Lange tijd dachten wetenschappers dat de rol van vitamine K bij de synthese van stollingsfactoren en dus bij de instandhouding van de bloedstolling de enige essentiële fysiologische functie van vitamine K was. De K in zijn naam komt inderdaad van de Deense spelling van stolling – Koagulation. Na de identificatie van specifieke proteïnen die geactiveerd worden door vitamine K afhankelijke reacties werd het echter snel duidelijk dat deze vitamine een aanzienlijk breder spectrum van activiteiten in het organisme heeft. Tot deze eiwitten behoren zulke uiteenlopende stoffen als protrombine, dat nodig is voor de bloedstolling, matrix Gla proteïne, dat verkalking van de slagaders en het weefsel voorkomt, en osteocalcine, dat betrokken is bij de botmineralisatie. In recenter onderzoek richt de discussie zich steeds meer op het belang van vitamine K voor de cardiovasculaire gezondheid, de cognitieve functie en de voortplanting (1).

De functie van vitamine K bij de instandhouding van

Bloedstolling

De bekendste activiteit van vitamine K is zijn functie als co-factor bij de productie en activering van stollingseiwitten zoals protrombine (Factor II) en stollingsfactoren (VII, IX en X) in de lever. De precursors van deze eiwitten worden onder invloed van vitamine K-afhankelijke enzymen omgezet in hun actieve vormen. Zo fungeert vitamine K als een co-factor voor het enzym gamma-glutamaat-carboxylase, dat de glutaminezuureenheden van de eiwitten door de invoering van een carboxylgroep (-COOH) omzet in gamma-carboxyglutaminezuur (GLA) (2,3). Deze carboxyleringsreactie is van cruciaal belang voor de calciumbindende functie van vitamine K-afhankelijke eiwitten. De mate van carboxylering van zo’n eiwit kan worden gebruikt om de vitamine K-status te bepalen.

Het stollingsproces begint met de activering van factor X, die de vorming van trombine uit protrombine in gang zet. Trombine leidt vervolgens tot de vorming van fibrine-monomeren uit fibrinogeen. Fibrinemonomeren vormen een netwerk van fibrinevezels door polymerisatie, en deze vezels hopen zich op in bloedcellen en leiden tot de vorming van een trombus, die het beschadigde bloedvat afsluit en ervoor zorgt dat het bloeden stopt. Lange tijd werd gedacht dat overmatige consumptie van vitamine K zou leiden tot een gevaarlijk verhoogde neiging tot stolling, maar nu is bekend dat dit niet waar is: de vitamine K afhankelijke eiwitten bezitten een beperkt aantal glutamaat residuen die gecarboxyleerd kunnen worden; zelfs met hoge concentraties vitamine K is geen verdere carboxylering of overmatige stolling mogelijk (1).

Gerichte consumptie van vitamine K wordt vooral aanbevolen voor kwetsbare groepen. Vooral pasgeborenen en zuigelingen die borstvoeding krijgen, lopen een groot risico op een vitamine K-tekort en daardoor op een verhoogd risico op bloedingen, in het ergste geval hersenbloedingen. Dit kan te wijten zijn aan het feit dat vitamine K niet gemakkelijk de placentabarrière passeert, aan onvoldoende synthese van stollingsfactoren, aan een steriel darmkanaal dat bij de geboorte nog niet gekoloniseerd is door vitamine K-producerende bacteriën of aan een lage concentratie vitamine K in moedermelk. Om deze reden krijgen pasgeborenen in veel landen standaard oraal of intramusculair vitamine K1 toegediend (4). Andere risicogroepen die in hun normale voeding te weinig vitamine K binnenkrijgen, zijn ouderen en met name bewoners van bejaardentehuizen (5, 6). Er zijn echter nog onvoldoende studies om concrete aanbevelingen voor voedingssuppletie van deze groepen met vitamine K te ondersteunen. Aangezien ouderen vaak anti-stollingsmedicatie moeten nemen en de effecten van dergelijke bloedverdunnende middelen (bv. warfarine) gedeeltelijk teniet kunnen worden gedaan door vitamine K, adviseren veel deskundigen om voorzichtig te zijn met de inname van vitamine K via voedsel of voedingssupplementen (7). Regelmatige controle van de vitamine K-status wordt aanbevolen voor de betrokkenen, en indien nodig moet de dosis warfarine worden aangepast (8).

Met uitzondering van deze kwetsbare groepen komen vitamine K-tekorten in geïndustrialiseerde landen zelden voor. Vitamine K-suppletie is een gangbare praktijk voor patiënten met cystische fibrose, bij wie de opname van vitamine K uit de voeding ernstig beperkt is, en bij wie het gebruik van antibiotica de eigen productie van vitamine K vermindert door toedoen van de intestinale microflora (9). Desondanks is de vitamine K-status van deze patiënten vaak onvoldoende ondanks de toediening van extra vitamine en, volgens een recente studie, wordt een status vergelijkbaar met die van gezonde personen alleen bereikt met een dosis van 1000 mg per dag (10).

Botgezondheid

Osteoporose is een wereldwijd gezondheidsprobleem van toenemend belang met het oog op de stijgende leeftijd van de wereldbevolking. Naar schatting 200 miljoen mensen in de wereld lijden aan leeftijdsgebonden destabilisatie van de beenderen (11). De enige microvoedingsstoffen die van belang waren voor de preventie en behandeling van osteoporose waren lange tijd vitamine D en calcium. Maar sinds de Nurses Health Study is bekend dat er een verband bestaat tussen een lage vitamine K-status, verminderde botdichtheid en een verhoogd risico op fracturen (12). Deze studie toonde aan dat het risico op breuken in de groep met de hoogste inname van vitamine K ongeveer 30% lager was dan in de groep met de laagste inname van vitamine K. Vitamine K is in het lichaam nodig als een co-factor voor verschillende carboxyleringsreacties die belangrijk zijn voor botmineralisatie, alsook voor de bloedstolling. De productie van de botmatrix-eiwitten osteocalcine en matrix Gla (MGP) vereist vitamine K (13). De circulerende hoeveelheden ongecarboxyleerd osteocalcine zijn hoger wanneer de vitamine K-status onvoldoende is. Osteocalcine is duidelijk betrokken bij de negatieve regulatie van botmineralisatie, d.w.z. hoe minder osteocalcine aanwezig is in het bot, hoe hoger de dichtheid en hardheid ervan (14). Bovendien werden lage vitamine K-spiegels aangetroffen bij patiënten met een lage botmineraaldichtheid (13). De verminderde fractuurpercentages die werden waargenomen in studies met gerichte toediening van vitamine K-tabletten werden daarentegen niet geassocieerd met een grotere botmassa. Suppletie met vitamine K lijkt dus de botversterkende eigenschappen van het bot te verbeteren zonder de dichtheid ervan te verhogen (14). Bij patiënten die behandeld worden met warfarine zou toediening van 100 mg vitamine K een zeker voordeel kunnen opleveren en de botten versterken zonder ongewenste interacties (15).

In een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek uit Japan bleek toediening van vitamine K2 over een periode van twee jaar een positief effect te hebben op de botmineraaldichtheid en een verlaging van het risico op wervelfracturen bij postmenopauzale vrouwen (16). Een observationele studie bij gezonde Japanse mannen ouder dan 65 jaar onderzocht de consumptie van natto, dat bestaat uit bacterieel gefermenteerde sojabonen en vitamine K1 en K2 bevat, en het verband tussen ondergecarboxyleerd osteocalcine, als biomarker voor vitamine K-inname, en de botmineraaldichtheid van de lendenwervels en de heupen (17). Er werd aangetoond dat deelnemers die grotere hoeveelheden vitamine K rijke natto consumeerden lagere serumwaarden van ondergecarboxyleerd osteocalcine hadden en een grotere botmassa in de heupen en de nek van het dijbeen. Er zijn echter meer studies nodig om deze resultaten te bevestigen en mogelijk in een later stadium voedingsaanbevelingen te geven.

Cardiovasculaire gezondheid

Vitamine K activeert eiwitten die belangrijk zijn voor het calciummetabolisme. Naast osteocalcine, dat nodig is voor de accumulatie van calcium in de botten, beïnvloedt vitamine K ook matrix Gla proteïne (MGP), dat verantwoordelijk is voor de regulering van de calciumconcentratie in zacht weefsel, zoals de wanden van de slagaders. Men denkt dat een gebrek aan vitamine K betekent dat deze eiwitten niet worden geactiveerd, wat niet alleen leidt tot poreuze botten, maar ook tot kalkafzettingen (atherosclerotische plaque) en veranderingen in de bloedvaten (18). Dit zou ook verklaren waarom patiënten die antistollingsmiddelen (bijv. coumarines) gebruiken die de activiteit van vitamine K remmen, meer risico lopen op atherosclerose.

In een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek resulteerde voedingssuppletie met vitamine K1 plus vitamine D en een combinatie van mineralen over een periode van drie jaar in een verbetering van de elasticiteit en buigzaamheid van de halsslagader bij postmenopauzale vrouwen (19). Suppletie van oudere mannen met 500 microgram vitamine K1 per dag in combinatie met een multivitamineproduct bleek de voortgang van verkalking van de kransslagaderen te vertragen.

Eén observationele studie gaf aan dat een verhoogde inname van vitamine K2-rijk voedsel over een periode van 10 jaar geassocieerd zou kunnen worden met verminderde verkalking van de slagaders en een lager risico op overlijden aan coronaire hartziekten (20). Gerandomiseerde gecontroleerde studies zijn nodig om te bepalen in hoeverre vitamine K een klinisch relevante invloed heeft op de cardiovasculaire gezondheid en welke inname zou moeten worden aanbevolen.

Gezondheid van zenuwstelsel en hersenfuncties

Het is al lang bekend dat vitamine K betrokken is bij de synthese van sfingolipiden in de hersenen. Deze lipiden zijn belangrijke bestanddelen van neuronale celmembranen en fungeren als signaalmoleculen voor motorisch en cognitief gedrag. Talrijke experimentele studies wijzen op een rol voor vitamine K in de regulatie van verschillende enzymen van het sfingolipidenmetabolisme in myeline-rijke gebieden van de hersenen, hoewel de precieze mechanismen nog niet goed begrepen zijn (21). Op grond van zijn belang voor sfingolipiden zou vitamine K de cognitieve functies kunnen ondersteunen. Een onvoldoende inname van vitamine K is in verband gebracht met een verminderde cognitie, alsook met een verhoogde oxidatieve stress en een toename van ontstekingen (22).

Gas6, een vitamine K-afhankelijk gamma-carboxyglutamaat-bevattend eiwit, speelt een belangrijke rol in het centrale en perifere zenuwstelsel als een signaleringsmolecuul. Gas6 is betrokken bij de deling, groei en myelinisatie van cellen in het centrale zenuwstelsel. Bijgevolg zou een voldoende inname van vitamine K kunnen bijdragen tot het behoud van een intact zenuwstelsel. De experimentele bevinding dat vitamine K-afhankelijke Gas6-activiteit neuronen beschermt tegen celdood, wijst erop dat vitamine K leeftijdsgebonden veranderingen in de hersenen – bijvoorbeeld het ontstaan van de ziekte van Alzheimer – zou kunnen voorkomen (23). Ook belangrijk is het vitamine K afhankelijke proteïne S, dat als signaalmolecuul de vasculaire functie van de hersenen zou kunnen ondersteunen door antistollingseffecten en mogelijk zou kunnen bijdragen tot de gezondheid van het zenuwstelsel door neuroprotectieve effecten (24). De exacte rol van vitamine K voor sfingolipiden en de invloed van Gas6 en proteïne S op de hersenfunctie en het zenuwstelsel, evenals mogelijke preventieve effecten voor neurodegeneratieve ziekten moeten nog in detail worden onderzocht.

Reproductieve gezondheid

Pijnlijke, overmatige of onregelmatige samentrekkingen van de baarmoeder in het kader van de maandelijkse menstruatie (dysmenorroe) zijn een van de meest voorkomende redenen die door jonge vrouwen worden opgegeven voor herhaald verzuim van school of werk. De farmaco-logische behandeling omvat orale niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen en orale anticonceptiemiddelen. In China is een injectie met vitamine K in een bepaald acupunctuurpunt op het onderbeen, de San Yin Yao/Milz 6, al vele jaren de standaardbehandeling voor dysmenorroe. Een eerste gerandomiseerde gecontroleerde studie heeft nu aangetoond dat een injectie met vitamine K in het acupunctuurpunt het ongemak snel verlicht en het gebruik van pijnstillers vermindert bij vrouwen van 14 tot 25 jaar (25). Men denkt dat vitamine K helpt de baarmoeder te ontspannen door de spierkrampen te verminderen die door prostaglandinen worden veroorzaakt. Op dit moment is echter niet bekend welke rol de vitamine in de spieren speelt. Bovendien lijkt het lagere oestrogeenniveau bij postmenopauzale vrouwen van invloed te zijn op het vitamine K-gehalte (19). Mogelijke verbanden tussen vitamine K en de geslachtshormonen, alsmede de rol van deze vitamine bij het behoud van de reproductieve gezondheid, worden momenteel onderzocht.