Pytanie czytelnika

Co tak naprawdę wiadomo o witaminie K2? Czy są jakieś badania, które potwierdziły potrzebę jej suplementacji?

Krótka odpowiedź

Witaminy z grupy K pełnią ważną rolę zarówno w procesach krzepnięcia krwi, jak i metabolizmie kości. W profilaktyce osteoporozy zaleca się dietę zawierającą witaminę D, wapń oraz witaminę K (przede wszystkim witaminę K_{1 ^—} K₂ stanowi niewielki procent). Skuteczność form MK-4 względem MK-7 należy uznać w świetle obecnie dostępnych badań za nierozstrzygniętą.

Wyjaśnienie

Witamina K to grupa rozpuszczalnych w tłuszczach związków:

1. K₁ (filochinon),
2. K₂ (menachinony),
   • menachinony o krótkim łańcuchu (z MK-4 na czele),
   • menachinony o długim łańcuchu (MK-7, MK-8 i MK-9),
3. K₃ (menadion) – pochodna syntetyczna używana jako dodatek do karmy dla zwierząt,
4. K₄ i K₅ – pozostałe pochodne syntetyczne.

W budowie chemicznej częścią wspólną jest 2-metylo-1,4-naftochinonowy pierścień. Natomiast różnią się stopniem nasycenia i długością izoprenoidowego łańcucha w pozycji 3. Liczba izoprenoidowych jednostek odpowiada nazwie menachinonu (tj. MK-4 = 4 jednostki izoprenoidowe). Wydłużanie apolarnego łańcucha nadaje kolejnym strukturom nieznacznie większe właściwości lipofilowe.

Funkcja witaminy K

Zarówno witamina K₁ jak i K₂ są kofaktorami enzymu γ-glutamylokarboksylazy odpowiadającej za zamianę reszt kwasu glutaminowego do reszt kwasu γ-karboksyglutaminowego (Gla). Gla obecne w białkach odpowiada za wiązanie jonów wapnia – warunkując ich aktywność biologiczną m.in. w procesach krzepnięcia krwi, metabolizmie kości, przeciwdziałaniu wapnieniu naczyń, regulacji proliferacji komórkowej i przewodzenia sygnałów.

Do grupy białek zależnych od witaminy K zalicza się:

• czynniki krzepnięcia krwi: II, VII, IX, X, białka S, C, Z, białka Gla macierzy, nerkowe białka Gla,
• białko zatrzymania wzrostu (Gas6) o właściwościach mitogennych, anyapoptotycznych, utrzymujących komórkę w fazie G₀,
• osteokalcyna – odpowiadająca za przyłączanie i zakotwiczanie wapnia w hydroksyapatycie kości
• białko GRP regulujące stężenie pozakomórkowego wapnia w komórkach chrząstek oraz kości,
• periostyna biorąca udział w zewnątrzkomórkowej mineralizacji macierzy w bogatych w kolagen tkankach.

Witamina K w diecie

Warto pamiętać, że:

• RDA dla witamin K dla dorosłych kobiet wynosi: 90 µg, dla mężczyzn 120 µg,
• wśród najlepszych źródeł witaminy K₁ wymienia się zieloną kapustę, zielone części rzepy, szpinak, jarmuż, brokuły, soję, sok marchwiowy oraz dynię; (Czytaj więcej: Źródła witaminy K w diecie) natomiast źródeł witamin K₂ należy upatrywać w mięsie, produktach mlecznych, serach oraz innych produktach poddawanych fermentacji^[1]; przy równowadze flory bakteryjnej jelita grubego również i tam powstają niewielkie ilości witaminy K_2,
• witamina K₁, w porównaniu do K₂ ma mniejszą biodostępność,^[2]
• istnieją badania sugerujące, że forma MK-4 ma mniejszą biodostępność od formy MK-7 ale zarówno ich skala (badanie na grupie 20 zdrowych kobiet z Japonii, polegające na suplementacji przez 7 dni witaminą MK-4 i MK-7),^[3] jak i ilość, nie mogą być podstawą jednoznacznej odpowiedzi.

Czytaj też:

Witamina D – Ścieżka rekomendacji

Brodziuszka wiechowata (Andrographis paniculata)

Witaminy A, D, E i K – Pogadanki farmaceutyczne

Wpływ witaminy K na układ kostny

Głównym mechanizmem wpływu witaminy K na kości jest pobudzanie γ-karboksylacji osteokalcyny^[4] oraz wpływ na białko GRP i periostynę. W badaniach in vitro sugeruje się dodatkowy mechanizm działania witamin K na kości: apoptotyczny wpływ reszty geranylowogeranylowej łańcucha bocznego naftochinonu na osteoklasty^[5] lub obniżenie aktywności kinazy C^[6]. W przypadku formy MK-4 w badaniach in vitro sugeruje się: hamujący wpływ na resorbcję kości indukowanej witaminą 1,25(OH)₂D₃ oraz prostaglandynę E, hamowanie różnicowania osteoklastów, stymulację mineralizacji ludzkich osteoblastów i odkładanie osteokacyny w macierzy komórkowej^[7][8]. Z badań przeprowadzonych na króliczych osteoklastach wynika, że przeciwieństwie do witaminy K₁, MK-4 powoduje apoptozę osteoklastów, hamując osteoklastyczną resorbcję kości.^[9] Forma MK-7 może dodatkowo indukować ekspresję genów i powstawanie szeregu białek (np. osteokalcyny) w osteoblastach wpływając na ich funkcję.^[10]

Co o wpływie witaminy K na kości mówią badania kliniczne?

Przeprowadzono stosunkowo niewiele badań klinicznych dotyczących form MK-4 i MK-7 witaminy K2:

Widoczne jest, że forma MK-4 hamuje demineralizację kości w dużo większej dawce w porównaniu do formy MK-7. W części badań nad MK-7 nie osiągnięto wyraźnej poprawy stanu kości mimo zmiany stężenia markerów (karboksylowana i niekarboksylowana osteokalcyna). Co więcej, podobne do witaminy K2 efekty ochronne osiągalne są również w przypadku suplementacji witaminy K1^[11].

Paradoks wapniowy i wpływ na układ krążenia

Wykazano, że osoby chore na osteoporozę intensywnie suplementujące wapń mogą doprowadzić to tzw. paradoksu wapniowego, w którym jednocześnie obserwuje się niski poziom wapnia w kościach i jego wysoki poziom w naczyniach tętniczych, co prowadzi do ich zwapnienia. U fundamentów tego zjawiska może leżeć niedobór witaminy K₂. Na szczęście kalcyfikacji naczyń można zapobiegać, a nawet ją odwrócić, stosując preparaty lub dietę bogatą w witaminę K₂. Udowodniono to w szeregu badań, na czele z badaniem rotterdamskim. Co więcej, sugeruje się, że pośród witamin K2, największą aktywnością w tym względzie wykazują typy długołańcuchowe (MK-7, MK-9).

UWAGA: Należy mieć na uwadze to, że suplementy diety dostępne w Polsce zawierają 75-100 µg K₂ MK-7, czyli od 1.8 do 5 razy mniej niż te podawane pacjentom w badaniach klinicznych –  180/360/375 (wyjątkiem jest tu Kinon200).

Witamina K i leczenie nowotworów

Dostępne są doniesienia o wpływie witaminy K₂ MK-4 na komórki rakowe w białaczce, raku płuc, raku wątroby. Dokładne mechanizmy działania nie są jednak znane. Większość badań przeprowadzona była wyłącznie in vitro.

• Apoptoza komórek mediowana witaminą K₂: rola mintochondrialnego potencjału transmembranowego. Autorzy sugerują, że proapoptyczne działanie witaminy K₂ może wynikać z pobudzenia produkcji nadtlenków. Badanie in vitro.
• Wpływ sorafenibu i witaminy K₂ na ludzkie komórki raka wątroby. W badaniu in vitro wykazano  synergizm działania obu substancji na komórki rakowe.
• Spożycie witaminy K i ryzyko raka prostaty w prospektywnym badaniu na temat nowotworów i stanu odżywienia (EPIC-Heidelberg). W badaniu wykazano niewielką odwrotnie proporcjonalną zależność między przyjmowaniem metachinonów (tutaj MK-4)  i  ryzykiem wystąpienia raka prostaty. Autorzy wskazują na konieczność dalszych, szczegółowych badań.
• Rola witaminy K₂ w progresji raka wątrobokomórkowego u kobiet z marskością wątroby. Wyniki badania sugerują, że kobiety z marskością wątroby przyjmujące witaminę K₂ mają nieznacznie niższe ryzyko zachorowania na nowotwór wątroby. Z drugiej strony autorzy przestrzegają przed zbyt daleko idącymi wnioskami. Potrzeba więcej badań z większą grupą.
• Wpływ menatreteonu – analogu witaminy K₂ na wystąpienie i przeżywalność pacjentów z rakiem wątrobowokomórkowym – badanie pilotażowe. We wnioskach autorzy wskazują, że metatreteon może zmniejszać ryzyko wystąpienia i przeżywalność pacjentów z rakiem wątroby ale wskazują, że niezbędne jest RCT i porównanie efektu z placebo.
• Wpływ witaminy K₂ na wystąpienie raka wątrobowokomórkowego. RCT, w którym nie potwierdzono istotnego wpływu suplementacji witaminy K2 i na wystąpienie raka wątroby.

Kilka słów podsumowania…

Witaminy z grupy K pełnią ważną rolę zarówno w procesach krzepnięcia krwi, jak i metabolizmie kości. W profilaktyce osteoporozy zaleca się dietę zawierającą witaminę D, wapń oraz witaminę K (przede wszystkim witaminę K_{1 ^—} K₂ stanowi niewielki procent). Skuteczność form MK-4 względem MK-7 należy uznać w świetle obecnie dostępnych badań za nierozstrzygniętą. Pojawiające się informacje o dramatycznie różnym czasie rozpadu obu form (wysnuwane na podstawie jednego badania na zwierzętach) trzeba uznać za niewiarygodne, a zabiegi producentów – jako działania marketingowe. Dawki obecne w suplementach diety wydają się być niewystarczające.

Czytaj też:Witamina D: co wiemy na pewno? Reklamy vs. EBM[tez]

Piśmiennictwo

1. Walther B, Karl JP, Booth SL, Boyaval P. Menaquinones, bacteria, and the food supply: the relevance of dairy and fermented food products to vitamin K requirements. Adv Nutr. 2013;4(4):463–473. Published 2013 Jul 8. abstrakt⬏
2. Vitamin K-containing dietary supplements: comparison of synthetic vitamin K1 and natto-derived menaquinone-7. abstrakt⬏
3. Sato T, Schurgers LJ, Uenishi K. Comparison of menaquinone-4 and menaquinone-7
   bioavailability in healthy women. Nutr J. 2012 Nov 12;11:93. abstrakt⬏
4. Koshihara Y., Hoshi K.: Vitamin K2 enhances osteocalcin accumulation in the extracellular matrix of human osteoblasts in vitro. J Bone Miner Res 1997, 12: 431-437⬏
5. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand) 46: 129-143, 2000⬏
6. Mol Cell Biochem 228: 39-47, 2001) 46: 129-143, 2000⬏
7. Hara K., Akiyama Y., Nakamura T., Murota S., Morita I.: The inhibitory effect of vitamin K2 (Menatetrenone) on bone resorption may be related to its side chain. Bone 1995, 16: 179-184. ⬏
8. Koshihara Y., Hoshi K., Ishibashi H., Shiraki M.: Vitamin K2 promotes 1α25(OH)2 vitamin D3 – induced mineralization in human periosteal osteoblast. Calcif Tissue Int 1996, 59: 466-473. ⬏
9. Kameda T., Miyazawa K., Mori Y., Yuasa T., Shiokawa M., Nakamaru Y., Mano H., Hakeda Y., Kameda A., Kumegawa M.: Vitamin K2 inhibits osteoclastic bone resorption by inducing osteclast apoptosis. Biochem Biophys Res Commun 1996, 220: 515-519.⬏
10. Int J Mol Med. 2005 Feb;15(2):231-6. Menaquinone-7 regulates the expressions of osteocalcin, OPG, RANKL and RANK in osteoblastic MC3T3E1 cells⬏
11. Vitamin K1 supplementation retards bone loss in postmenopausal women between 50 and 60 years of age. abstrakt⬏