Witamina K, czy tylko K jak krzepliwość?
Historia witaminy K zaczyna się w roku 1930, kiedy została ona odkryta przez duńskiego biochemika Henrika Dam’a.
Badając metabolizm cholesterolu u kurczaków zauważył on, że zwierzęta utrzymywane na diecie niskotłuszczowej cierpiały na rozległe krwawienia.
Po analizie różnych podawanych pokarmów stwierdził, że jest pewien czynnik rozpuszczalny w tłuszczach, którego głównym źródłem jest wątroba wieprzowa i nazwał ów czynnik witaminą koagulacji (krzepnięcia), ze względu na jej antykrwotoczny charakter.
W 1943 roku wspomniany Henrik Dam wraz z Edwardem Doisy otrzymali nagrodę Nobla za odkrycie witaminy K i ustalenie jej struktury chemicznej.
W wyniku dalszych badań stwierdzono, że występują dwie naturalne formy witaminy K.
Pierwsza z nich obecna głownie w zielonych liściach to witamina K1 (filochinon), zaś druga wyizolowana z rybiego tranu to witamina K2 (menachinon). Obecnie wiemy, że witamina K2 to cała rodzina związków (a ich nazwy związane są z ilością grup funkcyjnych w łańcuchu bocznym np. MK-4, czy MK-7). Istnieje jeszcze witamina K3 (menadion) która jest związkiem syntetycznym, pełniącym rolę prowitaminy, o wysokiej aktywności biologicznej i zdolności do przekształcania w witaminę K2.
Formy witaminy K i ich występowanie
Witamina K1 jest syntetyzowana wyłącznie w roślinach, występuje głównie w liściach i zielonych częściach (100-750 μg na 100g), oraz w olejach roślinnych i pochodzących z nich margarynach (50-200 μg /100g). W śladowych ilościach występuje w mięsie i produktach nabiałowych.
Menachinony (witamina K2) syntetyzowane są przez bakterie i występują głównie w produktach pochodzenia zwierzęcego takich jak mięso, jaja czy produkty mleczne. Szczególnie bogate w menachinony są także produkty fermentacji soi takie jak Natto, gdzie dominującą formą jest MK-7 syntetyzowany z udziałem Bacillus subtilis. Zawartość witaminy K2 w Natto sięga 900-1200 μg/100g, mięsie waha się w zakresie 1-30 μg/100g, w jajach 10-25 μg/100g, w serach 40-80 μg/100 g oraz do 35μg na 100 g innych produktów nabiałowych. Większość menakinonów (witamin K2) jest także produkowana przez bakterie w jelitach. Szczególną ciekawostką jest możliwość syntezy MK-4 w wyniku konwersji witaminy K1 przez komórki ssaków.
Rekomendowane dzienne spożycie dla osób dorosłych wynosi 1 μg na kilogram masy ciała. Jednak co ciekawe podaż witaminy K z diety nie jest jednakowa całym świecie i zależy przede wszystkim od nawyków żywieniowych. Na przykład wysoka podaż witaminy K w diecie Holendrów może wynikać z wysokiego spożycia warzyw. Podobnie spożycie witaminy K1 wśród osób starszych zamieszkujących Chiny było znacznie wyższe w porównaniu z ludnością Wielkiej Brytanii, co może potwierdzać związek między większą podażą witaminy K a zwiększoną konsumpcją warzyw.
Fizjologiczne znaczenie witaminy K
K jak krzepliwość…
Witamina K działa jako koenzym dla białek od niej zależnych w tym białek odpowiedzialnych za krzepliwość krwi, metabolizm kości oraz pełniących inne funkcje fizjologiczne. Jednym z najważniejszych białek zależnych od witaminy K jest protrombina – jeden z głównych czynników krzepliwości krwi. Ponadto stwierdzono, że aktywność jeszcze ośmiu innych białek zaangażowanych w proces krzepnięcia krwi jest zależna od witaminy K.
K jak kości…
Pierwsze dane od wpływie witaminy K na metabolizm tkanki kostnej pochodzą z lat 70 XX wieku. Zaobserwowano wtedy deformacje układu szkieletowego u dzieci matek leczonych w czasie ciąży antykoagulantami. Obecnie wiemy, że metabolizm tkanki kostnej jest ściśle związany z prawidłowym poziomem witaminy K, której rola nie ogranicza się jedynie do procesów krzepnięcia krwi, lecz obejmuje również procesy przebudowy kości.
Innym białkiem zależnym od witaminy K jest obecna w kościach i odpowiedzialna za ich mineralizację osteolalcyna. Osteokalcyna odgrywa istotna rolę wiązaniu jonów wapnia do kości. Bez witaminy K osteokalcyna pozostaje nieaktywna i niezdolna do wbudowywania minerałów w tkankę kostną w rezultacie czego dochodzi do zmniejszenia masy kostnej i zwiększenia podatności na złamania. Co ciekawe poziom nieaktywnej osteokalcyny wzrasta wraz z wiekiem i jest wyraźnie skorelowane ze zwiększonym ryzykiem złamań kości. Ponadto witamina K2 wpływa też na regulację ekspresji szeregu innych białek ważnych dla układu kostnego oraz w konsekwencji prowadzi do akumulacji kolagenu w komórkach kostnych.
K jak zwapnienie (kalcyfikacja) naczyń…
Zwapnienie naczyń jest istotnym czynnikiem prowadzącym do rozwoju chorób układu krążenia, takich jak miażdżyca, na skutek zmniejszenia elastyczności ścian naczyń krwionośnych. Jak wykazały badania również w tym obszarze stwierdzono wpływ witaminy K. Komórki mięśni gładkich naczyń odgrywają kluczową rolę w procesie zwapnienia naczyń i produkują bardzo istotne w tym procesie białko MGP. Aktywne MGP (aktywowane przez witaminę K) wiąże jony wapnia i fosforu co zapobiega ich odkładaniu w ścianach naczyń krwionośnych, a tym samym hamuje rozwój chorób układu krążenia. U zdrowych pacjentów MGP utrzymywane jest na niskim poziomie, a jego synteza jest stymulowana przez lokalny wzrost stężenia jonów wapnia. Jednak przy deficycie witaminy K, MGP nie może wiązać jonów wapnia co prowadzi do ich odkładania w ścianach naczyń.
K jak kolejne problemy…
Badania wykazują również korelację pomiędzy poziomem witaminy K a chorobami centralnego układu nerwowego jak choroba Alzheimera. Istnieje też szereg badań wskazujących na antynowotworowy charakter tej witaminy poprzez uruchamianie kaskad molekularnych prowadzących do apoptozy (śmierci) komórek nowotworowych.
Podsumowując:
- istnieje szereg dowodów epidemiologicznych pokazujących, że w populacjach których zwyczaje żywieniowe powodują większe spożycie witaminy K (na przykład Azjaci) istnieje mniejsze ryzyko wystąpienia osteoporozy i chorób układu krwionośnego niż na przykład w populacji zachodniej.
- warto spożywać dużo warzyw bogatych w tę witaminę lub ją suplementować, szczególnie w lepiej przyswajalnej postaci K2 MK-7 – zapewnia to prawidłową dystrybucję wapnia w organizmie, który dzięki tej witaminie jest wbudowywany do kości a nie do naczyń krwionośnych oraz chroni przed szeregiem innych problemów zdrowotnych.
Od kilkunastu lat prowadzę projekty biotechnologiczne nowych składników żywności i suplementów diety. Swoje zainteresowania skupiam głównie w obszarze problemów związanych z nadwagą i otyłością oraz związanymi z tymi problemami różnymi aspektami zaburzeń metabolicznych takich jak zaburzenia poziomu cukru i rozwój cukrzycy czy dysfunkcja śródbłonka naczyń krwionośnych.
Jestem doktorem biologii molekularnej związanym naukowo z tematyką regulacji ekspresji genów białek w różnych modelach chorób nowotworowych i neurodegeneracyjnych.
Jestem też współautorką kilkunastu prac naukowych z zakresu biologii komórki, regulacji ekspresji genów, biochemii i badań składników żywności.
doktor biologii