Витамин К — это семейство структурно схожих жирорастворимых витамеров , содержащихся в пищевых продуктах и продаваемых в качестве пищевых добавок. [1] Человеческому организму витамин К необходим для постсинтетической модификации некоторых белков , которые необходимы для свертывания крови («К» от немецкого/датского koagulation , «коагуляция») или для контроля связывания кальция в костях и других тканях . [2] Полный синтез включает окончательную модификацию этих так называемых « белков Gla » с помощью фермента гамма-глутамилкарбоксилазы , который использует витамин К в качестве кофактора .
Витамин К используется в печени в качестве промежуточного продукта VKH 2 для депротонирования остатка глутамата , а затем перерабатывается в витамин К через промежуточный оксид витамина К. [3] Наличие некарбоксилированных белков указывает на дефицит витамина К. Карбоксилирование позволяет им связывать ( хелатировать ) ионы кальция , чего иначе они сделать не могут. [4] Без витамина К серьезно ухудшается свертываемость крови и возникают неконтролируемые кровотечения. Исследования показывают, что дефицит витамина К может также ослаблять кости, потенциально способствуя остеопорозу , и может способствовать кальцификации артерий и других мягких тканей. [2] [4] [5]
Химически семейство витамина К включает производные 2- метил - 1,4-нафтохинона (3-) . Витамин К включает в себя два природных витамера: витамин К 1 ( филлохинон ) и витамин К 2 ( менахинон ). [4] Витамин К 2 , в свою очередь, состоит из ряда родственных химических подтипов с различной длиной углеродных боковых цепей, состоящих из изопреноидных групп атомов. Двумя наиболее изученными из них являются менахинон-4 (МК-4) и менахинон-7 (МК-7).
Витамин К 1 вырабатывается растениями и в наибольших количествах содержится в зеленолистных овощах , поскольку он непосредственно участвует в фотосинтезе. Он активен как витамин у животных и выполняет классические функции витамина К, включая его активность в производстве белков свертывания крови. Животные также могут превращать его в витамин К2 , вариант МК-4. Бактерии кишечной флоры также могут превращать K 1 в K 2 . Все формы К2 , кроме МК-4, могут вырабатываться только бактериями, которые используют их во время анаэробного дыхания . Витамин К3 ( менадион ) , синтетическая форма витамина К, использовался для лечения дефицита витамина К, но, поскольку он мешает функции глутатиона , он больше не используется таким образом в питании человека. [2]
Витамин К относится к структурно схожим жирорастворимым витамерам, содержащимся в пищевых продуктах и продаваемым в качестве пищевых добавок. «Витамин К» включает в себя несколько химических соединений. Они схожи по структуре тем, что имеют общее хиноновое кольцо, но различаются длиной и степенью насыщения углеродного хвоста, а также количеством повторяющихся изопреновых звеньев в боковой цепи (см. рисунки в разделе «Химия»). Формы растительного происхождения состоят в основном из витамина К 1 . Продукты животного происхождения содержат в основном витамин К2 . [1] [6] [7] Витамин К выполняет несколько функций: незаменимое питательное вещество, усваиваемое из пищи, продукт, синтезируемый и продаваемый как часть поливитаминов или одновитаминной пищевой добавки, а также отпускаемый по рецепту препарат для конкретных целей. . [1]
Национальная медицинская академия США не делает различия между K 1 и K 2 – оба считаются витамином K. Когда рекомендации последний раз обновлялись в 1998 году, не было достаточной информации, чтобы установить расчетную среднюю потребность или рекомендуемую диетическую норму (термины, которые существуют). для большинства витаминов. В таких случаях академия определяет адекватное потребление (ИИ) как количество, которое кажется достаточным для поддержания хорошего здоровья, с пониманием того, что в какой-то момент ИИ будут заменены более точной информацией. Текущие ПД для взрослых женщин и мужчин в возрасте от 19 лет и старше составляют 90 и 120 мкг/день соответственно, при беременности – 90 мкг/день, а в период лактации – 90 мкг/день. Для детей до 12 месяцев ДВ составляет 2,0–2,5 мкг/сут; для детей в возрасте 1–18 лет ИИ увеличивается с возрастом от 30 до 75 мкг/сут. Что касается безопасности, академия устанавливает допустимые верхние уровни потребления (известные как «верхние пределы») витаминов и минералов при наличии достаточных доказательств. Витамин К не имеет верхнего предела, поскольку данных о побочных эффектах высоких доз на людях недостаточно. [5]
В Европейском Союзе адекватное потребление определяется так же, как и в США. Для женщин и мужчин старше 18 лет адекватная доза составляет 70 мкг/день, при беременности – 70 мкг/день и в период лактации – 70 мкг/день. Для детей в возрасте 1–17 лет адекватная норма потребления увеличивается с возрастом от 12 до 65 мкг/день. [8] В Японии норма потребления для взрослых женщин установлена на уровне 65 мкг/день, а для мужчин – 75 мкг/день. [9] Европейский Союз и Япония также рассмотрели безопасность и пришли к выводу, как и Соединенные Штаты, что не существует достаточных доказательств для установления верхнего предела витамина К. [9] [10]
Для целей маркировки пищевых продуктов и пищевых добавок в США количество в порции выражается в процентах от дневной нормы. Для целей маркировки витамина К 100% дневной нормы составляло 80 мкг, но 27 мая 2016 года она была увеличена до 120 мкг, чтобы привести ее в соответствие с самым высоким значением для адекватного потребления. [11] [12] Соблюдение обновленных правил маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов США и более, а также к 1 января 2021 года для производителей с меньшими объемами продаж продуктов питания. [13] [14] Таблица старых и новых дневных норм для взрослых представлена в разделе «Справочная суточная норма» .
По данным Глобального обмена данными по обогащению продуктов питания, дефицит витамина К встречается настолько редко, что ни одна страна не требует обогащения продуктов питания. [15] Всемирная организация здравоохранения не имеет рекомендаций по обогащению организма витамином К. [16]
Витамин К 1 поступает в основном из растений, особенно из листовых зеленых овощей. Небольшие количества содержатся в продуктах животного происхождения. Витамин К 2 в основном поступает из продуктов животного происхождения, при этом птица и яйца являются гораздо лучшими источниками, чем говядина, свинина или рыба. [7] Единственным исключением из последнего является натто , которое изготавливается из соевых бобов, ферментированных бактериями. Это богатый пищевой источник витамина К 2 варианта МК-7, вырабатываемого бактериями. [17]
[1]
Продукты животного происхождения являются источником витамина К2 . [19] [20] Форма МК-4 образуется в результате преобразования витамина К 1 растительного происхождения в различных тканях организма. [21]
Поскольку витамин К способствует механизмам свертывания крови, его дефицит может привести к снижению свертываемости крови, а в тяжелых случаях может привести к снижению свертываемости крови, увеличению кровотечения и увеличению протромбинового времени . [2] [5]
В обычном рационе питания обычно нет недостатка витамина К, что указывает на то, что дефицит у здоровых детей и взрослых встречается редко. [4] Исключением могут быть дети грудного возраста, которые подвергаются повышенному риску дефицита независимо от витаминного статуса матери во время беременности и грудного вскармливания из-за плохой доставки витамина в плаценту и низкого количества витамина в грудном молоке. [18]
Вторичный дефицит может возникнуть у людей, которые потребляют достаточное количество витамина С, но имеют нарушения всасывания, такие как муковисцидоз или хронический панкреатит, а также у людей с повреждением или заболеванием печени . [2] Вторичный дефицит витамина К также может возникнуть у людей, которым назначен препарат-антагонист витамина К, такой как варфарин. [2] [4] Препаратом, связанным с повышенным риском дефицита витамина К, является цефамандол , хотя механизм его действия неизвестен. [22]
Витамин К вводят новорожденным в виде инъекций для предотвращения кровотечений , вызванных дефицитом витамина К. [18] Факторы свертывания крови новорожденных составляют примерно 30–60% от показателей взрослых; это, по-видимому, является следствием плохого переноса витамина через плаценту и, следовательно, низкого уровня витамина К в плазме плода. [18] Частота кровотечений из-за дефицита витамина К в первую неделю жизни ребенка оценивается в 0,25–1,7%, причем распространенность 2–10 случаев на 100 000 рождений. Грудное молоко содержит 0,85–9,2 мкг/л (в среднем 2,5 мкг/л) витамина К 1 , тогда как детские смеси составляют в диапазоне 24–175 мкг/л. [18] Позднее кровотечение, начавшееся через 2–12 недель после рождения, может быть следствием исключительно грудного вскармливания, особенно если не проводилось профилактическое лечение. [18] Распространенность позднего начала зарегистрирована в 35 случаях на 100 000 живорождений у младенцев, которые не получали профилактику во время или вскоре после рождения. [23] Кровотечения из-за дефицита витамина К чаще возникают у азиатского населения по сравнению с европеоидным населением. [18]
Кровотечение у младенцев из-за дефицита витамина К может быть тяжелым, что приводит к госпитализации, повреждению головного мозга и смерти. Внутримышечные инъекции, обычно проводимые вскоре после рождения, более эффективны для предотвращения кровотечений из-за дефицита витамина К, чем пероральное введение, которое требует еженедельного введения дозы до трехмесячного возраста. [18]
Варфарин является антикоагулянтным препаратом. Он действует путем ингибирования фермента, который отвечает за переработку витамина К в функциональное состояние. Как следствие, белки, которые должны быть модифицированы витамином К, не модифицируются, включая белки, необходимые для свертывания крови, и, следовательно, не являются функциональными. [24] Целью препарата является снижение риска ненадлежащего свертывания крови, что может иметь серьезные, потенциально смертельные последствия. [2] Надлежащее антикоагулянтное действие варфарина зависит от приема витамина К и дозы препарата. В связи с различной абсорбцией препарата и количеством витамина К в рационе дозировку необходимо контролировать и подбирать индивидуально для каждого пациента. [25] В некоторых продуктах содержится настолько много витамина К 1 , что врачи советуют полностью избегать их (примеры: листовая капуста, шпинат, зелень репы), а продукты со умеренно высоким содержанием витамина следует поддерживать как можно более постоянными, поэтому что сочетание приема витаминов и варфарина сохраняет противосвертывающую активность в терапевтическом диапазоне. [26]
Витамин К предназначен для лечения кровотечений, вызванных передозировкой препарата. [27] Витамин можно вводить перорально, внутривенно или подкожно . [27] Пероральный витамин К используется в ситуациях, когда Международное нормализованное отношение человека превышает 10, но нет активного кровотечения. [26] [28] Новые антикоагулянты апиксабан , дабигатран и ривароксабан не являются антагонистами витамина К. [29]
Кумарин используется в фармацевтической промышленности в качестве реагента-прекурсора при синтезе ряда синтетических антикоагулянтов. [30] Одна подгруппа, 4-гидроксикумарины , действует как антагонисты витамина К. Они блокируют регенерацию и рециркуляцию витамина К. Некоторые химические вещества класса антикоагулянтов 4-гидроксикумарина обладают высокой эффективностью и длительным временем пребывания в организме и используются специально в качестве родентицидов второго поколения («крысиный яд»). Смерть наступает через период от нескольких дней до двух недель, обычно от внутреннего кровоизлияния. [30] Для людей и животных, которые употребляли родентицид, или крыс, отравленных родентицидом, лечение заключается в длительном введении большого количества витамина К. [31] [32] Иногда эту дозу следует продолжать до девяти месяцев. в случаях отравления родентицидами « суперварфарин », такими как бродифакум . Пероральный прием витамина К 1 предпочтительнее других способов введения витамина К 1 , поскольку он имеет меньше побочных эффектов. [33]
Увеличение протромбинового времени , анализ коагуляции, использовался в качестве индикатора статуса витамина К, но ему не хватает достаточной чувствительности и специфичности для этого применения. [34] Сывороточный филлохинон является наиболее часто используемым маркером статуса витамина К. Концентрации <0,15 мкг/л указывают на дефицит. Недостатки включают исключение других витамеров витамина К и влияние недавнего приема пищи. [34] Витамин К необходим для гамма-карбоксилирования специфических остатков глутаминовой кислоты в домене Gla 17 витамин К-зависимых белков. Таким образом, увеличение количества некарбоксилированных версий этих белков является косвенным, но чувствительным и специфичным маркером дефицита витамина К. Если измеряется некарбоксилированный протромбин, этот «белок, индуцированный отсутствием/антагонизмом витамина К (PIVKA-II)» повышен при дефиците витамина К. Тест используется для оценки риска кровотечения из-за дефицита витамина К у новорожденных. [34] Остеокальцин участвует в кальцификации костной ткани. Соотношение некарбоксилированного остеокальцина и карбоксилированного остеокальцина увеличивается при дефиците витамина К. Было показано, что витамин К2 снижает это соотношение и улучшает минеральную плотность костей поясничных позвонков . [35] Матриксный белок Gla должен подвергаться витамин К-зависимому фосфорилированию и карбоксилированию. Повышенная концентрация дефосфорилированного и некарбоксилированного MGP в плазме указывает на дефицит витамина К. [36]
Никакая известная токсичность не связана с высокими пероральными дозами витамина К 1 или формы витамина К 2 , поэтому регулирующие органы США, Японии и Европейского Союза согласны с тем, что не требуется устанавливать допустимые верхние уровни потребления . [5] [9] [10] Однако витамин К 1 был связан с тяжелыми побочными реакциями, такими как бронхоспазм и остановка сердца при внутривенном введении. Реакция описывается как неиммунно-опосредованная анафилактоидная реакция с частотой 3 на 10 000 процедур. Большинство реакций происходило, когда в качестве солюбилизирующего агента использовалось полиоксиэтилированное касторовое масло . [37]
Менадион, природное [38] соединение, иногда называемое витамином К 3 , используется в пищевой промышленности для домашних животных, поскольку при употреблении оно превращается в витамин К 2 . [39] Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США запретило продажу этой формы в качестве пищевой добавки для человека , поскольку было показано, что передозировка вызывает аллергические реакции , гемолитическую анемию и цитотоксичность в клетках печени. [2]
4-амино-2-метил-1-нафтол («К 5 ») не является природным и, следовательно, не является «витамином». Исследования «К 5 » показывают, что он может подавлять рост грибков во фруктовых соках. [40]
Структура филлохинона, витамина К 1 , отличается наличием фитильной боковой цепи. [5] Витамин K 1 имеет двойную транс-связь (E), отвечающую за его биологическую активность, и два хиральных центра на фитильной боковой цепи. [41] Витамин К 1 выглядит как желтая вязкая жидкость при комнатной температуре из-за поглощения им фиолетового света в УФ-видимых спектрах, полученных с помощью УФ-видимой спектроскопии . [42] Структуры менахинонов, витамина К 2 , отмечены полиизопренильной боковой цепью, присутствующей в молекуле, которая может содержать от четырех до 13 изопренильных единиц. МК-4 — наиболее распространенная форма. [5] Большой размер витамина К 1 дает множество различных пиков в масс-спектроскопии, большинство из которых включают производные нафтохинонового кольцевого основания и алкильной боковой цепи. [43]
У животных форма МК-4 витамина К2 вырабатывается путем преобразования витамина К1 в семенниках , поджелудочной железе и стенках артерий . [21] Хотя основные вопросы по-прежнему связаны с биохимическим путем этой трансформации, конверсия не зависит от кишечных бактерий , поскольку она происходит у стерильных крыс [44] и при парентеральном введении K 1 у крыс. [45] [46] Имеются доказательства того, что преобразование происходит путем удаления фитильного хвоста K 1 с образованием менадиона (также называемого витамином K 3 ) в качестве промежуточного продукта, который затем пренилируется с образованием МК-4. [47]
У животных витамин К участвует в карбоксилировании определенных остатков глутамата в белках с образованием остатков гамма-карбоксиглутамата (Gla). Модифицированные остатки часто (но не всегда) расположены внутри специфических белковых доменов, называемых доменами Gla . Остатки Gla обычно участвуют в связывании кальция и необходимы для биологической активности всех известных белков Gla. [48]
Обнаружено 17 белков человека с Gla-доменами ; они играют ключевую роль в регуляции трех физиологических процессов:
Витамин К всасывается через тощую и подвздошную кишку в тонком кишечнике . Для этого процесса необходимы желчь и соки поджелудочной железы . По оценкам, абсорбция витамина К 1 в свободной форме (в виде пищевой добавки) составляет порядка 80%, но гораздо ниже, когда он присутствует в пищевых продуктах. Например, усвоение витамина К из капусты и шпината — продуктов с высоким содержанием витамина К — составляет от 4% до 17%, независимо от того, сырые они или приготовленные. [4] Меньше информации доступно о всасывании витамина К 2 из продуктов питания. [4] [5]
Белок кишечной мембраны C1-подобный 1 Нимана-Пика (NPC1L1) опосредует абсорбцию холестерина. Исследования на животных показывают, что он также влияет на усвоение витаминов Е и К 1 . [56] В том же исследовании прогнозируется потенциальное взаимодействие между белками SR-BI и CD36. [56] Препарат эзетимиб ингибирует NPC1L1, вызывая снижение всасывания холестерина у людей, а в исследованиях на животных он также снижает всасывание витамина Е и витамина К1 . Ожидаемым последствием будет то, что назначение эзетимиба людям, принимающим варфарин (антагонист витамина К), усилит эффект варфарина. Это было подтверждено на людях. [56]
Витамин К по-разному распределяется у животных в зависимости от его конкретного гомолога. Витамин К1 в основном присутствует в печени, сердце и поджелудочной железе, тогда как МК-4 лучше представлен в почках, головном мозге и поджелудочной железе. Печень также содержит гомологи с более длинной цепью от МК-7 до МК-13. [57]
Функция витамина К 2 в животной клетке заключается в добавлении функциональной группы карбоновой кислоты к аминокислотному остатку глутамата (Glu) в белке с образованием остатка гамма-карбоксиглутамата (Gla). Это несколько необычная посттрансляционная модификация белка, которая затем известна как «белок Gla» . Наличие двух групп -COOH (карбоновая кислота) на одном атоме углерода в остатке гамма-карбоксиглутамата позволяет ему хелатировать ионы кальция . Связывание ионов кальция таким образом очень часто запускает функцию или связывание ферментов Gla-белка, таких как так называемые витамин К-зависимые факторы свертывания крови, обсуждаемые ниже. [58]
Внутри клетки витамин К участвует в циклическом процессе. Витамин подвергается восстановлению электронов до восстановленной формы, называемой гидрохиноном витамина К (хинолом), катализируемой ферментом эпоксидредуктазой витамина К (ВКОР). [59] Затем другой фермент окисляет гидрохинон витамина К, обеспечивая карбоксилирование Glu до Gla; этот фермент называется гамма-глутамилкарбоксилазой [60] или витамин К-зависимой карбоксилазой. Реакция карбоксилирования протекает только в том случае, если фермент карбоксилаза способен одновременно окислять гидрохинон витамина К до эпоксида витамина К. Говорят, что реакции карбоксилирования и эпоксидирования связаны. Эпоксид витамина К затем восстанавливается до витамина К с помощью ВКОРА. Восстановление и последующее повторное окисление витамина К в сочетании с карбоксилированием Glu называется циклом витамина К. [61] Люди редко испытывают дефицит витамина К, потому что, отчасти, витамин К 2 постоянно перерабатывается в клетках. [62]
Варфарин и другие 4-гидроксикумарины блокируют действие ВКОР. [24] Это приводит к снижению концентрации витамина К и гидрохинона витамина К в тканях, в результате чего реакция карбоксилирования, катализируемая глутамилкарбоксилазой, становится неэффективной. Это приводит к выработке факторов свертывания крови с недостаточным количеством Gla. Без Gla на амино-концах этих факторов они больше не связываются стабильно с эндотелием кровеносных сосудов и не могут активировать свертывание крови , чтобы обеспечить образование сгустка во время повреждения ткани. Поскольку невозможно предсказать, какая доза варфарина обеспечит желаемую степень подавления свертывания крови, лечение варфарином необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать недостаточной или передозировки. [25]
На уровне первичной структуры охарактеризованы следующие Gla-содержащие белки человека («Gla-белки»): факторы свертывания крови II ( протромбин ), VII, IX и X, антикоагулянтные белки C и S , а также фактор X-. нацеленный на белок Z. Костный Gla-белок остеокальцин , ингибирующий кальцификацию матриксный Gla-белок (MGP), белок специфического гена 6, регулирующий рост клеток , и четыре трансмембранных Gla-белка, функция которых в настоящее время неизвестна. Домен Gla отвечает за высокоаффинное связывание ионов кальция (Ca 2+ ) с белками Gla, что часто необходимо для их конформации и всегда необходимо для их функции. [58]
Известно, что Gla-белки встречаются у самых разных позвоночных: млекопитающих, птиц, рептилий и рыб. Яд ряда австралийских змей действует путем активации системы свертывания крови человека. В некоторых случаях активация осуществляется змеиными Gla-содержащими ферментами, которые связываются с эндотелием кровеносных сосудов человека и катализируют превращение прокоагулянтных факторов свертывания крови в активированные, что приводит к нежелательному и потенциально смертельному свертыванию крови. [63]
Другой интересный класс Gla-содержащих белков беспозвоночных синтезируется улиткой-охотницей за рыбой Conus geographus . [64] Эти улитки производят яд, содержащий сотни нейроактивных пептидов или конотоксинов , который достаточно токсичен, чтобы убить взрослого человека. Некоторые из конотоксинов содержат от двух до пяти остатков Gla. [65]
Витамин К 1 является важным химическим веществом в зеленых растениях (включая наземные растения и зеленые водоросли) и некоторых видах цианобактерий , где он действует как акцептор электронов , передавая один электрон в фотосистему I во время фотосинтеза . [66] По этой причине витамин К 1 содержится в больших количествах в фотосинтетических тканях растений (зеленые листья и темно-зеленые листовые овощи, такие как салат ромэн , капуста и шпинат ), но в гораздо меньших количествах он встречается в других растительные ткани. [7] [66]
Обнаружение гомологов VKORC1, активных в отношении K 1 -эпиоксида, позволяет предположить, что K 1 может иметь неокислительно-восстановительную функцию в этих организмах. У растений, но не у цианобактерий, нокаут этого гена приводит к ограничению роста, подобно мутантам, лишенным способности продуцировать K 1 . [67]
Многие бактерии, в том числе Escherichia coli , обитающие в толстом кишечнике , могут синтезировать витамин К2 ( от МК-7 до МК-11) [68] , но не витамин К1 . В бактериях, синтезирующих витамин К2 , менахинон переносит два электрона между двумя разными небольшими молекулами во время независимых от кислорода метаболических процессов производства энергии ( анаэробного дыхания ). [69] Например, небольшая молекула с избытком электронов (также называемая донором электронов), такая как лактат , формиат или НАДН , с помощью фермента передает два электрона менахинону. Менахинон с помощью другого фермента затем передает эти два электрона подходящему окислителю, такому как фумарат или нитрат (также называемый акцептором электронов). Добавление двух электронов к фумарату или нитрату превращает молекулу в сукцинат или нитрит плюс воду соответственно. [69] Некоторые из этих реакций генерируют клеточный источник энергии, АТФ , аналогично аэробному дыханию эукариотических клеток , за исключением того, что конечным акцептором электронов является не молекулярный кислород , а фумарат или нитрат . При аэробном дыхании конечным окислителем является молекулярный кислород , который принимает четыре электрона от донора электронов, такого как НАДН, для преобразования в воду . E. coli , как факультативные анаэробы , могут осуществлять как аэробное дыхание , так и менахинон-опосредованное анаэробное дыхание. [69]
В 1929 году датский ученый Хенрик Дам исследовал роль холестерина , кормя цыплят диетой с пониженным содержанием холестерина. [70] Первоначально он повторил эксперименты, о которых сообщили ученые из Сельскохозяйственного колледжа Онтарио . [71] Макфарлейн, Грэм и Ричардсон, работая над программой кормления цыплят в OAC, использовали хлороформ для удаления всего жира из корма для цыплят. Они заметили, что у цыплят, которых кормили только обедненным жиром кормом, развивались кровоизлияния и начинались кровотечения из мест метки. [72] Дэм обнаружил, что эти дефекты не могут быть устранены путем добавления в рацион очищенного холестерина. Оказалось, что вместе с холестерином из пищи было извлечено еще одно соединение, названное витамином свертывания крови. Новый витамин получил букву К, потому что о первых открытиях было сообщено в немецком журнале, в котором он был обозначен как Koagulationsvitamin . Эдвард Адельберт Дойзи из Университета Сент-Луиса провел большую часть исследований, которые привели к открытию структуры и химической природы витамина К. [73] Дам и Дойзи разделили Нобелевскую премию по медицине 1943 года за свою работу над витаминами К 1 и К 2. опубликовано в 1939 году. Несколько лабораторий синтезировали соединение (я) в 1939 году. [74]
В течение нескольких десятилетий модель цыплят с дефицитом витамина К была единственным методом количественного определения витамина К в различных продуктах: цыплятам делали дефицит витамина К, а затем их кормили известными количествами продуктов, содержащих витамин К. Степень восстановления свертываемости крови за счет диеты принимали за меру содержания в ней витамина К. Три группы врачей независимо друг от друга обнаружили это: Биохимический институт Копенгагенского университета (Дэм и Йоханнес Главинд), кафедра патологии Университета Айовы (Эмори Уорнер, Кеннет Бринхаус и Гарри Пратт Смит) и клиника Мэйо ( Хью Батт , Альберт Снелл) . и Арнольд Остерберг). [75]
Первый опубликованный отчет об успешном лечении опасного для жизни кровотечения витамином К у пациента с желтухой и дефицитом протромбина был сделан в 1938 году Смитом, Уорнером и Бринхаусом. [76]
Точная функция витамина К не была открыта до 1974 года, когда было подтверждено, что протромбин , белок свертывания крови, зависит от витамина К. Когда витамин присутствует, протромбин имеет аминокислоты рядом с аминоконцом белка в виде γ-карбоксиглутамата вместо глутамата и способен связывать кальций, что является частью процесса свертывания крови. [77]
Витамин К необходим для гамма-карбоксилирования остеокальцина в костях. [78] Риск остеопороза , оцениваемый по минеральной плотности костей и переломам, не влиял на людей, получавших терапию варфарином – антагонистом витамина К. [79] Более высокое потребление витамина К 1 с пищей может незначительно снизить риск переломов. [80] Однако существуют неоднозначные данные в поддержку утверждения о том, что прием витамина К снижает риск переломов костей. [4] [78] [81] Для женщин в постменопаузе и для всех людей с диагнозом остеопороз испытания добавок показали увеличение минеральной плотности костей, снижение вероятности каких-либо клинических переломов, но не было существенной разницы в отношении переломов позвонков. [81] Существует часть литературы о добавках витамина К 2 МК-4 и здоровье костей. Мета-анализ сообщил об уменьшении соотношения некарбоксилированного остеокальцина к карбоксилированному, увеличении минеральной плотности костей поясничного отдела позвоночника, но существенных различий при переломах позвонков не наблюдалось. [35]
Матриксный Gla-белок представляет собой витамин К-зависимый белок, обнаруженный в костях, а также в мягких тканях, таких как артерии, где он, по-видимому, действует как белок, препятствующий кальцификации. В исследованиях на животных у животных, у которых отсутствует ген MGP, наблюдалась кальцификация артерий и других мягких тканей. [4] У людей синдром Койтеля представляет собой редкое рецессивное генетическое заболевание, связанное с аномалиями в гене, кодирующем MGP, и характеризующееся аномальной диффузной кальцификацией хряща . [82] Эти наблюдения привели к теории, что у людей неадекватно карбоксилированный MGP из-за низкого потребления витамина с пищей может привести к повышенному риску артериальной кальцификации и ишемической болезни сердца. [4]
В метаанализе популяционных исследований низкое потребление витамина К было связано с неактивным MGP, артериальной кальцификацией [83] и артериальной жесткостью. [84] [85] Более низкое потребление витамина К 1 и витамина К 2 с пищей также было связано с более высоким уровнем ишемической болезни сердца . [36] [86] При оценке концентрации циркулирующего в крови витамина К 1 наблюдался повышенный риск смертности от всех причин, связанный с низкой концентрацией. [87] [88] В отличие от этих популяционных исследований, обзор рандомизированных исследований с использованием добавок витамина К 1 или витамина К 2 не выявил никакой роли в смягчении кальцификации сосудов или снижении жесткости артерий. Испытания были слишком короткими, чтобы оценить какое-либо влияние на ишемическую болезнь сердца или смертность. [89]
Популяционные исследования показывают, что статус витамина К может играть роль в воспалении, функции мозга, эндокринной функции и противораковом эффекте. По всем этим интервенционным исследованиям недостаточно данных, чтобы сделать какие-либо выводы. [4] Согласно обзору наблюдательных исследований, долгосрочное использование антагонистов витамина К в качестве антикоагулянтной терапии связано с более низкой заболеваемостью раком в целом. [90] Существуют противоречивые отзывы относительно того, снижают ли агонисты риск рака простаты. [91] [92]