Vitamin K kalles et koagulasjonsvitamin på grunn av dets antihemorragiske (hemostatiske) effekt, som ble oppdaget i 1929 av fysiolog og biokjemiker Carl Peter Henrik Dam på grunnlag av blod koagulasjonsstudier. Vitamin K er ikke et enhetlig stoff, men forekommer i tre strukturelle varianter. Følgende stoffer i vitamin K-gruppen kan skilles ut:
- Vitamin K1 - fylokinon - forekommer i naturen.
- Vitamin K2 - menakinon (MK-n) - forekommer i naturen.
- Vitamin K3 - 2-metyl-1,4-naftokinon, menadion - syntetisk produkt.
- Vitamin K4 - 2-metyl-1,4-naftohydrokinon, menadiol - syntetisk produkt.
Alle vitamin K varianter har til felles at de er avledet fra 2-metyl-1,4-naftokinon. Den viktigste strukturelle forskjellen er basert på sidekjeden i C3-posisjon. Mens den lipofile (fettløselige) sidekjeden i vitamin K1 har en umettet (med dobbeltbinding) og tre mettede (uten dobbeltbinding) isoprenenheter, vitamin K2 har en sidekjede med varierende, vanligvis 6-10 isopren molekyler. Vitamin K3, dens Vann-oppløselig derivat menadion natrium hydrogen sulfitt og vitamin K4 - menadiol-diester, som menadiol-dibutyrat - ettersom syntetiske produkter ikke har en sidekjede. I organismen forekommer imidlertid kovalent feste av fire isoprenenheter til C3-posisjonen til quinoidringen. Metylgruppen på quinoidringen i C2-stilling er ansvarlig for den spesifikke biologiske effekten av vitamin K. Sidekjeden i C3-posisjonen til quinoidringen er metylgruppen. Sidekjeden i C3-stilling bestemmer derimot lipidløselighet og påvirker dermed absorpsjon (opptak via tarmen). Ifølge tidligere erfaringer er omtrent 100 kinoner med vitamin K-aktivitet kjent. Imidlertid bare det naturlig forekommende vitaminer K1 og K2 er av praktisk betydning, siden vitamin K3 og andre naftokinoner kan utøve ugunstige, noen ganger giftige (giftige) effekter [2-4, 9-12, 14, 17].
Syntese
Mens fylokinon (vitamin K1) syntetiseres (dannes) i kloroplaster (celleorganeller som er i stand til fotosyntese) av grønne planter, hvor det er involvert i fotosyntetisk prosess, blir biosyntese av menakinon (vitamin K2) utføres av forskjellige tarmene bakterie, som Escherichia coli og Lactobacillus acidophilus, som forekommer i terminal ileum (nedre tynntarm) Og kolon (tyktarmen), henholdsvis. I menneskets tarm kan opptil 50% menakinon syntetiseres - men bare så lenge som en fysiologisk tarmflora er tilstede. Tarmreseksjoner (kirurgisk fjerning av tarmen), inflammatorisk tarmsykdom (IBD), cøliaki og andre tarmsykdommer, samt terapi med antibiotika slik som cefalosporiner, ampicillin og tetracykliner, kan svekke menakinonsyntese betydelig. Tilsvarende endres diett på grunn av endring av tarmflora kan påvirke tarmens vitamin K2-syntese. I hvilken grad bakterielt syntetisert vitamin K2 bidrar til å oppfylle kravene er kontroversielt. Siden, ifølge eksperimentell erfaring, absorpsjon menakinon er ganske lav, kan det antas at synteseytelsen til tarmen bakterie gir bare et mindre bidrag til vitamin K-tilførselen. Observasjonen om at ingen vitamin K-mangelsymptomer ble funnet hos forsøkspersoner etter en fem ukers vitamin K-fri kosthold, men at disse dukket opp etter 3-4 uker da antibiotika ble administrert samtidig, støtter antagelsen om at vitamin K syntetisert enteralt (via tarmen) faktisk er viktig for å oppfylle kravene.
Absorpsjon
Det er store forskjeller mellom de enkelte stoffene i vitamin K-gruppen mht absorpsjon. Kostabsorpsjon er hovedsakelig fylokinon. Tilført (med mat) menakinon eller bakterielt syntetisert spiller en underordnet rolle i vitamin K-forsyningen. Som alle fettløselige vitaminer, vitamin K1 og K2 absorberes (tas opp) under fordøyelsen av fett, dvs. tilstedeværelsen av diettfett som et middel for å transportere lipofile molekyler, gallesyrer for solubilisering (økning i løselighet) og micelldannelse (dannelse av transportperler som gjør fettløselige stoffer transportable i vandig oppløsning), og bukspyttkjertel lipaser (fordøyelseskanal enzymer fra bukspyttkjertelen) for spaltning av bundet eller forestret vitamin K er nødvendig for optimal tarmabsorpsjon (absorpsjon via tarmen). Vitaminer K1 og K2, som en del av de blandede micellene, når den apikale membranen til enterocytter (epitelceller) i jejunum (tom tarm) - fylo- og menakinon levert av mat - og terminal ileum (nedre tynntarm) - bakterielt syntetisert menakinon - og er internalisert. I cellen forekommer inkorporering (opptak) av vitamin K1 og K2 i chylomikroner (lipiderike lipoproteiner) som transporterer de lipofile vitaminene via lymfe inn i periferien blod sirkulasjon. Mens fordøyelses vitamin K1 og K2 absorberes via energiavhengig aktiv transport etter metningskinetikk, skjer absorpsjon av bakterielt syntetisert vitamin K2 via passiv diffusjon. Vitamin K1 absorberes raskt intestinalt (via tarmen) hos voksne med en absorpsjonshastighet mellom 20 og 80%. Hos nyfødte er absorpsjonshastigheten til fyllokinon bare ca 30% på grunn av fysiologisk steatorrhea (fettavføring). De biotilgjengelighet av lipofile vitaminer K1 og K2 avhenger av pH i tarmen, typen og mengden diettfett som er tilstede, og tilstedeværelsen av gallesyrer og lipaser fra bukspyttkjertelen (fordøyelsessystemet enzymer fra bukspyttkjertelen). Lav pH og mett med kort eller middels kjede fettsyrer øke, mens høy pH og langkjedede flerumettede fettsyrer hemmer absorpsjonen av phyllo- og menakinon. Siden diettfett og gallesyrer kreves for absorpsjon er bare tilgjengelig i begrenset grad i det distale ileum (nedre del av tynntarm) Og kolon (tyktarmen), der vitamin K2-syntetiseres bakterie blir funnet, absorberes bakteriell menakinon i mye mindre grad sammenlignet med fyllokinon. På grunn av deres hydrofilisitet (Vann løselighet), syntetiske vitaminer K3 og K4 og deres vannløselige derivater (derivater) absorberes passivt uavhengig av fett, galle syrerog bukspyttkjertel lipaser (fordøyelsessystemet enzymer fra bukspyttkjertelen) i både tynntarmen og kolon (tyktarmen) og slippes direkte ut i blodet.
Transport og distribusjon i kroppen
Under transport til leveren, Gratis fettsyrer (FFS) og monoglyserider fra chylomicrons frigjøres til perifert vev under påvirkning av lipoprotein lipase (LPL), som ligger på celleoverflater og spalter triglyserider. Gjennom denne prosessen blir kylomikroner nedbrutt til kylomikronrester (fettfattige kylomikronrester), som, formidlet av apolipoprotein E (ApoE), binder til spesifikke reseptorer (bindingssteder) i leveren. Opptak av vitamin K1 og K2 i leveren forekommer ved reseptormediert endocytose. Fyllo- og menakinon akkumuleres delvis i leveren og delvis inkorporert i lever (i leveren) syntetisert VLDL (veldig lav tetthet lipoproteiner; fettholdige lipoproteiner med svært lav tetthet). Etter frigjøring av VLDL i blodet er absorberte vitaminer K3 og K4 også bundet til VLDL og transportert til ekstrahepatisk (utenfor leveren) vev. Målorganer inkluderer nyre, binyrene, lunge, beinmargog lymfe noder. Opptak av vitamin K av målceller skjer gjennom lipoprotein lipase (LPL) aktivitet. Så langt er fremdeles uklar rollen til et spesifikt menakinon (MK-4) syntetisert av tarmbakterier og med opprinnelse i organismen fra fylokinon og menadion. I bukspyttkjertelen, spyttkjertler, hjerne og brystbenet en høyere konsentrasjon av MK-4 kunne bli funnet enn av fylokinon .yllokinon konsentrasjon in blod plasma påvirkes av både triglyseridinnhold og polymorfisme av ApoE. økt triglyseridserum konsentrasjon er assosiert med økte fyllokinonnivåer, som observeres oftere med alderen. Imidlertid har voksne ≥ 60 år vanligvis dårlig vitamin K-status, noe som fremgår av et lavt fyllokinon: triglyseridforhold sammenlignet med unge voksne. Polymorfisme av ApoE (lipoprotein av chylomicrons) fører til strukturelle endringer i proteinet, som forhindrer chylomicronrester ( kylomikronrester med lite fett) fra binding til leverreseptorer. Som et resultat øker blodfyllokinonkonsentrasjonen i tillegg til lipidkonsentrasjoner, noe som feilaktig antyder en god tilførsel av vitamin K.
oppbevaring
Naturlig forekommende vitaminer K1 og K2 akkumuleres hovedsakelig i leveren, etterfulgt av binyrene, nyre, lunger, beinmargog lymfe noder. Fordi vitamin K er utsatt for rask omsetning (omsetning) - omtrent 24 timer - kan lagringskapasiteten i leveren bare bygge bro over en vitaminmangel i ca 1-2 uker. Vitamin K3 er tilstede i leveren bare i liten grad, fordeler seg raskere i organismen sammenlignet med naturlig phyllo- og menakinon, og metaboliseres (metaboliseres) raskere. Det totale kroppsbassenget av vitamin K er lite, og varierer fra henholdsvis 70-100 µg og 155-200 nmol. Studier på biotilgjengelighet av fylo- og menakinon med friske menn har vist at etter fordøyelsesinntak av lignende mengder vitamin K1 og K2, overskred konsentrasjonen av sirkulerende menakinon konsentrasjonen av fyllokinon mer enn 10 ganger. Årsaken til dette er på den ene siden den relativt lave biotilgjengelighet av fylokinon fra mat - 2-5 ganger lavere enn vitamin K kosttilskudd - på grunn av svak binding til plantekloroplaster og lav enterisk frigjøring fra matrisen. På den annen side har menakinon en lengre halveringstid enn fylokinon, og vitamin K2 er derfor tilgjengelig i ekstrahepatiske vev, som bein, i lengre tid.
utskillelse
Vitaminer K1 og K2 skilles ut via nyre (via nyre) i form av glukuronider etter glukuronidering med mer enn 50% i galle med avføring (avføring) og ca. 20% etter forkortelse av sidekjeden ved beta-oksidasjon (oksidativ nedbrytning av fettsyrer). Parallelt med phyllo- og menakinon omdannes vitamin K3 også til en utskillende form ved prosessen med biotransformasjon. Biotransformasjon forekommer i mange vev, spesielt i leveren, og kan deles inn i to faser:
- I fase I blir vitamin K hydroksylert (innsetting av en OH-gruppe) av cytokrom P-450-systemet for å øke løseligheten.
- I fase II foregår konjugering med sterkt hydrofile (vannløselige) stoffer - for dette formålet overføres glukuronsyre til den tidligere innsatte OH-gruppen av vitamin K ved hjelp av henholdsvis glukuronyltransferase eller en sulfatgruppe ved hjelp av sulfotransferase
Så langt er det kun identifisert 3-metyl-2-naftohydrokinon-1,4-diglukuronid og 1,4-metyl-2-hydroksy-1,4-naftylsulfat av metabolittene (mellomprodukter) og utskillelsesproduktene av vitamin K1. , som, i motsetning til vitamin K1 og K2, raskt og i stor grad elimineres i urinen (~ 70%). De fleste metabolittene av menadion har ennå ikke blitt karakterisert.
