W ostatnich latach obserwuje się wzrost świadomości społeczeństwa na temat stylu życia i jego wpływu na zdrowie. Również obserwuje się duże zainteresowanie naukowców tymi zagadnieniami, co skutkuje licznymi badaniami naukowymi. Prowadzone badania naukowe nad wpływem zróżnicowanej diety dowodzą, że niektóre składniki w naszym pożywieniu mają zdecydowanie korzystne działanie na ludzki organizm. Z kolei inne mogą mieć działanie niekorzystne dla zdrowia, szczególnie kiedy są stosowanie często lub w większej ilości. Ostatnie badania ukierunkowane są na znalezienie zależności pomiędzy dietą a długowiecznością społeczeństw, np. japońskiego, które słynie z długowieczności i zdrowia. Szczególnym obszarem zainteresowań naukowców są zależności pomiędzy składnikami diety a chorobami serca i układu krwionośnego, chorobami neurodegeneracyjnymi, jak również szczupłą sylwetką, itp.
Witamina K – rodzaje i źródła pochodzenia
W wyniku badań naukowcy zidentyfikowali szereg substancji, których występowanie w diecie wykazało pozytywny wpływ na zapadalność na choroby. Wśród nich znalazły się takie, którym przypisano szczególne znaczenie zdrowotne. Od lat zwracano uwagę na niezbędną zawartość witamin i minerałów w pożywieniu. Wraz z rozwojem nauki odkryto inne ważne substancje, np. izoflawony, kwasy wielonienasycone, kurkuminę, resweratrol czy sulforafan. Od lat mówiono o witaminie K1 jako czynniku krzepliwości krwi, jednak w ostatnich latach szczególnym zainteresowaniem cieszą się związki należące do grupy witamin K2 i ich wpływ na ludzki organizm.
Witamina K została odkryta w 1929 roku jako czynnik wpływający na zdolność krzepliwości krwi. Kilka lat później okazało się, że witamina K nie jest pojedynczym związkiem chemicznym, lecz zespołem kilku związków będących pochodnymi 2-metylo-1,4-naftochinonu. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono że w skład zespołu witamin K wchodzi witamina K1 – filochinon, oraz witaminy K2 – będące zespołem związków nazwanych menachinonami, składającymi się z różnych podtypów MK. Wszystkie witaminy z grupy witamin K są rozpuszczalne w tłuszczach, ich budowa chemiczna jest do siebie zbliżona. Witamina K1 posiada w pozycji 3 pierścienia naftochinonowego łańcuch składający się z czterech segmenów izoprenoidowych, z których trzy są nasycone. Witaminy K2 (menachinony) różnią się liczbą fragmentów izoprenoidowych w łańcuchu bocznym - od czterech w przypadku MK-4 do trzynastu w MK-13, w większości nienasyconym.
Witamina K1 – filochinon – jest witaminą występującą w roślinach zielonych i niektórych olejach roślinnych. Bogatym źródłem witaminy K1 dla ludzi są rośliny z rodziny kapustowatych (Brassicaceae) brokuły, kapusta, brukselka, rzodkiew, jarmuż jak również inne rośliny, np. mniszek lekarski czy szpinak.
Z kolei ważnymi źródłami witaminy K2 są żółtka jaj, wątroba wołowa, masło, a przede wszystkim produkty otrzymane w procesie obróbki fermentacji bakteryjnej. Są nimi sery dojrzewające oraz twaróg (bogate w MK-4, MK-8 oraz MK-9) a przede wszystkim natto, tradycyjna japońska potrawa oparta na sfermentowanych nasionach soi. Jest bardzo bogata w MK-10 oraz MK-7 – najaktywniejszej substancji z grupy witamin K2.
Źródłem menachinonów u ludzi i zwierząt jest również flora bakteryjna w jelicie grubym, która może wykazywać zdolność do produkcji witamin K2 typu MK-6, MK-10 oraz MK-12. Mogą one stanowić do 50% niezbędnego zapotrzebowania na te witaminy. MK-4 może również powstawać w wyniku przekształcenia się witaminy K1 w niektórych tkankach u ludzi i zwierząt. Szacuje się, że całkowite spożycie witamin K u ludzi składa się od 10 do 20% z menachinonów.
Funkcje witaminy K2 w organizmie
Witaminy K2 występujące w pożywieniu pochodzenia zwierzęcego i zawierającego więcej tłuszczu wykazują wyższy stopień wchłaniania w przewodzie pokarmowym. Jest to wynik jej lepszego rozpuszczenia w tłuszczu i większej zdolności przenikania przez błony komórkowe w jelicie. Witamina K1, w produktach pochodzenia roślinnego ma dużo niższą wchłanialność, ponieważ jest wbudowana w ściany chloroplastów roślin zielonych.
Wchłanianie witaminy K1 u ludzi wynosi ok. 15% ilości dostarczonej w pokarmie. Ponieważ nasze pożywienie najczęściej nie jest wystarczająco zróżnicowane, i ponadto nie spożywamy wystarczającej ilości zielonych części roślin, aby zapewnić właściwą ilość witamin K w wielu wypadkach niezbędna jest suplementacja. Istotną kwestią jest jej postać - powinna być rozpuszczona w tłuszczach by zapewnić wysoką wchłanialność.
Witamina K1 jest gromadzona w wątrobie i jest istotnym czynnikiem krzepnięcia krwi. Witamina K2 jest również wykorzystywana w wątrobie, jednak dużo istotniejszą rolę odgrywa poza nią, mianowicie w ścianach naczyń krwionośnych oraz kościach. Dzienne spożycie witamin K powinno wynosić od 55 do 90 µg/d dla kobiet oraz 65-120 µg/d dla mężczyzn. Nie stwierdzono działań ubocznych ani toksycznych dla żadnej z witamin z grupy K.
Funkcje witaminy K1 i K2 w procesach metabolicznych są dobrze poznane. Witamina K1 aktywuje czynniki krzepnięcia krwi (czynnik II, VII, IX i X). Witamina K2 jest specyficznie zaangażowana w proces karboksylacji białka Gla macierzy (MGP), które razem z osteokalcyną (OC) odgrywają istotną rolę w regulacji mineralizacji tkankowej w ścianach naczyń krwionośnych (hamuje powstawanie zwapnień naczyń, które powoduje spadek ich elastyczności) i kości. Witamina K2 w konsekwencji odgrywa główną rolę w procesie wapnienia w organizmie. W przypadku braku lub niedoboru witaminy K2, MGP jest nieaktywna. Niekarboksylowana MPG akumuluje się na powierzchni naczyń i to zjawisko jest związane z wapnieniem błony wewnętrznej i przyśrodkowej naczyń. Odkryto, że białka takie jak białko Gla macierzy (MGP) są podstawowymi regulatorami mineralizacji ścian naczyń a osteokalcyna (OC) w kościach. Osteokalcyna wytwarzana przez osteoblasty – komórki które powodują wzrost kości - oraz karboksylowana przez witaminę K2 wiąże się do hydroksyapatytu w pozakomórkowej macierzy kostnej. Zatem ich aktywność i zdolność do wiązania wapnia zależy od obecności witaminy K2. Białka MGP i OC są tak zwanymi białkami zależnymi od witaminy K2, K-VKD. Badania wykazały że witamina K2 odgrywa kluczową rolę w regulacji metabolizmu wapnia, a nie tylko witamina D3, która w naszej szerokości geograficznej powinna być suplementowana w okresie od października do końca kwietnia ze względu na zbyt niską ekspozycję na promieniowanie UV.
Wpływ witaminy K na organizm człowieka
Odkryte funkcje stały się podstawą badań nad wpływem witaminy K na organizm człowieka poza jej wpływem na czynniki krzepnięcia krwi i je potencjalnej roli w rozwoju i prewencji chorób, szczególnie takich jak osteoporoza i arterioskleroza . Liczne badania koncentrują się głównie na wpływie witaminy K2 na rozwój chorób związanych z wapnieniem naczyń, mineralizacją kości a także ryzykiem rozwoju raka prostaty.
W badaniach przeprowadzonych na szeroką skalę przez Rotterdam Study wykazano wpływ witaminy K2 na poprawę profilu lipidowego krwi przez wzrost poziomu HDL – tzw. dobrego cholesterolu z jednoczesnym zmniejszeniem poziomu całkowitego cholesterolu. Ponadto wykazano jej wpływ na zwapnienie naczyń i formowanie się płytki miażdżycowej. Zaobserwowano, że spożycie witaminy K2 powodowało mniejsze zwapnienia aorty i występowanie chorób serca.
W badaniach nad wpływem witaminy K2 u kobiet w okresie postmenopaualnym stwierdzono niższe zwapnienie naczyń i poprawę ich elastyczności w warunkach zwiększonego spożycia K2, szczególnie MK-7. W innych badaniach wykazano, że witamina K1 w przeciwieństwie do K2 nie ma wpływu na proces wapnienia naczyń.
Przeprowadzono również badania wpływu witaminy K2 (typu MK-7) na postęp zmian miażdżycowych i zwapnienie naczyń u niedializowanych chorych w 3.-5. okresie przewlekłej choroby nerek. Stwierdzono zmniejszenie postępu zmian miażdżycowych. Ponadto stwierdzono znamienny wpływ na stężenie czynników pobudzających i hamujących wapnienie naczyń, tj. białko dp-ucMGP, osteokalcynę (OC) i osteoprotegerynę (OPG) - czynnik osłaniający przed wapnieniem naczyń. W licznych badaniach nad wpływem witaminy K na proces wapnienia kości stwierdzono, że witamina K może odgrywać ważną rolę w zapobieganiu złamań kości u kobiet z osteoporozą w okresie postmenopauzalnym.
Kohortowe badania przeprowadzone na populacji 25.540 osób, EPIC-Heidelberg, nad potencjalnym wpływem witamin K2 (menachinony z produktów mleczarskich) w raku prostaty wykazano odwrotną korelację pomiędzy ilością spożywanej witaminy K2 a zaawansowaniem raka prostaty. W innych badaniach zaobserwowano, że witamina K2 obniża występowanie raka wątroby u kobiet z marskością wątroby wywołanej wirusowym zapaleniem wątroby.
Przeprowadzono również obserwacje wpływu wysokich dawek filochinonu (witamina K1) na zmniejszenie występowania nowych przypadków cukrzycy typu 2. Co więcej, badania wykazały, że wysokie spożycie witaminy K1 podczas badań było związane z 51% niższym ryzykiem cukrzycy u starszych osób z wysokim ryzykiem sercowo-naczyniowym. Ponadto, badania sugerują, że witamina K1 może poprawić wrażliwość komórek na insulinę i status glikemiczny.
Przeprowadzone dotychczas badania wskazują, że witaminy K2 wymagają dalszych badań nad ich rolą w zapobieganiu i rozwojowi niektórym chorób, szczególnie sercowo-naczyniowych i związanych z układem kostnym.
Dotychczasowe dane wskazują, że witaminy K spełniają ważne funkcje prozdrowotne u ludzi. Aby jednoznacznie odpowiedzieć jakie mogą mieć znaczenie dla zdrowia człowieka wymagane są dalsze badania przeprowadzone na dużej populacji ludzi. Jednym z prowadzonych badań jest VitaK-CAC Trial polegające na wpływie suplementacji MK-7 na zmniejszenie zwapnienia naczyń u pacjentów z chorobą naczyń wieńcowych, którego zakończenie planowane jest w roku 2017.
Podsumowanie
Jak wspomniano wcześniej dostarczanie witaminy K1 i K2 do organizmu zależy od spożywania wystarczającej ilości zielonych warzyw oraz wysokiego spożycia fermentowanych przetworów mleczarskich, a także występowania właściwej flory bakteryjnej w jelitach. Bardzo często nieprawidłowe odżywienia się ludzi, a także stosowanie antybiotyków wpływa niekorzystnie na florę jelitową, co prowadzi do spadku endogennej produkcji witamin K2 i w konsekwencji dostarczanie niedostatecznej ilości witaminy K2 do organizmu. W takich przypadkach ważna jest jej suplementacja za pomocą wysokiej jakości suplementów diety. Właściwy poziom spożycia witaminy K2 korzystnie wpływa na procesy zdrowotne ludzi, związane z procesem wapnienia kości i zapobiegania ich złamaniom. Może zapobiegać rozwojowi zmian miażdżycowych w naczyniach krwionośnych oraz chorobom z nim związanymi. Również może mieć korzystny wpływ na przebieg leczenia raka prostaty. Stąd ważne jest aby pomimo zróżnicowanej diety suplementować witaminę K2, co pozwoli utrzymać układ krwionośny i kostny w dobrej kondycji nawet u osób w podeszłym wieku.
Opracowano na podstawie następującej literatury naukowej: Beulens JWJ, Booth SL, van der Heuvel EGHM, Stoecklin E, Baka A, Vermeer C. The role of menaquinones (vitamin K2) in human health. Brit. J. Nutr. (2013) 110,1357-1368; El Asmar MS.,Naoum JJ, Arbid EJ. Vitamin K Dependent Proteins and the Role of Vitamin K2 in the Modulation of Vascular Calcification: A Review. Oman Medical J. (2014) 29, 172-177; Knapen MH, Braam LA, Drummen NE, Bekers O, Hoeks AP, Vermeer C. Menaquinone-7 supplementation improves arterial stiffness in healthy postmenopausal women. A double-blind randomized clinical trial. Thromb Haemostat. (2015) 113(5), 1135-44; Iwamoto J. Vitamin K2 Therapy for Postmenopausal Osteoporosis. Nutrients (2014) 6, 1971-1980; Kurnatowska I, Grzelak P, Masajtis-Zagajewska A, Kaczmarska M, Stefańczyk L, Vermeer C, Maresz K, Nowicki M. Effect of vitamin K2 on progression of atherosclerosis and vascular calcification in nondialyzed patients with chronic kidney disease stages 3-5. Pol. Arch. Med. Wewn. (2015) 125(9),631-640; Habu D, Shiomi S, Tamori A, Takeda T, Tanaka T, Kubo S, Nishiguchi S. Role of vitamin K2 in the development of hepatocellular carcinoma in women with viral cirrhosis of the liver. JAMA (2004) 292(3), 358-61; Ibarrola-Jurado N, Salas-Salvadó J, Martinez-Gonzalez MA, Bullo M. Dietary phylloquinone intake and risk of type 2 diabetes in elderly subjects at risk of cardiovascular disease. Am J Clin Nutr (2012) 96,1113-8; Nimptsch K, Rohrmann S, Linseisen J. Dietar intake of vitamin K and risk of prostate cancer in the Heidelberg cohort of fhe European Prospective Investigaqtion into Cancer and Nutrition (EPIC-Heidelberg). Am J Clin Nutr (2008) 87, 985-92; Gast GC, de Roos NM, Sluijs I, Bots ML, Beulens JW, Geleijnse JM, Witteman JC, Grobbee DE, Peeters PH, van der Schouw YT. A high menaquinone intake reduces the incidence of coronary heart disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis (2009) 19(7):504-10;Vossen LM,at al. Menaquinone-7 Supplementation to Reduce Vascular Calcification in Patients with Coronary Artery Disease: Rationale and Study Protocol (VitaK-CAC Trial). Nutrients (2015) 7:8905-8915.
