Витамин К 2 или менахинон ( МК ) ( / ˌ m ɛ n ə ˈ k w ɪ n oʊ n / ) — один из трех типов витамина К , два других — витамин К 1 ( филлохинон ) и К 3 ( менадион ). К 2 представляет собой как тканевой, так и бактериальный продукт (в обоих случаях полученный из витамина К 1 ) и обычно содержится в продуктах животного происхождения или ферментированных продуктах . [1]
Число n изопренильных звеньев в их боковой цепи различно и колеблется от 4 до 13, следовательно, витамин К 2 состоит из различных форм. [2] Обозначается суффиксом (-n), например МК-7 или МК-9. Наиболее распространенным в рационе человека является короткоцепочечный водорастворимый менатетренон (МК-4), который обычно вырабатывается путем тканевой и/или бактериальной конверсии витамина К 1 и обычно встречается в продуктах животного происхождения. Известно, что производство МК-4 из пищевого растительного витамина К 1 может осуществляться только тканями животных, так как оно происходит у стерильных грызунов.
Однако по крайней мере одно опубликованное исследование пришло к выводу, что «МК-4, присутствующий в пище, не способствует статусу витамина К, измеряемому по уровням витамина К в сыворотке. Однако МК-7 значительно повышает уровни МК-7 в сыворотке и, следовательно, может иметь особое значение». значение для внепеченочных тканей». [3]
Менахиноны с длинной цепью (длиннее, чем МК-4) включают МК-7, МК-8 и МК-9 и более преобладают в ферментированных продуктах, таких как натто и чхонгукчан . [4] Менахиноны с более длинной цепью (от МК-10 до МК-13) производятся анаэробными бактериями в толстой кишке , но они плохо всасываются на этом уровне и оказывают незначительное физиологическое воздействие. [1]
Когда изопренильная боковая цепь отсутствует, оставшаяся молекула представляет собой витамин К 3 . Обычно его производят синтетически и используют в кормах для животных . Раньше его давали недоношенным детям , но из-за непреднамеренной токсичности в виде гемолитической анемии и желтухи [ проверка не удалась ] его больше не используют для этой цели. [1] Теперь известно, что K 3 является циркулирующим промежуточным продуктом при производстве МК-4 животными. [5]
Витамин К 2 , основная запасная форма у животных, имеет несколько подтипов, различающихся длиной изопреноидной цепи. Эти гомологи витамина К 2 называются менахинонами и характеризуются количеством изопреноидных остатков в их боковых цепях. Менахиноны обозначаются сокращенно MK- n , где M означает менахинон, K означает витамин К, а n представляет собой количество остатков боковой цепи изопреноида. Например, менахинон-4 (сокращенно МК-4) имеет в боковой цепи четыре изопреновых остатка. Менахинон-4 (также известный как менатетренон из-за четырех остатков изопрена) является наиболее распространенным типом витамина К 2 в продуктах животного происхождения, поскольку МК-4 обычно синтезируется из витамина К 1 в определенных тканях животных (стенках артерий, поджелудочной железе и семенниках). путем замены фитильного хвоста ненасыщенным геранилгераниловым хвостом, содержащим четыре изопреновые единицы, что дает менахинон-4, который по своей природе растворим в воде. Этот гомолог витамина К 2 может иметь ферментные функции, отличные от функций витамина К 1 .
МК-7 и другие длинноцепочечные менахиноны отличаются от МК-4 тем, что они не производятся тканями человека. МК-7 может конвертироваться из филлохинона (К 1 ) в толстой кишке бактериями Escherichia coli . [6] Однако эти менахиноны, синтезируемые бактериями в кишечнике, по-видимому, вносят минимальный вклад в общий статус витамина К. [7] [8] МК-4 и МК-7 содержатся в Соединенных Штатах в пищевых добавках для здоровья костей.
Все витамины К схожи по структуре: они имеют общее « хиноновое » кольцо, но различаются длиной и степенью насыщенности углеродного хвоста, а также количеством повторяющихся изопреновых звеньев в «боковой цепи». [9] [ нужна полная цитата ] Количество повторяющихся единиц указывается в названии конкретного менахинона (например, МК-4 означает, что в углеродном хвосте повторяются четыре изопреновые единицы). Длина цепи влияет на растворимость в липидах и, следовательно, на транспортировку к различным тканям-мишеням.
Механизм действия витамина К 2 аналогичен витамину К 1 . Витамины К были впервые признаны фактором, необходимым для свертывания крови, однако функции, выполняемые этой группой витаминов, оказались гораздо более сложными. Витамины К играют важную роль в качестве кофактора фермента γ-глутамилкарбоксилазы, который участвует в витамин К-зависимом карбоксилировании домена gla в «белках Gla» (т.е. в превращении пептидсвязанной глутаминовой кислоты (Glu) в γ). -карбоксиглутаминовая кислота (Gla) в этих белках). [10]
Карбоксилирование этих витамин К-зависимых Gla-белков , помимо того, что оно необходимо для функционирования белка, также является важным механизмом восстановления витамина, поскольку оно служит путем рециркуляции витамина К из его эпоксидного метаболита (КО) для повторного использования при карбоксилировании. .
Обнаружено несколько человеческих Gla-содержащих белков, синтезируемых в различных типах тканей:
МК-4 или МК-7 оказывают защитное действие на минеральную плотность костей и снижают риск переломов бедра, позвонков и других костей. [11] Эти эффекты усиливаются в сочетании с витамином D и при остеопорозе . [1]
Что касается использования, отчеты предполагают [ необходимы разъяснения ] , что витамин K 2 предпочтителен для внепеченочных тканей (кости, хрящи, сосуды), которые могут вырабатываться животными в виде МК-4 из K 1 , [ нужна ссылка ] или может иметь бактериальное происхождение (из МК-7, МК-9 и других МК). [ нужна цитата ]
Витамин К всасывается вместе с пищевыми жирами из тонкого кишечника и транспортируется хиломикронами в кровоток. [12] Большая часть витамина К 1 переносится липопротеинами, богатыми триацилглицеринами (TRL), и быстро выводится печенью; лишь небольшое количество высвобождается в кровообращение и переносится ЛПНП и ЛПВП. МК-4 переносится теми же липопротеинами (ТРЛ, ЛПНП и ЛПВП) и также быстро выводится. Длинноцепочечные менахиноны всасываются так же, как витамины К1 и МК-4, но эффективно перераспределяются печенью преимущественно в виде ЛПНП (ЛПОНП). Поскольку ЛПНП имеют длительный период полураспада в кровообращении, эти менахиноны могут циркулировать в течение длительного времени, что приводит к более высокой биодоступности для внепеченочных тканей по сравнению с витамином К 1 и МК-4. Накопление витамина К во внепеченочных тканях имеет прямое отношение к функциям витамина К, не связанным с гемостазом. [13]
Европейское управление по безопасности пищевых продуктов ( ЕС ) и Институт медицины США , проанализировав существующие данные, решили, что данных недостаточно для публикации эталонных диетических значений витамина К или К 2 . Однако они опубликовали данные об адекватном потреблении (AI) витамина К, но не указали значения конкретно для K 2 . [ нужна цитата ]
Часть научной литературы, начиная с 1998 года, предполагает, что значения AI основаны только на потребностях печени (т.е. связанных с печенью). [14] [15] Эта гипотеза подтверждается тем фактом, что у большинства западного населения имеется значительная часть недокарбоксилированных внепеченочных белков. [ нужна цитация ] Таким образом, полная активация факторов свертывания крови удовлетворена, но витамина К 2 , по-видимому, недостаточно для карбоксилирования остеокальцина в костях и MGP в сосудистой системе. [16] [17]
О токсичности, связанной с высокими дозами менахинонов (витамина К2 ) , не известно . В отличие от других жирорастворимых витаминов, витамин К не сохраняется в печени в сколько-нибудь значительных количествах . Все данные, доступные по состоянию на 2017 год, [update]показывают, что витамин К не оказывает вредного воздействия на здоровых людей. [ нужна цитата ] Рекомендации по ежедневному потреблению витамина К, недавно выпущенные Институтом медицины США, также признают широкий запас безопасности витамина К: «поиск литературы не выявил никаких доказательств токсичности, связанной с приемом витамина К». либо К 1 , либо К 2 ". Животные модели с участием крыс, если их можно распространить на людей, показывают, что МК-7 хорошо переносится. [18]
Помимо печени животных, самым богатым пищевым источником менахинонов являются ферментированные продукты (из бактерий, а не плесени или дрожжей); источники включают сыры , потребляемые в западных диетах (например, содержащие МК-9, МК-10 и МК-11), и ферментированные соевые продукты (например, традиционные натто, потребляемые в Японии, содержащие МК-7 и МК-8). [ нужна ссылка ] (Здесь и далее примечательно, что большинство анализов пищевых продуктов измеряют только полностью ненасыщенные менахиноны. [ нужна ссылка ] )
МК-4 синтезируется тканями животных и содержится в мясе, яйцах и молочных продуктах. [19] Было обнаружено, что сыры содержат МК-8 в дозе 10–20 мкг на 100 г и МК-9 в дозе 35–55 мкг на 100 г. [13] В одном отчете не наблюдалось существенных различий в уровнях МК-4 между дикими животными, животными на свободном выгуле и животными на промышленных фермах. [20]
Помимо животного происхождения, менахиноны синтезируются бактериями во время ферментации и поэтому, как уже говорилось, содержатся в большинстве ферментированных сыров и соевых продуктов. [21] [ необходим неосновной источник ] По состоянию на 2001 год самым богатым известным источником природного K 2 был натто, ферментированный с использованием штамма натто Bacillus subtilis , [22] который, как сообщается, является хорошим источником длинноцепочечного МК-7. [ нужна цитата ] В натто МК-4 отсутствует как форма витамина К, а в сырах он присутствует среди витаминов К лишь в небольших количествах. [ соответствующий? ] [23] [ нужен лучший источник ] Тем не менее неизвестно, будет ли B. subtilis производить K 2 с использованием других бобовых (например, нута или чечевицы ) или даже ферментированной B. subtilis овсянки . По данным Ребекки Рокки и др., 2024, создание натто с использованием Bacillus subtilis для ферментации вареной красной чечевицы , нута или зеленого горошка дает большее количество МК-7, чем создание натто с использованием Bacillus subtilis для ферментации вареных соевых бобов , люпина или коричневого цвета. бобы . [24]
Оценки относительного потребления витаминов К, полученные с помощью анкеты о частоте приема пищи, в одной североевропейской стране позволяют предположить, что для этой группы населения около 90% общего потребления витамина К обеспечивается K1 , около 7,5% - от МК-5 до МК-9 и около 7,5% - от МК-5 до МК-9. 2,5% по МК-4; [ нужна цитация ] интенсивный запах и сильный вкус натто, по-видимому, делают этот соевый продукт менее привлекательным источником K 2 для западных вкусов.
Компании, производящие добавки, продают экстракт натто, стандартизированный по содержанию K 2 , в форме капсул. [ нужна цитата ]
Примечания:
Недавние исследования обнаружили четкую связь между длительным лечением пероральными (или внутривенными) антикоагулянтами (ОАК) и снижением качества костей из-за снижения активного остеокальцина . ОАК может привести к увеличению частоты переломов, снижению минеральной плотности или содержания костной ткани, остеопении и повышению уровня недокарбоксилированного остеокальцина в сыворотке крови. [28]
Более того, ОАК часто связан с нежелательной кальцификацией мягких тканей как у детей, так и у взрослых. [29] [30] Было показано, что этот процесс зависит от действия витаминов К. Дефицит витамина К приводит к недостаточному карбоксилированию MGP. Также у людей, получавших лечение ОАК, было обнаружено в два раза больше артериальной кальцификации по сравнению с пациентами, не получавшими антагонисты витамина К. [31] [32] Среди последствий антикоагулянтного лечения: повышение жесткости стенки аорты, коронарная недостаточность, ишемия и даже сердечная недостаточность. Артериальная кальцификация может также способствовать систолической гипертензии и гипертрофии желудочков. [33] [34] Антикоагулянтную терапию обычно назначают во избежание опасных для жизни заболеваний, а высокое потребление витамина К препятствует антикоагулянтному эффекту. [ нужна цитация ] Пациентам, принимающим варфарин (кумадин) или получающим лечение другими антагонистами витамина К, не рекомендуется употреблять диету, богатую витамином К. [ нужна цитата ]
Многие бактерии синтезируют менахиноны из хоризмовой кислоты . Они используют его как часть цепи переноса электронов , играя ту же роль, что и другие хиноны, такие как убихинон . Кислород, гем и менахиноны необходимы многим видам молочнокислых бактерий для осуществления дыхания. [35]
Вариации в путях биосинтеза означают, что бактерии также производят аналоги витамина К 2 . Например, МК9 (II-H) , который заменяет вторую геранилгеранильную единицу насыщенным фитилом, продуцируется Mycobacterium phlei . Также существует возможность цис-транс-изомерии из-за наличия двойных связей. У M. phlei форма 3'-метилцис МК9 ( II-H), по-видимому, более биологически активна, чем транс -МК9 (II-H) . [36] Однако в случае с человеческими ферментами естественная транс- форма более эффективна. [37]
Одним из гидрогенизированных МК, который потребляется человеком в соответствующих количествах, является МК-9(4H), обнаруженный в сыре, ферментированном Propionibacterium freudenreichii . В этом варианте вторая и третья единицы заменены фитилом. [38]
{{cite journal}}
: |last10=
имеет общее имя ( справка )Продукты, приобретенные в Маастрихте и его окрестностях (Нидерланды) – Таблица 2. Среднее содержание витаминов К (мкг/100 г или мкг/100 мл)