Vitamín K je vitamín rozpustný v tucích. Označení „K“ je odvozeno z německého slova „Koagulation“, tedy od procesu srážení krve. Vitamín K je nezbytný pro funkci několika proteinů podílejících se na srážení krve.Brody T. Nutritional Biochemistry. 2nd ed. San Diego: Academic Press; 1999. Vitamín K je dále nezbytný v procesu mineralizace kostí, buněčného růstu a metabolismu proteinů cévní stěny.Shearer MJ. Vitamin K. Lancet. 1995;345(8944):229-234.
Názvosloví a chemická stavba Existují dvě přirozeně se vyskytující formy vitamínu K. Vitamín K1, fylochinon, je syntetizován rostlinami. Vitamín K2, menachinon, je produkován bakteriemi. Vitamín K2 se dále dělí podle počtu opakujících se izoprenových jednotek v bočním řetězci molekuly. Pro podtypy vitamínu K2 používáme zkratku MK a přidáváme specifikaci číslem n (MK-n), kde n označuje počet izoprenových jednotek. Běžné jsou podtypy MK-4, MK-7, MK-8, MK-9. Lidský organizmus, resp. bakterie přítomné v lidském organizmu, vytvářejí MK-4. MK-4 ale není bakteriemi vyráběn v těle v dostatečném množství. Existuje ještě syntetický vitamín K3, menadion, přidávaný do zvířecích krmiv, z něhož se v organizmu vytváří K2 ve formě MK-4. Menadion je v ČR zakázáno podávat lidem. Ukazuje se, že K1 a K2 jsou v organizmu využívány rozdílným způsobem. Zatímco K1 je využíván především pro srážení krve a jeho hlavním orgánem působení jsou játra, K2 hraje důležitou úlohu v nekoagulačních dějích, a to v metabolismu a mineralizaci kostí, v buněčném růstu a v metabolismu buněk cévní stěny. Vitamín K2 (ve formě MK-4) se vyskytuje především v jiných orgánech, než v játrech, a to ve vyšších koncentracích než fylochinon.Okano T, Shimomura Y, Yamane M, et al. Conversion of Phylloquinone (Vitamin K1) into Menaquinone-4 (Vitamin K2) in Mice: TWO POSSIBLE ROUTES FOR MENAQUINONE-4 ACCUMULATION IN CEREBRA OF MICE. J Biol Chem. 2008;283(17):1270-1279. Tato skutečnost, spolu s existencí unikátní cesty jeho syntézy, svědčí o tom, že K2 má jedinečnou biologickou funkci, která dosud nebyla popisována.Booth SL, Suttie JW. Dietary intake and adequacy of vitamin K. J Nutr. 1998;20(5):785-788.
Funkce Vitamín K funguje jako kofaktor proenzym, který katalyzuje karboxylaci kyseliny glutamové na gama-karboxyglutamovou (GLA). Přestože se vitamín K dependentní gama-karboxylace vyskytuje pouze u specifických reziduí kyseliny glutamové, je nezbytná k tomu, aby tato rezidua správně vázala vápník.Ferland G. Vitamin K. In: Bowman BA, Russell RM, eds. Present Knowledge in Nutrition. 9th ed. Volume 1. Washington, D.C.: ILSI Press; 2006:220-230.Shearer MJ. The roles of vitamins D and K in bone health and osteoporosis prevention. Proc Nutr Soc. 1997;56(3):915-937.
Hemokoagulace (srážení krve) Schopnost vázat vápenaté ionty (Ca2+) je nutná pro aktivaci sedmi vitamín K dependentních faktorů srážlivosti (proteinů) v koagulační kaskádě. Pojem koagulační kaskáda znamená řadu akcí, z nichž každá je závislá na předcházející, a způsobuje zastavení krvácení tím, že vytvoří sraženinu. Vitamín K dependentní gama-karboxylace reziduí kyseliny glutamové umožňuje proteinům vázat vápník. Faktory II (protrombin), VII, IX a X tvoří základ koagulační kaskády. Protein Z zvyšuje účinek trombinu (aktivované formě protrombinu) tím, že podporuje jeho spojení s fosfolipidy v buněčných membránách. Proteiny C a S jsou antikoagulační bílkoviny, které zajišťují kontrolu a rovnováhu v koagulační kaskádě. Protein Z má rovněž antikoagulační funkci. Vitamín K dependentní koagulační faktory jsou syntetizovány v játrech. Závažná onemocnění jater vedou ke snížení hladiny vitamín K dependentních koagulačních faktorů a zvýšenému riziku nekontrolovaného krvácení (hemoragie).Olson RE. Vitamin K. In: Shils M, Olson JA, Shike M, Ross AC, eds. Modern Nutrition in Health and Disease. 9th ed. Baltimore: Williams & Wilkins; 1999:363-380.
Někteří lidé mají vyšší riziko tvorby sraženin, které mohou blokovat průtok krve v tepnách na srdci, mozku nebo plicích, což může vést k infarktu, mozkové mrtvici nebo plicní embolii. Proto byla vyvinuta perorální antikoagulancia (léky snižující krevní srážlivost), např. warfarin. Warfarin brání regeneraci vitamínu K a vytváří jeho nedostatek.
Ačkoliv je vitamín K rozpustný v tucích, v organismu je uchováván jen v malém množství. Bez pravidelného denního příjmu je jeho zásoba rychle vyčerpána. Možná kvůli své omezené schopnosti uchovávat větší množství vitamínu K, jej tělo dokáže recyklovat v tzv. cyklu vitamínu K. Regenerační cyklus vitamínu K je narušen až zastaven působením perorálních antikoagulancií. Vzniká nedostatek vitamínu K a tím nedostatečná karboxylace (aktivace) vitamín K dependentních koagulačních proteinů. Koagulační faktory nejsou dostatečně aktivovány a tím se brzdí tvorba krevní sraženiny. Vysoký příjem vitamínu K může překonat antikoagulační účinek antagonistů vitamínu K. Pacienti užívající tyto léky musí hlídat příjem vitamínu K potravou. Odborníci radí konzumovat stabilní množství vitamínu K bez větších výkyvů. Stabilita v příjmu neznamená restrikci v příjmu. I lidé užívající warfarin mohou přijímat 90–120 mikrogramů/den, což jsou současná dietní doporučení pro zdravou dospělou populaci.Booth SL, Centurelli MA. Vitamin K: a practical guide to the dietary management of patients on warfarin. Nutr Rev. 1999;57(9 Pt 1):288-296.
Mineralizace kostí V kostech byly izolovány tři vitamín K dependentní proteiny: osteokalcin, matrix GLA protein (MGP) a protein S. Osteokalcin (nazývaný také kostní GLA protein) je protein syntetizovaný osteoblasty (buňkami tvořícími kost). Syntéza osteokalcinu osteoblasty je regulována aktivní formu vitamínu D, tzv. 1,25 (OH)2 D3, neboli kalcitriolem. Schopnost osteokalcinu vázat minerály je podmíněna vitamín K dependentní gama-karboxylací tří zbytků (reziduí) kyseliny glutamové. Funkce osteokalcinu souvisí s kostní mineralizací. MGP byl nalezen v kostech, chrupavkách a měkkých tkáních včetně cév. Výsledky studií na zvířatech naznačují, že MGP zabraňuje kalcifikaci měkkých tkání a chrupavek, a zároveň usnadňuje normální růst a zrání kostí. Vitamín K dependentní antikoagulační protein S je syntetizován osteoblasty, ale jeho role v kostním metabolismu je nejasná. Děti se zděděnou deficiencí proteinu S trpí komplikacemi souvisejícími se zvýšenou krevní srážlivostí, stejně jako se sníženou hustotou kostního minerálu.Booth SL. Skeletal functions of vitamin K-dependent proteins: not just for clotting anymore. Nutr Rev. 1997;55(7):282-284.Suttie JW. Vitamin K. In: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins RJ, eds. Modern Nutrition in Health and Disease. 10th ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2006:412-425.
Buněčný růst Gas6 je vitamín K dependentní protein objevený v roce 1993. Byl nalezen v nervovém systému, v srdci, plicích, žaludku, ledvinách a chrupavkách. Ačkoliv přesný mechanismus jeho účinku nebyl stanoven, Gas6 se jeví jako regulační faktor buněčného růstu s buněčně-signálními aktivitami. Gas6 se zdá být důležitý u různých buněčných funkcí, jako při buněčné adhezi, proliferaci buněk a ochraně proti apoptóze.6 Může hrát důležitou roli ve vývoji a stárnutí nervového systému,Ferland G. The vitamin K-dependent proteins: an update. Nutr Rev. 1998;56(8):223-230.Tsaioun KI. Vitamin K-dependent proteins in the developing and aging nervous system. Nutr Rev. 1999;57(8):231-240. při regulaci krevních destiček a při cévní homeostáze.Maree AO, Jneid H, Palacios IF, Rosenfield K, MacRae CA, Fitzgerald DJ. Growth arrest specific gene (GAS) 6 modulates platelet thrombus formation and vascular wall homeostasis and represents an attractive drug target. Curr Pharm Des. 2007;13(26):2656-2661.
Nedostatek vitamínu K Nedostatek vitamínu K vede k poruchám krevní srážlivosti, jak prokazují laboratorní testy měřící koagulační čas. Mezi příznaky patří modřiny, krvácení z nosu a dásní, krev v moči a ve stolici, nebo extrémně těžké menstruační krvácení. U kojenců může vést nedostatek vitamínu K k život ohrožujícímu krvácení (k intrakraniální hemoragii). Nedostatek vitamínu K dále souvisí s řídnutím kostí (osteoporózou) u žen po menopauze. Nedostatek vitamínu K způsobuje špatnou karboxylaci osteokalcinu a sníženou aktivitu osteoblastů (kostních buněk obnovujících kost). Dochází k pomalejší obnově kostí a k nedostatečnému zabudování vápníku do kostí. Kosti pak nejsou dostatečně pevné a odolné, snadno se lámou. Nedostatek vitamínu K zvyšuje riziko osteoporotické zlomeniny.Booth SL, Golly I, Sacheck JM, et al. Effect of vitamin E supplementation on vitamin K status in adults with normal coagulation status. Am J Clin Nutr. 2004;80(1):143-23.
Nedostatek vitamínu K u dospělých Nedostatek vitamínu K pro normální srážení krve není u běžně se stravujících zdravých dospělých obvyklý z několika důvodů: 1. vitamín K je přítomen v listové zelenině 2. cyklus vitamínu K jej obnovuje 3. bakterie, které normálně obývají tlusté střevo, syntetizují menachinon – vitamín K2. K dospělým ohroženým nedostatkem vitamínu K patří ti, kteří užívají antagonisty vitamínu K (antikoagulační léky), nebo jednotlivci s významným poškozením nebo onemocněním jater. Dále mohou být vystaveni zvýšenému riziku deficience vitamínu K jedinci s poruchami absorpce tuku.
Zvláštní pozornost se nyní věnuje stanovení požadavku na příjem vitamínu K z hlediska ostatní funkce v organizmu, nejen pro srážení krve. Ukazuje se, že požadavky pro zajištění zdravého metabolismu kostí a cévní stěny budou patrně mnohem vyšší, než je tomu u koagulace a že současná doporučení nemusejí být dostatečná. Expertní skupiny dokonce vyjadřují názor, že až 90% dospělé západní populace může mít nedostatek vitamínu K pro potřeby normálního metabolismu kostí.Štěpán J. Význam vitaminu K pro kvalitu kosti a pro kalcifikované tkáně. Prakt. Lék. 2005;6:326-330.
Nedostatek vitamínu K u kojenců Novorozenci, kteří jsou výhradně kojeni, jsou vystaveni zvýšenému riziku nedostatku vitamínu K, protože mateřské mléko má relativně nízký obsah vitamínu K. Novorozenci mají obecně nízkou hladinu vitamínu K, protože: 1. vitamín K se špatně přenáší přes placentární bariéru 2. střeva novorozenců nejsou dosud kolonizována bakteriemi syntetizujícími menachinon 3. cyklus vitamínu K nemusí být u novorozenců plně funkční, zejména u těch předčasně narozených. Kojenci, jejichž matky jsou na antikolvuzivní terapii, jsou také ohroženi nedostatkem vitamínu K. Jeho nedostatek u novorozenců může vést až ke krvácení. Protože takové krvácení je život ohrožující a snadno se mu dá předejít, dostávají novorozenci vitamín K1.Thorp JA, Gaston L, Caspers DR, Pal ML. Current concepts and controversies in the use of vitamin K. Drugs. 1995;49(3):376-387.
Doporučený příjem vitamínu K1 V lednu 2001 americký Výbor pro potraviny a výživu stanovil adekvátní příjem vitamínu K v USA, založený na úrovni spotřeby zdravých jedinců. AI pro kojence byl stanoven na základě odhadovaného příjmu vitamínu K z mateřského mléka.
Fáze životaVěkChlapci/Muži (µg/den)Dívky/Ženy (µg/den)Kojenci 0–6 měsíců 2 2Kojenci 7–12 měsíců 2,5 2,5Děti 1–3 roky 30 30Děti 4–8 roky 55 55Děti 9–13 roky 60 60Mladiství 14–18 let 75 75Dospělí 19 let a starší 120 90V těhotenství 18 let a mladší – 75V těhotenství 19 let a starší – 90Při kojení 18 let a mladší – 75Při kojení 19 let a starší – 90
Prevence onemocnění
Osteoporóza Objev tzv. vitamín K dependentních bílkovin v kostech vedl k výzkumu úlohy vitamínu K při zachovávání zdravých kostí.
Podávání vitamínu K a osteoporotické zlomeniny