K-vitamin - biológia

K-vitaminok (K Mert Alvadás) az A-, D- és E-vitamin mellett a zsírban oldódó vitaminokhoz tartoznak. A γ-glutamil-karboxiláz-reakciók kofaktorai. Ez a mechanizmus számos koagulációs és antikoaguláns faktort aktivál és szabályoz.

k-vitamin

Ezenkívül a K-vitaminok fontos szerepet játszanak a sejtnövekedésben az osteocalcin (csontfehérje), a kalbindin és egyes receptor tirozin-kinázok, például a növekedésmegállításra specifikus gén-6 aktiválásában.

A K1-vitamin nélkülözhetetlen a növények fotoszintéziséhez.

sztori

A „K-vitamin” létezését Carl Peter Henrik Dam dán kutató feltételezte, miután 1929-ben a csibék koleszterinszintézisének kutatása során észrevette, hogy a nekik adott speciális, koleszterinmentes étrend több mint két-három hétig Vérzés volt a bőr alatt, valamint az izmokban és más szervekben. Munkájával ki tudta zárni, hogy ezeket a tüneteket az A-, D-, B1-, B2- vagy C-vitamin, zsírok vagy koleszterin hiánya okozta. [1]

1931-ben kanadai kutatók (McFarlane et al.) az Ontariói Mezőgazdasági Főiskolán a csirkék A- és D-vitamin-szükségletének tanulmányozása alkalmával a vérzésre és a késleltetett véralvadásra, amikor a szárnyukon megjelölték őket, nem folytatták ezt a megfigyelést.

1933-ban két amerikai kutató (Holst és Halbrook) a Kaliforniai Egyetemen megállapította, hogy ez a csirkékben történő vérzésre való hajlam megelőzhető friss káposzta etetésével, ám ezt helytelenül a C-vitamin hiányának tulajdonították.

Miután a tiszta C-vitamin hamarosan elérhető volt, Dam parenterálisan adta be a csirkéknek annak kizárása érdekében, hogy az emésztőrendszer károsodott felszívódása (az étrend által károsított bélműködés következtében) felelős lehet a vérzésért. Miután pedig a búzacsíraolaj takarmányozása nem nyújtott védelmet, másrészt a gabonamagvak és magvak beadása megakadályozta az alvadási rendellenességet, 1934-ben indokoltnak érezte, hogy a megfigyelt problémákért az étrendben egy bizonyos, bár még ismeretlen anyag hiányát okolta.

További táplálkozási kísérletek következtek, és 1935-ben ezt az anyagcsoportot végül lipofil tulajdonságú esszenciális vitaminként ismerték el. A levél K eredetileg az egyszerűség kedvéért választották, mert ennek az anyagnak a hiánya elegendő "Ko"-A vér agulációja (alvadása) károsodott. A K-vitamin kémiai szerkezetét rövid idő múlva Almquist és Stokstad tisztázta a kaliforniai Berkeley Egyetemen.

1943-ban Henrik Dam megkapta az orvosi Nobel-díjat a felfedezésért, Edward Adelbert Doisy pedig a vitaminok e csoportjának szerkezetének megvilágításáért. [3]

Reprezentatív

Minden K-vitamin aktivitású anyag kémiailag a természetben nem előforduló 2-metil-1,4-naftoquinonból (menadion) származik. A szubsztituálatlan aromás gyűrű mellett a metilcsoport a K-vitamin aktivitásának előfeltétele; a lipofil oldallánc (amely a K-vitamintól függően különböző hosszúságú lehet) meghatározza a zsírban való oldhatóságot és egyéb tulajdonságokat. [4]. A 20 szénatomot tartalmazó természetes terpénláncok optimálisak. A 8 szénatom alatti oldalláncok inaktivitáshoz vezetnek, kivéve a menadiont. Legfeljebb 100 K-vitamin aktivitású vegyület ismert.

Csak (K) és K2 vitaminoknak van gyakorlati jelentősége az (emberi) anyagcserében. Más 1,4-naftoquinonok hátrányosak, pl. T. gyakorlati jelentőségű toxikus hatások.

  • K1-vitamin vagy a filokinon különböző koncentrációban fordul elő a zöld növények kloroplasztjaiban, mint a fotoszintetikus készülék normál alkotóeleme, részben gyümölcsükben.
  • K2-vitamin vagy a menakinont baktériumok (pl. egyes törzsek) termelik Escherichia coli vagy Bacteroides fragilis) szintén az emberi bélben termelődik. A legújabb vizsgálatok szerint korlátozott mennyiségben szintetizálható a filokinonból emberek és magasabb rendű állatok által. [5] A leggyakoribb forma a menakinon-4 (n = 4 a fenti képen). A többi K-vitamin analóghoz képest a menakinon-4 rendelkezik a legerősebb γ-karboxilező aktivitással.
  • K3-vitamin vagy a menadion szintetikusan előállított anyag, melléklánc nélkül (ezt az emberi szervezet lenyelés után egészíti ki). A vízben oldhatatlan K3-vitamint korábban vízben oldódó hidrogén-szulfit-addukt formájában használták mesterséges "K-provitaminként".

Felszívódás és anyagcsere

A K-vitamin-csoport hőstabilitása miatt az elkészítés során, különösen a főzés során, kevés a vitaminveszteség. A K-vitamin ugyanakkor stabil az oxigénnel szemben is. Fény hatására a K-vitamin inaktívvá válik, és gyorsan elveszíti biológiai hozzáférhetőségét.

Az étellel elfogyasztott zsírban oldódó K-vitamin 20–70% -ig aktív transzport révén felszívódik az epesav és a hasnyálmirigy-lipáz emulgeálószerként történő alkalmazásával a felső vékonybél (jejunum) nyálkahártya-sejtjeibe. A K2-vitamin viszont diffúzióval jut el a bélszövetbe. [4] Kilomikronokhoz és más lipoproteinekhez kötődő K-vitamin a nyaki nyálkahártya sejtjeiből a nyirokcsomón keresztül a mellüregbe jut a mellüregbe, a mellkasi csatornába, onnan a vérbe és végül a vérbe a szövetekbe, amelyekben felhasználják (pl. . Máj). A tárolás itt akár 14 napot is igénybe vehet. A köldökzsinórvérben nincs K-vitamin, ez alig terjed a placentán keresztül. A magzati K-vitamin-ellátás a májban ötödét teszi ki egy idősebb gyermeknek vagy felnőttnek.

A K-vitamint biológiailag aktív formájára hidroxilezik a durva endoplazmatikus retikulumban. A γ-karboxilezési reakcióban az aktivált KH2-vitamin a y-glutamil-karboxiláz kofaktorként működik és 2,3-epoxiddá alakul. A fehérje átalakul ATP-ből γ-karboxilezett fehérjévé CO2 és energia segítségével.

A K-vitamin epoxidja a K-vitamin epoxid-reduktáz segítségével a K-vitamin kinonjává alakul át, a K-vitamin kinonja a karbonil-reduktáz révén a K-vitamin hidrokinonjává (KH2-vitamin) alakul át. A ciklus elölről kezdődik.

A K-vitamin biológiai aktivitása tehát annak köszönhető, hogy képes a K-vitamin-ciklusban váltani oxidált (kinon) és redukált (hidrokinon) formái között. Az epoxidreduktázt és a K-vitamin reduktázt gátolhatják a dicoumarol, a marcumar és a warfarin antikoaguláns szerek.

A K-vitaminok 50% -a glükuronidálódik a székletben lévő epével, 20% -a pedig vízben oldódó formában a vesén keresztül a vizelettel. [4]

Funkciók emberben

A K-vitamin alapvető fontossága abban rejlik, hogy hozzájárul egy karboxi-csoport transzláció utáni bevezetéséhez a specifikus fehérjék glutamil-maradékainak γ-helyzetébe, amely aktiválja őket. A K2-vitamin esetében a mitokondriumok elektrontranszportereként alapvető funkciója mára bebizonyosodott. [6]

Véralvadási

A K-vitamin részt vesz a II, VII, IX, X koagulációs faktor koaguláns formájává alakításában. Ezek aztán a foszfolipid membránokhoz kapcsolódhatnak karboxi-glutamát-maradékaikon keresztül kalcium-ionok jelenlétében. Itt rejlik biokémiai aktivitásuk az alvadási rendszerben, amelyben a plazmatikus koaguláció során alapvető funkcióik vannak.

Az antikoaguláns fehérjék C-fehérje és S-fehérje a máj prekurzoraként szintetizálódnak, és a K-vitamin segítségével karboxileznek is. A K-vitaminnak tehát alapvető szerepe van a véralvadás szabályozásában. [4] A K-vitamin nagy dózisa (napi 40 mg-ig) nincs összefüggésben a kórosan megváltozott koagulációs értékekkel (pl. Fokozott véralvadás és trombózisra való hajlam), mivel a fokozott koagulációs hajlam és a fibrinolízis egyensúlyban marad. [5]

A kumarin csoportba tartozó antikoaguláns gyógyszerek, például a fenprokumon vagy a warfarin hatásukban semlegesíthetők viszonylag kis mennyiségű K-vitaminnal (1 mg); ha használatban vannak, akkor a normál étel mellett nem adható K-vitamin.

Csontanyagcsere

A K2-vitamin dózisfüggő módon gátolja a ciklooxigenáz-2-t, felette pedig a PGE2 szintézisét (amelyet 1,25 (OH) 2VitD3 indukál) és amely fokozza a csontfelszívódást. [5]

Patkányokkal végzett állatkísérletek során kimutatható volt, hogy a K2-vitamin nagy dózisa (kb. Napi 30 mg/kg) gátolta a csontreszorpciót, amelyet olyan körülmények okoztak, mint inaktivitás osteoporosis, prednizolon beadás, a G-CSF túlzott expressziója vagy a fenitoin miatti csontvesztés. [5]

A K1-vitamint és a K2-vitamint különféle klinikai vizsgálatokban tesztelték hatékonyságukra az oszteoporózis megelőzésében és terápiájában: Menopauza utáni nőknél a 45 µg K2-vitaminnak (napi 45 µg) jelentős hatása van a csontritkulás ellen, ezt a hatást 1α- (OH) csökkentheti A VitD3 dózisai szinergikusan növelhetők. Úgy tűnik, hogy a K2-vitamin szinergetikusan hat a biszfoszfonátokkal is. A prednizolon terápia mellékhatásaként jelentkező csontritkulás, az epeúti májcirrhosisban, a stroke betegek inaktivitásában és az űrutazók súlytalanságában a K2-vitaminnal is megelőzhető. A Parkinson-kórban szenvedő betegeknél különösen fennáll annak a kockázata, hogy csontritkulás esetén patológiás csonttöréseket szenvednek el. Ebben a betegcsoportban is 45 µg K2-vitamin hatékony profilaxis. [5] .

Sejtnövekedés szabályozása

Számos K-vitamin-függő receptor-ligand rendszer létezik, amelyek részt vesznek a sejtek anyagcseréjében, a sejtek túlélésében, transzformációiban és replikációiban. Ide tartozik a Gas6, egy K-vitamin-függő fehérje, amely ligandumként kötődik a különféle receptor tirozin-kinázokhoz és aktiválja azokat. A K-vitamin a sejtnövekedés szabályozásához és a daganatok kialakulásához kapcsolódik.

In vitro és in vivo kísérleteket végeztek K3-vitaminnal, K1-vitaminnal és K2-vitaminnal különféle daganatokon és különféle daganatos megbetegedéseken, amelyek gyakran ígéretes eredményeket mutattak, miközben a vonatkozó hatásmechanizmusok még mindig különféle kutatások tárgyát képezik. [8.] .

Másrészt az 1990-es évek elején két epidemiológiai vizsgálat kimutatta a megnövekedett rákos megbetegedések számát azoknál a gyermekeknél, akik újszülöttként intramuszkulárisan kaptak K-vitamint a K-vitamin-hiány vérzésének megelőzésére. Bár ezeket az eredményeket nem sikerült megerősíteni, sok országban oda vezetett, hogy az egészséges újszülötteknél az orális K-vitamin profilaxist részesítik előnyben. [9]

Az erek meszesedése

Feltételezzük, hogy a vaszkuláris meszesedés folyamatát a y-karboxilezett glutaminsav-maradékokkal rendelkező fehérjék ("Gla-fehérjék") is szabályozzák. A nagy artériák meszesedése különösen gyakori a csontritkulásban szenvedő idős embereknél, akik gyengén telített K-vitamin státusszal rendelkeznek. Ezért feltételezik, hogy a K-vitamin megvédi az "artériák megkeményedését". [10] .

A K2-vitamin fontos az egészséges kardiovaszkuláris rendszer számára: A Rotterdami Szívvizsgálat kimutatta, hogy azok az emberek, akik tízéves megfigyelési időszak alatt nagy mennyiségű természetes K2-vitamint (napi legalább 32 µg) fogyasztottak, lényegesen kevesebb kalciumot fogyasztottak - Betétek az artériákban, és sokkal jobb szív- és érrendszeri egészségük volt, mint mások. A vizsgálat eredménye az, hogy a K2-vitamin 50% -kal csökkenti az érrendszer meszesedésének vagy a szív- és érrendszeri betegségek halálának kockázatát. [11] Egy másik tanulmány kimutatta, hogy a K2-vitamin nemcsak megakadályozza a meszesedést, de még meg is fordíthatja: A vizsgálat során patkányoknak K-vitamin-antagonista warfarint adtak az artériák meszesedésének kiváltására. A patkányok egy része ezután K2-vitamint tartalmazó ételt kapott, míg a többit normál táplálékkal etették. A K2-vitamin 50% -kal csökkentette az állatok artériáinak kalciumtartalmát. [12]

Esemény

A filokinon főleg az ételekben található meg, ezért további részletek találhatók ott. Ellentmondásos, hogy a bélflóra baktériummenakinonjai mennyiben járulnak hozzá a K-vitamin ellátásához. Úgy tűnik, hogy a testben a filokinon átalakulhat aktívabb menakinon-4-vé, mivel az extrahepatikus szövetekben egyre nagyobb számban található meg. A mechanizmus még mindig nem ismert.

Fontos, hogy a K-vitamin alig kerüljön át diaplacentálisan, és az újszülött kevés K-vitamint kapjon az anyatejjel (itt fontos a kolosztrum, amely kétszer annyi K-vitamint tartalmaz). Az anyatej K-vitamin-tartalma az anya táplálékfelvételétől függ, és körülbelül 3 µg/100 ml.

A következő ételek K-vitamint tartalmaznak: hagyma, zöld zöldségek, például káposzta, spenót, karalábé és saláta, a svájci mángold pedig különösen gazdag K-vitaminban. Megtalálható olyan állati termékekben is, mint a tej vagy tejtermékek, a tojás és a hús.

követelmény

A Német Táplálkozási Társaság a következőket ajánlja: Legalább 65 µg nőknek és 80 µg férfiaknak naponta (0,03–1,5 µg/testtömeg-kg naponta), és napi 10 µg/testtömeg-kg gyermekeknek [4] Ez elegendő, az alvadási faktorok aktiválására a májban, de az azon túli funkciókra nem. Mivel az anyatejjel táplált csecsemők ki vannak téve a klinikailag releváns K-vitamin-hiány (ritka) kockázatának és a veszélyes agyi vérzések kockázatának, a K-vitamin-profilaxis a világ legtöbb országában ajánlott. Németországban általában szájon át 3 × 2 mg-ot adnak be születéskor, körülbelül 1 hét elteltével és körülbelül 4–6 hét elteltével. Más országokban különböző adagolási rendszerek vannak.

Detektálási módszerek és állapotmeghatározás

A K1-vitamin plazmakoncentrációját 0,3–1 ng/ml vérben adják meg, a kimutatási módszertől függően. [4]

A ... val Koller-teszt (A gyors érték változása a K-vitamin egyszeri intravénás beadása után) meghatározható, hogy a K-vitamintól függő koagulációs fehérjék karboxilációs rendellenessége a K-vitamin hiányos felszívódásának (K-vitamin-hiány a májban, pl. Kolesztázis esetén), vagy fehérjeszintézis-rendellenességgel járó májsejt-károsodásnak és ezért a K-vitamin felhasználásának károsodásának köszönhető. Az elégtelenül karboxilezett K-vitamin-függő fehérjék kimutatása érzékenyebb.

Hiánytünetek (hipovitaminózisok)

Általánosságban elmondható, hogy normál étrend mellett a súlyosabb hipovitaminózisok ritkák (ha a szükségletet nem mérik a csontritkulás profilaxis stb. Követelményei, amelyek jelentősen nagyobb adagokat igényelnek). Van azonban néhány helyzet, amelyekben ezek nagyon jól felmerülhetnek:

Gyógyszer antikoaguláció

Az orális antikoagulációhoz használt kumarin-származékok a K-vitamin antagonistái (antagonistái), és túladagolás esetén életveszélyes vérzéshez vezethetnek a relatív K-vitamin-hiány miatt.

K-vitaminhiány az újszülöttnél (neonatorum haemorrhagiás betegség)

Túladagolás (hipervitaminózis)

A K1-vitamin és a K2-vitamin még nagy dózisban sem mérgező. Nincs olyan, hogy K-vitamin hipervitaminosis, ha figyelmen kívül hagyjuk az újszülöttek szubsztitúciós kezelését: Itt a K-vitamin nagy adagja kiválthatja a hemolízist, mivel a K-vitamin által még fejletlen glükuronidációs mechanizmust annyira használják újszülötteknél, hogy a bilirubin nem több elegendően glükuronizálható és így a bilirubin eliminációs rendellenessége következik be (újszülött icterus), amely kórosan terjedhet. [4] Ez elsősorban a menadion alkalmazását érintette a K-vitamin profilaxisában, amelyet ideiglenesen alkalmaztak, mert állítólag biztonságosan felszívódott vízoldható provitaminként. Születés után 1 mg K1-vitamin intramuszkuláris beadása 4 nap múlva a vérszint százszorosához vezet.