Vitamín K
Author
Albert FloresVitamin K1 Vitamin K2
Vitamín K je vitamín rozpustný v tucích. Označení „K“ je odvozeno z německého slova „Koagulation“, tedy od procesu srážení krve. +more Vitamín K je nezbytný pro funkci několika proteinů podílejících se na srážení krve. Vitamín K je dále nezbytný v procesu mineralizace kostí, buněčného růstu a metabolismu proteinů cévní stěny.
Názvosloví a chemická stavba
Existují dvě přirozeně se vyskytující formy vitamínu K. Vitamín K1, fylochinon, je syntetizován rostlinami. +more Vitamín K2, menachinon, je produkován bakteriemi. Vitamín K2 se dále dělí podle počtu opakujících se izoprenových jednotek v bočním řetězci molekuly. Pro podtypy vitamínu K2 používáme zkratku MK a přidáváme specifikaci číslem n (MK-n), kde n označuje počet izoprenových jednotek. Běžné jsou podtypy MK-4, MK-7, MK-8, MK-9. Lidský organizmus, resp. bakterie přítomné v lidském organizmu, vytvářejí MK-4. MK-4 ale není bakteriemi vyráběn v těle v dostatečném množství. Existuje ještě syntetický vitamín K3, menadion, přidávaný do zvířecích krmiv, z něhož se v organizmu vytváří K2 ve formě MK-4. Menadion je v ČR zakázáno podávat lidem. Ukazuje se, že K1 a K2 jsou v organizmu využívány rozdílným způsobem. Zatímco K1 je využíván především pro srážení krve a jeho hlavním orgánem působení jsou játra, K2 hraje důležitou úlohu v nekoagulačních dějích, a to v metabolismu a mineralizaci kostí, v buněčném růstu a v metabolismu buněk cévní stěny. Vitamín K2 (ve formě MK-4) se vyskytuje především v jiných orgánech, než v játrech, a to ve vyšších koncentracích než fylochinon. Tato skutečnost, spolu s existencí unikátní cesty jeho syntézy, svědčí o tom, že K2 má jedinečnou biologickou funkci, která dosud nebyla popisována.
Funkce
Vitamín K funguje jako kofaktor proenzym, který katalyzuje karboxylaci kyseliny glutamové na gama-karboxyglutamovou (GLA). Přestože se vitamín K dependentní gama-karboxylace vyskytuje pouze u specifických reziduí kyseliny glutamové, je nezbytná k tomu, aby tato rezidua správně vázala vápník.
Hemokoagulace (srážení krve)
Schopnost vázat vápenaté ionty (Ca2+) je nutná pro aktivaci sedmi vitamín K dependentních faktorů srážlivosti (proteinů) v koagulační kaskádě. Pojem koagulační kaskáda znamená řadu akcí, z nichž každá je závislá na předcházející, a způsobuje zastavení krvácení tím, že vytvoří sraženinu. +more Vitamín K dependentní gama-karboxylace reziduí kyseliny glutamové umožňuje proteinům vázat vápník. Faktory II (protrombin), VII, IX a X tvoří základ koagulační kaskády. Protein Z zvyšuje účinek trombinu (aktivované formě protrombinu) tím, že podporuje jeho spojení s fosfolipidy v buněčných membránách. Proteiny C a S jsou antikoagulační bílkoviny, které zajišťují kontrolu a rovnováhu v koagulační kaskádě. Protein Z má rovněž antikoagulační funkci. Vitamín K dependentní koagulační faktory jsou syntetizovány v játrech. Závažná onemocnění jater vedou ke snížení hladiny vitamín K dependentních koagulačních faktorů a zvýšenému riziku nekontrolovaného krvácení (hemoragie).
Někteří lidé mají vyšší riziko tvorby sraženin, které mohou blokovat průtok krve v tepnách na srdci, mozku nebo plicích, což může vést k infarktu, mozkové mrtvici nebo plicní embolii. Proto byla vyvinuta perorální antikoagulancia (léky snižující krevní srážlivost), např. +more warfarin. Warfarin brání regeneraci vitamínu K a vytváří jeho nedostatek.
Ačkoliv je vitamín K rozpustný v tucích, v organizmu je uchováván jen v malém množství. Bez pravidelného denního příjmu je jeho zásoba rychle vyčerpána. +more Možná kvůli své omezené schopnosti uchovávat větší množství vitamínu K, jej tělo dokáže recyklovat v tzv. cyklu vitamínu K. Regenerační cyklus vitamínu K je narušen až zastaven působením perorálních antikoagulancií. Vzniká nedostatek vitamínu K a tím nedostatečná karboxylace (aktivace) vitamín K dependentních koagulačních proteinů. Koagulační faktory nejsou dostatečně aktivovány a tím se brzdí tvorba krevní sraženiny. Vysoký příjem vitamínu K může překonat antikoagulační účinek antagonistů vitamínu K. Pacienti užívající tyto léky musí hlídat příjem vitamínu K potravou. Odborníci radí konzumovat stabilní množství vitamínu K bez větších výkyvů. Stabilita v příjmu neznamená restrikci v příjmu. I lidé užívající warfarin mohou přijímat 90-120 mikrogramů/den, což jsou současná dietní doporučení pro zdravou dospělou populaci.
Mineralizace kostí
V kostech byly izolovány tři vitamín K dependentní proteiny: osteokalcin, matrix GLA protein (MGP) a protein S. Osteokalcin (nazývaný také kostní GLA protein) je protein syntetizovaný osteoblasty (buňkami tvořícími kost). +more Syntéza osteokalcinu osteoblasty je regulována aktivní formu vitamínu D, tzv. 1,25 (OH)2 D3, neboli kalcitriolem. Schopnost osteokalcinu vázat minerály je podmíněna vitamín K dependentní gama-karboxylací tří zbytků (reziduí) kyseliny glutamové. Funkce osteokalcinu souvisí s kostní mineralizací. MGP byl nalezen v kostech, chrupavkách a měkkých tkáních včetně cév. Výsledky studií na zvířatech naznačují, že MGP zabraňuje kalcifikaci měkkých tkání a chrupavek, a zároveň usnadňuje normální růst a zrání kostí. Vitamín K dependentní antikoagulační protein S je syntetizován osteoblasty, ale jeho role v kostním metabolismu je nejasná. Děti se zděděnou deficiencí proteinu S trpí komplikacemi souvisejícími se zvýšenou krevní srážlivostí, stejně jako se sníženou hustotou kostního minerálu.
Buněčný růst
Gas6 je vitamín K dependentní protein objevený v roce 1993. Byl nalezen v nervovém systému, v srdci, plicích, žaludku, ledvinách a chrupavkách. +more Ačkoliv přesný mechanismus jeho účinku nebyl stanoven, Gas6 se jeví jako regulační faktor buněčného růstu s buněčně-signálními aktivitami. Gas6 se zdá být důležitý u různých buněčných funkcí, jako při buněčné adhezi, proliferaci buněk a ochraně proti apoptóze. 6 Může hrát důležitou roli ve vývoji a stárnutí nervového systému, při regulaci krevních destiček a při cévní homeostáze.
Nedostatek vitamínu K
Nedostatek vitamínu K vede k poruchám krevní srážlivosti, jak prokazují laboratorní testy měřící koagulační čas. Mezi příznaky patří modřiny, krvácení z nosu a dásní, krev v moči a ve stolici, nebo extrémně těžké menstruační krvácení. +more U kojenců může vést nedostatek vitamínu K k život ohrožujícímu krvácení (k intrakraniální hemoragii). Nedostatek vitamínu K dále souvisí s řídnutím kostí (osteoporózou) u žen po menopauze. Nedostatek vitamínu K způsobuje špatnou karboxylaci osteokalcinu a sníženou aktivitu osteoblastů (kostních buněk obnovujících kost). Dochází k pomalejší obnově kostí a k nedostatečnému zabudování vápníku do kostí. Kosti pak nejsou dostatečně pevné a odolné, snadno se lámou. Nedostatek vitamínu K zvyšuje riziko osteoporotické zlomeniny.
Nedostatek vitamínu K u dospělých
Nedostatek vitamínu K pro normální srážení krve není u běžně se stravujících zdravých dospělých obvyklý z několika důvodů: 1. vitamín K je přítomen v listové zelenině 2. +more cyklus vitamínu K jej obnovuje 3. bakterie, které normálně obývají tlusté střevo, syntetizují menachinon - vitamín K2. K dospělým ohroženým nedostatkem vitamínu K patří ti, kteří užívají antagonisty vitamínu K (antikoagulační léky), nebo jednotlivci s významným poškozením nebo onemocněním jater. Dále mohou být vystaveni zvýšenému riziku deficience vitamínu K jedinci s poruchami absorpce tuku.
Zvláštní pozornost se nyní věnuje stanovení požadavku na příjem vitamínu K z hlediska ostatní funkce v organizmu, nejen pro srážení krve. Ukazuje se, že požadavky pro zajištění zdravého metabolismu kostí a cévní stěny budou patrně mnohem vyšší, než je tomu u koagulace a že současná doporučení nemusejí být dostatečná. +more Expertní skupiny dokonce vyjadřují názor, že až 90% dospělé západní populace může mít nedostatek vitamínu K pro potřeby normálního metabolismu kostí.
Nedostatek vitamínu K u kojenců
Novorozenci, kteří jsou výhradně kojeni, jsou vystaveni zvýšenému riziku nedostatku vitamínu K, protože mateřské mléko má relativně nízký obsah vitamínu K. Novorozenci mají obecně nízkou hladinu vitamínu K, protože: 1. +more vitamín K se špatně přenáší přes placentární bariéru 2. střeva novorozenců nejsou dosud kolonizována bakteriemi syntetizujícími menachinon 3. cyklus vitamínu K nemusí být u novorozenců plně funkční, zejména u těch předčasně narozených. Kojenci, jejichž matky jsou na antikolvuzivní terapii, jsou také ohroženi nedostatkem vitamínu K. Jeho nedostatek u novorozenců může vést až ke krvácení. Protože takové krvácení je život ohrožující a snadno se mu dá předejít, dostávají novorozenci vitamín K1.
Doporučený příjem vitamínu K1
V lednu 2001 americký Výbor pro potraviny a výživu stanovil adekvátní příjem vitamínu K v USA, založený na úrovni spotřeby zdravých jedinců. AI pro kojence byl stanoven na základě odhadovaného příjmu vitamínu K z mateřského mléka.
Fáze života | Věk | Chlapci/Muži (µg/den) | Dívky/Ženy (µg/den) |
---|---|---|---|
Kojenci | 0-6 měsíců | 2 | 2 |
Kojenci | 7-12 měsíců | 2,5 | 2,5 |
Děti | 1-3 roky | 30 | 30 |
Děti | 4-8 roky | 55 | 55 |
Děti | 9-13 roky | 60 | 60 |
Mladiství | 14-18 let | 75 | 75 |
Dospělí | 19 let a starší | 120 | 90 |
V těhotenství | 18 let a mladší | - | 75 |
V těhotenství | 19 let a starší | - | 90 |
Při kojení | 18 let a mladší | - | 75 |
Při kojení | 19 let a starší | - | 90 |
Prevence onemocnění
Osteoporóza
Objev tzv. vitamín K dependentních bílkovin v kostech vedl k výzkumu úlohy vitamínu K při zachovávání zdravých kostí.
Podávání vitamínu K a osteoporotické zlomeniny
Epidemiologické studie prokázaly souvislost mezi vitamínem K a řídnutím kostí v souvislosti s věkem (tzv. osteoporózou). +more The Nurses' Health Study se účastnilo více než 72 000 žen po dobu deseti let. Ženy, jejichž příjem vitamínu K byl v nejnižším kvintilu (pětině), měly o 30% vyšší riziko zlomeniny krčku kosti stehenní než ženy s příjmem vitamínu K ve čtyřech vyšších kvintilech. Studie s více než 800 starších mužů a žen v sedmileté Framinghamské studii zjistila, že muži a ženy s příjmem vitamínu K v nejvyšším kvartilu (čtvrtině), měli o 65% nižší riziko zlomeniny krčku kosti stehenní, než Ti s příjmem vitamínu K v nejnižším kvartilu (přibližně 250 ug/den oproti 50 ug/den). Další studie prokázaly zvýšení hustoty kostního minerálu (BMD) díky podávání vitamínu K spolu s vitamínem D3, nebo snížený výskyt zlomenin obratlů v kombinaci s léčbou bisfosfonáty.
Vitamín K dependentní karboxylace osteokalcinu a osteoporotické fraktury
Osteokalcin, bílkovina cirkulující v krvi, se ukázala být citlivým ukazatelem stavu kostní novotvorby. Vitamín K je nutný pro gama-karboxylaci osteokalcinu. +more Podkarboxylovaný osteokalcin (ucOC) má nižší schopnost vázat kostní minerál. Stupeň gama-karboxylace osteokalcinu se ukazuje jako citlivý ukazatel hladiny vitamínu K v organizmu. Bylo zjištěno, že hladiny ucOC jsou vyšší u žen po menopauze než před ní a výrazně vyšší u žen starších 70 let. Ve studii se 195 staršími ženami bylo relativní riziko fraktury krčku kosti stehenní 6x vyšší u těch, které měly zvýšené hladiny ucOC na počátku studie. U většího vzorku 7 500 samostatně žijících starších žen hladina ucOC také predikovala riziko zlomeniny.
Antagonisté vitamínu K a osteoporotické zlomeniny
O některých orálních antikoagulanciích, např. warfarinu, je známo, že jsou tzv. +more antagonisté vitamínu K. Studie zkoumající chronické užívání warfarinu a riziko fraktur u starších žen zjistila výrazně vyšší riziko zlomenin obratlů a žeber u uživatelek warfarinu ve srovnání s pacientkami bez warfarinu.
Zdroje
Potravinové zdroje vitamínu K1
Fylochinon (vitamín K1) je obsažen v zelené listové zelenině a některých rostlinných olejích (sojový, olivový, v bavlníkovém semenu, řepce). Hydrogenace rostlinných olejů může snížit biologickou účinnost vitamínu K. +more Některé zdroje vitamínu K1 jsou uvedeny v následující tabulce spolu s obsahem vitamínu K1 v mikrogramech (μg).
Potravina | Množství | Vitamín K1 (μg) |
---|---|---|
Olivový olej | 1 polévková lžíce | 8,1 |
Sojový olej | 1 polévková lžíce | 25,1 |
Řepkový olej | 1 polévková lžíce | 16,6 |
Majonéza | 1 polévková lžíce | 3,7 |
Vařená brokolice | 1 hrnek (sekané) | 220 |
Syrová kapusta | 1 hrnek (sekané) | 547 |
Syrový špenát | 1 hrnek (sekané) | 145 |
Syrový zelený listový salát | 1 hrnek (drcený) | 62,5 |
Syrová řeřicha | 1 hrnek (sekané) | 85 |
Syrová petržel | 1/4 hrnku (sekaná nať) | 246 |
Zdroje vitamínu K2
Bakterie, které normálně kolonizují tlusté střevo, syntetizují menachinon (vitamín K2). Až donedávna bylo uváděno, že až 50% potřebného vitamínu K může být pokryto bakteriální syntézou. +more Nyní výzkum ukazuje, že podíl bakteriální syntézy je mnohem menší, než se uvažovalo.
Doplňky stravy
V České republice je v některých doplňcích stravy možno získat vitamíny K1 a K2 i bez lékařského předpisu. Rozdíl mezi vitamíny K1 a K2 je ve vstřebávání a ve využití v organizmu. +more Vitamínu K1 se dostane do oběhu 5 - 15% podaného množství, u vitamínu K2 je to 95 - 100%. Vitamín K1 je v organizmu použit pro potřeby srážení krve a rychle se z těla vyloučí, K2 vytváří v organizmu dlouhodobou hladinu, ze které je využíván zejména pro metabolismus kostí a cév. Vzhledem k uvedenému se jeví jako výhodnější podávat vitamín K2.
Bezpečnost
Toxicita
Přestože alergická reakce je možná, neexistuje žádná známá toxicita spojená s vysokými dávkami při podávání vitamínu K1 nebo K2. To neplatí pro syntetický menadion (vitamín K3) a jeho deriváty. +more Menadion může narušovat funkci glutathionu, jednoho z přirozených antioxidantů v lidském organizmu, což má za následek oxidační poškození buněčných membrán. Menadion podávaný injekčně indukoval jaterní toxicitu, žloutenku a hemolytickou anémii u dětí. Proto menadion již není používán k léčbě deficience vitamínu K.
Interakce s jinými živinami
Velké dávky vitamínu A a vitamínu E fungují jako antagonisté vitamínu K. Přebytek vitamínu A pravděpodobně ovlivňuje vstřebávání vitamínu K. +more Vitamín E může inhibovat vitamín K dependentní karboxylázy. Studie u dospělých s normálním koagulačním stavem shledala, že při podání 1000 IU vitamínu E po dobu 12 týdnů klesla gama-karboxylace protrombinu, vitamín K dependentního proteinu. Hlášeno bylo také nadměrné krvácení u lidí užívajících 5 mg warfarinu a 1200 IU vitamínu E denně.
Lékové interakce
Antikoagulační účinek antagonistů vitamínu K (např. warfarinu), může být inhibován vysokým příjmem vitamínu K. +more Jiné léky mohou interferovat s endogenní syntézou vitamínu K nebo ovlivňovat regeneraci vitamínu K. Delší používání širokospektrých antibiotik může snižovat syntézu vitamínu K střevními bakteriemi. Cefalosporiny a salicyláty mohou snižovat regeneraci vitamínu K inhibicí enzymu vitamín K epoxid reduktázy. Dále cholestyramin, cholestipol, orlistat, minerální oleje a tuky mohou snížit vstřebávání vitamínu K.