Länge trodde vetenskapsmännen att K-vitaminets roll i syntesen av koagulationsfaktorer och därmed i upprätthållandet av blodkoagulationen var den enda viktiga fysiologiska funktionen hos K-vitaminet. Efter identifieringen av specifika proteiner som aktiveras av K-vitaminberoende reaktioner blev det emellertid snabbt uppenbart att detta vitamin har ett betydligt bredare aktivitetsspektrum i organismen. Dessa proteiner omfattar så olika ämnen som protrombin, som behövs för blodkoagulation, matrix Gla-protein, som förhindrar förkalkning av artärer och vävnader, och osteokalcin, som är inblandat i benmineraliseringen. I nyare forskning fokuserar diskussionen alltmer på K-vitaminets betydelse för kardiovaskulär hälsa, kognitiv funktion och reproduktion (1).

K-vitaminets funktion i upprätthållandet av

Blodkoagulation

Den mest kända aktiviteten hos K-vitaminet är dess funktion som en kofaktor i produktionen och aktiveringen av koagulationsproteiner som protrombin (faktor II) och koagulationsfaktorer (VII, IX och X) i levern. Prekursorerna till dessa proteiner omvandlas till sina aktiva former under påverkan av K-vitaminberoende enzymer. K-vitamin fungerar därför som en kofaktor för enzymet gamma-glutamatkarboxylas, som omvandlar proteinernas glutaminsyreenheter genom att införa en karboxylgrupp (-COOH) till gammakarboxyglutaminsyra (GLA) (2,3). Denna karboxyleringsreaktion är avgörande för den kalciumbindande funktionen hos K-vitaminberoende proteiner. Graden av karboxylering av ett sådant protein kan användas för att bestämma K-vitaminstatus.

Glödningsprocessen börjar med aktivering av faktor X, som utlöser bildandet av trombin från protrombin. Trombin leder sedan till bildning av fibrinmonomerer från fibrinogen. Fibrinmonomerer bildar ett nät av fibrinfibrer genom polymerisering, och dessa fibrer ansamlas i blodkroppar och leder till bildandet av en tromb, som förseglar det skadade blodkärlet och får blödningen att upphöra. Man trodde länge att ett överdrivet intag av K-vitamin skulle leda till en farligt ökad tendens till koagulering, men man vet nu att detta inte är sant: de K-vitaminberoende proteinerna har ett begränsat antal glutamatrester som kan karboxyleras; även vid höga koncentrationer av K-vitamin är det inte möjligt med ytterligare karboxylering eller överdriven koagulering (1).

Det rekommenderas ett målinriktat intag av K-vitamin framför allt för utsatta grupper. Nyfödda och ammade barn är särskilt utsatta för en hög risk att utveckla K-vitaminbrist och därmed en ökad risk för blödningar, i värsta fall för hjärnrelaterade blödningar. Detta kan bero på att K-vitamin inte lätt passerar placentabarriären, eller kan bero på otillräcklig syntes av koagulationsfaktorer, en steril tarmkanal som ännu inte koloniserats av K-vitaminproducerande bakterier vid födseln eller en låg koncentration av K-vitamin i bröstmjölk. Av denna anledning ges nyfödda barn i många länder som standard oralt eller intramuskulärt K1-vitamin (4). Andra riskgrupper som får i sig för lite K-vitamin i sin normala kost är äldre personer och särskilt boende på ålderdomshem (5, 6). Eftersom äldre personer ofta måste ta läkemedel mot koagulation och effekterna av sådana blodförtunnande medel (t.ex. warfarin) delvis kan upphävas av K-vitamin, råder många experter till försiktighet när det gäller konsumtion av K-vitamin via livsmedel eller kosttillskott (7). Regelbunden övervakning av K-vitaminstatus rekommenderas för de drabbade och vid behov måste dosen av warfarin justeras (8).

Med undantag för dessa utsatta grupper är K-vitaminbrist sällsynt i industrialiserade länder. Tillägg av K-vitamin är etablerad praxis för patienter med cystisk fibros, vars upptag av K-vitamin från kosten är starkt begränsat och vars användning av antibiotika minskar deras egen produktion av K-vitamin genom inverkan av tarmmikrofloran (9). Trots detta är K-vitaminstatusen hos sådana patienter ofta otillräcklig trots tilläggstillförsel av vitamin och enligt en nyligen genomförd studie uppnås en status som är jämförbar med friska individers status endast med en dos på 1 000 mg per dag (10).

Benhälsa

Osteoporos är ett globalt hälsoproblem som får allt större betydelse med tanke på den stigande åldern hos världens befolkning. Uppskattningsvis 200 miljoner människor världen över lider av åldersrelaterad destabilisering av skelettet (11). De enda mikronäringsämnena av intresse för förebyggande och behandling av osteoporos var länge D-vitamin och kalcium. Men sedan Nurses Health Study vet man att det finns ett samband mellan låg K-vitaminstatus, minskad bentäthet och ökad risk för frakturer (12). Denna studie visade att risken för frakturer i gruppen med det högsta intaget av K-vitamin var cirka 30 % lägre än i gruppen med det lägsta intaget av K-vitamin. K-vitamin behövs av kroppen som en kofaktor för flera karboxyleringsreaktioner som är viktiga för benmineraliseringen, liksom för blodkoagulationen. Produktionen av benmatrixproteinerna osteokalcin och matrix Gla (MGP) kräver K-vitamin (13). De cirkulerande mängderna okarboxylerat osteokalcin är högre när K-vitaminstatusen är otillräcklig. Osteokalcin är uppenbarligen inblandat i den negativa regleringen av benmineraliseringen, dvs. ju mindre osteokalcin som finns i benet, desto högre densitet och hårdhet (14). Dessutom hittades låga nivåer av K-vitamin hos patienter med låg benmineraltäthet (13). Däremot var de minskade frakturfrekvenser som observerades i studier med riktad administrering av vitamin K-tabletter inte förknippade med större benmassa. Därför verkar kosttillskott med K-vitamin förbättra benets egenskaper som stärker det utan att öka dess densitet (14). Hos patienter som behandlas med warfarin skulle administrering av 100 mg K-vitamin kunna ge en viss fördel och stärka benen utan oönskade interaktioner (15).

I en randomiserad kontrollerad studie från Japan visade administrering av K2-vitamin under en tvåårsperiod en positiv effekt på benmineraltätheten och en sänkning av risken för kotfrakturer hos postmenopausala kvinnor (16). I en observationsstudie på friska japanska män över 65 år undersöktes konsumtionen av natto, som består av bakteriellt fermenterade sojabönor och innehåller vitamin K1 och K2, och sambandet mellan underkarboxylerat osteokalcin, som är en biomarkör för K-vitaminintag, och benmineraltätheten i ländkotorna och höfterna (17). Det visades att deltagare som konsumerade större mängder K-vitaminrik natto hade lägre serumnivåer av underkarboxylerat osteokalcin och större benmassa i höfter och lårbenshals. Det behövs dock fler studier för att bekräfta dessa resultat och eventuellt ge kostrekommendationer i ett senare skede.

Kärlhälsa

Vitamin K aktiverar proteiner som är viktiga för kalciummetabolismen. Förutom osteokalcin, som behövs för ackumulering av kalcium i skelettet, påverkar K-vitamin även matrix Gla protein (MGP), som ansvarar för att reglera koncentrationen av kalcium i mjukvävnad, t.ex. i artärernas väggar. Man tror att brist på K-vitamin innebär att dessa proteiner inte aktiveras, vilket inte bara leder till porösa ben utan också till kalkavlagringar (aterosklerotiskt plack) och förändringar i blodkärlen (18). Detta skulle också förklara varför patienter som tar antikoagulantia (t.ex. kumariner) som hämmar K-vitaminaktiviteten löper större risk att drabbas av ateroskleros.

I en randomiserad kontrollerad studie resulterade kosttillskott med K1-vitamin plus D-vitamin och en kombination av mineraler under tre år i en förbättring av karotisartärens elasticitet och smidighet hos postmenopausala kvinnor (19). Tillskott av äldre män med 500 mikrogram K1-vitamin per dag tillsammans med en multivitaminprodukt tycktes bromsa utvecklingen av kranskärlsförkalkning.

En observationsstudie visade att ett ökat intag av K2-vitaminrika livsmedel under en tioårsperiod kunde förknippas med minskad förkalkning av artärerna och en lägre risk att dö av kranskärlssjukdom (20). Randomiserade kontrollerade studier är nödvändiga för att fastställa i vilken utsträckning K-vitamin har ett kliniskt relevant inflytande på kardiovaskulär hälsa och vilket intag som bör rekommenderas.

Hälsa av nervsystemet och hjärnans funktioner

Det är sedan länge känt att K-vitamin är involverat i syntesen av sfingolipider i hjärnan. Dessa lipider är viktiga komponenter i neuronala cellmembran och fungerar som signalmolekyler för motoriskt och kognitivt beteende. Många experimentella studier tyder på att K-vitamin har en roll i regleringen av flera enzymer i sfingolipidmetabolismen i myelinrika regioner i hjärnan, även om de exakta mekanismerna ännu inte är väl förstådda (21). På grund av dess betydelse för sfingolipider skulle K-vitamin kunna stödja kognitiva funktioner. Ett otillräckligt intag av K-vitamin har förknippats med försämrad kognition samt ökad oxidativ stress och en ökning av inflammationer (22).

Gas6, ett K-vitaminberoende gammakarboxyglutamatinnehållande protein, spelar en viktig roll i det centrala och perifera nervsystemet som en signalmolekyl. Gas6 är involverad i delning, tillväxt och myelinisering av celler i hela det centrala nervsystemet. Följaktligen kan ett tillräckligt intag av K-vitamin bidra till att upprätthålla ett intakt nervsystem. Det experimentella resultatet att K-vitaminberoende Gas6-aktivitet skyddar neuroner från celldöd tyder på att K-vitamin skulle kunna förebygga åldersrelaterade förändringar i hjärnan – till exempel uppkomsten av Alzheimers sjukdom (23). Viktigt är också det vitamin K-beroende proteinet S, som i egenskap av signalmolekyl skulle kunna stödja hjärnans kärlfunktion genom antikoagulerande effekter och potentiellt bidra till nervsystemets hälsa genom neuroprotektiva effekter (24). K-vitaminets exakta roll för sfingolipider och Gas6:s och protein S:s påverkan på hjärnans funktion och nervsystemet samt eventuella förebyggande effekter för neurodegenerativa sjukdomar har ännu inte undersökts i detalj.

Reproduktiv hälsa

Smärtsamma, överdrivna eller oregelbundna sammandragningar av livmodern i samband med månadsvisa menstruationer (dysmenorré) är en av de vanligaste orsakerna som unga kvinnor anger till upprepad frånvaro från skola eller arbete. Farmako-logisk behandling omfattar orala icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel och orala preventivmedel. I Kina har en injektion av K-vitamin i en särskild akupunkturpunkt på underbenet, San Yin Yao/Milz 6, varit standardbehandling för dysmenorré i många år. En första randomiserad kontrollerad studie har nu visat att en injektion av K-vitamin i akupunkturpunkten snabbt lindrar besvären och minskar användningen av smärtstillande medel hos kvinnor i åldern 14-25 år (25). Man tror att K-vitamin hjälper till att slappna av i livmodern genom att minska de muskelkramper som prostaglandinerna ger upphov till. För närvarande vet man dock inte vilken roll vitaminet spelar i musklerna. Dessutom verkar den lägre nivån av östrogener hos postmenopausala kvinnor påverka nivåerna av K-vitamin (19). Eventuella samband mellan K-vitamin och könshormonerna samt vitaminets roll för att upprätthålla den reproduktiva hälsan undersöks för närvarande.