Dlouhou dobu se vědci domnívali, že jedinou zásadní fyziologickou funkcí vitaminu K je jeho úloha při syntéze srážecích faktorů, a tedy při udržování srážlivosti krve.K v jeho názvu totiž pochází z dánského přepisu slova koagulace – koagulace. Po identifikaci specifických proteinů, které jsou aktivovány reakcemi závislými na vitaminu K, se však rychle ukázalo, že tento vitamin má v organismu podstatně širší spektrum působení. Mezi tyto bílkoviny patří tak rozmanité látky, jako je protrombin potřebný pro srážení krve, matrix Gla protein, který zabraňuje kalcifikaci tepen a tkání, a osteokalcin, který se podílí na mineralizaci kostí. V novějších výzkumech se diskuse stále více zaměřuje na význam vitaminu K pro kardiovaskulární zdraví, kognitivní funkce a reprodukci (1).

Funkce vitaminu K při udržování

srážlivosti krve

Nejznámější aktivitou vitaminu K je jeho funkce jako kofaktoru při tvorbě a aktivaci srážlivých proteinů, jako je protrombin (faktor II) a srážecí faktory (VII, IX a X) v játrech. Prekurzory těchto proteinů jsou přeměňovány na jejich aktivní formy vlivem enzymů závislých na vitaminu K. Vitamin K tedy funguje jako kofaktor pro enzym gama-glutamát-karboxylázu, který přeměňuje jednotky kyseliny glutamové proteinů zavedením karboxylové skupiny (-COOH) na kyselinu gama-karboxyglutamovou (GLA) (2,3). Tato karboxylační reakce má zásadní význam pro vápníkovou vazebnou funkci vitamin K dependentních proteinů. Stupeň karboxylace takového proteinu lze použít k určení stavu vitaminu K.

Proces srážení krve začíná aktivací faktoru X, který spouští tvorbu trombinu z protrombinu. Trombin pak vede k tvorbě monomerů fibrinu z fibrinogenu. Fibrinové monomery vytvářejí polymerací síť fibrinových vláken, která se hromadí v krevních buňkách a vedou ke vzniku trombu, který uzavře poraněnou cévu a způsobí zastavení krvácení. Dlouho se mělo za to, že nadměrná konzumace vitaminu K vede k nebezpečně zvýšené tendenci ke srážení krve, ale nyní je známo, že to není pravda: bílkoviny závislé na vitaminu K mají omezený počet glutamátových zbytků, které mohou být karboxylovány; ani při vysokých koncentracích vitaminu K není možná další karboxylace nebo nadměrná koagulace (1).

Cílená konzumace vitaminu K se doporučuje především pro zranitelné skupiny. Zejména novorozenci a kojenci jsou vystaveni vysokému riziku vzniku nedostatku vitaminu K a následně zvýšenému riziku krvácení, v nejhorším případě krvácení do mozku. To může být způsobeno tím, že vitamin K neprochází snadno placentární bariérou, nebo může být způsobeno nedostatečnou syntézou srážecích faktorů, sterilním střevním traktem, který ještě nebyl po narození osídlen bakteriemi produkujícími vitamin K, nebo nízkou koncentrací vitaminu K v mateřském mléce. Z tohoto důvodu se novorozencům v mnoha zemích standardně podává perorální nebo intramuskulární vitamin K1 (4). Mezi další rizikové skupiny, které přijímají příliš málo vitaminu K v běžné stravě, patří starší lidé a zejména obyvatelé domovů důchodců (5, 6). Zatím však neexistuje dostatek studií, které by podpořily konkrétní doporučení pro doplňování stravy těchto skupin vitaminem K. Vzhledem k tomu, že starší lidé musí často užívat léky proti srážlivosti krve a účinky těchto látek na ředění krve (např. warfarinu) mohou být částečně eliminovány vitaminem K, mnoho odborníků doporučuje opatrnost, pokud jde o konzumaci vitaminu K prostřednictvím potravin nebo doplňků stravy (7). U postižených osob se doporučuje pravidelné sledování stavu vitaminu K a v případě potřeby úprava dávky warfarinu (8).

S výjimkou těchto zranitelných skupin je nedostatek vitaminu K v průmyslově vyspělých zemích vzácný. Suplementace vitaminu K je zavedenou praxí u pacientů s cystickou fibrózou, jejichž příjem vitaminu K ze stravy je výrazně omezen a u nichž užívání antibiotik snižuje vlastní produkci vitaminu K působením střevní mikroflóry (9). Nicméně stav vitaminu K u těchto pacientů je často nedostatečný i přes doplňkové podávání vitaminu a podle jedné nedávné studie je stavu srovnatelného se zdravými jedinci dosaženo pouze při dávce 1000 mg denně (10).

Zdraví kostí

Osteoporóza je celosvětový zdravotní problém, který má vzhledem k rostoucímu věku světové populace stále větší význam. Odhaduje se, že na celém světě trpí destabilizací kostí související s věkem 200 milionů lidí (11). Jedinými zajímavými mikroživinami pro prevenci a léčbu osteoporózy byly po dlouhou dobu vitamin D a vápník. Od dob Nurses Health Study je však známo, že existuje souvislost mezi nízkým stavem vitaminu K, sníženou hustotou kostí a zvýšeným rizikem zlomenin (12). Tato studie ukázala, že riziko zlomenin ve skupině s nejvyšším příjmem vitaminu K bylo zhruba o 30 % nižší než ve skupině s nejnižším příjmem vitaminu K. V této skupině bylo riziko zlomenin nižší než ve skupině s nejnižším příjmem vitaminu K. Vitamin K tělo potřebuje jako kofaktor pro několik karboxylačních reakcí, které jsou důležité pro mineralizaci kostí a také pro srážení krve. Tvorba proteinů kostní matrix osteokalcinu a matrix Gla (MGP) vyžaduje vitamin K (13). Cirkulující množství nekarboxylovaného osteokalcinu je vyšší, pokud je stav vitaminu K nedostatečný. Osteokalcin se zřejmě podílí na negativní regulaci mineralizace kostí, tj. čím méně osteokalcinu je v kosti přítomno, tím vyšší je její hustota a tvrdost (14). U pacientů s nízkou hustotou kostního minerálu byly navíc zjištěny nízké hladiny vitaminu K (13). Naproti tomu snížení počtu zlomenin pozorované ve studiích s cíleným podáváním tablet vitaminu K nebylo spojeno s vyšší kostní hmotností. Zdá se tedy, že doplňky stravy s vitaminem K zlepšují vlastnosti kostí, které je posilují, aniž by zvyšovaly jejich hustotu (14). U pacientů léčených warfarinem by podávání 100 mg vitaminu K mohlo přinést určitý prospěch a posílit kosti bez nežádoucích interakcí (15).

V randomizované kontrolované studii z Japonska prokázalo podávání vitaminu K2 po dobu dvou let pozitivní vliv na hustotu kostního minerálu a snížení rizika zlomenin obratlů u žen po menopauze (16). Pozorovací studie na zdravých japonských mužích starších 65 let zkoumala konzumaci natto, které se skládá z bakteriálně fermentovaných sójových bobů a obsahuje vitaminy K1 a K2, a souvislost mezi podkarboxylovaným osteokalcinem jako biomarkerem příjmu vitaminu K a hustotou kostního minerálu bederních obratlů a kyčlí (17). Ukázalo se, že účastníci, kteří konzumovali větší množství natto bohatého na vitamin K, měli nižší sérové hladiny podkarboxylovaného osteokalcinu a větší kostní hmotu v kyčlích a krčku stehenní kosti. K potvrzení těchto výsledků a případnému pozdějšímu poskytnutí výživových doporučení je však třeba provést další studie.

Kardiovaskulární zdraví

Vitamín K aktivuje bílkoviny, které jsou důležité pro metabolismus vápníku. Kromě osteokalcinu, který je potřebný pro akumulaci vápníku v kostech, ovlivňuje vitamin K také matrix Gla protein (MGP), který je zodpovědný za regulaci koncentrace vápníku v měkkých tkáních, např. ve stěnách tepen. Předpokládá se, že nedostatek vitaminu K znamená, že tyto proteiny nejsou aktivovány, což vede nejen k porézním kostem, ale také k usazování vápníku (aterosklerotickému plaku) a změnám v cévách (18). To by také vysvětlovalo, proč jsou aterosklerózou více ohroženi pacienti, kteří užívají antikoagulancia (např. kumariny), která inhibují aktivitu vitaminu K.

V randomizované kontrolované studii vedla suplementace stravy vitaminem K1 plus vitaminem D a kombinací minerálů po dobu tří let ke zlepšení elasticity a poddajnosti krčních tepen u žen po menopauze (19). Ukázalo se, že suplementace starších mužů 500 mikrogramy vitaminu K1 denně spolu s multivitaminovým přípravkem zpomaluje postup kalcifikace koronárních tepen.

Jedna observační studie naznačila, že zvýšený příjem potravin bohatých na vitamin K2 po dobu 10 let může být spojen se snížením kalcifikace tepen a nižším rizikem úmrtí na koronární onemocnění srdce (20). Ke zjištění, do jaké míry má vitamin K klinicky relevantní vliv na kardiovaskulární zdraví a jaký příjem by měl být doporučen, jsou nutné randomizované kontrolované studie.

Zdraví nervového systému a mozkových funkcí

Je již dlouho známo, že vitamin K se podílí na syntéze sfingolipidů v mozku. Tyto lipidy jsou důležitou součástí membrán neuronálních buněk a působí jako signální molekuly pro motorické a kognitivní chování. Četné experimentální studie naznačují roli vitaminu K v regulaci několika enzymů metabolismu sfingolipidů v oblastech mozku bohatých na myelin, ačkoli přesné mechanismy nejsou dosud dobře známy (21). Na základě svého významu pro sfingolipidy by vitamin K mohl podporovat kognitivní funkce. Nedostatečný příjem vitaminu K byl spojen se snížením kognitivních schopností a také se zvýšeným oxidačním stresem a nárůstem zánětů (22).

Gas6, vitamin K dependentní protein obsahující gama-karboxyglutamát, hraje důležitou roli v centrálním a periferním nervovém systému jako signální molekula. Gas6 se podílí na dělení, růstu a myelinizaci buněk v celém centrálním nervovém systému. V důsledku toho by dostatečná konzumace vitaminu K mohla přispět k udržení neporušeného nervového systému. Experimentální zjištění, že aktivita Gas6 závislá na vitaminu K chrání neurony před buněčnou smrtí, naznačuje, že vitamin K by mohl zabránit změnám v mozku souvisejícím s věkem – například vzniku Alzheimerovy choroby (23). Důležitý je také vitamin K dependentní protein S, který by jako signální molekula mohl podporovat funkci mozkových cév prostřednictvím antikoagulačních účinků a potenciálně přispívat ke zdraví nervového systému prostřednictvím neuroprotektivních účinků (24). Přesná úloha vitaminu K pro sfingolipidy a vliv Gas6 a proteinu S na funkci mozku a nervového systému, stejně jako možné preventivní účinky pro neurodegenerativní onemocnění, musí být ještě podrobně prozkoumány.

Reprodukční zdraví

Bolestivé, nadměrné nebo nepravidelné děložní stahy v souvislosti s měsíční menstruací (dysmenorea) jsou jedním z nejčastějších důvodů, které uvádějí mladé ženy pro opakovanou absenci ve škole nebo v práci. Farmakologická léčba zahrnuje perorální nesteroidní protizánětlivé léky a perorální antikoncepci. V Číně je již mnoho let standardní léčbou dysmenorey injekce vitaminu K do určitého akupunkturního bodu na dolní končetině, San Yin Yao/Milz 6. V Číně je standardní léčbou dysmenorey injekce vitaminu K do akupunkturního bodu na dolní končetině. První randomizovaná kontrolovaná studie nyní ukázala, že injekce vitaminu K do tohoto akupunkturního bodu rychle zmírňuje potíže a snižuje užívání léků proti bolesti u žen ve věku 14 až 25 let (25). Předpokládá se, že vitamin K pomáhá uvolnit dělohu tím, že snižuje svalové křeče vyvolané prostaglandiny. V současné době však není známo, jakou roli tento vitamin ve svalech hraje. Navíc se zdá, že nižší hladina estrogenů u žen po menopauze ovlivňuje hladinu vitaminu K (19). Možné souvislosti mezi vitaminem K a pohlavními hormony, stejně jako úloha tohoto vitaminu při udržování reprodukčního zdraví, jsou v současné době předmětem zkoumání

.