Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 4 2020

Витамин К. Неподозирани ефекти и очаквания

виж като PDF
Текст A
Павлина Пенева, дм
Клиника по пневмология и фтизиатрия, УМБАЛ „Света Марина”, МУ-Варна, гр. Варна


Витамин К е обединяващо име на няколко форми на витамин К и е ключов фактор за синтезата на важни протеини, участващи в коагулацията и калциевата хомеостаза.

Недостигът на витамин К е свързан с развитие на остеопороза и акцелерирана съдова калцификация.

Достатъчният внос на витамин К2 подобрява костната плътност и води до намаляване на фрактурите на костите. Необходими са още проучвания за ролята на витамин К и неговия дефицит, но изглежда, че допълнителната суплементация, може да има ефект по отношение на костната плътност, профилактиката на калцификацията на съдовете и процесите на канцерогенеза при различен контингент от болни, включително и при болни с хронични бъбречни заболявания.

Ключови думи: витамин К, дефицит на витамин К, остеопороза, канцерогенеза, К-зависими протеини

История на витамин К

Откриването на витамин К е свързано с името на датския биохимик Carl Peter Henrik Dam. През периода 1928-1930 г. той наблюдава коагулационни нарушения при пилета, хранени с богата на холестерол и мазнини диета за период от 2-3 седмици. Тогава за първи път се описва удължено време на съсирване на кръвта, анемия и кървене. Друг учен E.A. Doisy, десет години по-късно, описва химичната структура на витамин К. Така двамата през 1943 г. получават Нобелова награда по медицина за откриването и описанието на витамин К. Тогава този витамин е наречен „Витамин на коагулацията“[5,10].


Роля на витамин К във физиологичните процеси

Днес е проучено, че витамин К (обединяващо име на няколко форми на витамин К) е ключов кофактор за синтеза на важни протеини, участващи в процесите на коагулацията и калциевата хомеостаза.

Установено е, че витамин К упражнява множество функции, медиирани от протеините Gla, където той е кофактор. Многобройни публикации потвърждават, че Gla-протеините са свързани с физиологични процеси извън коагулацията като костен метаболизъм и съдов статус[22].

Витамин К участва и в процесите на остеопороза, съдовата калцификация, остеоартрита и вероятно има отношение към развитието на карцином[26].

Витамин К и витамин К-зависимите протеини (остеокалцин, протеин Gla, намиращ се в костите и дентин) са важни за минерализацията на костите. Смята се, че остео­калцинът участва в регулирането на остеобластите и растежа на кристалите от хидроксиапатит. Matrix Gla протеинът (MGP), споделящ някои последователности с остеокалцина, е локален инхибитор на артериалната калцификация. Недостигът на витамин К нарушава функцията на остеокалцин и MGP и следователно, вероятно допринася за деминерализацията на костите и съдовата калцификация, т.нар. калциев парадокс[22]. Хиперпаратиреоидизмът, малабсорбцията на витамин Д, повишените възпалителни цитокини (IL-1, IL-6), играят също роля в костната резобция и е важно да бъдат споменати[1].


Източници, физиологични норми и дефицит на витамин К

В природата, по-точно в растенията, витамин К се среща под формата на филоквинон (витамин К1). Някои бактерии могат да синтезират менаквинони (семейство от няколко молекули на витамин К2), докато в човешкия организъм могат да се синтезират само някои молекули на витамин К[7,19].

Основните хранителни източници на витамин К са зелените листни зеленчуци като спанак, зелена салата, зеле, броколи и брюкселско зеле, и някои растителни масла като соево и рапично масло (и в по-малка степен зехтин), маргарини и салатни дресинги, направени от тях. Сравнително големи количества витамин К2 могат да бъдат намерени и в някои сирена[25] и ферментирали храни, типични за японската кухня – ферментирала соя, йогурт, млечни продукти, яйца, извара, месо[7,19].

Дневните препоръчителни норми за прием на витамин К са 120 µg дневно за мъже и 90 µg дневно за жени[8], докато горната граница на безопасен прием на витамин К при хора на антикоагулантно лечение е 50 µg дневно[24,25].

Недостигът на витамин К е свързан с развитието на остеопороза и акцелерирана съдова калцификация[12].

Едни от най-чувствителните маркери за недостиг на витамин К са некарбоксилираният остеокалцин или некарбоксилираният Gla протеин, за които се смята, че са предиктори за фрактури на тазобедрената става[26]. Могат да бъдат споменати много причини за ниски нива на витамин К в организма, като се има предвид, че може да настъпи промяна в неговата абсорбция или да възникнат взаимодействия, вследствие прием на антибиотици, при бедна на мазнини диета, прием на медикаменти като холестирамин, някои минерални масла, при гастроинтестинални[2] и чернодробни заболявания, прием на естрогени и др.[26].


Витамин К и сърдечно-съдов риск

Витамин К потиска калцификацията на съдовете чрез Gla протеините. Активираните от този тип протеини възпрепятстват отлагането на калций в съдовата стена и меките тъкани[11,16]. Кохортно проучване сочи, че всяко повишаване с 10 µg на приема на витамин К при жени без сърдечно-съдови заболявания води до 9% спад в честотата на коронарните инциденти при проследяване за 8-годишен период от време[15].

Известно е, че пациентите с ХБЗ също имат повишен риск от сърдечно-съдови заболявания и по-висока смъртност, вследствие на това. По-високият риск се дължи на припокриването на класическите рискови фактори за атеросклероза и специфичните за болните с хронично бъбречно заболяване фактори като нарушен калциев и фосфорен метаболизъм, хиперхомоцистеинемия, ренална анемия, повишен оксидативен стрес и микровъзпалителни процеси[22].

През последните години има много публикации как недостигът на витамин К се описва като патофизиологичен механизъм в процесите на съдова калцификация.

През 2012 г. екипът на E. C. Cranenburg[8] публикува данни за по-ниски нива на витамин К при 40 пациенти на хемодиализа, в сравнение със стойностите при здрави хора в Нидерландия. Те установяват, че това е свързано с приема на бедна на натрий и калий храна, в която се съдържат също така двете форми на витамин К – витамин К1 и витамин К2. Изглежда, че приемът на витамин К чрез храната при хемодиализни пациенти е достатъчен за нуждите на кръвосъсирването, но не и за активиране на Gla протеина, за да се потисне калцификацията на артериалната стена[20,23,30].


Витамин К и остеопороза

Достатъчният внос на витамин К2 изглежда подобрява костната плътност и води до намаляване на фрактурите. Рискът от поне една фрактура през целия живот се намалява с 25% при ежедневна употреба на 800 IU витамин D, 45 µg витамин К2 и 1200 mg калций[14]. Витамин К2 от ферментирала соя стимулира остео­бластите и инхибира остеокластите, което води до анаболен ефект върху калцирането на костите[28].

Систематичен преглед показва, че витамин К2 предотвратява фрактурите на прешлените с 60%, фрактурите на тазобедрената става със 77% и други фрактури (без прешлени) с 81% при пациенти в Япония[6], а това е сравнимо с конвенционалната терапия с бисфосфонати[26].

В клинични проучвания витамин К2 поддържа минералната костна плътност на лумбалните кости, намалява свързаните с възрастта остеопоротични фрактури, намалява предизвиканите от глюкокортикоидите остеопоротични фрактури на прешлените и поддържа лумбалната минерална костна плътност при остеопороза, предизвикана от черно­дробна дисфункция[26].

Проучване на екип на Zhelyazkova-Savova M. сред жени в менопауза, които са на хемодиализа, отчита намалена костна плътност и повишен 10-годишен риск от остеопоротични фрактури при дефицит на витамин К[22,30].


Витамин К и канцерогенеза

Понастоящем се провеждат много изследвания, разглеждащи семейст­вото на витамин К в процесите на канцерогенеза[18]. Витамин К2 може безопасно да потисне растежа и инвазията на човешкия хепатоцелуларен карцином, чрез активиране на протеинкиназа А и да намали риска от рецидиви[17]. Доказано е също така, че той може да потисне растежа на раковите клетки в in vitro условия при рак на белия дроб[29]. Подобни резултати са описани и при рак на панкреаса[27]. Кохортно проучване на над 11 000 пациенти показва, че по-високият прием на витамин К2 е свързан със значително намаляване на случаите с напреднал рак на простатата, а същевременно няма връзка между по-високия прием на витамин К1 и риска от рак на простатата[21,26].


Заключение

В обобщение може да се каже, че са необходими още проучвания за ролята на витамин К и неговия дефицит, но изглежда, че допълнителната суплементация при недостиг може да има благоприятен ефект по отношение на костната плътност, профилактика на калцификацията на съдовете и процесите на канцерогенеза при различен контингент от болни, включително и при болните с хронични бъбречни заболявания[22]. В допълнение, ниските стойности на серумен албумин, холестерол и повишен С-реактивен протеин са предиктори на появата на още едно отклонение (малнутрицията) при популацията от болни с хронични бъб­речни заболявания[3].

  
  

  

  
книгопис:
1.    Grudeva L. Gluten-related disorders and gluten-free diet – current indication. Monography. Varna: Gea Print; 2019. p. 87. (in Bulgarian).
2.    Grudeva L. Gluten enteropathy. Scientific facts and real evidence. Varna: Gea Print; 2019. p. 39. (in Bulgarian).
3.    Petrov P, Grudeva L, Petrov A, Benkova M, Koleva T, Koleva R, et al. Assessment of the nutritional status and the inflammation markers as a predictor of survival and 25,3,19 (in Bulgarian).
4.    Beulens JW, Booth SL, van den Heuvel EG et al. The role of menaquinones (vitamin K2) in human health. Br J Nutr 2013;110 (8):1357-1368 Binkley SB, MacCorquodale DW, Thayler SA et al. The isolation of vitamin K. J Biol Chem 1939;130:219-234.
5.    Cockayne S., Adamson J., Lanham-New S. Vitamin K and the prevention of fractures: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Archives of Internal Medicine. 2006;166(12):1256–1261. doi: 10.1001/archinte.166.12.1256.
6.    Conly JM, Stein K. The production of menaquinones (vitamin K2) by intestinal bacteria and their role in maintaining coagulation homeostasis. Prog Food Nutr Sci 1992;16(4):307-343.
7.    Cranenburg EC Schurgers, LJ, Uiterwijk HH et al. Vitamin K intake and status are low in hemodialysis patients. Kidney Int 2012; 82(5):605-610.
8.    Cranenburg EC, Schurgers LJ, Vermeer C. Vitamin K: the coagulation vitamin that became omnipotent. Thromb Haemost 2007;98(1):120-125.
9.    Dam H. Cholesterin Stoffweschel in Huhnereiern and Huhnchen. Biochemische Zeitschrift 1929;215:475-792.
10.    El Asmar M. S., Naoum J. J., Arbid E. J. Vitamin K dependent proteins and the role of vitamin K2 in the modulation of vascular calcification: a review. Oman Medical Journal. 2014;29(3):172–177. doi: 10.5001/omj.2014.44.
11.    Flore R., Ponziani F. R., Di Rienzo T. A., et al. Something more to say about calcium homeostasis: the role of vitamin K2 in vascular calcification and osteoporosis. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2013;17(18):2433–2440.
12.    Food and Nutrition Board, Insititue of Medicne. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Institute of Medicine (US) Panel on Micronutrients. Washington (DC): National Academies Press (US) (2001) ISBN-10: 0-309-07279-4 ISBN-10: 0-309-07290-5.
13.    Gajic-Veljanoski O., Bayoumi A. M., Tomlinson G., Khan K., Cheung A. M. Vitamin K supplementation for the primary prevention of osteoporotic fractures: is it cost-effective and is future research warranted? Osteoporosis International. 2012;23(11):2681–2692. doi: 10.1007/s00198-012-1939-4.
14.    Gast G., de Roos N., Sluijs I., et al. A high menaquinone intake reduces the incidence of coronary heart disease. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases. 2009;19(7):504–510. doi: 10.1016/j.numecd.2008.10.004.
15.    Geleijnse J. M., Vermeer C., Grobbee D. E., et al. Dietary intake of menaquinone is associated with a reduced risk of coronary heart disease: the Rotterdam Study. J Nutr. 2004;134(11):3100–3105.
16.    Ishizuka M., Kubota K., Shimoda M., et al. Effect of menatetrenone, a vitamin K2 analog, on recurrence of hepatocellular carcinoma after surgical resection: a prospective randomized controlled trial. Anticancer Research. 2012;32(12):5415–5420.
17.    Lamson D. W., Plaza S. M. The anticancer effects of vitamin K. Altern Med Rev. 2003;8(3):303–318.
18.    Maresz K. Proper Calcium Use: Vitamin K2 as a Promoter of Bone and Cardiovascular Health. Integrative Medicine 2015;14(1):34-39.
19.    McCabe K, Adams M, Holden M. Vitamin K status in chronic kidney disease. Nutrients 2013;5:4390-4398
20.    Nimptsch K., Rohrmann S., Linseisen J. Dietary intake of vitamin K and risk of prostate cancer in the Heidelberg cohort of the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC-Heidelberg) American Journal of Clinical Nutrition. 2008;87(4):985–992.
21.    Petkova NY, Petrova KB, Bliznakova MI, Paskalev DN, Galunska BT. The new face of vitamin K – more than blood clotting factor. Nephrology (Saint-Petersburg). 2018;22(1):29-37.https://doi.org/10.24884/1561-6274-2018-22-1-29-37.
22.    Schurgers L, Uitto J, Reutelingsperger C. Vitamin Kdependent carboxylation of matrix Gla-protein: a crucial switch to control ectopic mineralization. Trends in Molecular Medicine 2013;19(4):2017-226.
23.    Schurgers LJ, Geleijnse JM, Grooee DE, Pols HAP, Hofman A, Witteman JCM, Vermeer C. Nutritional intake of vitamins K1 (phylloquinone) and K2 (menaquinone) in The Netherlands. J Nutr Environ Med 1999;9:115-22.
24.    Schurgers LJ, Teunissen KJ, Hamulyák K et al. Vitamin Kcontaining dietary supplements: comparison of synthetic vitamin K1 and natto-derived menaquinone-7. Blood 2007:109(8):3279-3283.
25.    Schwalfenberg GK. Vitamins K1 and K2: The Emerging Group of Vitamins Required for Human Health; J Nutr Metab. 2017; 2017: 6254836. Published online 2017 Jun 18. doi: 10.1155/2017/6254836.
26.    Showalter S. L., Wang Z., Costantino C. L. Naturally occurring K vitamins inhibit pancreatic cancer cell survival through a caspase-dependent pathway. Journal of Gastroenterology and Hepatology. 2010;25(4):738–744. doi: 10.1111/j.1440-1746.2009.06085.x.
27.    Yamaguchi M. Regulatory mechanism of food factors in bone metabolism and prevention of osteoporosis. Yakugaku Zasshi. 2006;126(11):1117–1137. doi: 10.1248/yakushi.126.1117.
28.    Yoshida T., Miyazawa K., Kasuga I., et al. Apoptosis induction of vitamin K2 in lung carcinoma cell lines: the possibility of vitamin K2 therapy for lung cancer. International Journal of Oncology. 2003;23(3):627–632. doi: 10.3892/ijo.23.3.627.
29.    Zhelyazkova-Savova M, Galunska B, Gerova D et al. Undercarboxylated Osteocalcin in Postmenopausal Patients on hemodialysis. Nephrology (St. Petersburg) 2011;15(3):35-39.