Vitamin K: opredelitev, sinteza, absorpcija, transport in distribucija

Vitamin K se imenuje koagulacijski vitamin zaradi antihemoragičnega (hemostatskega) učinka, ki ga je leta 1929 odkril fiziolog in biokemik Carl Peter Henrik Dam na podlagi kri študije strjevanja. Vitamin K ni enolična snov, vendar se pojavlja v treh strukturnih različicah. Razlikujemo naslednje snovi iz skupine vitamina K:

  • Vitamin K1 - filokinon - se pojavlja v naravi.
  • Vitamin K2 - menakinon (MK-n) - pojavlja se v naravi.
  • Vitamin K3 - 2-metil-1,4-naftokinon, menadion - sintetični izdelek.
  • Vitamin K4 - 2-metil-1,4-naftohidrokinon, menadiol - sintetični izdelek.

vsi vitamin K različicam je skupno, da izvirajo iz 2-metil-1,4-naftokinona. Glavna strukturna razlika temelji na stranski verigi v položaju C3, medtem ko ima lipofilna (v maščobi topna) stranska veriga vitamina K1 eno nenasičeno (z dvojno vezjo) in tri nasičene (brez dvojne vezi) izoprenske enote, vitamin K2 ima stransko verigo z različnimi, običajno 6-10 izoprenom molekule. Vitamin K3, njegov voda-topen derivat menadiona natrijev vodik sulfita in vitamina K4 - menadiol-diester, kot je menadiol-dibutirat - ker sintetični izdelki nimajo stranske verige. V organizmu pa pride do kovalentne vezave štirih izoprenskih enot na položaj C3 kinoidnega obroča. Metilna skupina na kinoidnem obroču v položaju C2 je odgovorna za specifično biološko učinkovitost vitamina K. Stranska veriga v položaju C3 kinoidnega obroča je metilna skupina. Stranska veriga v položaju C3 pa določa topnost lipidov in s tem vpliva absorpcija (sprejem skozi črevesje). Glede na prejšnje izkušnje je znanih približno 100 kinonov z aktivnostjo vitamina K. Vendar le naravno vitamini K1 in K2 sta praktičnega pomena, saj lahko vitamin K3 in drugi naftokinoni povzročijo škodljive, včasih toksične (strupene) učinke [2-4, 9-12, 14, 17].

Sinteza

Medtem ko se filokinon (vitamin K1) sintetizira (tvori) v kloroplastih (celičnih organelih, sposobnih fotosinteze) zelenih rastlin, kjer je vključen v proces fotosinteze, se pri biosintezi menakinona (vitamin K2) izvajajo različne črevesne bakterije, kot sta Escherichia coli in Lactobacillus acidophilus, ki se pojavita v končnem ileumu (spodnja Tanko črevo) in debelo črevo (debelo črevo). V človeškem črevesju se lahko sintetizira do 50% menakinona - vendar le, dokler traja fiziološki črevesna flora je prisoten. Črevesne resekcije (kirurško odstranjevanje črevesja), vnetna črevesna bolezen (KVČB), celiakija in druge črevesne bolezni, pa tudi terapija z antibiotiki kot cefalosporini, ampicilin in tetraciklini, lahko znatno poslabšajo sintezo menakinona. Podobno tudi prehranske spremembe zaradi spremembe črevesna flora lahko vpliva na sintezo vitamina K2 v črevesju. V kolikšni meri bakterijsko sintetizirani vitamin K2 prispeva k izpolnjevanju zahtev, je sporen. Ker v skladu z eksperimentalnimi izkušnjami absorpcija menakinon je precej nizek, lahko domnevamo, da je sinteza črevesja bakterije le malo prispeva k oskrbi z vitaminom K. Ugotovitev, da po petih tednih brez vitamina K pri preiskovancih niso našli simptomov pomanjkanja vitamina K prehrana, vendar da so se pojavile po 3-4 tednih, ko antibiotiki sočasno dajali, podpira domnevo, da je vitamin K, sintetiziran enteralno (skozi črevesje), resnično pomemben za izpolnjevanje potreb.

Absorpcija

Med posameznimi snovmi skupine vitamina K obstajajo velike razlike glede na absorpcija. Prehranska absorpcija je v glavnem filokinon. Prehransko (s hrano) dobavljen ali bakterijsko sintetiziran menakinon ima podrejeno vlogo pri oskrbi z vitaminom K. Kot vsi topni v maščobah vitamini, vitamina K1 in K2 se absorbirata (prevzameta) med prebavo maščob, tj. prisotnost prehranskih maščob kot sredstva za prevoz lipofilnih molekule, žolčne kisline za solubilizacijo (povečanje topnosti) in tvorbo micel (tvorba transportnih kroglic, zaradi katerih so snovi, topne v maščobah, prenosljive v vodni raztopini) in lipaze trebušne slinavke (prebavne encimi iz trebušne slinavke) za cepitev vezanega ali zaestrenega vitamina K je potreben za optimalno črevesno absorpcijo (absorpcija skozi črevesje). vitamini K1 in K2 kot del mešanih micel dosežeta apikalno membrano enterocitov (epitelijske celice) jejunuma (prazno črevo) - filo- in menakinon, ki ju dovaja hrana - in končni ileum (spodnji del) Tanko črevo) - bakterijsko sintetizirani menakinon - in se ponotranjijo. V celici pride do vključitve (absorpcije) vitaminov K1 in K2 v hilomikrone (lipoproteine, bogate z lipidi), ki lipofilne vitamine prenašajo skozi limfna v obrobno kri kroženje. Medtem ko se prehranski (prehranski) vitamin K1 in K2 absorbirata z energijsko odvisnim aktivnim transportom po kinetiki nasičenja, absorpcija bakterijsko sintetiziranega vitamina K2 poteka s pasivno difuzijo.Vitamin K1 se pri odraslih hitro absorbira v črevesju (s črevesjem) s stopnjo absorpcije med 20 in 80%. Pri novorojenčku je stopnja absorpcije filokinona le približno 30% zaradi fiziološke steatorreje (maščobnega blata). The biološko uporabnost lipofilnih vitaminov K1 in K2 je odvisna od pH v črevesju, vrste in količine prisotnih prehranskih maščob ter prisotnosti žolčne kisline in lipaze iz trebušne slinavke (prebavne encimi iz trebušne slinavke). Nizek pH in nasičen s kratko ali srednje verigo maščobne kisline povečajo, medtem ko visoki pH in dolgoverižne polinenasičene maščobne kisline zavirajo absorpcijo filo- in menakinona. Ker prehranske maščobe in žolčne kisline potrebni za absorpcijo, so na voljo le v omejenem obsegu v distalnem ileumu (spodnji del vretenca) Tanko črevo) in debelo črevo (debelo črevo), kjer vitamin K2 sintetizira bakterije ugotovijo, se bakterijski menakinon v veliko manjši meri absorbira v primerjavi s filokinonom. Zaradi njihove hidrofilnosti (voda topnost), sintetična vitamina K3 in K4 ter njihovi vodotopni derivati ​​(derivati) se pasivno absorbirajo neodvisno od prehranskih maščob, žolč kislinein lipaze trebušne slinavke (prebavne encimi iz trebušne slinavke) v tankem črevesu in debelo črevo (debelo črevo) in se sprosti neposredno v krvni obtok.

Prevoz in porazdelitev v telesu

Med prevozom do jetra, prost maščobne kisline (FFS) in monogliceridi iz hilomikronov se pod vplivom lipoproteina sproščajo v periferna tkiva lipaza (LPL), ki se nahaja na celičnih površinah in se cepi trigliceridi. S tem postopkom se hilomikroni razgradijo na ostanke hilomikrona (ostanki hilomikrona z nizko vsebnostjo maščob), ki se posredujejo z apolipoproteinom E (ApoE) in se vežejo na specifične receptorje (vezivna mesta) v jetra. Vnos vitaminov K1 in K2 v jetra se pojavi z receptorjem posredovano endocitozo. Filo- in menakinon se delno kopičita v jetrih in delno vključita v jetrno (v jetrih) sintetizirano VLDL (zelo nizko Gostota lipoproteini; maščobe, ki vsebujejo lipoproteine ​​zelo nizke gostote). Po sprostitvi VLDL v krvni obtok se absorbirana vitamina K3 in K4 vežeta tudi na VLDL in se preneseta v zunajhepatična (zunaj jeter) tkiva. Ciljni organi vključujejo ledvice, nadledvična žleza, pljuč, kostni mozeg. limfna vozlišča. Ciljne celice absorbirajo vitamin K s pomočjo lipoproteina lipaza (LPL) dejavnost. Zaenkrat vloga določenega menakinona (MK-4), ki ga sintetizirajo črevesne bakterije in izvira v organizmu iz filokinona in menadiona, še ni jasna. V trebušni slinavki, žleze slinavke, možganov in prsnico višje koncentracija MK-4 je mogoče najti kot filokinon. Fillokinon koncentracija in kri na plazmo vpliva tako vsebnost trigliceridov kot polimorfizem ApoE.Povečan serum trigliceridov koncentracija je povezana s povečano koncentracijo filokinona, kar opažamo pogosteje s starostjo. Vendar imajo odrasli, stari ≥ 60 let, navadno slabo stanje vitamina K, kar dokazuje nizko razmerje med filokinonom in trigliceridi v primerjavi z mlajšimi odraslimi. Polimorfizem ApoE (lipoprotein hilomikronov) vodi do strukturnih sprememb v beljakovinah, ki preprečujejo ostanke hilomikrona ( ostanki hilomikrona z nizko vsebnostjo maščob) od vezave na jetrne receptorje. Posledično se poleg koncentracije lipidov povečajo tudi koncentracije filokinona v krvi, kar lažno kaže na dobro oskrbo z vitaminom K.

skladiščenje

Naravni vitamini K1 in K2 se večinoma kopičijo v jetrih, sledi jim nadledvična žleza, ledvice, pljuča, kostni mozeg. limfna vozlišča. Ker je vitamin K podvržen hitremu prometu (približno 24 ur), lahko jetrna zaloga le premosti a Pomanjkanje vitamina približno 1-2 tedna. Vitamin K3 je v jetrih prisoten le v majhni meri, v telesu se hitreje porazdeli v primerjavi z naravnim filo- in menakinonom in se hitreje presnavlja (presnavlja). Skupna količina vitamina K v telesu je majhna in se giblje med 70-100 µg in 155-200 nmol. Študije o biološko uporabnost filo- in menakinona pri zdravih moških so pokazali, da je po prehranjevanju s podobnimi količinami vitamina K1 in K2 koncentracija menakinona v obtoku za več kot desetkrat presegla koncentracijo filokinona. Razlog za to je po eni strani razmeroma nizek biološko uporabnost filokinona iz hrane - 2-5 krat manj kot vitamin K dodatki - zaradi šibke vezave na rastlinske kloroplaste in nizkega sproščanja črevesja iz matrice hrane. Po drugi strani ima menakinon daljši razpolovni čas kot filokinon, zato je vitamin K2 dalj časa na voljo zunaj jetrnim tkivom, kot je kost.

Izločanje

Vitamina K1 in K2 se izločata skozi ledvice (preko ledvice) v obliki glukuronidov po glukuronidacija za več kot 50% v žolč z blatom (blato) in približno 20% po skrajšanju stranske verige z beta-oksidacijo (oksidativna razgradnja maščobne kisline). Vzporedno s filo- in menakinonom se tudi vitamin K3 s postopkom biotransformacije pretvori v obliko izločanja. Biotransformacija se pojavi v številnih tkivih, zlasti v jetrih, in jo lahko razdelimo v dve fazi:

  • V fazi I vitamin K hidroksilira (vstavitev OH skupine) s sistemom citokroma P-450, da poveča topnost.
  • V fazi II poteka konjugacija z močno hidrofilnimi (vodotopnimi) snovmi - v ta namen se glukuronska kislina s pomočjo sulfotransferaze prenese v predhodno vstavljeno OH skupino vitamina K s pomočjo glukuroniltransferaze oziroma sulfatne skupine.

Doslej so bili od presnovkov (intermediatov) in produktov izločanja vitamina K3 ugotovljeni le 2-metil-1,4-naftohidrokinon-1,4-diglukuronid in 2-metil-1,4-hidroksi-1-naftil sulfat , ki se za razliko od vitamina K1 in K2 hitro in v veliki meri izločata z urinom (~ 70%). Večina presnovkov menadiona še ni opisana.