Клюква занимает особое место среди ягод благодаря своим специфическим требованиям к условиям произрастания. Для ее роста необходима кислая торфяная почва, обилие пресной воды, песчаные примеси и продолжительный вегетационный период — с апреля по ноябрь. После этого растению требуется зимний покой: длительное воздействие холода способствует формированию плодовых почек.
Вопреки расхожему заблуждению, клюква не растет в воде. Ее побеги стелются по особым слоям, состоящим из песка, торфа, гравия и глины.
Такие участки, называемые болотами, изначально формировались ледниками, но сегодня их могут создавать и искусственно.
История и распространение клюквы
Коренные народы Америки первыми открыли пользу дикой клюквы. Они включали ее в рацион, особенно в пеммикан — питательную смесь из сушеного оленьего мяса, жира и толченых ягод. Также клюкву применяли в медицине (для заживления ран) и в качестве натурального красителя для тканей.
Европейские колонисты переняли их опыт, сделав ягоду важным товаром. Моряки и китобои брали ее в плавание как средство от цинги.
В 1816 году капитан Генри Холл впервые успешно окультурил клюкву. Сегодня ее можно найти как в свежем, так и в переработанном виде. Среди разновидностей выделяют белую клюкву — это недозрелые ягоды, собранные на 2–3 недели раньше срока.
Основные регионы выращивания — северо-восток США и юг Канады (более 90% мирового урожая). В Европе ее культивируют в Латвии, Беларуси, Азербайджане и России. Начинает осваивать это направление Турция.
Ботанические особенности
Клюква (род Vaccinium) относится к семейству Вересковые (Ericaceae) и представляет собой вечнозеленый стелющийся кустарник с деревянистыми стеблями и мелкими овальными листьями.
Это растение предпочитает прохладный климат и специфические почвенные условия — кислые (pH 3.2-4.5) торфяные грунты с высокой влажностью.
Морфологически клюква характеризуется развитой системой побегов: горизонтальные столоны длиной до 2 метров обеспечивают вегетативное размножение, а из их пазушных почек развиваются вертикальные укороченные побеги (брахибласты) высотой 5-20 см.
На плодоносящих побегах формируется до 7 розовато-белых цветков колокольчатой формы с 8 тычинками, что типично для представителей семейства Вересковые.
Опыление осуществляется преимущественно медоносными пчелами (Apis mellifera), хотя цветки, продуцирующие нектар, привлекают также шмелей и других диких опылителей.
Экологические адаптации клюквы включают микоризную зависимость (симбиоз с почвенными грибами), наличие ксероморфных признаков листьев (толстая кутикула) и способность к вегетативному возобновлению через столоны.
Эти особенности позволяют растению успешно колонизировать верховые болота — экотопы с дефицитом доступного азота и экстремальными температурными режимами, где другие виды не могут конкурировать.
Существует два основных вида клюквы:
- Американская (Vaccinium macrocarpon) — более крупная, культивируемая.
- Европейская (Vaccinium oxycoccos) — мелкая (0,6–1,2 см), в два раза меньше американской.
Производство и потребление клюквы
Технология сбора и обработки клюквы напрямую влияет на ее дальнейшее использование — от массового производства соков до продажи в качестве элитного свежего продукта.
Подавляющая часть урожая клюквы (около 95%) идет на переработку — из нее производят соки, соусы, сушеные и подслащенные ягоды. Лишь 5% попадают на прилавки в свежем виде.
Способы сбора урожая
Мокрый сбор (затопление полей)
Этот метод основан на уникальном свойстве клюквы — способности всплывать на поверхность воды.
Поля затапливают, а затем специальные машины, напоминающие миксеры, взбивают воду, чтобы ягоды отделились от побегов.
Всплывшую клюкву собирают с помощью плавучих ограждений и транспортируют на перерабатывающие предприятия.
Такой способ подходит для ягод, идущих на соки и соусы, поскольку после контакта с водой они быстро портятся и требуют немедленной переработки.
Сухой сбор (механизированный)
Спелые ягоды легко отделяются от лоз, поэтому для их сбора используют машины, похожие на комбайны.
На фабрике клюква проходит строгий отбор: только плотные и упругие ягоды попадают в продажу.
Тест на упругость (отскок): ягоды пропускают через конвейер с деревянными барьерами. Качественные плоды отскакивают, а поврежденные или перезревшие — отсеиваются.
Отобранная клюква фасуется в пластиковые упаковки и поступает в магазины как свежий продукт.
Особенности переработки
Клюкву, предназначенную для дальнейшей переработки, сразу после доставки замораживают в больших контейнерах.
Свежие ягоды, прошедшие «тест на отскок», хранятся дольше и ценятся выше, но их доля в общем объеме невелика.
Фитохимический состав клюквы
Антоцианы
Клюква содержит комплекс биологически активных соединений, определяющих ее полезные свойства. Особый интерес представляют антоцианы — растительные пигменты, которые придают ягодам характерную красную окраску. Эти вещества относятся к группе флавоноидов и представлены шестью основными структурными типами.
Многообразие антоциановых соединений объясняется их способностью образовывать комплексы с различными сахарами (как простыми, так и двойными), а в отдельных случаях — с фенольными кислотами и ацильными радикалами.
Исследования показывают, что в 100 граммах спелой клюквы содержится до 91,5 мг антоцианов. Наибольшее количество этих веществ обнаружено в ранних темноокрашенных сортах, которые также лидируют по содержанию проантоцианидинов.
По сравнению с другими ягодами, клюква содержит относительно небольшое количество изомеров антоцианов (всего 13), среди которых преобладают галактозиды и арабинозиды цианидина, пеонидин.
При переработке клюквы в сок сохраняется качественный состав антоцианов, однако их концентрация значительно снижается и составляет всего 1,3-2,5 мг на 100 мл готового продукта.
Количество пигментных веществ в ягодах напрямую зависит от степени их зрелости: в недозрелых (зеленых) плодах содержание антоцианов колеблется от 0,8 до 111 мг на килограмм, тогда как в полностью созревших темно-красных ягодах этот показатель достигает 180-596 мг/кг. Такая значительная разница подчеркивает важность своевременного сбора урожая для получения максимально ценного сырья. (1, 2, 3, 4, 5, 6)
Флавонолы
Клюква отличается исключительно высоким содержанием флавонолов – от 200 до 400 мг/кг, превосходя по этому показателю 30 других изученных растительных продуктов. По сравнению с 12 популярными фруктовыми соками (включая гранатовый и виноградный), концентрация флавонолов в клюкве почти вдвое выше.
Основным представителем этой группы является кверцетин (11–25 мг/100 г), преимущественно в форме 3-о-галактозида, что делает клюкву одним из лучших природных источников данного соединения.
Второе место по содержанию занимает мирицетин, за ним следует кемпферол. Эти желтые пигменты представлены в клюкве 20 различными гликозидными формами. (7, 8, 9)
Флаван-3-олы (катехины)
Среднее содержание катехинов в свежей клюкве составляет 17 мг/100 г, причем эпикатехин доминирует в их составе. Среди фруктов клюква лидирует по концентрации этих соединений, а уровень ее мономерных форм (катехин + эпикатехин) вдвое превышает показатели черники. В клюквенном соке содержание катехинов достигает 6 мг/л, что эквивалентно количеству, содержащемуся в 100 г темного шоколада. (10, 11)
Проантоцианидины
Этот класс соединений – наиболее значимый по объему и биологической активности в клюкве. Проантоцианидины (также известные как конденсированные танины или полифлаван-3-олы) придают ягодам характерный вяжущий вкус за счет взаимодействия с белками слюны.
Клюква содержит рекордное количество димеров, тримеров, 4–6-меров и 7–10-меров среди всех исследованных фруктов.
Уникальная особенность ее полифенолов – наличие связей типа А (C2→O→C7) между единицами эпикатехина, которые встречаются лишь в арахисе, чернике и сливах.
Средняя концентрация проантоцианидинов – 419 мг/100 г (0,4% от массы ягод) и 231 мг/л в соке. Эти соединения обладают выраженной антиадгезионной активностью in vitro и присутствуют в клюкве в значительно больших количествах, чем в других пищевых продуктах. (11)
Бензойные и фенольные кислоты
На их долю приходится 0,57% массы свежей клюквы. Бензойная кислота составляет 80% всех органических кислот в соке. Помимо нее, обнаружено 14 других бензойных и фенольных кислот, среди которых п-кумаровая кислота – наиболее распространенный представитель гидроксикоричных кислот. Многие из этих соединений связаны с глюкозой и полисахаридами ягод. (12)
Нефлавоноидные полифенолы
Клюква содержит флоридзин (120 мг/кг) – основной дигидрохалкон, известный своей способностью снижать уровень глюкозы в экспериментальных моделях диабета. В значительно меньших количествах (0,2 мг/л) в соке присутствует ресвератрол, концентрация которого в красном вине на порядки выше. Другие соединения, принадлежащие к классу стильбенов, в клюкве обнаружены в следовых количествах, что исключает их существенный биологический вклад. (13, 14)
Терпены и стерины
Клюква содержит значительное количество терпеновых соединений, включая как летучие компоненты, формирующие характерный аромат ягод, так и более крупные молекулярные структуры восковидной природы.
Особого внимания заслуживает урсоловая кислота — тритерпеноидное соединение, преимущественно локализованное в кожуре плодов. Это вещество присутствует как в свободной форме (агликон), так и в виде цис- и транс-эфиров п-гидроксициннамата. Проведенные исследования методом ЖХ—МС показали, что содержание урсоловой кислоты в различных сортах клюквы варьирует в пределах 60—110 мг на 100 г свежего сырья.
Данное соединение не является уникальным для клюквы и также обнаруживается в других плодах, таких как яблоки и черника. Однако клюква отличается присутствием специфических иридоидных гликозидов, которые считаются маркерными соединениями для представителей рода Vaccinium.
Кроме терпенов, клюква содержит каротиноидные пигменты, среди которых доминирует лютеин, тогда как другие каротиноиды присутствуют в незначительных количествах. Эти соединения не только участвуют в формировании окраски плодов, но и обладают выраженной биологической активностью, что делает клюкву ценным источником биоактивных фитохимических веществ. (15, 16)
Биодоступность фитохимических компонентов клюквы
Первые данные об усвоении соединений клюквы организмом человека были получены в эксперименте с участием одного добровольца. После ночного голодания испытуемый употребил 1800 мл 27% клюквенного сока промышленного производства. Затем у него взяли образцы плазмы крови, которые подвергли дериватизации перед проведением анализа. (17)
С помощью газовой хроматографии с масс-спектрометрией (ГХ-МС) в пробах крови, взятых через 45 и 270 минут после приема сока, было обнаружено 16 соединений. Спустя 45 минут в плазме идентифицировали пять органических кислот:
- бензойную,
- о-гидроксибензойную (салициловую),
- п-гидроксифенилуксусную,
- 2,3-дигидроксибензойную,
- 2,4-дигидроксибензойную.
Примечательно, что фенилуксусная и дигидроксибензойная кислоты отсутствовали в исходном соке, что указывает на их образование в результате расщепления полифенолов или микробного метаболизма в кишечнике. На 270-й минуте к ранее обнаруженным кислотам добавились феруловая и синаповая. Антоцианы в данном исследовании не определялись.
В 2005 году было проведено другое исследование с участием 11 женщин, которые в течение двух недель трижды в день выпивали по 250 мл клюквенного сока. (18) Анализ утренней мочи проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с электрохимическим детектированием после щелочного гидролиза и экстракции. Через 1–2 недели у испытуемых зафиксировали значительный рост уровня салицилуровой кислоты (метаболита салициловой) как в моче, так и в плазме натощак.
В другом эксперименте японские исследователи предложили 11 участникам выпить 200 мл 100% клюквенного сока, после чего собрали их мочу до и через 24 часа после употребления. (19) С помощью жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС) в моче обнаружили 6 из 12 антоциановых гликозидов, присутствовавших в соке. Основным антоцианом в моче оказался пеонидин-3-о-галактозид, второй по концентрации компонент клюквенного сока. Более 5% потребленных антоцианов экскретировались с мочой, что в 10 раз превышает аналогичные показатели для других ягодных соков (0,08% – сок кровавого апельсина, 0,2% – красное вино и виноградный сок, 0,4% – сок черной смородины).
В исследовании безопасности 65 здоровым женщинам в течение 8 недель ежедневно давали 1200 мг клюквенного порошка. (20) По сравнению с группой плацебо, никаких признаков токсичности выявлено не было. Методом ЖХ-МС в моче определили следующие соединения (в порядке убывания концентрации): гиппуровую кислоту, салицилуровую кислоту, глюкуронид кверцетина и изомеры дигидроксибензойной кислоты.
Влияние клюквы на сердечно-сосудистую систему и диабет: клинические исследования
Современные научные данные свидетельствуют о широком спектре потенциальных терапевтических свойств клюквы и ее производных. Благодаря высокой концентрации флавоноидов и фенольных кислот, клюква занимает лидирующие позиции среди других плодов по антиоксидантной активности. Интересно, что в сравнительном анализе 22 фруктов клюква продемонстрировала максимальное содержание полифенолов на единицу свежего веса. Именно эти антиоксидантные компоненты, вероятно, обуславливают ее защитное действие против ряда заболеваний. (21)
Антиоксидантные эффекты и кардиопротекция
Биоактивные соединения клюквы способны улучшать антиоксидантный статус организма, что имеет значение для профилактики хронических патологий. Два независимых исследования подтвердили ее положительное влияние на сердечно-сосудистую систему. (22, 23, 24)
В первом эксперименте девять здоровых женщин получили разовую дозу 500 мл 27% клюквенного сока. Результаты показали достоверное увеличение антиоксидантной емкости плазмы по сравнению с контрольной группой, употреблявшей раствор сахарозы. Авторы связали этот эффект с наличием аскорбиновой кислоты (витамина С) в клюкве, однако ее отсутствие в контрольном растворе не позволило сделать однозначных выводов.
Вторая научная группа использовала более точный контроль, включив в сравнение не только сахара, но и аскорбиновую кислоту. Несмотря на это, клюквенный сок значительно повысил антиоксидантную активность плазмы у здоровых добровольцев. Кроме того, in vitro-тесты продемонстрировали, что клюква дозозависимо защищает липопротеины низкой (ЛПНП) и очень низкой плотности (ЛПОНП) от окисления — ключевого фактора развития атеросклероза.
Клюква и диабет: противоречивые данные
Клинические исследования влияния клюквы на пациентов с диабетом дали неоднозначные результаты:
- Исследование (25): 27 участникам с диабетом в течение 12 недель давали порошок клюквы, эквивалентный 240 мл сока в день. Никаких изменений в уровне глюкозы крови зафиксировано не было, что авторы объяснили возможной потерей активных компонентов при переработке сырья.
- Исследование (26): 30 пациентам с диабетом 2 типа назначали клюквенный порошок или плацебо на 12 недель. Хотя сок не повлиял на гликемический контроль (уровень глюкозы натощак и гликированный гемоглобин), он значимо снизил общий холестерин и ЛПНП, а также улучшил соотношение холестерин/ЛПВП. Важно отметить, что все участники принимали гипогликемические препараты, что могло нивелировать потенциальные эффекты клюквы.
- Другое исследование: Прием 240 мл низкокалорийного клюквенного сока у 12 диабетиков вызвал более благоприятную динамику уровня глюкозы и инсулина по сравнению с подслащенной водой. (27)
Дополнительные кардиометаболические эффекты
- Исследование с участием женщин: Употребление 750 мл клюквенного сока в день в течение 2 недель не изменило липидный профиль или активность антиоксидантных ферментов, но повысило уровень аскорбиновой кислоты в плазме. (28)
- Работа с мужчинами: 14-дневный прием сока (7 мл/кг) у 21 здорового добровольца снизил уровень окисленных ЛПНП на 10% и увеличил антиоксидантную емкость плазмы на 7%, хотя маркеры воспаления остались без изменений. (29)
- Исследование лиц с высоким риском: У мужчин с повышенным ЛПНП и ИМТ трехэтапный прием низкокалорийного сока (125–500 мл/день) привел к снижению окисленных ЛПНП, систолического давления и воспалительных молекул ICAM-1 и VCAM-1. Эти изменения свидетельствуют о кардиопротекторном потенциале клюквы. (30)
Хотя клюква не всегда демонстрирует выраженное влияние на гликемический контроль, ее способность улучшать липидный профиль, подавлять окислительный стресс и уменьшать воспаление делает ее перспективным функциональным продуктом для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Для уточнения механизмов действия и оптимальных дозировок необходимы дальнейшие исследования.
Изучение противоопухолевых свойств клюквы in vitro: активные компоненты и механизмы действия
Клюква привлекает внимание ученых как потенциальное средство для химиопрофилактики рака. Многочисленные лабораторные исследования in vitro демонстрируют ее способность подавлять рост опухолевых клеток, влиять на окислительный стресс и другие молекулярные механизмы.
В последнее время появились данные in vivo, подтверждающие антиканцерогенный эффект клюквы. В данном обзоре рассматриваются результаты экспериментов, выделение биологически активных соединений и возможные механизмы их действия.
История исследований
Первые данные о противораковой активности ягод рода Vaccinium (к которым относится клюква) были получены в 1996 году. Ученые из Университета Иллинойса обнаружили, что экстракты клюквы и черники подавляют активность орнитиндекарбоксилазы (ODC) и активируют хинонредуктазу – фермент, участвующий в детоксикации. (31)
Позже канадские исследователи выявили, что клюквенный сок и жмых ингибируют пролиферацию клеток рака молочной железы. (32, 33) Дальнейшие работы были направлены на идентификацию конкретных соединений, ответственных за противоопухолевый эффект, включая тритерпеноиды и флавоноиды.

Урсоловая кислота и ее производные
Метод биоаналитического фракционирования позволил выделить из клюквы соединения, проявляющие цитотоксическую активность in vitro. Этилацетатные экстракты ягод подавляли рост различных линий раковых клеток, включая опухоли молочной железы (MCF-7), толстой кишки (HT-29), простаты (DU145), легких (H460), шейки матки (ME180) и лейкемии (K562). (34, 25) Среди активных веществ были обнаружены гидроксициннаматные эфиры урсоловой кислоты, действующие в концентрациях 11–28 мкг/мл.
Хроматографический анализ показал, что в клюкве содержится не только свободная урсоловая кислота, но и ее эфиры (15–20 мг на 100 г свежих ягод). (26) Дальнейшие исследования подтвердили, что это соединение подавляет пролиферацию клеток гепатоцеллюлярной карциномы (HepG2) и рака молочной железы (MCF-7) (37), а также ингибирует образование опухолевых колоний в моделях колоректального рака.
Как работает урсоловая кислота против рака
Исследования на животных
Хотя урсоловая кислота давно применяется в народной медицине для снятия воспаления, ее способность усваиваться организмом и бороться с опухолями изучена мало. Однако опыты на мышах показали, что доза 100 мг/кг замедляет рост фибросаркомы. (38)
Действие в пробирке (in vitro)
Урсоловая кислота борется с раковыми клетками несколькими способами:
- Останавливает их деление на ранней стадии (G1-фаза);
- Запускает гибель клеток (апоптоз) через активацию каспаз и выход цитохрома c;
- Снижает уровень белков, которые мешают клеткам погибать (c-IAPs);
- Подавляет ферменты MMP-2 и MMP-9, которые помогают опухоли распространяться.
Дополнительный эффект
Производные урсоловой кислоты (гидроксициннамоиловые эфиры) тоже блокируют MMP-2 и MMP-9 в клетках рака простаты, что может препятствовать образованию метастазов.
Проще говоря, урсоловая кислота мешает раковым клеткам расти, выживать и распространяться, но нужны дополнительные исследования, особенно на людях.
Полифенолы
Полифенолы имеют важное значение в предотвращении рака, что делает их основным объектом исследований in vitro, посвященных изучению клюквы. Эксперименты показали, что экстракты этой ягоды, богатые проантоцианидинами и флавоноидами, способны подавлять орнитиндекарбоксилазу – фермент, участвующий в делении клеток у мышей (линия ME-308). (39) В ходе анализа активных компонентов были идентифицированы катехины, их димеры и олигомеры, а также гликозиды кверцетина.
Другое исследование продемонстрировало, что водные экстракты клюквы, полученные из промышленно переработанного порошка, эффективно замедляют размножение различных раковых клеток человека. (40) В их числе – две линии рака ротовой полости (CAL27 и KB), четыре типа клеток колоректального рака (HT-29, HCT-116, SW480, SW620) и три линии опухолей простаты (RWPE-1, RWPE-2, 22Rv1). Хотя и антоцианы, и проантоцианидины обладали подавляющим действием, наибольшую активность проявил комплексный полифенольный экстракт. Среди ключевых полифенолов клюквы выделяют флавонолы, антоцианы и проантоцианидины.
Кверцетин
Кверцетин – это вещество, которое есть не только в клюкве, но и во многих фруктах и овощах. Оно помогает бороться с раком несколькими способами:
- Останавливает деление раковых клеток – они перестают размножаться и погибают.
- Блокирует сигналы роста опухоли – мешает раковым клеткам получать «команды» на размножение.
- Укрепляет защиту организма – усиливает выработку веществ, которые мешают опухоли распространяться.
Кверцетин входит в состав этилацетатных экстрактов клюквы, которые ингибируют рост опухолей. По эффективности он почти не уступал урсоловой кислоте в борьбе с клетками рака груди (MCF-7), толстой кишки (HT-29) и лейкемии (K562). (35) Дополнительные исследования подтвердили его способность замедлять размножение клеток гепатоцеллюлярной карциномы HepG2. (37) Учитывая доказанные свойства кверцетина, можно предположить, что он играет важную роль в противоопухолевом действии клюквенных экстрактов.
В организме гликозиды кверцетина обычно превращаются в сульфаты или глюкурониды. В эксперименте на мышах диета, обогащенная кверцетином, снижала количество предраковых очагов в толстой кишке в четыре раза. Ученые связывают этот эффект с активацией апоптоза через митохондриальный путь, включающий регуляцию белков Bax и Bcl-2. (41)
Кверцетин из клюквы хорошо подавляет рост клеток рака груди, кишечника и лейкемии. В организме он немного видоизменяется, но все равно сохраняет свои полезные свойства.
Антоцианы
Антоцианы обладают выраженными антиоксидантными свойствами, способствуя замедлению окислительных процессов, участвующих в развитии рака. Однако лабораторные исследования (in vitro) с экстрактами клюквенных антоцианов демонстрируют слабую прямую способность подавлять размножение или рост злокачественных клеток.
В одном эксперименте очищенный цианидин-3-галактозид протестировали на восьми типах раковых клеток с помощью SRB-анализа. Даже при максимальной концентрации (250 мкг/мл) вещество подавляло рост менее чем на 50%. (35) Другое исследование показало, что фракция клюквенных антоцианов снижает пролиферацию трех линий рака простаты (RWPE-1, RWPE-2 и 22Rv1) на 50–70%, но не оказывает значительного влияния на клетки опухолей ротовой полости и толстого кишечника. (40)
Кроме того, антоцианы (включая клюквенные) могут участвовать в антиангиогенезе – подавлении образования новых кровеносных сосудов, питающих опухоль. Экстракты ягод, богатые этими соединениями, снижают выработку фактора роста эндотелия сосудов, стимулируемую TNF-α (фактором некроза опухоли), а также тормозят формирование гемангиом и рост новообразований. (42, 43, 44)
Таким образом, хотя антоцианы не проявляют высокой цитотоксичности, они могут косвенно препятствовать развитию рака, подавляя ключевые процессы, связанные с опухолеобразованием.
Противораковая активность проантоцианидинов клюквы
Многочисленные исследования подтверждают, что проантоцианидины, содержащиеся в клюкве, играют ключевую роль в подавлении роста раковых клеток. В экспериментах с экстрактами цельных ягод было выявлено, что фракция проантоцианидинов эффективно подавляет размножение клеток немелкоклеточного рака легких (линия H460), аденокарциномы толстого кишечника (HT-29) и хронического миелоидного лейкоза (K562) в лабораторных условиях.
Метод MALDI-TOF масс-спектрометрии позволил выделить активную субфракцию, содержащую олигомерные соединения проантоцианидинов, преимущественно состоящие из 4–7 звеньев эпикатехина с одной или двумя связями типа А. (45)
В тестах на образование опухолевых колоний (клоногенный анализ) с клеточными линиями HT-29 и HCT-116 (колоректальный рак) экстракт проантоцианидинов из черной клюквы вызывал дозозависимое уменьшение количества и размера колоний. (46) Масс-спектрометрический анализ показал, что активная фракция состояла в основном из тримеров–гексамеров эпикатехина со связями типов А и В. При концентрациях ниже 10 мкг/мл наблюдалось более чем 50% подавление роста колоний HCT116, что превосходило эффективность общего полифенольного экстракта.
Структурные особенности и механизмы действия
Проантоцианидины клюквы отличаются сложным строением, и взаимосвязь между их структурой и биологической активностью требует дальнейшего изучения. С помощью MALDI-TOF-MS было установлено, что олигомерные фракции могут достигать степени полимеризации до 12 единиц, включая четыре связи типа А. Хотя основу составляют эпикатехины, в некоторых образцах также обнаружены фрагменты эпигаллокатехина.
Текущие исследования сосредоточены на влиянии типа связей и размера молекулы на противораковую активность. Ранее было показано, что связь типа А усиливает цитотоксичность и избирательность действия. Например, тример с такой связью подавлял рост клеток рака легких (GLC4) и толстой кишки (COLO 320) эффективнее, чем димеры с связями типа А или тримеры только с связями типа В. Аналогично, проантоцианидины дикой черники с связями типа А сильнее ингибировали андроген-зависимые клетки рака простаты (LNCaP), чем андроген-независимые (DU145).
Перспективы применения при других типах рака
Новые данные свидетельствуют о потенциальной роли клюквенных проантоцианидинов в терапии рака пищевода, риск которого повышается при кислотном рефлюксе. (47) В модели in vitro с клеточной линией аденокарциномы пищевода (SEG-1) экстракт (25–50 мкг/мл) подавлял пролиферацию, вызванную кислотной средой, имитирующей рефлюкс. Через 6 часов после обработки наблюдался выраженный апоптоз и остановка клеточного цикла в фазе G1. (48)
Кроме того, проантоцианидины могут усиливать действие химиотерапии. В исследовании на платина-резистентных клетках рака яичников (SKOV-3) комбинация сублетальных доз параплатина и клюквенного экстракта оказалась эффективнее монотерапии. (49)
Таким образом, проантоцианидины клюквы демонстрируют многообещающую противоопухолевую активность, но для полного понимания их механизмов и клинического применения необходимы дальнейшие исследования.
Потенциальные механизмы и эффекты химиопрофилактики с использованием клюквы
Биологически активные соединения, содержащиеся в ягодах, способны оказывать противоопухолевое действие как по отдельности, так и в комбинации, подавляя размножение раковых клеток. Клюква, благодаря наличию флавонолов, проантоцианидинов (PAC), урсоловой кислоты (UA) и антоцианов, может ингибировать образование опухолей за счет их взаимодополняющего или синергетического влияния.
Эти вещества обладают выраженной антипролиферативной активностью, что подтверждается исследованиями in vitro. Основные механизмы их действия включают:
- стимуляцию апоптоза (программируемой гибели клеток),
- угнетение инвазивных свойств опухоли через подавление матриксных металлопротеиназ (MMP),
- снижение активности орнитиндекарбоксилазы (ODC),
- торможение окислительного стресса и воспаления.
Апоптоз как ключевой механизм противоопухолевого действия
Способность индуцировать апоптоз — одно из важнейших свойств растительных соединений, таких как ресвератрол и эпигаллокатехин галлат. Исследования показывают, что аналогичный механизм может лежать в основе противоракового эффекта клюквы. Вероятно, это связано с действием кверцетина, урсоловой кислоты и проантоцианидинов, которые активируют процессы клеточной гибели.
Доказательства из экспериментальных моделей
- В клетках рака молочной железы (MDA-MB-435) клюквенный экстракт вызывал апоптоз, что подтверждалось методом Annexin-V. (33)
- Водно-ацетоновый экстракт клюквы (80%) увеличивал уровень апоптоза в клеточной линии MCF-7 на 25%, хотя использованные концентрации были выше физиологически достижимых. (50)
- Полифенольный экстракт клюквы при концентрации 250 мкг/мл повышал апоптоз в клетках MCF-7 до 92%, не затрагивая здоровые клетки (MCF-10A). (51)
- В линиях колоректального рака (HCT116, HT-29) урсоловая кислота и PAC индуцировали апоптоз при концентрациях ниже 100 мкг/мл. (52)
- В клетках аденокарциномы пищевода и рака желудка (SGC-7901) клюквенные PAC также демонстрировали проапоптотическую активность. (48)
- В плоскоклеточном раке полости рта клюквенный порошок снижал пролиферацию и повышал экспрессию каспаз-2 и -8, что указывает на апоптотический механизм. (53)
Подавление матриксных металлопротеиназ (MMP)
Клюквенные фитокомпоненты могут препятствовать метастазированию, ингибируя MMP — ферменты, разрушающие внеклеточный матрикс.
- Полифенольный экстракт и PAC клюквы дозозависимо снижали активность MMP-2 и MMP-9 в клетках рака простаты DU145. (45)
- Урсоловая кислота подавляла экспрессию MMP-2 и MMP-9 уже при концентрациях ≤10 мкМ (54), что согласуется с ее действием в клетках фибросаркомы.
Регуляция орнитиндекарбоксилазы (ODC)
ODC — фермент, участвующий в синтезе полиаминов, которые стимулируют пролиферацию клеток. Его гиперэкспрессия наблюдается при многих типах рака.
- Флавоноидная фракция клюквы ингибировала активность ODC в клеточной линии ME-308. (39)
- Полифенольный экстракт блокировал LPS-индуцированную экспрессию ODC в фибробластах. (55)
Антибактериальная активность против Helicobacter pylori
Поскольку H. pylori ассоциирована с раком желудка, ее подавление может снизить онкологический риск.
- Клюквенные компоненты препятствуют адгезии H. pylori к слизистой желудка. (56)
- В клиническом исследовании употребление клюквенного сока снижало уровень инфицирования. (57)
- Полифенолы клюквы вызывали бактериостаз и морфологические изменения H. pylori in vitro. (58)
Результаты исследований на животных
Подавление роста опухолей
- Введение экстракта клюквы мышам с ксенографтами глиобластомы (U87), рака толстой кишки (HT-29) и простаты (DU145) замедляло рост опухолей и вызывало их регресс. (59)
- Клюквенная фракция (NDM) предотвращала развитие лимфомы у мышей. (60)
- В модели рака желудка экстракт клюквы полностью подавлял образование опухолей. (61)
Противоопухолевое действие при раке мочевого пузыря
- Концентрат клюквенного сока уменьшал количество папиллом и карцином у крыс. (62)
Противовоспалительные свойства
Воспаление может способствовать развитию рака, а вещества в клюкве помогают с ним бороться.
Блокирование фермента COX-2 (вызывает воспаление): Антоцианы в клюкве снижают его активность. Другие компоненты клюквы (урсоловая кислота и кверцетин) мешают раковым клеткам производить COX-2.
Подавление белка NF-κB (усиливает воспаление и рост опухоли): Урсоловая кислота и кверцетин блокируют его работу, уменьшая воспаление и замедляя размножение раковых клеток.
Клюква и ее биоактивные компоненты демонстрируют многообещающие химиопрофилактические свойства, воздействуя на ключевые механизмы канцерогенеза: апоптоз, инвазию, воспаление и бактериальную адгезию. Дальнейшие исследования помогут уточнить их потенциальную роль в профилактике и терапии онкологических заболеваний.
Клюква и здоровье мочевыводящих путей
Использование клюквенного сока для профилактики инфекций мочевыводящих путей (ИМП) имеет долгую историю, и долгое время его эффективность подтверждалась лишь косвенными данными. Однако сегодня существует значительная научная база, поддерживающая применение клюквы для поддержания здоровья мочевыделительной системы.
Научные исследования и механизмы действия
Первые исследования, появившиеся в 1980-х годах, продемонстрировали способность клюквенного сока предотвращать прикрепление бактерий E. coli к уроэпителиальным клеткам. Было обнаружено, что клюква особенно эффективна против P-фимбрированных штаммов E. coli, в отличие от других фруктовых соков.
В середине 1990-х клиническое исследование (63) среди женщин в домах престарелых показало значительное снижение бактериурии после месяца употребления клюквенного сока. С тех пор проведено не менее 15 клинических испытаний, подтверждающих профилактический эффект клюквы против инфекций мочевыводящих путей у разных групп населения.
От гипотезы о подкислении мочи к антиадгезивному эффекту
Раньше считалось, что антибактериальное действие клюквы связано с подкислением мочи за счет гиппуровой кислоты. Однако дальнейшие исследования не подтвердили эту теорию: клюквенный сок либо не влиял на pH мочи, либо снижал его незначительно.
Вместо этого ученые обнаружили, что клюква препятствует адгезии бактерий к стенкам мочевого пузыря. Было установлено, что проантоцианидины (PAC) клюквы, особенно содержащие A-тип связи между мономерами, блокируют прикрепление P-фимбрированных E. coli. Эти соединения уникальны для клюквы и некоторых других ягод рода Vaccinium, в отличие от PAC из винограда или какао, которые имеют B-тип связи и менее эффективны.
Клиническая эффективность
Клюква доказала свою пользу в профилактике инфекций мочевыводящих путей у различных групп:
- Женщины с рецидивирующими инфекциями мочевыводящих путей: Прием 400 мг клюквенного экстракта в течение 3 месяцев снизил частоту инфекций у 70% участниц. (64)
- Беременные женщины: Употребление клюквенного сока уменьшило бессимптомную бактериурию на 57% и инфекции мочевыводящих путей на 41%. (65)
- Пожилые люди: Клюквенный сок вдвое снизил частоту симптоматических инфекций мочевыводящих путей у пациентов старше 60 лет. (66)
Клюква эффективна для профилактики инфекций мочевыводящих путей благодаря своим уникальным проантоцианидинам, которые препятствуют прикреплению бактерий к стенкам мочевого пузыря. Клинические исследования подтверждают ее пользу для женщин, пожилых людей, беременных и детей. Оптимальные дозировки и формы приема продолжают изучаться, но уже сейчас клюква является безопасной и действенной альтернативой или дополнением к традиционным методам профилактики.
Внимание: данная информация не должна использоваться для самодиагностики или самолечения, и посещение этой страницы не может заменить визит к врачу. В случае серьезных или непонятных жалоб обращайтесь к квалифицированному специалисту!
Список литературы
- Wang S.Y, Stretch A.W. Antioxidant capacity in cranberry is influenced by cultivar and storage temperature. J Agric Food Chem. 2001;49:969–74.
- Wu X, Beecher G.R, Holden J.M, Haytowitz D.B, Gebhardt S.E, Prior R.I. Concentrations of anthocyanins in common foods in the United States and estimation of normal consumption. J Agric Food Chem. 2006;54:4069–75.
- Fuleki T, Francis F.J. Quantitative methods for anthocyanins: Purification of cranberry anthocyanins. J Food Sci. 1968;33:266–9.
- Bilyk A, Sapers G.M. Varietal differences in the quercetin, kaempferol, and myricetin contents of highbush blueberry, cranberry, and thornless blackberry fruits. J Agric Food Chem. 1986;34:585–8.
- Prior R.L, Lazarus S.A, Cao G, Muccitelli H, Hammerstone J.F. Identification of procyanidins and anthocyanins in blueberries and cranberries (Vaccinium spp.) using high-performance liquid chromatography/mass spectrometry. J Agric Food Chem. 2001;49:1270–6.
- Cunningham D.G, Vnnozzi S.A, Turk R, Roderick R, O’Shea E, Brilliant K. Cranberry phytochemicals and their health benefits nutraceutical beverages. Washington, DC: American Chemical Society; ACS Symposium Series. 2003;vol. 871:35–51. Chap. 4.
- Zheng W, Wang S.Y. Oxygen radical absorbing capacity of phenolics in blueberries, cranberries, chokeberries, and lingonberries. J Agric Food Chem. 2003;51:502–9.
- Vvedenskaya I.O, Rosen R.T, Guido J.E, Russell D.J, Mills K.A, Vorsa N. Characterization of flavonols in cranberry (Vaccinium macrocarpon) powder. J Agric Food Chem. 2004;52:188–95.
- Mullen W, Marks S.C, Crozier A. Evaluation of phenolic compounds in commercial fruit juices and fruit drinks. J Agric Food Chem. 2007;55:3148–57.
- Harnly J.M, Doherty R.F, Beecher G.R, Holden J.M, Haytowitz D.B, Bhagwat S, Gebhardt S. Flavonoid content of U.S. fruits, vegetables, and nuts. J Agric Food Chem. 2006;54:9966–77.
- Gu L, Kelm M.A, Hammerstone J.F, editors. Concentrations of proanthocyanidins in common foods and estimations of normal consumption. J Nutr. 2004;134:613–7.
- He X, Liu R.H. Cranberry phytochemicals: Isolation, structure elucidation and their antiproliferative and antioxidant activities. J Agric Food Chem. 2006;54:7069–74.
- Masumoto S, Akimoto Y, Oike H, Kobori M. Dietary phloridzin reduces blood glucose levels and reverses Sglt1 expression in the smallintestine in streptozotocin-induced diabetic mice. J Agric Food Chem. 2009;57:4651–6.
- Baur J.A, Sinclair D.A. Therapeutic potential of resveratrol: The in vivo evidence. Nat Rev Drug Discov. 2006;5:493–506.
- Croteau R.J, Fagerson I.S. Major volatile components of the juice of American cultivar and storage temperature. J Agric Food Chem. 1968;49:969–74.
- Kähkönen M.P, Hopia A.I, Heinonen M. Berry phenolics and their antioxidant activity. J Agric Food Chem. 2001;49:4076–82.
- Zhang K, Zuo Y. GC-MS Determination of flavonoids and phenolic and benzoic acids in human plasma after consumption of cranberry juice. J Agric Food Chem. 2004;52:222–7.
- Duthie G.G, Kyle J.A, Jenkinson A.M, Duthie S.J, Baxter G.J, Paterson J.R. Increased salicylate concentrations in urine of human volunteers after consumption of cranberry juice. J Agric Food Chem. 2005;53:2897–9000.
- Ohnishi R, Ito H, Kasajima N, editors. Urinary excretion of anthocyanins in humans after cranberry juice ingestion. Biosci Biotechnol Biochem. 2006;70:1681–7.
- Valentova K, Stejskal D, Bednar P, editors. Biosafety, antioxidant status, and metabolites in urine after consumption of dried cranberry juice in healthy women: A pilot double-blind placebo-controlled trial. J Agric Food Chem. 2007;55:3217–24.
- Vinson J.A, Su X, Zubik L, Bose P. Phenol antioxidant quantity and quality in foods: Fruits. J Agric Food Chem. 2001;49:5315–21.
- McKay D.L, Blumberg J.B. Cranberries (Vaccinium macrocarpon) and cardiovascular disease risk factors. Nutr Rev. 2007;65:490–502.
- Ruel G, Couillard C. Evidences of the cardioprotective potential of fruits: The case of cranberries. Mol Nutr Food Res. 2007;51:692–701.
- Pedersen C.B, Kyle J, Jenkinson A.M, Gardner P.T, McPhail D.B, Duthie G.G. Effects of blueberry and cranberry juice consumption on the plasma antioxidant capacity of healthy female volunteers. Eur J Clin Nutr. 2000;54:405–8.
- Chambers B.K, Camire M.E. Can cranberry supplementation benefit adults with type 2 diabetes? Diabetes Care. 2003;26:2695–6.
- Lee I.T, Chan Y.C, Lin C.W, Lee W.J, Sheu W.H. Effect of cranberry extracts on lipid profiles in subjects with type 2 diabetes. Diabet Med. 2008;25:1473–7.
- Wilson T, Meyers S.L, Singh A.P, Limburg P.J, Vorsa N. Favorable glycemic response of type 2 diabetics to low-calorie cranberry juice. J Food Sci. 2008;73:H241–5.
- Duthie S.J, Jenkinson A.M, Crozier A, editors. The effects of cranberry juice consumption on antioxidant status and biomarkers relating to heart disease and cancer in healthy human volunteers. Eur J Nutr. 2006;45:113–22.
- Ruel G, Pomerleau S, Couture P, Lamarche B, Couillard C. Changes in plasma antioxidant capacity and oxidized low-density lipoprotein levels in men after short-term cranberry juice consump-tion. Metabolism. 2005;54:856–61.
- Ruel G, Couillard C. Evidences of the cardioprotective potential of fruits: The case of cranberries. Mol Nutr Food Res. 2007;51:692–701.
- Bomser J, Madhavi D.L, Singletary K, Smith M.A. In vitro anticancer activity of fruit extracts from Vaccinium species. Planta Med. 1996;62:212–6.
- Guthrie N. Effect of cranberry juice and products on human breast cancer cell growth. Experimental Biology. 2003 San Diego, CA.
- Ferguson P, Kurowska E, Freeman D.J, Chambers A.F, Koropatnick D.J. A flavonoid fraction from cranberry extract inhibits proliferation of human tumor cell lines. J Nutr. 2004;134:1529–35.
- Yan X, Murphy B, Hammond G.B, Vinson J.A, Neto C.C. Antioxidant activitiesand antitumor screening of extracts from cranberry fruit (Vaccinium macrocarpon). J Agric Food Chem. 2002;20:5844–9.
- Murphy B.T, MacKinnon S.L, Yan X, Hammond G.B, Vaisberg A.J, Neto C.C. Identification of triterpene hydroxycinnamates with in vitro antitumor activity from whole cranberry fruit (Vaccinium macrocarpon). J Agric Food Chem. 2003;51:3541–5.
- Kondo M. Phytochemical Studies of Extracts from Cranberry (Vaccinium macrocarpon) with Anticancer, Antifungal and Cardioprotective Properties. 2006 North Dartmouth, MA: University of Massachusetts Dartmouth.
- He X, Liu R.H. Cranberry phytochemicals: Isolation, structure elucidation and their antiproliferative and antioxidant activities. J Agric Food Chem. 2006;54:7069–74.
- Lee I, Lee J, Lee Y.H, Leonard J. Ursolic-acid induced changes in tumorgrowth, O2 consumption, and tumor interstitial fluid pressure. Anticancer Res. 2001;21:2827–33.
- Kandil F.E, Smith M. A. L, Rogers R.B, editors. Composition of a chemopreventive proantho-cyanidin-rich fraction from cranberry fruits responsible for the inhibition of TPA-induced ODC activity. J Agric Food Chem. 2002;50:1063–9.
- Seeram N.P, Adams L.S, Hardy M.L, Heber D. Total cranberry extract versus its phytochemical constituents: Antiproliferative and synergistic effects against human tumor cell lines. J Agric Food Chem. 2004;52:2512–7.
- Volate S.R, Davenport D.M, Muga S.J, Wargovich M.J. Modulation of aberrant crypt foci and apoptosis by dietary herbal supplements (quercetin, curcumin, silymarin, ginseng, and rutin). Carcinogenesis. 2005;26:1450–6.
- Atalay M, Gordillo G, Roy S, editors. Anti-angiogenic property of edible berry in a model of hemangioma. FEBS Lett. 2003;544:252–7.
- Roy S, Khanna S, Alessio H.M, editors. Antiangiogenic property of edible berries. Free Radic Res. 2002;36:1023–31.
- Bagchi D, Sen C.K, Bagchi M, Atalay M. Anti-angiogenic, antioxidant and anticarcinogenic properties of a novel anthocyanin-rich berry extract formula. Biochem Trans Biokhimiya. 2004;69:79–80.
- Neto C.C, Krueger C.G, Lamoureaux T.L, editors. MALDI-TOF MS characterization of proanthocyanidins from cranberry fruit (Vaccinium macrocarpon) that inhibit tumor cell growth and matrix metalloproteinase expression in vitro. J Sci Food Agric. 2006;86:18–25.
- Liberty A.M, Amoroso J.W, Hart P.E, Neto C.C. Cranberry PACs and triterpenoids: anti-cancer activities in colon tumor cell lines. Proceedings of the Second International Symposium on Human Health Effects of Fruits and Vegetables. Acta Horticulturae. 2009;841:61–66.
- Herulf M, Lagergren A, Ljung T, Morcos E, Wiklund N.P, Lundberg J.O, Weitzberg E. Increased nitric oxide in infective gastroenteritis. J Infect Dis. 1999;180:542–5.
- Kresty L.A, Howell A.B, Baird M. Cranberry proanthocyanidins induce apoptosis and inhibit acid-induced proliferation of human esophageal adenocarcinoma cells. J Agric Food Chem. 2008;56:676–80.
- Singh A.J, Singh R.K, Kim K.K, editors. Cranberry proanthocyanidins are cytotoxic to human cancer cells and sensitize platinum-resistant ovarian cancer cells to paraplatin. Phytother Res. 2009;23:1066–74.
- Sun J, Liu R.H. Cranberry phytochemical extracts induce cell cycle arrest and apoptosis in human MCF-7 breast cancer cells. Cancer Lett. 2006;241:124–34.
- Griffin L, Rego S, Correiro E, Neto C, Hart P. SanDiego, CA: American Society for Cell Biology; Induction of Apoptosis in Tumor Cell Lines by Polyphenolic Compounds Isolatedfrom Vaccinium Macrocarpon. 2005
- Liberty A.M, Hart P.E, Neto C.C. Ursolic acid and proanthocyanidins from cranberry (Vaccinium macrocarpon) inhibit colony formation and proliferation in HCT-116 and HT-29 colon and MCF-7 breast tumor cells. 233rd National Meeting of the American Chemical Society, Chicago, IL. 2007
- Chatelain K, Phippen S, McCabe J, Teeters C.A, O’Malley S, Kingsley K. Evid Based Complement Altern Med. 2008. Cranberry and grape seed extracts inhibit the proliferative phenotype of oral squamous cell carcinomas. Advance access, published on July 23, 2008; doi:10.1093/ecam/nen047.
- Kondo M, Lamoureaux T.L, Neto C.C. J Nutr. 2004. Proanthocyanidins, anthocyanins and triterpenoids from cranberry fruits: Antitumor activity and effects on matrix metalloproteinase expression. Abstract. 12S:3538S.
- Matchett M.D, Compton K.A, Kondo M, Neto C.C, Hurta R. A. R. Lipopolysaccharide, cranberry flavonoids and regulation of ornithine decarboxylase (ODC) and spermidine/spermine N1-acetyltransferase (SSAT) expression in H-ras transformed cells. FASEB J. 2005;19(A825)
- Burger O, Ofek I, Tabak M, Weiss E.I, Sharon N, Neeman I. A high molecular mass constituent of cranberry juice inhibits Helicobacter pylori adhesion to human gastric mucus. FEMS Immunol Med Microbiol. 2000;29:295–301.
- Zhang L, Ma J, Pan K, Go V.L, Chen J, You W.C. Efficacy of cranberry juice on Helicobacter pylori infection: A double-blind randomized placebo-controlled trial. Helicobacter. 2005;10:139–45.
- Matsushima M, Suzuki T, Masui A, editors. Growth inhibitory action of cranberry on Helicobacter pylori. J Gastroenterol Hepatol. 2008 2:S175–80.
- Ferguson P.J, Kurowska E.M, Freeman D.J, Chambers A.F, Koropatnick D.J. In vivo inhibition of growth of human tumor lines by flavonoid fractions from cranberry extract. Nutr Cancer. 2006;56:86–94.
- Hochman N, Houri-Haddad Y, Koblinski J, editors. Cranberry juice constituents impair lymphoma growth andaugment the generation of antilymphoma antibodies in syngeneic mice. Nutr Cancer. 2008;60:511–7.
- Liu M.L, Lin L.Q, Song B.B, editors. Cranberry phytochemical extract inhibits SGC-7901 cell growth and human tumor xenografts in Balb/c nu/nu mice. J Agric Food Chem. 2009;57:762–8.
- Prasain J, Jones K, Moore R, editors. Effect of cranberry juice concentrate on chemically-induced bladder cancers. Oncol Rep. 2008;19:1565–70.
- Avorn J, Monane M, Gurwitz J.H, Glynn R.J, Choodnovskiy I, Lipsitz L.A. Reduction ofbacteriuria and pyuria after ingestion of cranberry juice. J Am Med Assoc. 1994;271:751–4.
- Walker E.B, Barney D.P, Mickelson J.N, Walton R.J, Mickelson, Jr. R.A. Cranberry concentrate:UTI prophylaxis. J Fam Pract. 1997;45:167–8.
- Wing D.A, Rumney P.J, Preslicka C.W, Chung J.H. Daily cranberry juice for the prevention of asymptomatic bacteriuria in pregnancy: A randomized, controlled pilot study. J Urol. 2008;180:1367–72.
- McMurdo M. E. T, Bissett L.Y, Price R. J. G, Phillips G, Crombie I.K. Does ingestion of cranberry juice reduce symptomatic urinary tract infections in older people in hospital? A double-blind, placebo-controlled trial. Age Ageing. 2005;34:256–61.
- Ofek I, Goldhar J, Zafriri D, Lis H, Adar R, Sharon N. Anti-Escherichia adhesion activity of cranberry and blueberry juices. N Eng J Med. 1991;324:1599.