Vitamin K naziva se koagulacijskim vitaminom zbog svog antihemoragijskog (hemostatskog) učinka, koji je 1929. godine otkrio fiziolog i biokemičar Carl Peter Henrik Dam na temelju krv studije zgrušavanja. Vitamin K nije jednolična tvar, ali se javlja u tri strukturne varijante. Sljedeće tvari iz skupine vitamina K mogu se razlikovati:
- Vitamin K1 - filokinon - pojavljuje se u prirodi.
- Vitamin K2 - menakinon (MK-n) - koji se javlja u prirodi.
- Vitamin K3 - 2-metil-1,4-naftokinon, menadion - sintetički proizvod.
- Vitamin K4 - 2-metil-1,4-naftohidrokinon, menadiol - sintetički proizvod.
Svi vitamin K inačicama je zajedničko da potječu od 2-metil-1,4-naftokinona. Glavna strukturna razlika temelji se na bočnom lancu u položaju C3. Dok lipofilni (topiv u masti) bočni lanac u vitaminu K1 ima jednu nezasićenu (s dvostrukom vezom) i tri zasićene (bez dvostruke veze) izoprenske jedinice, vitamin K2 ima bočni lanac s različitim, obično 6-10 izoprena molekule. Vitamin K3, njegov voda-topivi derivat menadiona natrij vodik sulfit i vitamin K4 - menadiol-diester, kao što je menadiol-dibutirat - jer sintetski proizvodi nemaju bočni lanac. Međutim, u organizmu se događa kovalentno vezanje četiriju izoprenskih jedinica na položaj C3 kinoidnog prstena. Metilna skupina na kinoidnom prstenu u položaju C2 odgovorna je za specifičnu biološku učinkovitost vitamina K. Bočni lanac u položaju C3 kinoidnog prstena je metil grupa. Bočni lanac u položaju C3, s druge strane, određuje topivost lipida i na taj način utječe apsorpcija (unos putem crijeva). Prema prethodnom iskustvu, poznato je oko 100 kinona s aktivnošću vitamina K. Međutim, samo one koje se javljaju u prirodi vitamini K1 i K2 su od praktične važnosti, jer vitamin K3 i drugi naftokinoni mogu imati štetne, ponekad toksične (otrovne) učinke [2-4, 9-12, 14, 17].
Sinteza
Dok se filokinon (vitamin K1) sintetizira (stvara) u kloroplastima (stanične organele sposobne za fotosintezu) zelenih biljaka, gdje je uključen u proces fotosinteze, biosinteza menakinona (vitamin K2) provode ga različiti crijevni bakterija, kao što su Escherichia coli i Lactobacillus acidophilus, koji se javljaju u terminalnom ileumu (donji tankog crijeva) I debelo crijevo (debelo crijevo). U ljudskom crijevu može se sintetizirati do 50% menakinona - ali samo dok je fiziološki crijevna flora je prisutan. Resekcije crijeva (kirurško uklanjanje crijeva), upalna bolest crijeva (IBD), celijakija i drugih crijevnih bolesti, kao i terapija s antibiotici kao što cefalosporine, ampicilin i tetraciklini, mogu značajno narušiti sintezu menakinona. Slično tome, prehrambene promjene uslijed izmjene crijevna flora može utjecati na crijevnu sintezu vitamina K2. U kolikoj mjeri bakterijski sintetizirani vitamin K2 doprinosi ispunjavanju zahtjeva kontroverzna je. Budući da je, prema eksperimentalnom iskustvu, apsorpcija stopa menakinona je prilično niska, može se pretpostaviti da je izvedba sinteze u crijevima bakterija daje samo mali doprinos opskrbi vitaminom K. Primjedba da kod ispitanika nakon pet tjedana bez vitamina K nisu pronađeni simptomi nedostatka vitamina K dijeta, ali da su se pojavili nakon 3-4 tjedna kada antibiotici primijenjeni u isto vrijeme, podupire pretpostavku da je vitamin K sintetiziran enteralno (putem crijeva) doista važan za ispunjavanje zahtjeva.
Apsorpcija
Postoje velike razlike između pojedinih tvari skupine vitamina K s obzirom na apsorpcija. Dijetalna apsorpcija uglavnom je filokinon. Alimentarno (s hranom) opskrbljeni ili bakterijski sintetizirani menakinon ima podređenu ulogu u opskrbi vitaminom K. Kao i svi topljivi u mastima vitamini, vitamini K1 i K2 apsorbiraju se (uzimaju) tijekom probave masti, tj. prisutnost prehrambenih masti kao sredstva za transport lipofilnih molekule, žučne kiseline za solubilizaciju (povećanje topljivosti) i stvaranje micela (stvaranje zrnaca za prijevoz koji tvari topive u mastima čine prijenosne u vodenoj otopini) i lipaze gušterače (probavne materije) enzimi iz gušterače) za cijepanje vezanog ili esterificiranog vitamina K neophodan je za optimalnu crijevnu apsorpciju (apsorpcija putem crijeva). Vitamini K1 i K2, kao dio miješanih micela, dosežu apikalnu membranu enterocita (epitelne stanice) jejunuma (prazno crijevo) - filo- i menakinon koji se opskrbljuju hranom - i terminalni ileum (donji tankog crijeva) - bakterijski sintetizirani menakinon - i internaliziraju se. U stanici se događa ugradnja (unos) vitamina K1 i K2 u hilomikrone (lipoproteini bogati lipidima), koji prenose lipofilne vitamine putem limfa u perifernu krv Cirkulacija. Dok se prehrambeni (dijetalni) vitamin K1 i K2 apsorbiraju energetski ovisnim aktivnim transportom slijedeći kinetiku zasićenja, apsorpcija bakterijski sintetiziranog vitamina K2 događa se pasivnom difuzijom. Vitamin K1 brzo se apsorbira u crijevima (putem crijeva) kod odraslih sa stopom apsorpcije između 20 i 80%. U novorođenčadi je stopa apsorpcije filokinona samo oko 30% zbog fiziološke steatoreje (masne stolice). The bioraspoloživost lipofilnih vitamina K1 i K2 ovisi o pH u crijevima, vrsti i količini prisutnih prehrambenih masti i prisutnosti žučne kiseline i lipaze iz gušterače (probavne enzimi iz gušterače). Niskog pH i zasićen kratkim ili srednjim lancem masnih kiselina povećavaju, dok visoki pH i dugolančane polinezasićene masne kiseline inhibiraju apsorpciju filo- i menakinona. Budući da prehrambene masti i žučne kiseline potrebni za apsorpciju dostupni su samo u ograničenoj mjeri u distalnom ileumu (donji dio crijeva) tankog crijeva) I debelo crijevo (debelo crijevo), gdje vitamin K2-sintetizira bakterija utvrđeno je da se bakterijski menakinon apsorbira u znatno manjoj mjeri u odnosu na filokinon. Zbog njihove hidrofilnosti (voda topljivost), sintetski vitamini K3 i K4 i njihovi derivati topivi u vodi (derivati) pasivno se apsorbiraju neovisno o prehrambenim mastima žuč kiselinei lipaze gušterače (probavne enzimi iz gušterače) u tankom crijevu i debelo crijevo (debelo crijevo) i pušta se izravno u krvotok.
Transport i raspodjela u tijelu
Tijekom prijevoza do jetra, Besplatno masnih kiselina (FFS) i monogliceridi iz hilomikrona oslobađaju se u periferna tkiva pod djelovanjem lipoproteina lipaza (LPL), koji se nalazi na staničnim površinama i cijepa se trigliceridi. Kroz ovaj proces, hilomikroni se razgrađuju na ostatke hilomikrona (ostaci hilomikrona s niskim udjelom masti), koji se, posredovani apolipoproteinom E (ApoE), vežu za određene receptore (mjesta vezanja) u jetra. Unos vitamina K1 i K2 u jetra javlja se receptorima posredovanom endocitozom.Filo- i menakinon se dijelom nakupljaju u jetri, a dijelom ugrađuju u jetreni (u jetri) sintetizirani VLDL (vrlo nizak gustoća lipoproteini; lipoproteini koji sadrže masnoće vrlo male gustoće). Nakon otpuštanja VLDL u krvotok, apsorbirani vitamini K3 i K4 također se vežu za VLDL i prenose u ekstrahepatična (izvan jetre) tkiva. Ciljani organi uključuju bubreg, nadbubrežne žlijezde, ment, koštana srži limfa čvorovi. Unos vitamina K ciljnim stanicama događa se putem lipoproteina lipaza (LPL) aktivnost. Do sada je uloga specifičnog menakinona (MK-4) koji sintetiziraju crijevne bakterije i potječe u organizmu iz filokinona i menadiona još uvijek nejasna. U gušterači, žlijezde slinovnice, mozak i sternum viši koncentracija MK-4 može se naći i od filokinona.filokinon koncentracija in krv na plazmu utječu i sadržaj triglicerida i polimorfizam ApoE.Povećani serum triglicerida koncentracija povezan je s povećanom razinom filokinona, što se češće opaža s godinama. Međutim, odrasle osobe starije od 60 godina obično imaju loš status vitamina K, o čemu svjedoči nizak omjer filokinon: trigliceridi u usporedbi s mladim odraslima. Polimorfizam ApoE (lipoprotein hilomikrona) dovodi do strukturnih promjena u bjelančevinama, što sprečava ostatke hilomikrona ( ostaci hilomikrona s niskim udjelom masti) od vezanja na jetrene receptore. Kao rezultat, koncentracije filokinona u krvi povećavaju se uz koncentraciju lipida, što lažno sugerira dobru opskrbu vitaminom K.
skladištenje
Vitamini K1 i K2 koji se javljaju u prirodi pretežno se nakupljaju u jetri, a zatim slijede: nadbubrežne žlijezde, bubreg, pluća, koštana srži limfa čvorovi. Budući da je vitamin K podložan brzom prometu (prometu) - oko 24 sata - skladišni kapacitet jetre može samo premostiti a nedostatak vitamina oko 1-2 tjedna. Vitamin K3 prisutan je u jetri samo u maloj mjeri, brže se raspoređuje u organizmu u usporedbi s prirodnim filo- i menakinonom i brže se metabolizira (metabolizira). Ukupna količina vitamina K u tijelu mala je, kreće se između 70-100 µg i 155-200 nmol. Studije o bioraspoloživost filo- i menakinona kod zdravih muškaraca pokazali su da je nakon prehrambenih unosa sličnih količina vitamina K1 i K2 koncentracija cirkulirajućeg menakinona premašila koncentraciju filokinona za više od 10 puta. Razlog tome je, s jedne strane, relativno nizak bioraspoloživost filokinona iz hrane - 2-5 puta niži od vitamina K dodataka - zbog slabog vezanja na biljne kloroplaste i niskog oslobađanja crijeva iz matrice hrane. S druge strane, menakinon ima duži poluživot od filokinona, pa je stoga vitamin K2 dulje vrijeme dostupan vanhepatičkim tkivima, poput kostiju.
izlučivanje
Vitamini K1 i K2 izlučuju se bubrežno (putem bubreg) u obliku glukuronida nakon glukuronidaciju za više od 50% u žuč s izmetom (stolicom) i oko 20% nakon skraćivanja bočnog lanca beta-oksidacijom (oksidativna razgradnja masnih kiselina). Paralelno s filo- i menakinonom, vitamin K3 također se pretvara u oblik za izlučivanje postupkom biotransformacije. Biotransformacija se događa u mnogim tkivima, posebno u jetri, i može se podijeliti u dvije faze:
- U fazi I vitamin K hidroksilira (umetanje OH skupine) sustavom citokroma P-450 radi povećanja topljivosti.
- U fazi II dolazi do konjugacije s jako hidrofilnim (vodotopivim) tvarima - u tu svrhu glukuronska kiselina se prebacuje u prethodno umetnutu OH skupinu vitamina K uz pomoć glukuroniltransferaze ili sulfatne skupine pomoću sulfotransferaze.
Do sada su od metabolita (međuprodukti) i produkata izlučivanja vitamina K3 identificirani samo 2-metil-1,4-naftohidrokinon-1,4-diglukuronid i 2-metil-1,4-hidroksi-1-naftil sulfat , koji se, za razliku od vitamina K1 i K2, brzo i velikim dijelom eliminiraju mokraćom (~ 70%). Većina metabolita menadiona još nije karakterizirana.
