Nutraceuticabioch.: Mirtilli rossi, i composti bioattivi salutari.

Recenti studi clinici si interessano dei potenziali effetti sulla salute del mirtillo rosso per via della ricchezza in fitochimici.

ASPETTI INIZIALI

Il profilo dei composti bioattivi del mirtillo rosso differisce da quello degli altri frutti di bosco visto che sono ricchi principalmente di proantocianidine A (PAC), gli  studi clinici sul mirtillo rosso si interessano del tratto urinario, della salute cardiovascolare, orale e gastrointestinale; il mirtillo diminuisce la ricorrenza delle infezioni urinarie portando ad una diminuzione dell’uso di antibiotici e non provoca resistenza ma sono limitate le evidenze sul loro effetto antiossidante lipidico cardioprotettivo.

COMPOSIZIONE CHIMICA

Il consumo quotidiano di diverse varietà di frutta viene raccomandato per garantire un buon intake di micronutrienti e diversità di fitochimici, tutti i frutti di bosco sono una risorsa di polifenoli bioattivi che possono contribuire alla salute umana.

Dal 2010 le linee guida dietetiche raccomandano di aumentare l’introito di frutta in una dieta sana sia con frutta fresca che con frutta congelata, sciroppata, secca e succhi.

frutti di bosco quali fragole, lamponi, more e mirtilli, sono una buona fonte di potassio, fibre e fitochimici bioattivi, il consumo di mirtilli freschi non avviene spesso, in genere si acquistano succhi, salse, frutta secca, barrette di cioccolato, confettura e supplementi dietetici.

I mirtilli americani della specie Vaccinium macrocarpon sono ricchi di polifenoli associati in vitro ad azione antibatterica, antivirale, antimutagena, anticancro, antifiammatorio e con proprietà antiossidanti, mentre gli studi in vivo sugli animali: 

  • diminuiscono la CRP e le interluchine proinfiammatorie;
  • portano ad un’aumento della sintesi di NO;
  • diminuiscono l’enzima ACE di conversione dell’angiotensina 2 e del suo recettore;
  • eliminano l’infezione di HP;
  • favoriscono la risposta al glucosio e la funzionalità delle cellule beta.

Gli studi clinici evidenziano nei prodotti a base di mirtillo la capacità di effetti positivi per la salute quali:

  • abbassare il colesterolo totale e le LDL;
  •  aumentare le HDL;
  • abbassare l’ossidazione del colesterolo LDL favorendo la funzione endoteliare;
  • abbassare la risposta glicemica;
  • avere un’azione antiossidante nel plasma;
  • modulare la colonizzazione di HP nell’ulcera gastrica;
  • diminuire la cariogenesi di Streptococcus mutans e di ridurre i batteri totali nella saliva;
  • ridurre i biomarker della sindrome metabolica;
  • proteggere dalle infezioni il tratto urinario.

La composizione di fitochimici del mirtillo e di altri frutti di bosco promuove la funzionalità del tratto urinario e la salute del sistema cardiovascolare.

Il mirtillo rosso americano ha un alto contenuto di composti fitochimici in particolare di flavan-3-oli, procianidine di tipo A (PAC) presenti dal 50-90%, antocianidine, acido benzoico e acido ursolico.

I flavan-3-oli sono monomeri, oligomeri e polimeri fino all’85% in peso, i PAC sono un gruppo eterogeneo per la struttura, per l’unità costituente come (-)- epicatechina, (+)-catechina e in minima parte epigallocatechina, tipo di legame e livello di polimerizzazione.

La struttura dei PAC è condensata con singoli legami carbonio- carbonio tra il C4 e il C8 o C6 nella unità più bassa della struttura o addizione tramite legame tra il carbonio C2 della unità superiore e il gruppo OH del carbonio C7 della unità inferiore (PAC A).

La distinzione fra PAC di tipo A e B è molto importante perchè da differenze nelle proprietà biologiche, il tipo A ha la proprietà fondamentale di dare meno adesione dei batteri E. coli sulle cellule uroepiteliari nelle fasi iniziali dell’infezione del tratto urinario UTI.

Molti alimenti vegetali come la mela, l’uva e il cioccolato hanno elevate quantità di PAC, ma solo le prugne, arachidi, avocado e i mirtilli rossi contengono PAC A; per esempio 100 grammi di mirtilli rossi contengono 420 mg di flavan-3-oli, 70 mg di oligomeri con DP 4-6, 63 mg di ologomeri con DP 7-10, 46 mg di polimeri, dimeri e trimeri, valori che provengono da uno studio sulla quantità di PAC negli alimenti che sottolinea la distribuzione eterogenea nei cibi, il DP medio nel mirtillo rosso non è ancora stato stabilito, il DP medio 4-6 e il DP 2-3 sono in grado di inibire in vitro l’adesione di E. coli sulle cellule uroepiteliari.

Il mirtillo ha una quantità elevata di PAC nelle pareti cellulari molto biodisponibile nell’intestino crasso ma il profilo di composti bioattivi è diverso da quello degli altri frutti di bosco, i mirtilli rossi sono molto ricchi di catechine – epicatechine e come nel vino rosso gli antociani e le procianidine si trovano in forma condensata polimerica e si formano nelle ultime fasi del raccolto e nella fase di stoccaggio.

Nel mirtillo rosso è elevata la quantità di anticianine glucosidiche che danno il colore e gli effetti potenziali sulla salute; sono presenti tutti i sei principali agliconi contenuti nella frutta e nella verdura cioè la cianidina, peonidina, malvidina, pelargonidina, delfinidina e petunidina, le forme predominanti sono 3-O-galattosidi e 3-O- arabinosidi della cianidina e della peonidina.

Il mirtillo rosso degli Stati Uniti è ricco di peonidina, le antocianine sono principalmente 3-O- monoglucosidi la cui quantità aumenta con la maturazione in dipendenza dal tipo di cultivar e dalle dimensioni del frutto con una variabilità sulla quantità totale tra il 13,6 -17,1 % /100 grammi.

Anche tra le varie specie di mirtillo c’è un diverso profilo di composti bioattivi, nel mirtillo rosso Vaccinium Oxycoccus sono poco presenti trimeri di tipo PAC A e procianidine A2 che invece sono molto abbondanti in Vaccinium vitis- idea e Vaccinium macrocarpon, ci sono anche differenze nel profilo dei flavan-3-oli.

La variabilità dei composti bioattivi tra le specie di mirtillo e tra il mirtillo e gli altri frutti di bosco cambia la biodisponibilità e gli effetti sulla salute con un’ azione bioattiva che dipende dalla quantità e dalla struttura aglicona o glucosidica.

Nel mirtillo ci sono gli acidi fenolici idrossibenzoico e idrossicinnamico, il contenuto di acido benzoico è molto alto in quantità di 474-557 mg/ 100 grammi mentre è minore la concentrazione di 2,4-diidrossibenzoico, p-idrossibenzoico, O-idrossibenzoico pari a 2-4 mg/100 grammi di peso fresco e gli acidi idrossicinnamici quali p-cumarico, sinapico, caffeico e ferulico sono in concentrazione di 8,8-25 mg/ 100 grammi di peso fresco.

In generale gli acidi fenolici non sono specifici per i mirtilli e il loro profilo non è facile da confrontare con quelli di altri frutti di bosco; l’acido ellagico e gli ellagiotannini sono in concentrazione basse nel mirtillo americano ma sono molto abbondanti nei lamponi e nelle fragole.

Il triterpene acido ursolico è un composto bioattivo molto presente nel mirtillo americano, la concentrazione varia da 46- 109 mg/ 100 grammi di peso fresco, presenta proprietà antinfiammatorie e si trova in altre concentrazioni anche nella mela, guava e nelle olive, in genere questo composto si trova come acido cis-3-O-para idrossicinnamoilursoico in quantità tra i 12 ai 16 mg per 100 grammi di peso fresco e come trans-3-O-para idrossicinnamoilursoico in quantità di 42-60 mg/ 100 grammi di peso fresco, nel mirtillo rosso sono presenti anche gli Iridoidi monoterpenici e 6,7-diidro monoterpenici e altri come il glucosil cumaronil iridoide.

I flanonoidi nei mirtilli rossi sono principalmente glucosidi della quecitina, mirecitina e  del campfenolo, la forma predominante è la quercitina-3- galattoside ma ci sono altri glicosidi come la quercitina 3-acetilramnoside.

Il database Phenol Explorer indica che il contenuto di flavonolo negli alimenti vegetali è in genere < 3 mg anche se nel mirtillo e nella mora il contenuto varia da 3,2 – 17 mg; la  fonte più ricca di flavonoli è il mirtillo rosso americano che ne contiene tra 20-40 mg per 100 grammi di peso fresco.

LAVORAZIONE DEL MIRTILLO ROSSO

Il mirtillo di sapore acido e astringente in genere non viene consumato fresco ma come succo (60% delle produzioni), salsa e frutta secca dolcificata, durante la produzione del succo di mirtillo la rimozione della pelle e dei semi, il trattamento termico con successivo contatto con l’aria che attiva gli enzimi Polifenolo ossidasi e la Perossidasi fanno perdere composti bioattivi fitochimici come gli antociani fino al 50% e i flavonoli mentre i PAC sono molto resistenti al calore, alle fasi di chiarificazione e di pastorizzazione ma possono essere degradati dal calore elevato che si usa quando i mirtilli sono trasformati in polvere.

Si perde fino al 30-40% dei fitochimici durante la pressatura per rimozione della pelle e dei semi ma anche nella diluizione del succo e nella miscelazione con altri succhi di frutta, anche se si modifica la composizione dei composti bioattivi rimane una concentrazione altra di  PAC, flavonoli e antociani mentre la quantità di acido ursolico risulta invariato rispetto al frutto fresco.

La metabolonica permette una descrizione completa delle sostanze fitochimiche degli alimenti vegetali; per i pomodori e per le fragole si sono ottenuti dati mai riportati in precedenza, lo studio su 5 cultivar di mirtilli ha analizzato 4477- 6330 composti molti dei quali sono presenti in tutte le piante.

 SALUTE DELLE VIE URINARIE

La salute del tratto urinario avviene con la prevenzione delle infezioni, la terapia farmacologica usa antibiotici a basso dosaggio che nel tempo possono dare resistenze per cui si cercano strategie alternative come sfruttare l’azione antimicrobica dei polifenoli del mirtillo che non sviluppano resistenza nei batteri e hanno la capacità di prevenire l’infezione del tratto urinario UTI.

I polifenoli ologomeri del mirtillo rosso per prevenire le infezioni urinarie agiscono con un’azione antiadesiva evitando che l’uropatogeno di E. Coli si leghi ai recettori cellulari nella vescica ma anche attivando il microbiota intestinale.

Per valutare il potenziale del mirtillo nel prevenire o trattare le infezioni del tratto urinario bisogna considerare il tipo d’individuo, il tipo di prodotto, la dose e il metodo di somministrazione ma anche la durata dell’esposizione, la conformità con il regime e la scelta del confronto per questo molti studi individuali sono incoerenti :

  • le donne giovani sessualmente attive spesso sviluppano UTI dopo un rapporto sessuale;
  • i bambini piccoli con anomalie strutturali renali per via delle alterazioni del flusso urinario sviluppano UTI;
  • le donne anziane hanno cause diverse che provocano UTI recidive.

Il primo studio randomizzato in doppio cieco è stato condotto su delle donne con UTI ricorrenti in una casa di cura per sei mesi con un consumo di 300 ml di succo di mirtillo zuccherato artificialmente, dopo un mese si è osservato meno batteremia e muco nelle urine.

Uno studio su 1494 partecipanti con analisi di sottogruppi specifici afferma che il consumo di prodotti a base di mirtilli ha un’effetto positivo sulle infezioni del tratto urinario in particolare nelle donne con UTI ricorrenti.

Uno studio su 4473 partecipanti che consumavano prodotti a base di mirtillo indica che non c’è variazione nel rischio di insorgenza di infezione del tratto urinario in donne con UTI ricorrenti, donne in gravidanza, bambini con UTI recidivanti, pazienti con il cancro o persone con vescica neurogena anche se il rapporto di rischio UTI è positivo pari a < 1. 0.

Le donne con UTI recidivante hanno un rischio più alto di sviluppare infezioni urinarie rispetto agli uomini; una donna con pielonefrite cronica di 66 anni non curabile con antibiotici, dopo 8 settimane di trattamento con succo di mirtillo pari a 180 ml per 2 volte al giorno ha mostrato un miglioramento urinario, nel muco nelle urine e nell’albuminuria tanto che non ha avuto più bisogno di antibiotici per curare l’infezione urinaria, altri studi evidenziano :

  •  19 pazienti sottoposti a supplementazione giornaliera di capsule contenenti 400 mg di estratto di mirtillo hanno mostrato una diminuzione della recidiva di UTI;
  • 150 donne con UTI ricorrenti che consumavano succo di mirtillo concentrato hanno avuto un’abbassamento dell’incidenza di UTI  fino al 30%;
  • nessuna diminuzione della recidiva di UTI con un consumo di 240 grammi di mirtilli al giorno ma il tasso di recidiva risultava minore dell’incidenza teorica del 30% con un valore di 11-14%;
  • 120-240 ml di succo di mirtillo in giovani donne non ha portato a una diminuzione significativa dell’ UTI ma ha evidenziato un’ interferenza da parte dei composti  bioattivi del mirtillo nel legame di E. coli sulle cellule epiteliali della vescica;
  • 150 donne con UTI ricorrenti divisi in tre gruppi che consumavano 50 ml di succo di mirtillo, 100 ml di Lactobacillus GG e il placebo; il consumo di mirtillo porta ad un’abbassamento del rischio di UTI rispetto agli altri del 20% in più.

In un’altra ricerca si è visto che i rapporti sessuali nelle donne aumentano il rischio di UTI e che il succo di mirtillo ha un’effetto protettivo, mentre le bevande gassate sono associate ad un’aumento dell’infezioni nel tratto urinario.

  •  50 ml di succo di mirtillo concentrato al giorno in 84 ragazze fra i 3- 14 anni che avevano avuto diversi episodi di UTI confrontato con 100 ml di Lactobacillus GG per 5 volte al mese o al controllo senza trattamento per 6 mesi mostrava un’ incidenza di UTI 18,55%  rispetto al 42,1% e al 48,1% degli altri trattamenti.
  • 39 ragazze con UTI febbrili e consumo di succo di mirtillo con PAC o senza; il gruppo trattato aveva un’abbassamento drastico del 65% dell’insorgenza di UTI.

Come detto tra le varie specie di Vaccinium c’è un diverso profilo di composti bioattivi, nel mirtillo selvatico c’è una maggiore frazione di PAC ad alto peso molecolare capace di inibire l’adesione di E. Coli in modo efficace cosa non riscontrata per i polifenoli del pompelmo, guava, mango,arancia e ananas.

SALUTE CARDIOVASCOLARE

Il consumo di mirtilli rossi ha effetti positivi sulle malattie cardiovascolari con possibile rallentamento del processo di aterogenesi, della progressione delle lesioni, della rottura della placca, della trombosi, dell’infarto del miocardio e dello sviluppo della cardiomiopatia ischemica.

Il consumo di composti bioattivi del mirtillo rosso ha migliorato il profilo lipidico dei criceti Siriani alimentati con una dieta ricca di grassi, uno studio clinico di 150 pazienti ipercolesterolemici sottoposti al consumo di una miscela di antociani di 320 mg / giorno ha mostrato una riduzione del colesterolo LDL-C, un’aumento del colesterolo HDL-C, lo stesso in pazienti obesi, con diabete mellito, con HDL-C basso, con ipertriglicemia e malattie cardiovascolari.

Il meccanismo d’azione dei composti bioattivi del mirtillo sul profilo lipidico non è ben compreso, in vitro su colture di epatociti riducono l’espressione dei recettori delle LDL e quindi l’assorbimento del colesterolo LDL- C:

  • in pazienti con dislipidemia inibiscono la proteina CETP di trasferimento dell’estere del colesterolo aumentando le concentrazioni di HDL-C con migliore trasferimento inverso del colesterolo;
  • i dati sono controversi tra inibizione CERP e l’abbassamento del rischio di malattie cardiovascolari;
  •  effetto anche su altri fattori di rischio cardiovascolare come l’inibizione dell’enzima di conversione dell’angiotensina ACE ma studi clinici non evidenziano nessuna diminuzione della pressione arteriosa;
  • i flavonoidi del mirtillo hanno dimostrato la capacità di ridurre la glicemia e aumentare la sensibilità all’insulina sul modello animale ma nessun controllo glicemico nei pazienti con diabete mellito 2;

Lo stress ossidativo e l’ossidazione dei lipidi, delle proteine e degli acidi nucleici contribuiscono all’aterosclerosi e alle malattie cardiovascolari, studi clinici con dosi alte di vitamine antiossidanti non hanno mostrato benefici sugli effetti dannosi dei ROS sul sistema vascolare.

Anche se i polifenoli sono antiossidanti i loro meccanismi d’azione non sono associati a una riduzione diretta dei ROS, i composti bioattivi del mirtillo diminuiscono i marcatori ematici dello SO sia nelle persone sane che con malattie cardiovascolari:

  •  750 ml di succo di mirtillo al giorno per due settimane ha migliorato la capacità antiossidante e limitato l’ossidazione del colesterolo LDL-C nel plasma in donne con sindrome metaboliche, ma non la riduzione dello SO dei lipidi e degli acidi nucleici che danno variazione dei marcatori isoprostano F2 e 8- idrossidiossiguanosina.

L’aterosclerosi è una malatta infiammatoria con cambiamenti della CRP e di altri biomarker dell’infiammazione che danno informazione sul rischio cardiovascolare, i composti bioattivi del mirtillo hanno le seguenti caratteristiche:

  •  antinfiammatorie in grado di diminuire le citochine infiammatorie, l’attività di macrofagi e di cellule T;
  • attenuano l’espressione della molecola di adesione intracellulare chiamata ICAM 1 e della proteina chemiotattica monocitaria 1;
  • inibiscono l’attivazione del fattore NF-KB e di altre vie pro-infiammatorie in cellule endoteliari in vitro.

Uno studio sul consumo di una quantità di 320 mg di antocianine da mirtillo assunta ogni giorno ha mostrato una riduzione della CRP, della molecola di adesione delle cellule vascolari sVCAM 1 e di IL1 beta nel plasma di pazienti con ipercolesterolemia.

L’endotelio vascolare produce fattori di omeostasi che agiscono sulla parete vascolare e nel lume del vaso controllando in questo modo il tono vasomotorio, la trombosi, l’infiammazione e l’angiogenesi, l’NO ha un’azione vasomotoria, antipiastrinica, antinfiammatoria e inibisce la proliferazione delle cellule muscolari liscie promuovendo l’angiogenesi.

La diminuzione di NO favorisce l’aterogenesi e la progressione della lesione con un maggiore rischio di malattie cardiovascolari ma ci sono fattori che riportano i livelli di NO nella norma riducendo il rischio come i farmaci che abbassano il colesterolo, i farmaci che inibiscono l’enzima ACE ma anche la perdita di peso, l’esercizio fisico e i cibi o le bevande che contengono flavonoidi.

Studi sui composti bioattivi del mirtillo dimostrano la loro capacità sulle funzioni endoteliari e sulla biodisponibilità di NO:

  •  il succo di mirtillo nei topi induce la dilatazione vascolare e aumenta l’espressione della NO SINTASI (eNOS), cambiamenti indotti dalla diminuzione della NADPH OSSIDASI con induzione della fosforillazione di  e NOS tramite il segnale della chinasi PI3/AKT, un processo in genere indotto dalla malvidina 3- glucoside che aumenta la sintesi di NO con effetto antinfiammatorio sulle cellule endoteliari;

I risultati però sono contrastanti poichè l’effetto è dose dipendente, la vasodilatazione si mostra a 2 ore dal consumo che corrisponde al picco della concentrazione plasmatica ma non a 12 ore quando la concentrazione di questi composti nel sangue è bassa.

La rigidità dell’aorta centrale causa ipertensione e insufficienza cardiaca in funzione della quantità di elastina e di collagene presente nella parete delle arterie e in base al tono muscolare che dipende dall’equilibrio fra l’attività di vasodilatatori e vasocostrittori.

Uno studio condotto su 44 pazienti con malattia coronarica per 4 settimane con consumo giornaliero di 480 ml di succo di mirtillo al 54%, con un contenuto totale di polifenoli di 835 mg ha mostrato una diminuzione della rigidità aortica carotidea – femorale rispetto al placebo.

L’aggregazione piastrinica è legata ad eventi cardiovascolare acuti come l’angina instabile e l’infarto del miocardio, il rischio cardiovascolare è ridotto da farmaci antipiastrinici come l’aspirina.

E’ stato evidenziato che anche i polifenoli del succo d’uva e del tè come la delfinidina 3- glucoside, hanno la capacità di inibire l’aggregazione delle piastrine.

Ci sono degli studi clinici su come i polifenoli del mirtillo rosso possano ridurre le malattie cardiovascolari modulando i fattori di rischio se assunti quotidianamente, gli studi sono stati condotti sul succo di mirtillo al 27%, 54% e al 100%  in quantità diversa ogni giorno evidenziando che migliorano il profilo dei lipidi :

  • l’ossidazione del colesterolo LDL -C è migliorato in 35 pazienti uomini in sovrappeso dopo il consumo di 500 ml al giorno di succo di mirtillo per 4 settimane così in pazienti con sindrome metabolica con maggiore capacità antiossidante plasmatica e maggiori livelli di malondialdeide;
  • il consumo di 240 ml in pazienti con diabete mellito 2 ha migliorato l’attività di APO B, APO A1, della para oxonasi 1, della concentrazione di glucosio ma non ha portato alla modifica della Lp (A) una forma aterogenica di LDL – C;
  • 500 ml al giorno ha ridotto la sintesi della METALLOPROTEINA 9, ICAM1, s VCAM e aumentato la concentrazione plasmatica e urinaria di acido salicilico che influenza le vie enzimatiche infiammatorie.

C’è un’associazione tra il consumo di antocianine e le malattie cardiovascolari, il consumo di 12 g al giorno è in grado di dare riduzione del 12-32 % con effetto protettivo fino al 21% nelle persone anziane e del 32% nelle persone più giovani, mostrando un’ effetto dose dipendente ad assunzione più elevata.

Studi sulla relazione fra l’assunzione di antocianine e la morte cardiovascolare non dimostrano nessuna associazione, una revisione recente evidenzia però una riduzione del 9,14%, uno studio sulle donne anziane ha portato una diminuzione del 16% del rischio di malattie cardiovascolari e una lieve diminuzione del 4% sull’ipertensione .

La  diminuzione dello spessore dell’intima media è segno tangibile di aterosclerosi carotidea predittore a sua volta di malattia cardiovascolare, uno studio sui predittori infiammatori mostra che il succo di mirtilli per azione dei flavonoidi porta ad una riduzione della CRP e s VCAM 1.

Cinque studi prospettici per evidenziare la relazione tra flavan 3-oli e rischio di malattie cardiovascolari hanno evidenziato una diminuzione del 51% del rischio di mortalità per malattia coronarica.

L’effetto sull’ictus dei flavan 3-oli non ha mostrato nessuna protezione come non è presente un’associazione con i marcatori di rischio cardiovascolare quali l’ipertensione,   fattori infiammatori,  PWV  ma è stata dimostrata una diminuzione di IMT.

Le proantocianidine sono polimeri di flavan 3- oli che comprendono le teaflavine, teobromina e PAC, quest’ultimi sono in concentrazioni maggiori nella dieta ma ci sono pochi dati sulla loro biodisponibilità e bioattività.

Le principali fonti alimentari di PAC sono il tè, il vino e i legumi della dieta, due studi prospettici sulla mortalità cardiovascolare hanno mostrato una riduzione del 13% e non è stata osservata nessuna associazione nella protezione del rischio di ictus.

Cranberries and Their Bioactive Constituents in Human Health

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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