Witamina K2 pod lupą

Witamina K należy do grupy witamin rozpuszczalnych w tłuszczach [3]. Została odkryta w 1930 r. przez duńskiego biochemika Dama, który jako pierwszy opisał występowanie podskórnych i śródmięśniowych wybroczyn u kurcząt hodowanych na diecie ubogotłuszczowej [5]. Do naturalnie występujących form witaminy K zalicza się witaminę K1 – filochinon (ang. phylloquinone – PK) oraz witaminę K2 – menachinon (ang. menaquinone, MK-n) [3].

Witamina K1 występuje głównie w zielonych warzywach liściastych, a także w oliwie z oliwek i oleju sojowym. Z kolei źródłem witaminy K2 są mięso drobiowe (kurczaki), masło, żółtko, sery oraz sfermentowana soja (natto) [6]. Warto podkreślić, że witamina K2, a  w szczególności jej długołańcuchowe formy (MK-7, MK-8, MK-9, MK-10, MK-11 oraz MK-12), produkowana jest w jelicie grubym przez bakterie z rodziny Bacteroides [20]. Obydwie wita-miny odgrywają istotną rolę w procesie γ-karboksylacji tzw. białek zależnych od witaminy K, do których zalicza się między innymi: czynniki krzepnięcia krwi (II, VII, IX, X), białka S, C, Z, osteokalcynę, białka Gla macierzy (ang. matrix Gla-protein – MGP), nerkowe białka Gla (ang. kidney Gla protein) oraz białko zatrzymania wzrostu (ang. growth-arrest-specific-6 protein – Gas6) [6], [8].

Rola witaminy K zasadniczo kojarzona jest z jej udziałem w procesie krzepnięcia krwi22. Jednakże, jak sugerują dostępne dane piśmiennicze, jej znaczenie jest zdecydowanie szersze1. Ponadto, ze względu na obecność różnych form witaminy K, istotny wydaje się również fakt, że witamina K2 w porównaniu z witaminą K1 wykazuje większe powinowactwo do tkanek pozawątrobowych, co determinuje jej zasadnicze kierunki działania [14]. Witamina K2 odgrywa bowiem istotną rolę w mineralizacji kośćca na drodze wspomnianego wcześniej procesu γ-karboksylacji osteokalcyny, a  także białka GRP (ang. γ-carboxyglutamic acid residue Glarich protein) i periostyny oraz innych mechanizmów, związanych między innymi z wykorzystaniem witaminy [1], [25] (OH) [2] D3 [1], [11]. Witamina K2 ma również istotne znaczenie w regulacji procesu wapnienia naczyń [1], które obserwuje się u pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek, cukrzycą oraz miażdżycą [18]. Jest także bardziej efektywna w zapobieganiu i odwracaniu procesu wapnienia tętnic [6]. Ponadto, witamina K2 (głównie MK-4) hamuje in vitro wzrost komórek rakowych, a  także wykazuje in vivo efekt terapeutyczny w progresji choroby nowotworowej [14]. Z  innych znanych, pozytywnych efektów działania obu form powyższej witaminy (MK-4 i MK-7) wymienia się również hamowanie reakcji zapalnej oraz udział w proliferacji komórek β-trzustki, uwrażliwianie komórek na insulinę oraz wzrost tolerancji glukozy [6], [17].

Powszechnie wiadomo, że u chorych na mukowiscydozę (CF) ze współistniejącą niewydolnością zewnątrzwydzielniczą trzustki (ok. 85–90% chorych na CF)2 w wyniku niedoborów enzymatycznych dochodzi do zaburzeń trawienia i wchłaniania tłuszczów pokarmowych, czego konsekwencją jest między innymi niedobór witaminy K. Wśród czynników wpływających na obniżenie stężenia witaminy K u pacjentów z CF wymienia się także częste antybiotykoterapie choroby oskrzelowo-płucnej, źle zbilansowaną dietę, choroby wątroby oraz stan po resekcji fragmentu jelita cienkiego w przebiegu niedrożności smółkowej [3], [7], [24].

Niedobór witaminy K manifestuje się zaburzeniami krzepnięcia, w tym siniakami lub podskórnymi krwotokami z miejsca wkłucia żylnego czy nawet krwawieniami z błon śluzowych nosa i przewodu pokarmowego w ciężkich postaciach. Niedobór witaminy K doprowadza również do zaburzonej mineralizacji kości, a  w konsekwencji do osteoporozy [10]. Dostępne dane piśmiennicze wskazują na występowanie zaburzeń koagulologicznych, głównie u niemowląt z CF [9], [15] , [23]. Natomiast u większości chorych przewlekły niedobór witaminy K objawia się znacznie częściej zaburzeniami mineralnej gęstości kośćca niż koagulopatią. Wynika to z faktu, że wątroba posiada bardzo efektywny mechanizm, dzięki któremu szybko wyłapuje dostępną w krążeniu witaminę K, narażając kości na jej niedobór16. Problem związany z zaburzeniami mineralizacji kośćca dotyczy nie tylko chorych dorosłych, ale również dzieci i młodzieży z CF w okresie dojrzewania [19].

W oparciu o doświadczenia własne suplementacja witaminą K1 u pacjentów z CF wydaje się być nie w pełni skuteczną. W badaniu kohortowym przeprowadzonym w grupie 168 pacjentów z CF w wieku 1,2–41,4 lat, niedobór witaminy K (zdefiniowany na podstawie stężenia niekarboksylowanej protrombiny oraz odsetka niekarboksylowanej osteokalcyny) stwierdzono u ok. 40% chorych, pomimo podaży witaminy K1 [13]. Warto również podkreślić, że do tej pory nie została ustalona jednoznacznie wielkość dawki suplementacyjnej powyższej witaminy u chorych na CF [16]. Według europejskich zaleceń dawka suplementacyjna jest zróżnicowana i powinna mieścić się w zakresie od 0,3 mg/dzień do 10 mg/tydzień [4], [21]. Z kolei Polskie Towarzystwo Mukowiscydozy rekomenduje podaż witaminy K1 w przedziale od 1 do 20 mg/tydzień [25]. Jednakże w oparciu o doświadczenia własne, zastosowanie rekomendowanej dawki witaminy K u chorych na CF nie normalizuje jej zasobów ustrojowych u wszystkich pacjentów [12], [13].

Powszechnie wiadomo, że u chorych na CF występują znaczące niedobory witaminy K. Suplementacja witaminą K1 nie prowadzi do pełnej normalizacji jej zasobów ustrojowych. Jednocześnie warto podkreślić, że spektrum oddziaływania witaminy K2 jest znacznie szersze. W związku z powyższym, ciekawą alternatywą wydaje się suplementacja witaminą K2, a do czasu uzyskania pełnej jasności co do efektywności jej działania w CF, jednoczesne suplementowanie chorych na CF witaminą K1 oraz K2.

Bibliografia

1. Booth S.L. Roles for Vitamin K beyond coagulation. Annu Rev Nutr, 2009, 29, s. 89–110.
2. Borgo G., Mastella G., Gasparini P., Zorzanello A., Doro R., Pignatti P.F. Pancreatic function and gene deletion F508 in cystic fibrosis. J Med Genet, 1990, 27 (11), s. 665–669.
3. Conway S.P. Vitamin K in cystic fibrosis. J R Soc Med, 2004, 97 (44), s. 48–51.
4. Cystic Fibrosis Trust Nutrition Working Group. Nutritional management of cystic fibrosis. London: Cystic Fibrosis Trust, 2002, s. 1–51.
5. Dam H., Schönheyder F. A deficiency disease in chicks resembling scurvy. Biochem J, 1934, 28, s. 1355–1359.
6. DiNicolantonio J.J., Bhutani J., O’Keefe J.H. The health benefits of vitamin K. Open Heart, 2015, 2 (1):e000300, doi: 10.1136/openhrt-2015-000300. eCollection 2015.
7. Durie P.R. Vitamin K and the management of patients with cystic fibrosis. CMAJ, 1994, 151 (7), s. 933–936.
8. Greer F.R. Vitamin K the basics – What’s new? Early Hum Dev, 2010, 86 (1), s. 43–47.
9. Hamid B., Khan A. Cerebral hemorrhage as the initial manifestation of cystic fibrosis. J Child Neurol, 2007, 22 (1), s. 114–115.
10. Jagannath V.A., Fedorowicz Z., Thaker V., Chang A.B., Al-Harthy N. Vitamin K supplementation for cystic fibrosis. Cochrane Database Syst Rev, 2015, Jan 18;1: CD008482, doi: 10.1002/14651858.CD008482.pub4. Review.
11. Koshihara Y., Hoshi K., Ishibashi H., Shiraki
    M. Vitamin K2 promotes 1α25(OH)2 vitamin D3 – induced mineralization in human periosteal osteoblasts. Calcif Tissue Int, 1996, 59 (6), s. 466–473.
12. Krzyżanowska P., Lisowska A., Woś H., Trawińska-Bartnicka M., Bober L., Rohovyk N. et al. Vitamin K status in young children with cystic fibrosis. Acta Sci Pol Technol Aliment, 2011, 10 (3), s. 399–406.
13. Krzyżanowska P., Pogorzelski A., Skorupa W., Moczko J., Grebowiec P., Walkowiak J. Exogenous and endogenous determinants of vitamin K status in cystic fibrosis. Sci Rep, 2015, doi: 10.1038/srep12000.
14. McCann J.C., Ames B.N. Vitamin K, an example of triage theory: is a  micronutrient inadequacy linked to diseases of aging? Am J Clin Nutr, 2009, 90 (4), s. 889–907.
15. McPhail G.L. Coagulation disorders as a  presentation of cystic fibrosis. J Emerg Med, 2010, 38 (3), s. 320–322.
16. Mosler K., Von Kries R., Vermeer C., Saupe J., Schmitz T., Schuster A. Assessment of vitamin K deficiency in CF – how much sophistication is useful? J Cyst Fibros, 2003, 2 (2), s. 91–96.
17. Ohsaki Y., Shirakawa H., Miura A., Giriwono
    P. E., Sato S., Ohashi A. et al. Vitamin K suppresses the lipopolysaccharide – inducted expression of inflammatory cytokines in cultured macrophagelike cells via the inhibition of the activation of nuclear factor κB through the repression of IKKα/ β phosphorylation. J Nutr Biochem, 2010, 21 (11), s. 1120–1126.
18. Panizo S., Cardus A., Encinas M., Parisi E., Valcheva P., Lòpez-Ongil S. et al. RANKL increases vascular smooth muscle cell calcification through a RANK-BMP 4- dependent pathway. Circ Res, 2009, 104 (9), s. 1041–1048.
19. Sermet-Gaudelus I., Castanet M., Retsch-Bogart G., Aris R.M. Update on Cystic Fibrosis – related bone disease: A special focus on children. Pediatr Respir Review, 2009, 10 (3), s. 134–142.
20. Shearer M.J., Newman P. Metabolism and cell biology of vitamin K. Thromb Haemost, 2008, 100 (4), s. 530–547.
21. Sinaasappel M., Stern M., Littlewood J., Wolfe S., Steinkamp G., Heijerman H.G.M. et al. Nutrition in patients with cystic fibrosis: a European Consensus. J Cyst Fibros, 2002, 1 (2),
    s. 51–75.
22. Stafford D.W. The vitamin K cycle. J Thromb Haemost, 2005, 3 (8), s. 1873–1878.
23. Verghese T., Beverley D. Vitamin K deficient bleeding in cystic fibrosis. Arch Dis Child, 2003, 88 (6), s. 553–555.
24. Walkowiak J., Lisowska A., Błaszczyński M., Przysławski J., Walczak M. Polyunsaturated fatty acids in cystic fibrosis are related to nutrition and clinical expression of the disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr, 2007, 45 (4), s. 488–489.
25. Walkowiak J., Pogorzelski A., Sands D., Skorupa W., Milanowski A., Nowakowska A. et al. Zasady rozpoznawania i leczenia mukowiscydozy. Zalecenia Polskiego Towarzystwa Mukowiscydozy 2009 Poznań–Warszawa–Rzeszów, Stand Med, 2009, 6, s. 352–378.