que tanto la actividad antioxidante como los fenoles y antocianinas incrementan concomitante con el aumento de la concentración de ELC. La adición de ELC al medio de incubación, dependiendo de la concentración y tiempo de incubación, sería eficaz en proteger la motilidad, viabilidad e integridad de la membrana plasmática y disminuir la lipoperoxidación en los espermatozoides de bovino descongelados.

SUMMARY: In cryopreserved semen, the freezing/thawing process following of manipulation, damage the sperm cell, decreasing the fertilizing capacity of the thawed sperm; being one of the main factors of this damage the oxidative stress. The sperm once thawed can be protected from this damage, with the addition of antioxidants to the incubation medium. The Calafate fruit (Berberis microphylla G. Forst.) has a high antioxidant capacity, making it an interesting resource for investigating the effect of its antioxidant components on biotechnological processes. The objective of this study was to determine the effect of supplementation of Calafate fruit lyophilized extract (ELC) on sperm quality. The lyophilized extract of the Calafate fruit was characterized, determining the antioxidant activity and metabolites such as phenols and anthocyanins; subsequently, thawed bovine sperm were incubated in a medium supplemented with different concentrations of ELC. Post-incubation, progressive motility was evaluated. By flow cytometry, the viability and integrity of the plasma (SYBR14-PI), and acrosomal (FITC-PNA / PI), as well as lipid peroxidation (BODIPY), was determined. The characterization of Calafate fruits lyophilized extract indicated that antioxidant activity, phenols and anthocyanins increased concomitantly with the increase of dose extract used. The addition of ELC to the incubation medium, depending on the concentration and incubation time, would be effective to protect motility, viability and integrity of the plasma membrane and decreased lipid peroxidation in thawed bovine sperm.

Efecto del extracto de alcaloides de Berberis darwinii Hook sobre respuestas celulares innatas en fagocitos murinos / Effect of the extract of Berberis darwinii Hook alkaloids on innate cellular responses in murine phagocytes

Berberis darwinii Hook es una especie que habita el sur de Chile y la Patagonia. Siendo utilizada por la etnia mapuche para el tratamiento de procesos inflamatorios, estados febriles, y dolor estomacal. El propósito del siguiente estudio fue evaluar in vitro las propiedades del extracto de alcaloides de raíz de B. darwinii sobre respuestas celulares en monocitos desde sangre periférica de rata. Los resultados de la cuantificación del extracto muestran una concentración de alcaloides totales de 1,67 mg/g y la caracterización por HPLC- MS determinó la presencia de berberina y palmatina. In vitro se observó que los extractos disminuyeron la capacidad de adhesión y la actividad fagocítica de los monocitos e inhibieron la translocación del factor nuclear NF-κB asociado a la modulación de la inflamación, pero no así la producción de anión superóxido. Estos resultados indicarían que los alcaloides totales de B. darwinii inhiben algunos mecanismos específicos de defensa celular.

Berberis darwinii Hook is a species that inhabits southern Chile and Patagonia. This is being used by the Mapuche ethnic group for the treatment of inflammatory processes, febrile states, and stomach pain. The purpose of the following study was to evaluate in vitro the properties of an alkaloid extract of B. darwinii root on cellular responses in monocytes from the rat peripheral blood. The results of the quantification of the extract showed a total alkaloid concentration of 1.67 mg/g and the characterization by HPLC-MS determined the presence of berberine and palmatine. In vitro, it was observed that the extracts decreased the adhesion capacity and phagocytic activity of the monocytes and inhibited the translocation of the nuclear factor NF-κB associated with the modulation of inflammation, but not the production of superoxide anion. These results indicate that the total alkaloids of B. darwinii inhibit some specific mechanisms of cellular defense.

Medicinal value of the Berberis genus as hypoglycemic agent / Valor medicinal del género Berberis como agente hipoglicemiante

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a common chronic disease whose prevalence is currently increasing worldwide. Nowadays, the main antidiabetic agent used is metformin. However, between 10 and 30 percent of patients undergoing metformin therapy have nonspecific gastric alterations as an undesired secondary effect. Therefore, the search for new therapeutic alternatives is especially useful, where plant- derived products emerge as an excellent phytochemical resource. The objective of this review is to present and discuss the state of the art of current research conducted on the Berberis gender with hypoglycemic activity, which is normally used in alternative medicine therapy for the treatment of T2DM, and its possible mechanisms of action described in literature.

La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es una enfermedad crónica común, cuya prevalencia está actualmente aumentando en todo el mundo. Al presente, el principal fármaco antidiabético utilizado es la metformina. Sin embargo, entre un 10 y 30 por ciento de los pacientes tratados presentan como efecto no deseado de alteraciones gástricas inespecíficas. Por lo tanto, la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas es de gran utilidad, en donde los productos derivados de plantas emergen como un excelente recurso fitoquímico. El objetivo de esta revisión es presentar y discutir sobre el estado del arte de investigaciones realizadas en las especies del género Berberis con actividad hipoglicemiante, las cuales son normalmente utilizadas en medicina alternativa como terapia para el tratamiento de DM, y sus posibles mecanismos de acción descritos en la literatura.

Identification of isoquinoline alkaloids from Berberis microphylla by HPLC ESI-MS/MS / Identificación de alcaloides isoquinolínicos en Berberis microphylla G. Forst mediante CLAE IES-MS/MS

Berberis microphylla (G. Forst) is a native plant growing in Patagonia. In recent years Patagonia Berberis are becoming important due to their interesting biological properties related to their alkaloids content. The aim of this study was determine the distribution and proportion of isoquinoline alkaloids in leaves, stems and roots of B. microphylla collected in two different climatic zones from Chilean Patagonia. Using by HPLC ESI-MS/MS isocorydine, jatrorrhizine, palmatine, reticuline, scoulerine, tetrahydroberberine and thalifendine were detected for the first time in this specie, and the presence of allocryptopine, berberine, calafatine and protopine, previously isolated in B. microphylla was corroborated. The alkaloids profile showed differences of compounds in samples collected in two climatic zones, where more compounds were detected in plants from Lago Deseado than Cerro Sombrero. Furthermore, a greater number of alkaloids were found in stem and root extracts and berberine and thalifendine were detected in higher proportion in these structures.

Berberis microphylla (G. Forst) es un arbusto nativo que crece en la Patagonia. Actualmente, esta planta ha sido foco de estudio dada las propiedades biológicas que presenta, atribuidas principalmente al contenido de alcaloides. El objetivo de este estudio fue determinar la distribución y proporción de alcaloides isoquinolínicos en hojas, tallos y raíces de B. microphylla colectadas en dos zonas climáticas de la Patagonia chilena. Mediante CLAE IES-MS/MS se informa por primera vez la presencia de isocoridina jatrorrizina, palmatina, reticulina, escoulerina, tetrahidroberberina y talifendina en esta especie y se confirma la presencia de allocriptopina, berberina, calafatina y protopina, identificados previamente en B. microphylla. El perfil de alcaloides mostró diferencias en la presencia de compuestos en las muestras colectas en las dos zonas climáticas, observándose un mayor número de compuestos en plantas provenientes de Lago Deseado. Además, un mayor número de compuestos se identificó en extractos de tallos y raíces donde berberina y talifendina fueron detectados en mayor proporción.

Los extractos acuoso y metanólico de Berberis darwinii H. (Berberidaceae) inhiben respuestas celulares innatas en monocitos humanos tratados in vitro / Aqueous and methanol extracts of Berberis darwinii H. (Berberidaceae) inhibit innate celular responses in human monocytes in vitro treated

Berberis darwinii H is a native plant of South America, popularly referred to Michay. This species has historically been used by indigenous cultures of Chile as medicinal herb. To preliminarily assess their anti-inflammatory effects was investigated the aqueous and methanolic root extract this plant in human monocytes. The results indicated that the extracts inhibit the production of superoxide anion, the expression of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and interleukin-1-beta (IL-1beta) in monocytes activated with lipopolysaccharide. This result suggests the existence of compounds with potential anti-inflammatory action in these extracts.

Berberis darwinii H. es una planta nativa de América del Sur, conocida popularmente como Michay. Esta especie ha sido históricamente utilizada por las culturas indígenas de Chile como hierba medicinal. Con el fin de evaluar preliminarmente sus efectos anti-inflamatorios, se investigaron dos tipos de extractos; metanólico y acuoso, preparados a partir de la raíz de esta planta. Los resultados indican que estos extractos inhiben la producción de anión superóxido, la expresión del factor de necrosis tumoral-alfa (TNF-alfa) y de interleucina-1beta, (IL-1beta) en monocitos activados con lipopolisacárido. Estos resultados sugieren la existencia de compuestos con potencial acción antiinflamatoria en esta planta.

Beneficial effect of Berberis buxifolia Lam, Ziziphus mistol Griseb and Prosopis alba extracts on oxidative stress induced by chloramphenicol / Efecto benéfico de extractos de Berberis buxifolia Lam, Zizyphus mistol Griseb y Prosopis alba sobre el estrés oxidativo inducido por cloramfenicol

The chemiluminescence of luminol, a measure of oxidative stress, increased immediately as a consequence of reactive oxygen species (ROS) stimulated by this antibiotic. The effect of Ch was dose dependent with maximum stimulus at 8 mg/ml (Vmax); above this concentration the cells began to reduce the production of ROS. The oxidative injury of Ch was counteracted by water extracts of Berberis buxifolia lam, Zizyphus mistol Griseb and Prosopis alba, indigenous fruits from Argentina. The relatively light units (RLU) emitted decreased immediately as a consequence of a protective effect exerted by the extracts of these fruit extracts on blood cells. The three indigenous fruit extracts reduced to a different extent the oxidative injury caused by Ch. B.buxifolia lam exhibited the highest antioxidant capacity followed by Z.mistol Griseb. Water extracts of both fruit extracts were the most effective against the oxidative stress, while P.alba presented better antioxidant capacity in the ethanolic fraction obtained. Hexane extracts showed low protective action on blood cells, with little reduction of area under curve (AUC) of RLU plotted versus time. Leukocytes remained viable in blood samples incubated for 3h with Ch and water extracts of B. buxifolia lam or Z. mistol Griseb (97.1% and 92.5% viability by Trypan blue exclusion, respectively); whereas with Ch only the cells were stressed and viability decreased to 30%. The three fruit extracts protected the viability of leukocytes in parallel with the decrease of ROS. Erythrocytes were not lysed in the presence of Ch.

Se estudió el efecto antioxidante de tres extractos de frutas autóctonas, Berberis buxifolia lam (michay), Zizyphus mistol Griseb (mistol) and Prosopis alba (algarrobo). Las células sanguíneas humanas sufrieron estrés oxidativo por acción de cloramfenicol (Ch), con un aumento inmediato de especies reactivas del oxígeno (ERO), que fue determinado por quimioluminiscencia con luminol. La respuesta fue dependiente de la dosis, con un máximo a 8 mg/ml. Los extractos de frutas autóctonas de la Argentina fueron capaces de contrarrestar el estrés generado por el antibiótico. El michay y el mistol resultaron más efectivos en la fase acuosa, y el algarrobo fue más antioxidante en extractos etílicos, mientras que las fracciones obtenidas con hexano no fueron activas. La viabilidad de los leucocitos se mantuvo elevada con Ch en presencia de extractos, entre 92.5 y 97.1%, cayendo hasta un 30% con Ch solo. Tanto los eritrocitos como los leucocitos fueron protegidos del efecto estresante por la capacidad antioxidantes de los extractos de las tres frutas investigadas, lo que podría ser importante a considerar en la dieta de niños, y pacientes en general, sometidos a Ch u otras terapias causantes de estrés oxidativo.