Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que son rôle dans la synthèse des facteurs de coagulation et donc dans le maintien de la coagulation sanguine était la seule fonction physiologique essentielle de la vitamine K. En effet, le K de son nom vient de l’orthographe danoise de coagulation – Koagulation. Cependant, après l’identification de protéines spécifiques qui sont activées par des réactions dépendantes de la vitamine K, il est rapidement devenu évident que cette vitamine a un spectre d’activité beaucoup plus large dans l’organisme. Ces protéines comprennent des substances aussi diverses que la prothrombine, nécessaire à la coagulation du sang, la protéine Gla de la matrice, qui empêche la calcification des artères et des tissus, et l’ostéocalcine, qui participe à la minéralisation des os. Dans des recherches plus récentes, la discussion porte de plus en plus sur l’importance de la vitamine K pour la santé cardiovasculaire, la fonction cognitive et la reproduction (1).

La fonction de la vitamine K dans le maintien de

la coagulation sanguine

L’activité la plus connue de la vitamine K est sa fonction de cofacteur dans la production et l’activation des protéines de coagulation comme la prothrombine (facteur II) et les facteurs de coagulation (VII, IX et X) dans le foie. Les précurseurs de ces protéines sont transformés en leurs formes actives sous l’influence d’enzymes dépendantes de la vitamine K. Ainsi, la vitamine K fonctionne comme un cofacteur pour l’enzyme gamma-glutamate-carboxylase, qui convertit les unités d’acide glutamique des protéines par l’introduction d’un groupe carboxyle (-COOH) en acide gamma-carboxyglutamique (GLA) (2,3). Cette réaction de carboxylation est cruciale pour la fonction de liaison au calcium des protéines dépendantes de la vitamine K. Le degré de carboxylation d’une telle protéine peut être utilisé pour déterminer le statut en vitamine K.

Le processus de coagulation commence par l’activation du facteur X, qui déclenche la formation de thrombine à partir de la prothrombine. La thrombine entraîne ensuite la formation de monomères de fibrine à partir du fibrinogène. Les monomères de fibrine forment un maillage de fibres de fibrine par polymérisation, et ces fibres s’accumulent dans les cellules sanguines et conduisent à la formation d’un thrombus, qui scelle le vaisseau sanguin lésé et provoque l’arrêt du saignement. On a longtemps pensé qu’une consommation excessive de vitamine K entraînerait une tendance dangereusement accrue à la coagulation, mais on sait aujourd’hui que c’est faux : les protéines dépendantes de la vitamine K possèdent un nombre limité de résidus glutamate pouvant être carboxylés ; même avec des concentrations élevées de vitamine K, aucune autre carboxylation ou coagulation excessive n’est possible (1).

Une consommation ciblée de vitamine K est recommandée avant tout pour les groupes vulnérables. Les nouveau-nés et les nourrissons allaités sont particulièrement exposés à un risque élevé de développer une carence en vitamine K et par conséquent à un risque accru d’hémorragie, dans le pire des cas d’hémorragie cérébrale. Cela peut s’expliquer par le fait que la vitamine K ne traverse pas facilement la barrière placentaire, ou peut être dû à une synthèse insuffisante des facteurs de coagulation, à un tractus intestinal stérile non encore colonisé par des bactéries productrices de vitamine K à la naissance ou à une faible concentration de vitamine K dans le lait maternel. C’est pourquoi, dans de nombreux pays, les nouveau-nés reçoivent en standard de la vitamine K1 par voie orale ou intramusculaire (4). Parmi les autres groupes à risque qui consomment trop peu de vitamine K dans leur alimentation normale, on trouve les personnes âgées et surtout les résidents des maisons de retraite (5, 6). Cependant, il n’existe pas encore suffisamment d’études pour étayer des recommandations concrètes concernant la supplémentation alimentaire de ces groupes en vitamine K. Étant donné que les personnes âgées doivent souvent prendre des médicaments anticoagulants et que les effets de ces agents anticoagulants (par exemple la warfarine) peuvent être partiellement annulés par la vitamine K, de nombreux experts conseillent la prudence en ce qui concerne la consommation de vitamine K par l’alimentation ou les compléments alimentaires (7). Une surveillance régulière du statut en vitamine K est recommandée pour les personnes concernées et, si nécessaire, la dose de warfarine doit être ajustée (8).

À l’exception de ces groupes vulnérables, les carences en vitamine K sont rares dans les pays industrialisés. La supplémentation en vitamine K est une pratique établie pour les patients atteints de mucoviscidose, dont l’assimilation de la vitamine K à partir de l’alimentation est sévèrement limitée, et dont l’utilisation d’antibiotiques réduit leur propre production de vitamine K par l’action de la microflore intestinale (9). Néanmoins, le statut en vitamine K de ces patients est souvent insuffisant malgré l’administration de suppléments vitaminiques et, selon une étude récente, un statut com-parable à celui des individus sains n’est atteint qu’avec une dose de 1000 mg par jour (10).

Santé osseuse

L’ostéoporose est un problème de santé mondial d’importance croissante compte tenu de l’âge croissant de la popu-lation mondiale. On estime que 200 millions de personnes dans le monde souffrent d’une déstabilisation des os liée à l’âge (11). Pendant longtemps, les seuls micronutriments intéressants pour la prévention et le traitement de l’ostéoporose ont été la vitamine D et le calcium. Mais depuis la Nurses Health Study, on sait qu’il existe une association entre un statut faible en vitamine K, une densité osseuse réduite et un risque accru de fractures (12). Cette étude a montré que le risque de fractures dans le groupe ayant l’apport le plus élevé en vitamine K était inférieur d’environ 30 % à celui du groupe ayant l’apport le plus faible. La vitamine K est nécessaire à l’organisme en tant que cofacteur pour plusieurs réactions de carboxylation qui sont importantes pour la minéralisation osseuse, ainsi que pour la coagulation sanguine. La production des protéines de la matrice osseuse, l’ostéocalcine et la matrice Gla (MGP), nécessite de la vitamine K (13). Les quantités circulantes d’ostéocalcine non carboxylée sont plus élevées lorsque le statut en vitamine K est insuffisant. L’ostéocalcine est évidemment impliquée dans la régulation négative de la minéralisation osseuse, c’est-à-dire que moins l’os contient d’ostéocalcine, plus sa densité et sa dureté sont élevées (14). De plus, de faibles niveaux de vitamine K ont été trouvés chez les patients présentant une faible densité minérale osseuse (13). En revanche, la réduction des taux de fracture observée dans les études portant sur l’administration ciblée de comprimés de vitamine K n’était pas associée à une plus grande masse osseuse. Par conséquent, la supplémentation alimentaire en vitamine K semble améliorer les propriétés de l’os qui le renforcent sans augmenter sa densité (14). Chez les patients traités par warfarine, l’administration de 100 mg de vitamine K pourrait apporter un certain bénéfice et renforcer les os sans interactions indésirables (15).

Dans une étude contrôlée randomisée du Japon, l’administration de vitamine K2 sur une période de deux ans a montré un effet positif sur la densité minérale osseuse et une diminution du risque de fracture vertébrale chez les femmes post-ménopausées (16). Une étude d’observation sur des hommes japonais en bonne santé âgés de plus de 65 ans a examiné la consommation de natto, qui consiste en des graines de soja fermentées par des bactéries et contient des vitamines K1 et K2, et l’association entre l’ostéocalcine sous-carboxylée, en tant que biomarqueur de l’apport en vitamine K, et la densité minérale osseuse des vertèbres lombaires et des hanches (17). Il a été démontré que les participants qui consommaient de grandes quantités de natto riche en vitamine K présentaient des taux sériques plus faibles d’ostéocalcine sous-carboxylée et une plus grande masse osseuse dans les hanches et le col du fémur. Cependant, d’autres études sont nécessaires pour confirmer ces résultats et éventuellement fournir des recommandations diététiques à un stade ultérieur.

Santé cardiovasculaire

La vitamine K active des protéines qui sont importantes pour le métabolisme du calcium. Outre l’ostéocalcine, qui est nécessaire à l’accumulation du calcium dans les os, la vitamine K influence également la protéine Gla matricielle (MGP), qui est responsable de la régulation de la concentration de calcium dans les tissus mous, comme les parois des artères. On pense qu’un manque de vitamine K signifie que ces protéines ne sont pas activées, ce qui conduit non seulement à des os poreux mais aussi à des dépôts de calcium (plaque d’athérome) et à des modifications des vaisseaux sanguins (18). Cela expliquerait également pourquoi les patients qui prennent des anticoagulants (par exemple des coumarines) qui inhibent l’activité de la vitamine K sont plus exposés au risque d’athérosclérose.

Dans une étude contrôlée randomisée, la supplémentation alimentaire en vitamine K1 plus vitamine D et une combinaison de minéraux sur une période de trois ans a entraîné une amélioration de l’élasticité et de la souplesse de l’artère carotide chez les femmes ménopausées (19). La supplémentation d’hommes âgés avec 500 microgrammes de vitamine K1 par jour en même temps qu’un produit multivitaminé a semblé ralentir la progression de la calcification des artères coronaires.

Une étude d’observation a indiqué qu’une augmentation des apports en aliments riches en vitamine K2 sur une période de 10 ans pourrait être associée à une réduction de la calcification des artères et à un risque moindre de mourir d’une maladie coronarienne (20). Des études randomisées contrôlées sont nécessaires pour déterminer dans quelle mesure la vitamine K a une influence cliniquement pertinente sur la santé cardiovasculaire et quels apports devraient être recommandés.

Santé du système nerveux et des fonctions cérébrales

On sait depuis longtemps que la vitamine K participe à la synthèse des sphingolipides dans le cerveau. Ces lipides sont des composants importants des membranes cellulaires neuronales et agissent comme des molécules de signalisation du comportement moteur et cognitif. De nombreuses études expérimentales indiquent un rôle de la vitamine K dans la régulation de plusieurs enzymes du métabolisme des sphingolipides dans les régions du cerveau riches en myéline, bien que les mécanismes exacts ne soient pas encore bien compris (21). En raison de son importance pour les sphingolipides, la vitamine K pourrait soutenir les fonctions cognitives. Un apport insuffisant en vitamine K a été associé à une diminution de la cognition ainsi qu’à une augmentation du stress oxydatif et des inflammations (22).

Gas6, une protéine contenant du gamma-carboxyglutamate dépendante de la vitamine K, joue un rôle important dans les systèmes nerveux central et périphérique en tant que molécule de signalisation. Gas6 est impliquée dans la division, la croissance et la myélinisation des cellules dans tout le système nerveux central. Par conséquent, une consommation suffisante de vitamine K pourrait contribuer à maintenir un système nerveux intact. La découverte expérimentale que l’activité Gas6 dépendante de la vitamine K protège les neurones de la mort cellulaire indique que la vitamine K pourrait prévenir les changements liés à l’âge dans le cerveau – par exemple l’apparition de la maladie d’Alzheimer (23). La protéine S dépendante de la vitamine K est également importante. En tant que molécule de signalisation, elle pourrait soutenir la fonction vasculaire cérébrale par ses effets anticoagulants et contribuer potentiellement à la santé du système nerveux par ses effets neuroprotecteurs (24). Le rôle exact de la vitamine K pour les sphingolipides et l’influence de Gas6 et de la protéine S sur la fonction cérébrale et le système nerveux ainsi que les effets préventifs possibles pour les maladies neurodégénératives doivent encore être étudiés en détail.

Santé reproductive

Les contractions utérines douloureuses, excessives ou irrégulières dans le cadre des règles mensuelles (dysménorrhée) sont l’une des raisons les plus fréquemment invoquées par les jeunes femmes pour justifier des absences répétées à l’école ou au travail. Le traitement pharmaco-logique comprend des anti-inflammatoires non stéroïdiens par voie orale et des contraceptifs oraux. En Chine, une injection de vitamine K dans un point d’acupuncture particulier de la jambe inférieure, le San Yin Yao/Milz 6, est le traitement standard de la dysménorrhée depuis de nombreuses années. Une première étude randomisée et contrôlée a maintenant montré qu’une injection de vitamine K dans ce point d’acupuncture soulage rapidement l’inconfort et réduit l’utilisation d’analgésiques chez les femmes âgées de 14 à 25 ans (25). On pense que la vitamine K aide à détendre l’utérus en réduisant les crampes musculaires provoquées par les prostaglandines. Cependant, on ignore à l’heure actuelle le rôle que joue cette vitamine dans les muscles. En outre, le niveau plus faible d’œstrogènes chez les femmes ménopausées semble influencer les niveaux de vitamine K (19). Les liens possibles entre la vitamine K et les hormones sexuelles, ainsi que le rôle de cette vitamine dans le maintien de la santé reproductive, sont actuellement à l’étude.