Mirtillo rosso americano, Vaccinium macrocarpon (Ericaceae) – cranberry americano

Vaccinium macrocarpon, noto comunemente come cranberry americano, è una specie arbustiva perenne della famiglia delle Ericaceae, originaria delle zone umide e torbiere del Nord America. Si tratta di un nano–arbusto strisciante, con fusti sottili, lignificati, lunghi anche più di un metro, che radicano facilmente a contatto con il substrato, formando tappeti vegetali densi. Le foglie, piccole, coriacee e sempreverdi, sono disposte in modo alterno sui rami; mostrano una superficie superiore verde scuro e una inferiore più chiara, spesso dotata di minute ghiandole. I fiori, delicati e di colore rosa pallido, presentano petali ricurvi all’indietro e sono tipicamente impollinati da insetti.

Il frutto è una bacca rossa di forma globosa o ellissoidale, caratterizzata da una polpa compatta, elevata acidità e una marcata astringenza. Questa peculiare combinazione sensoriale ha favorito l’utilizzo del cranberry quasi esclusivamente in forma trasformata (succhi, salse, estratti), poiché il consumo allo stato fresco risulta poco gradevole. La specie presenta un ciclo fisiologico strettamente legato a condizioni di clima freddo: richiede un periodo invernale di dormienza e si adatta perfettamente ai substrati acidi, saturi d’acqua ma ben ossigenati. Le celebri piantagioni di cranberry del Nord America sfruttano una gestione idrica controllata che riproduce, in forma agricola, le dinamiche ecologiche naturali delle torbiere.

Dal punto di vista ecologico, Vaccinium macrocarpon è una specie adattata a habitat oligotrofici: sopravvive dove altre piante non competono grazie alla tolleranza a pH molto basso, alle basse temperature e alla scarsa disponibilità di nutrienti. Le sue bacche costituiscono una risorsa alimentare per numerose specie di uccelli e piccoli mammiferi, che contribuiscono alla dispersione dei semi. Il portamento strisciante e la capacità di radicare dai nodi fanno del cranberry un importante elemento stabilizzante nei tappeti vegetali delle torbiere.

Il maggior interesse scientifico nei confronti di Vaccinium macrocarpon deriva dal suo profilo fitochimico, ricco di polifenoli, tra cui antocianine, flavonoli, acidi fenolici e, soprattutto, proantocianidine di tipo A (PAC-A). Queste ultime costituiscono la caratteristica distintiva del cranberry rispetto ad altre specie del genere Vaccinium. Le PAC-A sono state associate a una potenziale attività nel contrastare l’adesione batterica a livello uroteliale, in particolare di Escherichia coli, meccanismo che ha motivato l’uso del cranberry nel supporto alla salute delle vie urinarie.

La letteratura scientifica moderna ha indagato in modo approfondito questa applicazione, con risultati complessivamente promettenti ma variabili a seconda di dose, titolo in PAC-A, forma di somministrazione e profilo clinico dei soggetti. Le evidenze più coerenti riguardano una riduzione del rischio di recidiva nelle infezioni urinarie non complicate, soprattutto in donne con episodi frequenti, purché vengano utilizzati estratti standardizzati e assunti con regolarità. È importante sottolineare che il cranberry non sostituisce gli antibiotici nei casi in cui la terapia è necessaria, ma può rappresentare un coadiuvante preventivo.

Oltre all’ambito urologico, diversi studi hanno esaminato le potenziali proprietà antiossidanti, anti-infiammatorie, ipoglicemizzanti e cardiovascolari del cranberry. L’elevato contenuto di polifenoli sembra contribuire alla modulazione di marcatori ossidativi, alla funzione endoteliale e alla regolazione di alcuni parametri metabolici, benché anche in questo caso le evidenze più robuste provengano da studi di breve durata o su popolazioni specifiche. L’effetto sulla microbiota intestinale è un ulteriore ambito di interesse emergente: alcune ricerche suggeriscono che i metaboliti derivati dalla degradazione microbica delle proantocianidine possano influenzare in modo positivo alcune comunità batteriche.

In campo nutrizionale, il cranberry fresco ha un contenuto calorico molto basso e fornisce vitamina C, fibre e composti fenolici; tuttavia, va considerato che molti prodotti commerciali (succhi o frutti essiccati) contengono zuccheri aggiunti, che modificano significativamente il profilo nutrizionale complessivo. Per questo motivo, nelle valutazioni salutistiche è essenziale distinguere tra frutto intero, estratti standardizzati e prodotti trasformati.

Dal punto di vista agronomico, il cranberry rappresenta un sistema colturale specializzato, con una gestione che richiede terreni molto acidi, controllo idrico, varietà selezionate a maturazione scalare e pratiche post-raccolta volte a preservare integrità fisica, colore e contenuto polifenolico delle bacche. L’industria del cranberry è un settore di forte rilevanza economica negli Stati Uniti e in Canada, con una produzione che alimenta sia il mercato alimentare sia quello nutraceutico.

Classificazione botanica (sistema APG IV)

Valori nutrizionali indicativi per 100 g (frutti freschi di Vaccinium macrocarpon)
Valori riferiti a cranberries freschi, non zuccherati; possono variare in funzione di cultivar, condizioni di coltivazione e grado di maturazione.

Alle porzioni d’uso tipiche (per esempio 40–80 g di bacche fresche in succhi, salse o mix di frutta) il mirtillo rosso americano fornisce un apporto calorico moderato, con energia proveniente quasi interamente dai carboidrati, una quota apprezzabile di fibra alimentare e un contributo utile di vitamina C e manganese.

(Nota: i valori per i prodotti essiccati e zuccherati sono molto diversi – energia e zuccheri significativamente più elevati, vitamina C molto ridotta.)

Nota sul profilo lipidico

I frutti freschi di Vaccinium macrocarpon hanno un contenuto in grassi molto basso. Gli acidi grassi saturi (SFA, Saturated Fatty Acids) sono presenti solo in tracce; quando prevalgono nella dieta complessiva rispetto ai grassi insaturi, sono considerati meno favorevoli per l’equilibrio cardiovascolare.

La piccola frazione lipidica è composta per lo più da acidi grassi insaturi (MUFA e PUFA), che in generale sono ritenuti più favorevoli quando sostituiscono una parte degli SFA nella dieta. Nel caso del mirtillo rosso americano, tuttavia, l’apporto assoluto di lipidi è così ridotto che l’impatto sul profilo complessivo dei grassi alimentari è trascurabile; l’interesse nutrizionale è concentrato soprattutto su fibra, vitamina C, manganese e composti fenolici (proantocianidine, antociani, altri polifenoli).

Caratteristiche della Pianta:
Vaccinium macrocarpon è un arbusto strisciante a crescita bassa che può raggiungere i 15-30 cm di altezza. La pianta produce piccoli fiori bianchi o rosa chiaro che sbocciano in estate e si trasformano in bacche rosse acidule. Cresce meglio in ambienti freschi e umidi, spesso in torbiere e paludi, e preferisce suoli acidi e ben drenati.

Composizione Chimica e Struttura:
I mirtilli rossi contengono diversi composti benefici:

Vitamine: Ricchi di vitamina C e vitamina A. Contengono anche alcune vitamine del gruppo B.

Minerali: Include minerali come potassio, calcio e magnesio.

Antiossidanti: Elevata concentrazione di antiossidanti, tra cui flavonoidi (come la quercetina e le antocianine), acido ellagico e proantocianidine, che aiutano a combattere lo stress ossidativo.

Acidi Organici: Contiene acidi come l'acido citrico e l'acido malico, che contribuiscono al sapore acidulo e ai benefici per la salute.

Fibra Alimentare: Buona fonte di fibra alimentare che supporta la digestione.

Come Coltivarlo:

• Clima: Preferisce climi freschi e temperati. È adatto per le regioni con inverni freddi e estati fresche.
• Suolo: Cresce meglio in suoli acidi, umidi e ben drenati, come quelli delle torbiere.
• Luce Solare: Richiede pieno sole o ombra parziale per una crescita ottimale.
• Irrigazione: Necessita di un'irrigazione regolare per mantenere il suolo umido, evitando l’eccesso di acqua che può causare marciume radicale.
• Potatura: La potatura non è essenziale, ma può essere utile per mantenere la pianta sana e favorire una migliore produzione di frutti.

Usi e Benefici:

• Uso Culinaro: I mirtilli rossi sono utilizzati freschi, essiccati, in succhi, salse e marmellate. Sono un ingrediente comune in piatti tradizionali come la salsa di cranberry per il tacchino.
• Uso Medicinale: Tradizionalmente utilizzati per le loro proprietà antimicrobiche e antinfiammatorie. I mirtilli rossi sono noti per supportare la salute del tratto urinario e possono aiutare a prevenire infezioni urinarie.
• Uso Economico: Sono coltivati commercialmente per il mercato alimentare e i prodotti a base di cranberry, inclusi integratori e succhi.

Uso Cosmetico:

• Antiossidanti: Gli antiossidanti presenti nei mirtilli rossi aiutano a proteggere la pelle dai danni dei radicali liberi, riducendo i segni dell'invecchiamento e migliorando l'aspetto della pelle.
• Idratazione: Gli estratti di cranberry sono usati in prodotti per la cura della pelle per migliorare l'idratazione e mantenere la pelle morbida e levigata.
• Schiarimento: Gli antiossidanti e le vitamine nel cranberry possono aiutare a uniformare il tono della pelle e ridurre l'aspetto delle macchie scure.
• Esfoliazione: Gli acidi naturali nei mirtilli rossi possono contribuire a esfoliare delicatamente la pelle, migliorando la texture e la luminosità.
• Anti-infiammatorio: Gli estratti di cranberry hanno proprietà anti-infiammatorie che possono lenire la pelle irritata e ridurre il rossore.

Applicazioni:

• Prodotti per la Cura della Pelle: Utilizzati in creme, maschere e sieri per i loro effetti idratanti, antinvecchiamento e schiarenti.

Cosmetica - Funzioni INCI

Agente condizionante della pelle.  Rappresenta il perno del trattamento topico della pelle in quanto ha la funzione di ripristinare, aumentare o migliorare la tolleranza cutanea a fattori esterni, compresa la tolleranza dei melanociti. La funzione più importante dell'agente condizionante è  prevenire la disidratazione della pelle, ma il tema è piuttosto complesso e coinvolge emollienti ed umettanti che possono essere aggiunti nella formulazione.

CAS  91770-88-6  EC number 294-875-8

• Trattamenti Esfolianti: Incorporati in prodotti esfolianti per rimuovere le cellule morte della pelle e migliorare la texture.
• Prodotti Schiarenti: Formulati per affrontare problemi di pigmentazione e migliorare l'uniformità del tono della pelle.

Considerazioni Ambientali e di Sicurezza:

• Parassiti e Malattie: I mirtilli rossi possono essere suscettibili a parassiti come afidi e malattie fungine come la muffa grigia. È importante monitorare regolarmente e gestire le infezioni.
• Potenziale Invasivo: Non è generalmente considerato invasivo ma può diffondersi in condizioni favorevoli.
• Sicurezza: Generalmente considerato sicuro per l'applicazione topica. Tuttavia, come tutti gli ingredienti, naturali o chimici, deve essere usato conformemente alle linee guida stabilite per evitare potenziali reazioni allergiche o irritazioni della pelle. Le persone allergiche o con pelle molto sensibile dovrebbero prestare attenzione.

Studi

I mirtilli rossi sono generalmente sicuri per il consumo e sono noti per i loro potenziali benefici per la salute, tra cui la prevenzione delle infezioni del tratto urinario e la protezione contro alcune malattie croniche grazie al loro alto contenuto di antiossidanti.

 Viene utilizzato nel settore alimentare principalmente per la preparazione di succhi di frutta e dolci e in medicina per curare cistite, reni e infezioni connesse (1), nonché per contrastare la progressione del tumore alla prostata (2)

Ha un contenuto di polifenoli molto alto, rispetto a frutta come arancia, uva, contiene antociani, polifenoli (quercetin,myricetin), acido malico, acido citrico (3), vitamine (A, C, E), resveratrolo. Può quindi essere considerato un nutraceutico.

L'integrazione di quercetin ricavato dal mirtillo rosso, nel trattamento chemioterapico di carcinoma ovarico ha prodotto in vitro eventi apoptotici cellulari, compreso l'arresto del ciclo cellulare per cui può essere considerato un potenziale agente terapeutico disponibile dieteticamente (4).

La letteratura scientifica è concorde nell'attribuire al mirtillo rosso proprietà antitumorali.  Questo studio in vitro ha indicato come il mirtillo rosso e/o i suoi componenti possano agire come agenti chemiopreventivi, diminuendo il rischio di cancro inibendo l'ossidazione cellulare e i processi infiammatori, mentre possono anche esercitare effetti chemioterapici inibendo la proliferazione cellulare e l'angiogenesi, inducendo l'apoptosi cellulare e attenuando la capacità di invasione e metastasi delle cellule tumorali (5).

I polifenoli presenti nel mirtillo rosso sono noti per avere effetti attenuanti  contro diverse proprietà di virulenza cariogenica responsabili della patogenesi della carie dentale (6).

Evitare di berne in quantità eccessiva in quanto può alterare l'effetto del warfarin (7).

Mirtillo rosso studi

Bibliografia________________________________________________________________________

(1)  Pagonas N, Hörstrup J, Schmidt D, Benz P, Schindler R, Reinke P, van der Giet M, Zidek W, Westhoff TH.   Prophylaxis of recurrent urinary tract infection after renal transplantation by cranberry juice and L-methionine. Transplant Proc. 2012 Dec;44(10):3017-21. doi: 10.1016/j.transproceed.2012.06.071.

Bruyère F, Azzouzi AR, Lavigne JP, Droupy S, Coloby P, Game X, Karsenty G, Issartel B, Ruffion A, Misrai V, Sotto A, Allaert FA. A Multicenter, Randomized, Placebo-Controlled Study Evaluating the Efficacy of a Combination of Propolis and Cranberry (Vaccinium macrocarpon) (DUAB®) in Preventing Low Urinary Tract Infection Recurrence in Women Complaining of Recurrent Cystitis.    Urol Int. 2019;103(1):41-48. doi: 10.1159/000496695.

Jepson RG, Williams G, Craig JC.  Cochrane Database Syst  Cranberries for preventing urinary tract infections.  Rev. 2012 Oct 17;10:CD001321. doi: 10.1002/14651858.CD001321.pub5. Review.

(2) Déziel B, MacPhee J, Patel K, Catalli A, Kulka M, Neto C, Gottschall-Pass K, Hurta R.  American cranberry (Vaccinium macrocarpon) extract affects human prostate cancer cell growth via cell cycle arrest by modulating expression of cell cycle regulators.   Food Funct. 2012 May;3(5):556-64. doi: 10.1039/c2fo10145a. Epub 2012 Mar 5.

Abstract. Prostate cancer is one of the most common cancers in the world, and its prevalence is expected to increase appreciably in the coming decades. As such, more research is necessary to understand the etiology, progression and possible preventative measures to delay or to stop the development of this disease. Recently, there has been interest in examining the effects of whole extracts from commonly harvested crops on the behaviour and progression of cancer. Here, we describe the effects of whole cranberry extract (WCE) on the behaviour of DU145 human prostate cancer cells in vitro. Following treatment of DU145 human prostate cancer cells with 10, 25 and 50 μg ml⁻¹ of WCE, respectively for 6 h, WCE significantly decreased the cellular viability of DU145 cells. WCE also decreased the proportion of cells in the G2-M phase of the cell cycle and increased the proportion of cells in the G1 phase of the cell cycle following treatment of cells with 25 and 50 μg ml⁻¹ treatment of WCE for 6 h. These alterations in cell cycle were associated with changes in cell cycle regulatory proteins and other cell cycle associated proteins. WCE decreased the expression of CDK4, cyclin A, cyclin B1, cyclin D1 and cyclin E, and increased the expression of p27. Changes in p16(INK4a) and pRBp107 protein expression levels also were evident, however, the changes noted in p16(INK4a) and pRBp107 protein expression levels were not statistically significant. These findings demonstrate that phytochemical extracts from the American cranberry (Vaccinium macrocarpon) can affect the behaviour of human prostate cancer cells in vitro and further support the potential health benefits associated with cranberries.

(3) Wang Y, Johnson-Cicalese J, Singh AP, Vorsa N.  Characterization and quantification of flavonoids and organic acids over fruit development in American cranberry (Vaccinium macrocarpon) cultivars using HPLC and APCI-MS/MS.  Plant Sci. 2017 Sep;262:91-102. doi: 10.1016/j.plantsci.2017.06.004.

(4)  Wang Y, Han A, Chen E, Singh RK, Chichester CO, Moore RG, Singh AP, Vorsa N. The cranberry flavonoids PAC DP-9 and quercetin aglycone induce cytotoxicity and cell cycle arrest and increase cisplatin sensitivity in ovarian cancer cells.  Int J Oncol. 2015 May;46(5):1924-34. doi: 10.3892/ijo.2015.2931.

Abstract. Cranberry flavonoids (flavonols and flavan-3-ols), in addition to their antioxidant properties, have been shown to possess potential in vitro activity against several cancers. However, the difficulty of isolating cranberry compounds has largely limited anticancer research to crude fractions without well-defined compound composition. In this study, individual cranberry flavonoids were isolated to the highest purity achieved so far using gravity and high performance column chromatography and LC-MS characterization. MTS assay indicated differential cell viability reduction of SKOV-3 and OVCAR-8 ovarian cancer cells treated with individual cranberry flavonoids. Treatment with quercetin aglycone and PAC DP-9, which exhibited the strongest activity, induced apoptosis, led to caspase-3 activation and PARP deactivation, and increased sensitivity to cisplatin. Furthermore, immunofluorescence microscopy and western blot study revealed reduced expression and activation of epidermal growth factor receptor (EGFR) in PAC DP-9 treated SKOV-3 cells. In addition, quercetin aglycone and PAC DP-9 deactivated MAPK-ERK pathway, induced downregulation of cyclin D1, DNA-PK, phospho-histone H3 and upregulation of p21, and arrested cell cycle progression. Overall, this study demonstrates promising in vitro cytotoxic and anti-proliferative properties of two newly characterized cranberry flavonoids, quercetin aglycone and PAC DP-9, against ovarian cancer cells.

(5) Mantzorou M, Zarros A, Theocharis S, Pavlidou E, Giaginis C.  Cranberry as a Promising Natural Source of Potential Nutraceuticals with Anticancer Activity.    Anticancer Agents Med Chem. 2019 Jul 4. doi: 10.2174/1871520619666190704163301.

(6)  Philip N, Bandara HMHN, Leishman SJ, Walsh LJ. Effect of polyphenol-rich cranberry extracts on cariogenic biofilm properties and microbial composition of polymicrobial biofilms.  Arch Oral Biol. 2019 Jun;102:1-6. doi: 10.1016/j.archoralbio.2019.03.026.

(7)  Srinivas NR  Cranberry juice ingestion and clinical drug-drug interaction potentials; review of case studies and perspectives.  Pharm Pharm Sci. 2013 J Pharm Pharm Sci. 2013;16(2):289-303. doi: 10.18433/j3ng6z. 

Abstract. Cranberry juice is a popular beverage with many health benefits. It has anthocyanins to supplement dietary needs. Based on in vitro evidence cranberry juice is an inhibitor of CYP enzymes and at higher amounts as potent as ketoconazole (CYP3A) and fluconazole (CYP2C9). There is, however, a discrepancy between in vitro and in vivo observations with respect to a number of substrates (cyclosporine, warfarin, flurbiprofen, tizanidine, diclofenac, amoxicillin, ceflacor); with the exception of a single report on midazolam, where there was a moderate increase in the AUC of midazolam in subjects pre-treated with cranberry juice. However, another study questions the clinical relevancy of in vivo pharmacokinetic interaction between cranberry juice and midazolam. The controversy may be due to a) under in vitro conditions all anthocyanin principles may be available to have a concerted effort in CYP inhibition; however, limited anthocyanin principles may be bioavailable with varying low levels in the in vivo studies; b) a faster clearance of the active anthocyanin principles under in vivo conditions may occur, leading to low threshold levels for CYP inhibition; c) efficient protein binding and/or rapid tissue uptake of the substrate may have precluded the drug availability to the enzymes in the in vivo studies. With respect to pharmacodynamic aspects, while the debate continues on the issue of an interaction between warfarin and cranberry juice, the summation of the pharmacodynamics data obtained in patients and healthy subjects from different prospectively designed and controlled clinical trials does not provide overwhelming support for the existence of a pharmacodynamic drug interaction for normal cranberry juice ingestion. However, it is apparent that consumption of large quantities of cranberry juice (about 1-2 L per day) or cranberry juice concentrates in supplements for an extended time period (>3-4 weeks) may temporally alter the effect of warfarin. Therefore, the total avoidance of cranberry juice by warfarin users may not be warranted by the published studies. However, in certain situations of higher intake of cranberry juice or concentrate there may be a need to monitor both warfarin doses and its effect.