Витамин К2 - Vitamin K2

Витамин К2 или же менахинон (/ˌмɛпəˈkшɪпoʊп/) является одним из трех типов витамина К, два других - витамин К.1 (филлохинон ) и K3 (менадион ). K2 одновременно ткань и бактериальный продукт (получен из витамина К1 в обоих случаях) и обычно содержится в продуктах животного происхождения или ферментированных продуктах.[1]

Есть девять[требуется разъяснение ][нужна цитата ] химические варианты витамина К2, определяемый количеством изопренил единиц в их боковые цепи. Наиболее распространенным в рационе человека является водорастворимый короткоцепочечный менатетренон (МК-4), который обычно образуется тканевым и / или бактериальным превращением витамина К1, и обычно содержится в продуктах животного происхождения. Известно, что производство МК-4 из диетического растительного витамина К1 может осуществляться только тканями животных, как это происходит у стерильных грызунов.

Длинноцепочечные менахиноны (более длинные, чем MK-4) включают MK-7, MK-8 и MK-9 и более преобладают в ферментированных продуктах, таких как натто. Менахиноны с более длинной цепью (от МК-10 до МК-13) производятся анаэробный бактерии в двоеточие, но они плохо усваиваются на этом уровне и оказывают незначительное физиологическое воздействие.[1]

Когда нет звеньев изопренильной боковой цепи, оставшаяся молекула витамин К3. Это может быть произведено только синтетически и используется в корма для животных. Ранее он был отдан недоношенные дети, но из-за непреднамеренной токсичности в виде гемолитическая анемия и желтуха, он больше не используется для этой цели.[1]

Описание

Смотрите также: Витамин К

Витамин К2, основная форма хранения у животных, имеет несколько подтипов, которые различаются изопреноид длина цепочки. Эти витамин К2 гомологи называются менахиноны, и характеризуются количеством изопреноидных остатков в их боковых цепях. Менахиноны сокращены МК-п, куда M означает менахинон, K обозначает витамин К, а п представляет собой количество остатков изопреноидной боковой цепи. Например, менахинон-4 (сокращенно МК-4) имеет четыре остатка изопрена в боковой цепи. Менахинон-4 (также известный как менатетренон из четырех остатков изопрена) является наиболее распространенным типом витамина К2 в продуктах животного происхождения, поскольку МК-4 обычно синтезируется из витамин К1 в некоторых тканях животных (стенки артерий, поджелудочная железа и семенники) путем замены фитильного хвоста ненасыщенным геранилгераниловым хвостом, содержащим четыре изопрен единиц, таким образом давая менахинон-4, который является водорастворимым по природе. Этот гомолог витамина К2 может иметь ферментативные функции, отличные от функций витамина К1.

МК-7 и другие длинноцепочечные менахиноны отличаются от МК-4 тем, что они не продуцируются тканями человека. МК-7 может быть преобразован из филлохинона (K1) в двоеточии кишечная палочка бактерии.[2] Однако эти менахиноны, синтезируемые бактериями в кишечнике, по-видимому, минимально влияют на общий статус витамина К.[3][4] MK-4 и MK-7 содержатся в Соединенных Штатах в пищевых добавках для здоровья костей.

Все витамины K похожи по структуре: у них общий "хинон "кольцо, но различаются длиной и степенью насыщенности углеродного хвоста и количеством повторяющихся изопрен единиц в «боковой цепи».[5][требуется полная цитата ] Число повторяющихся звеньев указано в названии конкретного менахинона (например, МК-4 означает, что четыре изопреновых звена повторяются в углеродном хвосте). Длина цепи влияет на растворимость липидов и, следовательно, на транспорт в различные ткани-мишени.

Структуры витамина К. MK-4 и MK-7 являются подтипами K2.

Механизм действия

В механизм действия витамина К2 похож на витамин К1. Впервые витамины K были признаны фактором, необходимым для свертывания крови, но функции, выполняемые этой группой витаминов, оказались гораздо более сложными. Витамины K играют важную роль в качестве кофактора фермента γ-глутамилкарбоксилазы, который участвует в витамин K-зависимом карбоксилировании домен gla в «белках Gla» (т.е. в превращении пептидно-связанных глютаминовая кислота (Glu) в γ-карбоксиглутаминовую кислоту (Gla) в этих белках).

Реакция карбоксилирования - цикл витамина К

Карбоксилирование этих витамин К-зависимых Gla-белки Помимо того, что он важен для функции белка, он также является важным механизмом восстановления витаминов, поскольку он служит рециркуляционным путем для восстановления витамина К из его эпоксидного метаболита (KO) для повторного использования при карбоксилировании.

Было обнаружено несколько человеческих Gla-содержащих белков, синтезируемых в нескольких различных типах тканей:

  • Факторы коагуляции (II, VII, IX, X), а также антикоагулянтные белки (C, S, Z). Эти Gla-белки синтезируются в печени и играют важную роль в гомеостазе крови.
  • Остеокальцин. Этот неколлагеновый белок секретируется остеобласты и играет важную роль в образовании минералов в кости.
  • Матричный белок gla (MGP). Этот белок, ингибирующий кальцификацию, обнаружен во многих тканях организма, но его роль наиболее заметна в хрящах и стенках артериальных сосудов.
  • Белок, специфичный для остановки роста 6 (ГАЗ6). GAS6 секретируется лейкоцитами и эндотелиальными клетками в ответ на повреждение и помогает в выживании, пролиферации, миграции и адгезии клеток.
  • Gla-протеины, богатые пролином (PRGP), трансмембранные Gla-протеины (TMG), Gla-богатые протеины (GRP) и периостин. Их точные функции до сих пор неизвестны.

Влияние на здоровье

МК-4 или МК-7 оказывают защитное действие на минеральную плотность костей и снижают риск переломов бедра, позвонков и невертебральных переломов.[6] Эти эффекты усиливаются при сочетании с витамином D и при остеопорозе.[1]

Профиль поглощения

Витамин К всасывается вместе с пищевыми жирами из тонкой кишки и транспортируется хиломикроны в обращении. Больше всего витамина К1 переносится липопротеинами, богатыми триацилглицерином (TRL), и быстро выводится печенью; только небольшое количество попадает в кровоток и переносится ЛПНП и ЛПВП. MK-4 переносится теми же липопротеинами (TRL, LDL и HDL) и также быстро выводится. Длинноцепочечные менахиноны всасываются так же, как витамин К.1 и МК-4, но эффективно перераспределяются печенью преимущественно в составе ЛПНП (ЛПОНП). Поскольку LDL имеет длительный период полураспада в кровотоке, эти менахиноны могут циркулировать в течение длительного времени, что приводит к более высокой биодоступности для внепеченочных тканей по сравнению с витамином K.1 и МК-4. Накопление витамина К во внепеченочных тканях имеет прямое отношение к функциям витамина К, не связанным с гемостазом.[7]

Пищевое потребление людьми

В Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (Европа ) и США Институт медицины при рассмотрении существующих доказательств решили, что доказательств недостаточно для публикации диетическая справочная ценность для витамина K или для K2. Однако они опубликовали адекватное потребление (AI) для витамина K, но не имеет значения специально для K2.

В некоторых частях научной литературы, датируемой 1998 годом, предполагается, что значения AI основаны только на потребностях печени (то есть относятся к печени).[8][9] Эта гипотеза подтверждается тем фактом, что у большинства западного населения наблюдается значительная часть недкарбоксилированных внепеченочных белков.[нужна цитата ] Таким образом, полная активация факторы коагуляции доволен, но витамина К вроде не хватает2 для карбоксилирования остеокальцин в кости и MGP в сосудистой системе.[10][11]

Нет данных о токсичности, связанной с высокими дозами менахинонов (витамин K2). В отличие от других жирорастворимых витаминов, витамин К не хранится в значительном количестве в организме. печень; поэтому уровень токсичности не является описанной проблемой. Все данные доступны по состоянию на 2017 год продемонстрировать, что витамин К не оказывает вредного воздействия на здоровых людей.[нужна цитата ] Рекомендации по ежедневному потреблению витамина К, выпущенные недавно Институтом медицины США, также признают широкий предел безопасности витамина К: «поиск литературы не выявил доказательств токсичности, связанной с потреблением любого из них.1 или K2". Животные модели с участием крыс, если их можно обобщить на людей, показывают, что МК-7 хорошо переносится.[12]

Диетические источники

Помимо печени животных, самым богатым диетическим источником менахинонов являются ферментированные продукты (из бактерий, а не плесени или дрожжей); источники включают сыры потребляемые в западных диетах (например, содержащие МК-8 и МК-9) и ферментированные соевые продукты (например, в традиционных натто потребляется в Японии, содержит МК-7).[нужна цитата ] (Здесь и далее следует отметить, что большинство анализов пищевых продуктов измеряют только полностью ненасыщенные менахиноны.[нужна цитата ])

МК-4 синтезируется тканями животных и содержится в мясе, яйцах и молочных продуктах.[13] Было обнаружено, что сыры содержат МК-8 в количестве 10–20 мкг на 100 г и МК-9 в количестве 35–55 мкг на 100 г.[7] В одном отчете не наблюдалось никаких существенных различий в уровнях MK-4 между дикими животными, животными на свободном выгуле и промышленными сельскохозяйственными животными.[14]

Менахиноны не только животного происхождения, но и синтезируются бактериями во время ферментации, поэтому, как уже говорилось, они содержатся в большинстве ферментированных сыров и соевых продуктов.[15][неосновной источник необходим ] По состоянию на 2001 год, самый богатый из известных источников природного калия2 был натто ферментированный с использованием штамма натто Bacillus subtilis,[16] который, как сообщается, является хорошим источником МК-7 с длинной цепью.[нужна цитата ] В натто МК-4 отсутствует как форма витамина К, а в сырах он присутствует среди витаминов К только в небольших количествах.[соответствующий? – обсуждать][17][нужен лучший источник ] С этой даты[когда? ] неизвестно, был ли Б. subtilis произведет K2 используя другие бобовые (например, нут, или же чечевица ).[нужна цитата ]

Оценки относительного потребления витамина К в одной североевропейской стране на основе опросника частоты приема пищи показывают, что для этой группы населения около 90% от общего потребления витамина К обеспечивается витамином К1около 7,5% от МК-5 до МК-9 и около 2,5% от МК-4;[нужна цитата ] интенсивный запах и сильный вкус натто, по-видимому, делают этот соевый продукт менее привлекательным источником калия.2 на западный вкус.

Что касается использования, отчеты предлагают[требуется разъяснение ] что витамин К2 является предпочтительным для внепеченочных тканей (кость, хрящ, сосудистая сеть), которые могут продуцироваться животным в виде MK-4 из K1,[нужна цитата ] или он может иметь бактериальное происхождение (из МК-7, МК-9 и других МК).[нужна цитата ] Обсуждение продолжается[требуется разъяснение ] в какой степени K2 вырабатываемые кишечными бактериями человека способствует ежедневному потреблению витамина К2 потребности.[нужна цитата ]

Компании по производству пищевых добавок продают экстракт натто, как сообщается, стандартизованный в отношении K2 содержимое в форме капсул.[нужна цитата ]

ЕдаВитамин К2 (мкг на 100 г)[14]Пропорция соединений
Натто, приготовленный1,034.00% МК-4, 1% МК-5, 1% МК-6, 90% МК-7, 8% МК-8
Гусь печеночный паштет369.0100% МК-4
Твердые сыры76.36% МК-4, 2% МК-5, 1% МК-6, 2% МК-7, 22% МК-8, 67% МК-9
Мягкие сыры56.56,5% МК-4, 0,5% МК-5, 1% МК-6, 2% МК-7, 20% МК-8, 70% МК-9
Молоко (4% жирности, США)кинжал38.1[18]2% МК-4, 46% МК-9, 7% МК-10, 45% МК-11
Яичный желток (Нидерланды)32.198% МК-4, 2% МК-6
Гусь31.0100% МК-4
Творожные сыры24.82,6% МК-4, 0,4% МК-5, 1% МК-6, 1% МК-7, 20% МК-8, 75% МК-9
Яичный желток (СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ)15.5[19]100% МК-4
Масло сливочное15.0100% МК-4
Куриная печень (обжаренная)12.6[19]100% МК-4
Курица8.5100% МК-4
Говяжий фарш (средней жирности)8.1[19]100% МК-4
Печень теленка (жареная)6.0[19]100% МК-4
Хот-дог5.7[19]100% МК-4
Бекон5.6[19]100% МК-4
Взбитые сливки5.4100% МК-4
Квашеная капуста4.88% МК-4, 17% МК-5, 31% МК-6, 4% МК-7, 17% МК-8, 23% МК-9
Свинина стейк3.757% МК-4, 13% МК-7, 30% МК-8
Утка3.6100% МК-4
Пахта2.58% МК-4, 4% МК-5, 4% МК-6, 4% МК-7, 24% МК-8, 56% МК-9
Угорь2.277% МК-4, 5% МК-6, 18% МК-7
Говядина1.1100% МК-4
Гречневая крупа хлеб1.1100% МК-7
Цельное молоко йогурт0.967% МК-4, 11% МК-5, 22% МК-8
Цельное молоко (Нидерланды)кинжал0.989% МК-4, 11% МК-5
Яичный белок0.9100% МК-4
Лосось0.5100% МК-4
Печень коровья (жареная)0.4[19]100% МК-4
Скумбрия0.4100% МК-4
Обезжиренное молоко йогурт0.1100% МК-8

Примечания:

  • кинжал - Сообщенные количества в сопоставимом молоке из США и Нидерландов отличаются более чем в 40 раз, поэтому эти цифры следует рассматривать как подозрительные.

Антикоагулянты

Недавние исследования обнаружили четкую связь между длительным пероральным (или внутривенным) введением антикоагулянт лечение (OAC) и снижение качества кости из-за снижения активных остеокальцин. ОАК может привести к увеличению частоты переломов, снижению минеральной плотности или содержания костной ткани, остеопения и повышенные уровни в сыворотке недкарбоксилированного остеокальцина.[20]

Кроме того, ОАК часто связан с нежелательной кальцификацией мягких тканей как у детей, так и у взрослых.[21][22] Было показано, что этот процесс зависит от действия витаминов К. Дефицит витамина К приводит к недокарбоксилированию MGP. Также у людей, получавших лечение ОАК, было обнаружено в два раза больше кальцификации артерий по сравнению с пациентами, не получавшими антагонистов витамина К.[23][24] Среди последствий лечения антикоагулянтами: повышенная жесткость стенки аорты, коронарная недостаточность, ишемия и даже сердечная недостаточность. Кальцификация артерий также может способствовать систолической гипертензии и гипертрофии желудочков.[25][26] Антикоагулянтная терапия обычно назначают, чтобы избежать опасных для жизни заболеваний, а высокое потребление витамина К препятствует антикоагулянтным эффектам.[нужна цитата ] Пациенты на варфарин (Кумадин) или лечение другими антагонисты витамина К поэтому рекомендуется не употреблять диеты, богатые витамином К.[нужна цитата ]

В других организмах

Многие бактерии синтезируют менахиноны из хорисминовая кислота. Они используют его как часть электронная транспортная цепь, играющие ту же роль, что и другие хиноны, такие как убихинон. Кислород, гем и менахиноны необходимы для многих видов молочнокислые бактерии проводить дыхание.[27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Мынени В.Д., Мезей Э. (ноябрь 2017 г.). «Регуляция ремоделирования костей витамином К2». Оральные заболевания. 23 (8): 1021–1028. Дои:10.1111 / odi.12624. ЧВК  5471136. PMID  27976475.
  2. ^ Вермеер С., Браам Л. (2001). «Роль витаминов К в регуляции кальцификации тканей». Журнал костного и минерального метаболизма. 19 (4): 201–6. Дои:10.1007 / s007740170021. PMID  11448011. S2CID  28406206.
  3. ^ Сатти Дж. В. (1995). «Важность менахинонов в питании человека». Ежегодный обзор питания. 15: 399–417. Дои:10.1146 / annurev.nu.15.070195.002151. PMID  8527227.
  4. ^ Вебер П. (октябрь 2001 г.). «Витамин К и здоровье костей». Питание. 17 (10): 880–7. Дои:10.1016 / S0899-9007 (01) 00709-2. PMID  11684396.
  5. ^ Ширер, М. Дж. (2003). Физиология. Elsevier Sciences. С. 6039–6045.
  6. ^ Кокейн С., Адамсон Дж., Лэнхэм-Нью С., Ширер М.Дж., Гилбоди С., Торгерсон Д.Д. (июнь 2006 г.). «Витамин К и профилактика переломов: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований». Архивы внутренней медицины. 166 (12): 1256–61. Дои:10.1001 / archinte.166.12.1256. PMID  16801507.
  7. ^ а б Ширер М.Дж., Ньюман П. (октябрь 2008 г.). «Метаболизм и клеточная биология витамина К». Тромбоз и гемостаз. 100 (4): 530–47. Дои:10.1160 / th08-03-0147. PMID  18841274.
  8. ^ Бут С.Л., Сатти Дж. В. (май 1998 г.). «Диетическое потребление и достаточность витамина К». Журнал питания. 128 (5): 785–8. Дои:10.1093 / jn / 128.5.785. PMID  9566982.
  9. ^ Шургерс LJ, Vermeer C (февраль 2002 г.). «Дифференциальные пути липопротеинового транспорта витаминов К у здоровых людей». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие предметы. 1570 (1): 27–32. Дои:10.1016 / s0304-4165 (02) 00147-2. PMID  11960685.
  10. ^ Hofbauer LC, Brueck CC, Shanahan CM, Schoppet M, Dobnig H (март 2007 г.). «Сосудистый кальциноз и остеопороз - от клинического наблюдения к молекулярному пониманию». Остеопороз Интернэшнл. 18 (3): 251–9. Дои:10.1007 / s00198-006-0282-z. PMID  17151836. S2CID  22800542.
  11. ^ Plantalech L, Guillaumont M, Vergnaud P, Leclercq M, Delmas PD (ноябрь 1991 г.). «Нарушение гамма-карбоксилирования циркулирующего остеокальцина (костный белок gla) у пожилых женщин». Журнал исследований костей и минералов. 6 (11): 1211–6. Дои:10.1002 / jbmr.5650061111. PMID  1666807.
  12. ^ Пукай К., Расмуссен Х., Мёллер М., Престон Т. (сентябрь 2011 г.). «Безопасность и токсикологическая оценка синтетического витамина К2, менахинона-7». Механизмы и методы токсикологии. 21 (7): 520–32. Дои:10.3109/15376516.2011.568983. ЧВК  3172146. PMID  21781006.
  13. ^ Старейшина SJ, Haytowitz DB, Howe J, Peterson JW, Booth SL (январь 2006 г.). «Содержание витамина К в мясе, молочных продуктах и ​​фаст-фуде в рационе США». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 54 (2): 463–7. Дои:10.1021 / jf052400h. PMID  16417305.
  14. ^ а б Шургерс LJ, Vermeer C (ноябрь 2000 г.). «Определение филлохинона и менахинонов в пище. Влияние пищевой матрицы на концентрацию циркулирующего витамина К». Гемостаз. 30 (6): 298–307. Дои:10.1159/000054147. PMID  11356998. S2CID  84592720.
  15. ^ Цукамото Й, Ичисе Х, Какуда Х, Ямагути М. (2000). «Потребление ферментированной сои (натто) увеличивает концентрацию циркулирующего витамина К2 (менахинон-7) и гамма-карбоксилированного остеокальцина у здоровых людей». Журнал костного и минерального метаболизма. 18 (4): 216–22. Дои:10.1007 / s007740070023. PMID  10874601. S2CID  24024697.
  16. ^ Канеки М., Ходжес С.Дж., Хеджес С.Дж., Хосой Т., Фудзивара С., Лайонс А. и др. (Апрель 2001 г.). «Японские ферментированные соевые бобы как основной фактор, определяющий большую географическую разницу в уровнях циркулирующего витамина K2: возможные последствия для риска перелома шейки бедра». Питание. 17 (4): 315–21. Дои:10.1016 / s0899-9007 (00) 00554-2. PMID  11369171.
  17. ^ "По следу неуловимого X-фактора: витамин K2 Раскрытый".
  18. ^ Fu X, Harshman SG, Shen X, Haytowitz DB, Karl JP, Wolfe BE, Booth SL (июнь 2017 г.). «Множественные формы витамина К существуют в молочных продуктах». Текущие достижения в области питания. 1 (6): e000638. Дои:10.3945 / cdn.117.000638. ЧВК  5998353. PMID  29955705.
  19. ^ а б c d е ж грамм Реом-Блю, Кейт (27 августа 2013 г.). Витамин К2 и парадокс кальция: как малоизвестный витамин может спасти вашу жизнь. Харпер. С. 66–67. ISBN  978-0062320049.
  20. ^ Карабалло П.Дж., Габриэль С.Е., Кастро М.Р., Аткинсон Э.Дж., Мелтон Л.Дж. (1999). «Изменения плотности костей после воздействия пероральных антикоагулянтов: метаанализ». Остеопороз Интернэшнл. 9 (5): 441–8. Дои:10.1007 / s001980050169. PMID  10550464. S2CID  12494428.
  21. ^ Барнс К., Ньюолл Ф., Игнятович В., Вонг П., Кэмерон Ф., Джонс Г., Монагл П. (апрель 2005 г.). «Снижение плотности костей у детей, длительное время принимающих варфарин». Педиатрические исследования. 57 (4): 578–81. Дои:10.1203 / 01.pdr.0000155943.07244.04. PMID  15695604.
  22. ^ Хокинс Д., Эванс Дж. (Май 2005 г.). «Сведение к минимуму риска гепарин-индуцированного остеопороза во время беременности». Экспертное заключение о безопасности лекарственных средств. 4 (3): 583–90. Дои:10.1517/14740338.4.3.583. PMID  15934862. S2CID  32013673.
  23. ^ Schurgers LJ, Aebert H, Vermeer C, Bültmann B, Janzen J (ноябрь 2004 г.). "Пероральное лечение антикоагулянтами: друг или враг сердечно-сосудистых заболеваний?". Кровь. 104 (10): 3231–2. Дои:10.1182 / кровь-2004-04-1277. PMID  15265793.
  24. ^ Коос Р., Манкен А. Х., Мюленбрух Г., Бранденбург В., Пфлюгер Б., Вильдбергер Ю. Э., Кюль Х. П. (сентябрь 2005 г.). «Связь пероральных антикоагулянтов с кальцием в сердечных клапанах и коронарных артериях, оцененная с помощью мультиспиральной компьютерной томографии». Американский журнал кардиологии. 96 (6): 747–9. Дои:10.1016 / j.amjcard.2005.05.014. PMID  16169351.
  25. ^ Зиеман С.Ю., Меленовский В., Касс Д.А. (май 2005 г.). «Механизмы, патофизиология и терапия жесткости артерий». Артериосклероз, тромбоз и биология сосудов. 25 (5): 932–43. Дои:10.1161 / 01.atv.0000160548.78317.29. PMID  15731494.
  26. ^ Рагги П., Шоу Л.Дж., Берман Д.С., Каллистер Т.К. (май 2004 г.). «Прогностическое значение скрининга кальция в коронарной артерии у пациентов с диабетом и без него». Журнал Американского колледжа кардиологии. 43 (9): 1663–9. Дои:10.1016 / j.jacc.2003.09.068. PMID  15120828.
  27. ^ Вальтер Б., Карл Дж. П., Бут SL, Боявал П. (июль 2013 г.). «Менахиноны, бактерии и пищевые продукты: соответствие молочных и ферментированных пищевых продуктов требованиям витамина К». Достижения в области питания. 4 (4): 463–73. Дои:10.3945 / ан.113.003855. ЧВК  3941825. PMID  23858094.