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 K1 — 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:
- K1 (filochinon),
- K2 (menachinony),
- menachinony o krótkim łańcuchu (z MK-4 na czele),
- menachinony o długim łańcuchu (MK-7, MK-8 i MK-9),
- K3 (menadion) – pochodna syntetyczna używana jako dodatek do karmy dla zwierząt,
- 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 K2,
- 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.
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:
MK-4 | MK-7 |
---|---|
Suplementacja niskimi dawkami witaminy K2 (MK-4) przez 12 miesięcy poprawia metabolizm i zapobiega pogarszaniu stanu kości przedramienia u Japonek w wieku postmenopauzalnym. Badanie RCT, w którym 48 zdrowych kobiet kobiet między 50, a 65 rokiem życia otrzymywało placebo lub witaminę K2 MK-4 w dawce 45 mg dziennie. Po 12 miesiącach zaobserwowano istotny spadek poziomu niekarboksylowanej osteokalcyny jak i wyraźne zahamowanie spadku gęstości kości w porównaniu do grupy przyjmującej placebo. | Trzyletnia suplementacja niskimi dawkami metachinonu-7 pomaga zahamować pogarszanie stanu kości u zdrowych kobiet w okresie postmenopauzalnym. 244 zdrowych kobiet w okresie postmenopauzalnym otrzymywało przez 3 lata placebo lub witaminę K2 MK-7 w dawce 180 µg dziennie. W wyniku czego istotnie zahamowany został spadek gęstości szyjki kości udowej i lędźwiowego odcinka kręgosłupa w porównaniu do grupy przyjmującej placebo. |
Suplementacja menatetreonem, witaminą D2 i wapniem zapobiega niekręgowym złamaniom u kobiet w podeszłym wieku z chorobą Alzheimera Badanie RCT, w którym uczestniczyło 100 dotkniętych chorobą Alzheimera kobiet (otrzymywały witaminę K2 MK-4 w dawce 45 mg dziennie. Suplementowana była też witamina D 1000 IU i wapń przez 2 lata) oraz 100 nieleczonych kobiet. W przeciągu 2 lat w grupie nieleczonych kobiet doszło do 22 różnych złamań, a poziom demineralizacji kości wzrósł o 2,3%. W grupie leczonej doszło do 3 złamań, a poziom demineralizacji kości spadł o 5,2%. | Suplementacja witaminy K2 nie wpływa na pogarszanie stanu kości u kobiet w wieku postmenopauzalnym Badanie RCT, w którym 334 zdrowych kobiet między 50 a 60 rokiem życia otrzymywało placebo lub witaminę K2 MK-7 w dawce 360 µg dziennie. Po 12 miesiącach suplementacji mimo spadku poziomu niekarboksylowanej osteokalcyny nie wykazano istotnie statystycznego zahamowania spadku gęstości kości szyjki kości udowej w porównaniu do grupy przyjmującej placebo. |
Suplementacja witaminą K2 poprawia geometrię kości biodrowej i stanu kości u kobiet w okresie postmenopauzalnym Badanie RCT, w którym wzięło udział 325 kobiet w okresie postmenopauzalnym. Otrzymywały one witaminę K2 MK-4 w dawce 45 mg dziennie przez okres trzech lat. W wyniku czego istotnie zahamowany został spadek gęstości szyjki kości udowej. | Leczenie witaminą MK-7 zapobiega niszczeniu istoty gąbczastej kości Badanie RCT, w którym 142 kobiety w okresie postmenopauzalnym otrzymywało placebo lub witaminę K2 MK-7 w dawce 375 µg dziennie. Suplementowana była również witamina D (38 μg/dziennie) i wapń (800 mg/dziennie). Po 12 miesiącach obserwacji wyniki były analogiczne do powyższego badania tj. mimo spadku poziomu niekarboksylowanej osteokalcyny nie wykazano zahamowania spadku gęstości kości. |
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).
MK-4 | MK-7 | K1 |
---|---|---|
Wpływ suplementacji metachinonu-4 na zwapnienie naczyń wieńcowych i sztywność tętnic Badanie RCT obejmujące 26 kobiet w wieku postmenopauzalnym, przyjmujące witaminę K2 MK-4 w dawce 45 mg dziennie przez 12 miesięcy. W rezultacie nie otrzymano istotnych statystycznie zmian w poziomie zwapnienia i sztywności tętnic. Korzyści z suplementacji w postaci spadku sztywności tętnic widoczne były jedynie u osób z wysokim poziomem PIVKA-2. | Suplementacja metachinonu-7 poprawia elastyczność tętnic u zrowych kobiet w okresie postmenopauzalnym Badanie RCT, w którym uczestniczyło 368 zdrowych kobiet w wieku postmenopauzalnym. 244 z nich przyjmowało witaminę K2 MK-7 w dawce 180 µg dziennie przez trzy lata, pozostałe przyjmowały placebo. W rezultacie otrzymano istotną statystycznie poprawę elastyczności tętnic. | Suplementacja witaminą K i postęp zwapnienia naczyń wieńcowych u kobiet i mężczyzn w podeszłym wieku Badanie RCT, w którym uczestniczyło 452 zdrowych mężczyzn i kobiet w wieku pomenopauzalnym. 229 z nich przyjmowało codziennie przez 3 lata multiwitaminę zawierającą 500 μg witaminy K1. Druga grupa przyjmowała multiwitaminę bez witaminy K1. W wyniku czego otrzymano spowolnienie zwapnienia tętnic. |
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 K1 — 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
- 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⬏
- Vitamin K-containing dietary supplements: comparison of synthetic vitamin K1 and natto-derived menaquinone-7. abstrakt⬏
- 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⬏ - 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⬏
- Cell Mol Biol (Noisy-le-grand) 46: 129-143, 2000⬏
- Mol Cell Biochem 228: 39-47, 2001) 46: 129-143, 2000⬏
- 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. ⬏
- 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. ⬏
- 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.⬏
- 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⬏
- Vitamin K1 supplementation retards bone loss in postmenopausal women between 50 and 60 years of age. abstrakt⬏