A tudósok sokáig úgy vélték, hogy a K-vitamin egyetlen lényeges élettani funkciója a véralvadási faktorok szintézisében és így a véralvadás fenntartásában betöltött szerepe. A K-vitamin nevében a K az alvadás dán helyesírásából származik – Koagulation. A K-vitamin-függő reakciók által aktivált specifikus fehérjék azonosítását követően azonban gyorsan nyilvánvalóvá vált, hogy ez a vitamin a szervezetben lényegesen szélesebb hatásspektrummal rendelkezik. Ezek közé a fehérjék közé olyan változatos anyagok tartoznak, mint a véralvadáshoz szükséges protrombin, az artériák és szövetek meszesedését megakadályozó Gla-mátrixfehérje és a csontok mineralizációjában részt vevő oszteokalcin. Az újabb kutatásokban a vita egyre inkább a K-vitamin szív- és érrendszeri egészség, a kognitív funkciók és a reprodukció szempontjából betöltött jelentőségére összpontosít (1).

A K-vitamin funkciója a

Véralvadás fenntartásában

A K-vitamin legismertebb tevékenysége a májban a véralvadási fehérjék, mint a protrombin (II. faktor) és a véralvadási faktorok (VII, IX és X) termelésében és aktiválásában társfaktorként betöltött szerepe. E fehérjék prekurzorai a K-vitamin-függő enzimek hatására alakulnak át aktív formájukká. A K-vitamin tehát a gamma-glutamát-karboxiláz enzim kofaktoraként működik, amely a fehérjék glutaminsav-egységeit egy karboxilcsoport (-COOH) bevezetésével gamma-karboxi-glutaminsavvá (GLA) alakítja át (2,3). Ez a karboxilálási reakció döntő fontosságú a K-vitaminfüggő fehérjék kalciumkötő funkciója szempontjából. Egy ilyen fehérje karboxilációjának mértéke felhasználható a K-vitamin-státusz meghatározására.

A véralvadás folyamata az X faktor aktiválásával kezdődik, amely a protrombinból trombin képződését váltja ki. A trombin ezután a fibrinogénből fibrin-monomerek képződéséhez vezet. A fibrin-monomerek polimerizáció révén fibrinszálak hálóját alkotják, és ezek a szálak felhalmozódnak a vérsejtekben, és trombus kialakulásához vezetnek, amely lezárja a sérült eret, és a vérzés eláll. Sokáig úgy gondolták, hogy a K-vitamin túlzott fogyasztása veszélyesen fokozott véralvadási hajlamot eredményez, de ma már tudjuk, hogy ez nem igaz: a K-vitamin-függő fehérjék korlátozott számú glutamátmaradvánnyal rendelkeznek, amelyek karboxilálhatók; még magas K-vitamin-koncentráció esetén sem lehetséges további karboxiláció vagy túlzott véralvadás (1).

A K-vitamin célzott fogyasztása mindenekelőtt a veszélyeztetett csoportok számára ajánlott. Különösen az újszülöttek és a szoptatott csecsemők vannak kitéve a K-vitamin-hiány kialakulásának és ennek következtében a vérzés, legrosszabb esetben az agyvérzés fokozott kockázatának. Ennek oka lehet, hogy a K-vitamin nem jut át könnyen a placentáris gáton, vagy az alvadási faktorok elégtelen szintézise, a születéskor még nem K-vitamin-termelő baktériumokkal megtelepedett steril bélrendszer vagy az anyatej alacsony K-vitamin-koncentrációja. Emiatt az újszülöttek számos országban standardként orális vagy intramuszkuláris K1-vitamint kapnak (4). További veszélyeztetett csoportok, akik a szokásos étrendjükkel túl kevés K-vitamint fogyasztanak, az idősek és különösen az idősotthonok lakói (5, 6). Mivel az időseknek gyakran kell véralvadásgátló gyógyszereket szedniük, és az ilyen vérhígító szerek (pl. warfarin) hatását a K-vitamin részben kiolthatja, sok szakértő óvatosságra int a K-vitamin élelmiszerekkel vagy étrend-kiegészítőkkel történő fogyasztását illetően (7). Az érintettek számára ajánlott a K-vitamin-státusz rendszeres ellenőrzése, és szükség esetén a warfarin adagjának módosítása (8).

Ezek a veszélyeztetett csoportok kivételével az iparosodott országokban ritka a K-vitaminhiány. A K-vitamin-pótlás bevett gyakorlat a cisztás fibrózisban szenvedő betegek esetében, akiknek a táplálékból történő K-vitaminfelvétele erősen korlátozott, és akiknek antibiotikum-használata a bél mikroflóra hatására csökkenti a saját K-vitamin-termelésüket (9). Mindazonáltal az ilyen betegek K-vitamin-státusa a kiegészítő vitaminadagolás ellenére gyakran nem megfelelő, és egy nemrégiben végzett vizsgálat szerint az egészséges egyénekével összemérhető állapotot csak napi 1000 mg-os adaggal lehet elérni (10).

Csontegészség

Az osteoporosis a világ népességének növekvő életkorát tekintve egyre fontosabb globális egészségügyi probléma. Becslések szerint világszerte 200 millió ember szenved a csontok korral járó destabilizációjától (11). A csontritkulás megelőzése és kezelése szempontjából sokáig csak a D-vitamin és a kalcium volt érdekes mikrotápanyag. A Nurses Health Study óta azonban ismert, hogy összefüggés van az alacsony K-vitamin-állapot, a csökkent csontsűrűség és a csonttörések fokozott kockázata között (12). Ez a vizsgálat kimutatta, hogy a legmagasabb K-vitamin-bevitellel rendelkező csoportban a törések kockázata mintegy 30%-kal alacsonyabb volt, mint a legalacsonyabb K-vitamin-bevitellel rendelkező csoportban. A K-vitaminra a szervezetnek társfaktorként van szüksége számos karboxilációs reakcióhoz, amelyek fontosak a csontok mineralizációja, valamint a véralvadás szempontjából. A csontmátrix fehérjék, az oszteokalcin és a mátrix Gla (MGP) előállításához K-vitaminra van szükség (13). A karboxilálatlan oszteokalcin keringő mennyisége magasabb, ha a K-vitamin-státusz nem megfelelő. Az oszteokalcin nyilvánvalóan részt vesz a csont mineralizációjának negatív szabályozásában, azaz minél kevesebb oszteokalcin van jelen a csontban, annál nagyobb annak sűrűsége és keménysége (14). Ráadásul alacsony K-vitamin-szintet találtak olyan betegeknél, akiknél alacsony volt a csont ásványi sűrűsége (13). Ezzel szemben a K-vitamin tabletták célzott adagolásával végzett vizsgálatokban megfigyelt csökkent törési arány nem járt együtt a nagyobb csonttömeggel. Úgy tűnik tehát, hogy a K-vitamin táplálékkiegészítés javítja a csont olyan tulajdonságait, amelyek erősítik azt anélkül, hogy növelnék a csont sűrűségét (14). Warfarinnal kezelt betegeknél 100 mg K-vitamin adása bizonyos előnyt jelenthet, és nemkívánatos kölcsönhatások nélkül erősítheti a csontokat (15).

Egy Japánban végzett randomizált, kontrollált vizsgálatban a K2-vitamin két éven át történő adása pozitív hatást mutatott a csont ásványi sűrűségére és csökkentette a csigolyatörés kockázatát menopauza utáni nőknél (16). Egy 65 év feletti egészséges japán férfiakon végzett megfigyeléses vizsgálat a K1- és K2-vitamint tartalmazó, bakteriálisan fermentált szójababból álló natto fogyasztását, valamint a K-vitamin-bevitel biomarkereként használt alkarboxilált oszteokalcin és az ágyéki csigolyák és a csípő csont ásványi sűrűsége közötti összefüggést vizsgálta (17). Kimutatták, hogy azoknál a résztvevőknél, akik nagyobb mennyiségű K-vitaminban gazdag nattót fogyasztottak, alacsonyabb volt az alkarboxilált oszteokalcin szérumszintje, és nagyobb volt a csípő és a combnyak csonttömege. További vizsgálatokra van azonban szükség ezen eredmények megerősítéséhez és esetleg későbbi étrendi ajánlások megfogalmazásához.

Szív- és érrendszeri egészség

A K-vitamin aktiválja a kalcium-anyagcserében fontos fehérjéket. Az oszteokalcin mellett, amely a kalcium csontokban való felhalmozódásához szükséges, a K-vitamin befolyásolja a mátrix Gla fehérjét (MGP) is, amely a kalcium koncentrációjának szabályozásáért felelős a lágyszövetekben, például az artériák falában. Úgy gondolják, hogy a K-vitamin hiánya azt jelenti, hogy ezek a fehérjék nem aktiválódnak, ami nemcsak porózus csontokhoz, hanem kalciumlerakódásokhoz (ateroszklerotikus plakk) és az erek változásaihoz is vezet (18). Ez magyarázná azt is, hogy a K-vitamin aktivitását gátló véralvadásgátló szereket (pl. kumarinokat) szedő betegeknél miért nagyobb az érelmeszesedés kockázata.

Egy randomizált, kontrollált vizsgálatban a K1-vitamin plusz D-vitamin és ásványi anyagok kombinációjának három éven át történő étrend-kiegészítése a menopauza utáni nőknél a nyaki verőér rugalmasságának és hajlékonyságának javulását eredményezte (19). Idősebb férfiak napi 500 mikrogramm K1-vitaminnal való kiegészítése egy multivitamin termékkel együtt úgy tűnt, hogy lassítja a koszorúér-meszesedés előrehaladását.

Egy megfigyeléses vizsgálat azt jelezte, hogy a K2-vitaminban gazdag élelmiszerek fokozott bevitele 10 éven keresztül összefüggésbe hozható az artériák meszesedésének csökkenésével és a koszorúér-betegségben való elhalálozás alacsonyabb kockázatával (20). Randomizált, kontrollált vizsgálatokra van szükség annak meghatározására, hogy a K-vitamin milyen mértékben befolyásolja klinikailag relevánsan a szív- és érrendszeri egészséget, és milyen beviteleket kellene ajánlani.

Az idegrendszer és az agyi funkciók egészsége

Régóta ismert, hogy a K-vitamin részt vesz a szfingolipidek szintézisében az agyban. Ezek a lipidek a neuronális sejtmembránok fontos összetevői, és a motoros és kognitív viselkedés jelzőmolekuláiként működnek. Számos kísérleti tanulmány utal arra, hogy a K-vitamin szerepet játszik a szfingolipid-anyagcsere számos enzimének szabályozásában az agy myelinben gazdag régióiban, bár a pontos mechanizmusok még nem teljesen tisztázottak (21). A szfingolipidekkel kapcsolatos jelentősége alapján a K-vitamin támogathatja a kognitív funkciókat. A K-vitamin elégtelen bevitelét összefüggésbe hozták a csökkent kognícióval, valamint a fokozott oxidatív stresszel és a gyulladások növekedésével (22).

A K-vitaminfüggő gamma-karboxi-glutamát tartalmú fehérje, a Gas6 fontos szerepet játszik a központi és perifériás idegrendszerben, mint jelzőmolekula. A Gas6 részt vesz a sejtek osztódásában, növekedésében és mielinizációjában az egész központi idegrendszerben. Következésképpen a K-vitamin megfelelő mértékű fogyasztása hozzájárulhat az ép idegrendszer fenntartásához. Az a kísérleti eredmény, hogy a K-vitamin-függő Gas6-aktivitás megvédi az idegsejteket a sejthaláltól, arra utal, hogy a K-vitamin megelőzheti az agyban az életkorral összefüggő változásokat – például az Alzheimer-kór kialakulását (23). Szintén fontos a K-vitamin-függő S-protein, amely jelzőmolekulaként antikoaguláns hatása révén támogathatja az agyi érrendszer működését, és neuroprotektív hatása révén potenciálisan hozzájárulhat az idegrendszer egészségéhez (24). A K-vitamin pontos szerepét a szfingolipidek és a Gas6 és a protein S agyműködésre és idegrendszerre gyakorolt hatását, valamint a neurodegeneratív betegségek lehetséges megelőző hatásait még részletesen kell kutatni.

Reproduktív egészség

A havi menstruációval összefüggésben jelentkező fájdalmas, túlzott vagy szabálytalan méhösszehúzódások (dysmenorrhoea) a fiatal nők által az iskolából vagy munkából való ismételt hiányzás egyik leggyakoribb oka. A farmakológiai kezelés magában foglalja az orális nem-szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszereket és az orális fogamzásgátlókat. Kínában a K-vitamin injekció beadása az alsó lábszár egy bizonyos akupunktúrás pontjába, a San Yin Yao/Milz 6 pontba évek óta a dysmenorrhea standard kezelése. Egy első randomizált, kontrollált vizsgálat most kimutatta, hogy az akupunktúrás pontba adott K-vitamin-injekció gyorsan enyhíti a panaszokat és csökkenti a fájdalomcsillapítók használatát 14 és 25 év közötti nőknél (25). Úgy gondolják, hogy a K-vitamin segít ellazítani a méhet azáltal, hogy csökkenti a prosztaglandinok által kiváltott izomgörcsöket. Jelenleg azonban nem ismert, hogy a vitamin milyen szerepet játszik az izmokban. Ezenkívül úgy tűnik, hogy a menopauza utáni nők alacsonyabb ösztrogénszintje befolyásolja a K-vitamin szintjét (19). A K-vitamin és a nemi hormonok közötti lehetséges összefüggéseket, valamint e vitamin szerepét a reproduktív egészség fenntartásában jelenleg vizsgálják.