Źródło: Pixabay

Wszystko o witaminie K cz. II

W części pierwszej omówiłem krótką historię witaminy K oraz mechanizm jej działania na poziomie molekularnym. W tym wpisie skupie głównie na izomerach witaminy K oraz jej naturalnych źródłach. Postaram się przy tym odpowiedzieć na pytania takie jak m.in.:

  • Która z witamin K jest nam najbardziej potrzebna i gdzie w naszym organizmie pełnią one ważną rolę?
  • Jaki izomer witaminy K jest dla nas najlepszy?
  • Na co zwrócić uwagę, żeby w diecie zapewnić sobie odpowiednią ilość witaminy K?
  • Czy suplementacja ma sens? 
  • Co mówią o tym wszystkim badania naukowe?

Żeby wpis ten można było czytać niezależnie od poprzedniego, czasem powtórzę to, co już znacie z części pierwszej, ale zdecydowanie nie będę wnikał w materię chemii/biochemii aż tak głęboko. 

Zanim przejdę do odpowiadania na powyższe pytania, odpowiem Wam najpierw na inne, które być może przed chwilą sobie zadaliście: Co to za zdjęcie?
Zdjęcie przedstawia natto – japońską potrawę ze sfermentowanej soi i zarazem najbogatsze znane człowiekowi naturalne źródło witaminy K2 (MK7). 100g Natto zawiera w sumie ponad 1000μg witaminy K, w tym nawet 775μg witaminy K2 MK7.1)Tsukamoto Y, Ichise H, Kakuda H, Yamaguchi M.
Intake of fermented soybean (natto) increases circulating vitamin K2 (menaquinone-7) and gamma-carboxylated osteocalcin concentration in normal individuals.
J Bone Miner Metab. 2000;18(4):216-22. PubMed PMID: 10874601.

Sprzedawcom suplementów o składzie znanym tylko im mówię więc – walcie się – i za 30 zł mam naturalną witaminę K na miesiąc. Natto zawiera ponadto wiele innych prozdrowotnych substancji jak lecytyna czy enzym nattokinaza, która znacząco poprawia ukrwienie i znacznie zmniejsza ryzyko wielu chorób układu krążenia.2)
Weng Y, Yao J, Sparks S, Wang KY.
Nattokinase: An Oral Antithrombotic Agent for the Prevention of Cardiovascular Disease. 
Int J Mol Sci. 2017;18(3):523. Published 2017 Feb 28. doi:10.3390/ijms18030523

Witamina K czy witaminy K ?

Jako witaminę K określa się grupę wielu chemicznie spokrewnionych substancji są to tzw. witamery o podobnym działaniu biologicznym. 
Wszystkie rodzaje witaminy K składają się z menadionu (witaminy K3) posiadającego rozmaite łańcuchy boczne. 
Fragmentem chemicznie aktywnym każdej witaminy K jest właśnie menadion. Łańcuchy boczne mogą się znacznie różnić. Witamina K1 posiada łańcuch boczny, którego “rusztowaniem” jest 20 atomów węgla. 
Łańcuch boczny witaminy K2 może mieć różną długość: od 1 cząsteczki izoprenu (5 atomów węgla) do 14 cząsteczek izoprenu (70 atomów węgla). Długość łańcucha bocznego nie wpływa na funkcję biochemiczną witaminy K. Jest ona natomiast istotna w procesach transportu witaminy: im dłuższy łańcuch, tym łatwiej witamina jest wchłaniana i tym łatwiej dociera do komórek. 

Witamina K2MK7
Łańcuch boczny izomerów cis jest zakrzywiony

Nie bez znaczenia jest izomeryzacja – czyli struktura trójwymiarowa witaminy. Żeby zrozumieć czemu jest to aż tak istotne, należy wiedzieć jak wygląda enzym który w naszych komórkach wykorzystuje witaminę K. Jego budowa została opisana dopiero w 2011 roku 3)Wu S, Liu S, Davis CH, Stafford DW, Kulman JD, Pedersen LG.
A hetero-dimer model for concerted action of vitamin K carboxylase and vitamin K reductase in vitamin K cycle. 
J Theor Biol. 2011;279(1):143-9.

Aby witamina K mogła spełnić swoją funkcję musi dostać się do podłużnej kieszonki enzymu. Patrząc, na izomery witaminy K nie trudno domyśleć się, który z nich będzie pasował do takiej kieszonki jak klucz do zamka- oczywiście witamina K jako izomer all-trans. 
“All” oznacza, że wszystkie wiązania podwójne są trans-zizomeryzowane – czyli taki łańcuch jest po prostu idealnie prosty. 
Według badań witamina K w formie cis może mieć aktywność na poziomie 1% aktywności witaminy K w formie trans 4)J, Vergel Rivera
Comparison of the activity of the cis and trans isomer of vitamin K1 in vitamin K-deficient and coumarin anticoagulant-pretreated rats.
Lowenthal GMJ Pharmacol  Exp Ther. 1979 Jun; 209(3):330-3.

Kiedy zintegrujemy całą naszą dotychczasową wiedzę, dojdziemy do wniosku, że prawdopodobnie “najwydajniejsza” będzie witamina K2 MK7 all-trans. Jej struktura pozwala na łatwe przenikanie przez błony komórkowe – dzięki długiemu łańcuchowi bocznemu (MK7).
Łańcuch ten jest jednocześnie idealnie prosty (all-trans), dlatego można by przypuszczać, że będzie dobrze współpracował z enzymem (karboksylazą).
Rzeczywiście w uproszczeniu witaminę K2 MK7 można uznać za tą o najwyższej biodostępności – ale nie jest to jednoznaczne z tym, że jest najaktywniejsza. 
Zasadniczo istnieją dwa powody dla których nie można uznać witaminy MK7 za wyjątkową i lepszą, czy ważniejszą od pozostałych witamerów. 
Po pierwsze zapotrzebowanie na różne witamery witaminy K jest zależne od rodzaju tkanki czy płci, co wykazały badania na myszach5)Harshman SG, Fu X, Karl JP, et al. 
Tissue Concentrations of Vitamin K and Expression of Key Enzymes of Vitamin K Metabolism Are Influenced by Sex and Diet but Not Housing in C57Bl6 Mice. 
J Nutr. 2016;146(8):1521-7.
i potwierdziły badania na ludziach6)Thijssen HH, Drittij-Reijnders MJ. Vitamin
K status in human tissues: tissue-specific accumulation of phylloquinone and menaquinone-4.
Br J Nutr. 1996 Jan;75(1):121-7. PubMed PMID: 8785182.

Badania tkanek ludzkich wykazują, że:

  • witamina K1 występuje we wszystkich tkankach 
  • witamina K2 MK4 występuje w większości tkanek w mierzalnych ilościach 
  • w sercu, wątrobie i trzustce znajdują się znaczne ilości witaminy K1
  • w płucach, mózgu i nerkach stwierdzono niskie ilości witaminy K1
  • w trzustce, mózgu i nerkach stwierdzono duże ilości witaminy K2 MK4
  • witamina K2 MK7 w próbkach wątroby występowała na ogół w najmniejszych ilościach (mniej niż K1, MK4, MK6, MK8, MK9, MK10, MK11)
  • w wątrobie całkowita ilość witaminy K1 jest znacznie mniejsza niż całkowita ilość witamin K2 (MK4 – MK11) 
  • w wątrobie witamina K1 ulega przemianie w witaminę K2 7)Martin J. Shearer, Paul Newman
    Metabolism and cell biology of vitamin K Centre for Haemostasis and Thrombosis,
    Guy’s&St Thomas’ NHS Foundation Trust, London, UK; 2Epithelial Cell Biology Laboratory, Cancer Research UK, Cambridge Research Institute, Cambridge
    co tłumaczy większą ilość K2 od K1 w wątrobie. 

Nie można zatem jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie która witamina K jest “najlepsza”. Dla różnych tkanek będzie to różna forma witaminy K. Zdecydowanie ważną rolę odgrywa witamina K1, którą z jednej strony nasz organizm używa w formie niezmienionej, z drugiej potrafi wytwarzać z niej witaminę K2 (MK4)


Transport witaminy K w organizmie  

Witamina K jest witaminą rozpuszczalną w tłuszczach. Oznacza to, że jest transportowana tak samo jak większość substancji tłuszczowych, czyli w chylomikronach i innych lipoproteinach (popularnie
często nazywanych po prostu cholesterolem).
Zjedzony pokarm transportowany jest z żołądka do dwunastnicy, do której uwalniane są enzymy trzustkowe i żółć. 
Żółć pełni ważną rolę w procesach wchłaniania tłuszczów i witamin rozpuszczalnych  w tłuszczach. Aby substancje tłuste mogły być wchłonięte muszą zostać zemulgowane. Pod wpływem żółci (która działa podobnie jak płyn do naczyń) tłuszcze z pokarmu “rozbijają” się na maleńkie kropelki tzw. micele. 
Micele są na tyle małe, że wnikają pomiędzy mikroskopijne wypustki komórek jelita cienkiego, gdzie rozpadają się na pojedyncze cząstki tłuszczów (cholesterol, triglicerydy, witaminy A, D, E, K itd.).
Te pojedyncze cząstki substancji tłuszczowych przenikają przez błonę komórek jelita nie wymagając na ogół żadnego transportera (wyjątkiem są długie kwasy tłuszczowe).
W komórkach jelit z witamin, tłuszczów, steroidów i lipoprotein (białek) wytwarzane są tzw. chylomikrony. Chylomikrony można również, w uproszczeniu, określić jako kropelki, składające się z substancji tłustych i białek. 
Chylomikrony płyną z limfą i naczyniami limfatycznymi docierają (omijając wątrobę) do krwi. 
Każda komórka posiada na swojej błonie enzymy, które pozwalają jej na “wycinanie” z chylomikronów niezbędnych jej substancji. 
To co pozostało z chylomikronów (tzw. resztki, ang. chylomicrons remnants) zostaje przetransportowane do wątroby. 
W wątrobie niewchłonięta witamina K1 zostaje przebudowana do witaminy K2 (MK4), która zostaje wbudowana w lipoproteiny VLDL. 
Podobnie jak chylomikrony, VLDL cyrkuluje we krwi i oddaje komórkom cenne substancje. VLDL przechodząc kolejne zmiany (forma przejściowa IDL) staje się “złym cholesterolem” – LDL. 
Wysokie wartości LDL mogą świadczyć zatem o tym, że nasza dieta zawiera zbyt wiele tłuszczów, które naszym komórkom są niepotrzebne (dlatego ich nie wchłaniają). 
Ostatecznie LDL zostaje wchłonięty przez komórki (głównie tłuszczowe) które magazynują niepotrzebne w danym momencie tłuszcze. 
Żeby zamknąć temat krążenia tłuszczów wspomnę jeszcze o HDL (chociaż nie ma istotnego związku z witaminą K). 
HDL czyli “dobry cholesterol” usuwa nadmiar cholesterolu z komórek i transportuje go do wątroby, lub do innych gruczołów (m.in. produkujących z cholesterolu hormony steroidowe). W wątrobie, nadmiar cholesterolu usuwany jest m.in. z żółcią. 
Największe ilości witaminy K są transportowane we krwi w chylomikronach. Ilości znacznie mniejsze (ale znaczące) w cholesterolu LDL i HDL. 


Źródła witaminy K

Zanim przejdziemy do źródeł witaminy K warto zapoznać się z zalecanym dziennym spożyciem.
Według Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności zalecenia są następujące:8) Turck D et al.
Scientific Opinion on the dietary reference values for vitamin K. 
EFSA Journal2017;15(5):4780, 78 pp. 

W Polsce według rozporządzenia Ministra Zdrowia, zalecana dzienna dawka witaminy K dla osoby dorosłej to również 70 μg. 
Niemieckie Towarzystwo Żywnościowe zaleca kobietom dzienne spożycie witaminy K na poziomie 60 μg, a mężczyznom 70 μg, przy czym po ukończeniu 51. roku życia kobiety powinny podnieść dawkę o 5 μg a mężczyźni o 10 μg. 
W USA i Kanadzie zalecane dzienne spożycie jest większe (90 μg dla kobiet oraz 120 μg dla mężczyzn). Dlatego również dla nas nie będzie żadnym zagrożeniem przyjmowanie dawki nawet prawie dwukrotnie większej niż zalecana.  

Witamina K1

W Europie i USA głównym źródłem witaminy K są liściaste rośliny zielone i  pokrywają 60% naszego dziennego zapotrzebowania na witaminę K. Ponieważ w roślinach występuje praktycznie wyłącznie witamina K1, nasze zapotrzebowanie na witaminę K pokrywamy głównie witamerem K1.9)Thane CW, et al.
Intake and sources of phylloquinone (vitamin K1): variation with socio demographic and lifestyle factors in a national sample of British elderly people.
Br J Nutr 2002; 87: 605–613.
10)Thane CW, et al.
Comparative dietary intake andsources of phylloquinone (vitamin K1) among Britishadults in 1986–7 and 2000–1.
Br J Nutr 2006; 96:1105–1115
11). Booth SL, Suttie JW.
Dietary intake and adequacyof vitamin K.
J Nutr 1998; 128: 785–788.

Witamina K1 znajduje się w chloroplastach roślin (organellach odpowiedzialnych za fotosyntezę) i jest dlatego ciężko dostępna dla naszego organizmu (nie mniej i tak wystarcza na pokrycie średnio 60% zapotrzebowania).
Główne źródła witaminy K1 to: 12)Sarah L. Booth, James A. Sadowski, John L. Weihrauch, Guylaine Ferland,
Vitamin K1 (Phylloquinone) Content of Foods: A Provisional Table,
Journal of Food Composition and Analysis, Volume 6, Issue 2, 1993, Pages 109-120, ISSN 0889-1575
13)Molly Damon, Nancy Z. Zhang, David B. Haytowitz, Sarah L. Booth,
Phylloquinone (vitamin K1) content of vegetables,
Journal of Food Composition and Analysis,
Volume 18, Issue 8, 2005, Pages 751-758
14)Bolton-Smith C, Price RJ, Fenton ST, Harrington DJ, Shearer MJ. Compilation of a provisional UK database for the phylloquinone (vitamin K1) content of foods.
Br J Nutr. 2000 Apr;83(4):389-99. PubMed PMID: 10858697.
15)MacKenzie L. Dismore, David B. Haytowitz, Susan E. Gebhardt, James W. Peterson, Sarah L. Booth,
Vitamin K content of nuts and fruits in the US diet,
Journal of the American Dietetic Association, Volume 103, Issue 12, 2003, Pages 1650-1652, ISSN 0002-8223,

Witamina K1 jest termo-stabilna, co oznacza, że gotowanie czy mrożenie praktycznie nie wpływa na jej zawartość w produkcie. Ponadto podczas gotowania witamina K nie przedostaje się do wody (nie wygotowuje się). 
Witaminę K, niezależnie od formy najlepiej przyjmować z roślin bogatych w tłuszcze, bądź z dodatkiem tłuszczu roslinnego (np. sałatka skropiona olejem z oliwek), co wspomaga jej wchłanianie. 
Witamina K jest wrażliwa na światło. Zarówno produkty spożywcze po obróbce termicznej jak i suplementy powinny być przechowywane bez dostępu światła. 

Witamina K2

Witamina K2 jest wchłaniana znacznie lepiej niż witamina K1. W odróżnieniu do witaminy K1 witaminę K2 znajdziemy głównie w produktach zwierzęcych: produktach mlecznych, żółtkach jaj, smalcu, wątróbce oraz mięsie. 
MK4 jest również produkowana przez bakterie żyjące w jelicie grubym. Obecnie uważa się, że to źródło witaminy K gra podrzędną rolę. Można to wytłumaczyć m.in. mechanizmem wchłaniania witaminy K (micele wchłaniane są głównie w jelicie cienkim) oraz faktem, że witamina K nie jest przez bakterie jelitowe wydzielana a znajduje się w ich ścianach komórkowych. 
Innym ważnym źródłem witaminy K2 MK4 jest synteza z witaminy K1 w wątrobie. 
Witamina K2 MK7 występuje w produktach fermentowanych: natto, jogurty, sery twarde i miękkie czy kiszona kapusta.
Zawartość witaminy K2 (w μg/100g) dla przykładowych produktów kształtuje się nastepująco: 16)Schurgers, Leon & Vermeer, Cees. (2000).
Determination of phylloquinone and menaquinones in food. Effect of food matrix on circulating vitamin K concentrations.
Haemostasis. 30. 298-307.
17)Vermeer C, Raes J, van ‘t Hoofd C, Knapen MHJ, Xanthoulea S.
Menaquinone Content of Cheese.
Nutrients. 2018 Apr 4;10(4). pii: E446. doi: 10.3390/nu10040446.

Podobnie jak witamina K1 witamery K2 są termo-stabilne i wrażliwe na światło. Przechowywanie sera na słońcu nie będzie zatem najlepszym pomysłem 😉


Suplementacja

Ze względu na to, że różne tkanki naszego organizmu potrzebują różnych form witaminy K, żadna suplementacja nie zastąpi diety, która dostarcza nam zarówno K1 jak i szerokiej palety K2. Ponadto dotychczasowe normy dziennego zapotrzebowania na witaminę K, na których opierają się wskazówki dotyczące suplementacji, zostały opracowane na badaniach dotyczących witaminy K1.
Suplementacja znacznie lepiej wchłanialną witaminą K2 powinna być dobrze przemyślana, ponieważ jest to w pewien sposób eksperymentowania na samym sobie.  
Oczywiście witamina K to nie kolchicyna. Nie umrzemy kiedy przyjmiemy jej za dużo, ale trzeba zastanowić się jaki jest nasz cel suplementacji. Jeżeli nie mamy problemów z krzepnięciem, osteoporozą, łamliwością kości czy miażdżycą to z całą pewnością nie wymagamy suplementacji witaminą K. 
Jeżeli już ją rozważasz to dobrze. To znak, że chcesz dbać o swoje zdrowie. Najpierw zadbaj jednak o swoją dietę.
Polskie badania z tego roku (2018) wykazują, że to właśnie nasi rodzimi producenci suplementów zawierających witaminę K są delikatnie mówiąc oszustami.  Dla przykładu tabletka która powinna zawierać 50μg witaminy MK7 zawierała aż 223.8μg trans-MK7 18)Szterk, Arkadiusz et al. 
“Analysis of Menaquinone-7 Content and Impurities in Oil and Non-Oil Dietary Supplements” 
Molecules (Basel, Switzerland) vol. 23,5 1056. 1 May. 2018, doi:10.3390/molecules23051056
. Co ciekawsze producent zapewniał, że produkt zawiera naturalną witaminę K2 pozyskiwaną ze wspomnianego już natto. 
Natto zawiera MK7 wyłącznie w formie trans a tabletka zawierała również 35,6 μg witaminy MK7 w formie cis. Badania wykazały znaczną niezgodność z opisem produktu w przypadku wszystkich 5 badanych producentów. Wszyscy producenci deklarujący, że ich produkt pozyskiwany jest z natto prawdopodobnie kłamali (we wszystkich tabletkach wykryto formy cis nieobecne w natto).
Oczywiście świadoma suplementacja nie jest w takich warunkach możliwa. Biorąc dwie tabletki zakładamy przyjęcie 100μg witaminy K czyli już (być może celowo) przyjmujemy 133% RDA (75μg). 
Faktycznie nie przyjęliśmy jednak zakładanej przez nas dawki 100μg a 259μg , czyli 345% RDA!
Zalecane dzienne spożycie (RDA) to jednak nie to samo co zalecana dawka suplementacji. RDA to całkowita ilość witaminy którą powinniśmy przyjąć dziennie (a więc ilość witaminy z pożywienia + suplement).

Suplementy to kiepski pomysł na uzupełnienie witamin, zwłaszcza, że naprawdę nie jest trudno zapewnić sobie ich odpowiednią ilość z diety. Jest to oczywiście nieco bardziej skomplikowane niż łyknięcie tabletki, wymaga nieco wiedzy i czasu, ale profity będą nieporównywalnie większe niż te które osiągniemy suplementami. 
Odpowiednia dieta zapewni nam nie tylko witaminy i minerały, ale całą paletę innych niezwykle ważnych związków. 

Przypisy   [ + ]

1. Tsukamoto Y, Ichise H, Kakuda H, Yamaguchi M.
Intake of fermented soybean (natto) increases circulating vitamin K2 (menaquinone-7) and gamma-carboxylated osteocalcin concentration in normal individuals.
J Bone Miner Metab. 2000;18(4):216-22. PubMed PMID: 10874601.
2.
Weng Y, Yao J, Sparks S, Wang KY.
Nattokinase: An Oral Antithrombotic Agent for the Prevention of Cardiovascular Disease. 
Int J Mol Sci. 2017;18(3):523. Published 2017 Feb 28. doi:10.3390/ijms18030523
3. Wu S, Liu S, Davis CH, Stafford DW, Kulman JD, Pedersen LG.
A hetero-dimer model for concerted action of vitamin K carboxylase and vitamin K reductase in vitamin K cycle. 
J Theor Biol. 2011;279(1):143-9.
4. J, Vergel Rivera
Comparison of the activity of the cis and trans isomer of vitamin K1 in vitamin K-deficient and coumarin anticoagulant-pretreated rats.
Lowenthal GMJ Pharmacol  Exp Ther. 1979 Jun; 209(3):330-3.
5. Harshman SG, Fu X, Karl JP, et al. 
Tissue Concentrations of Vitamin K and Expression of Key Enzymes of Vitamin K Metabolism Are Influenced by Sex and Diet but Not Housing in C57Bl6 Mice. 
J Nutr. 2016;146(8):1521-7.
6. Thijssen HH, Drittij-Reijnders MJ. Vitamin
K status in human tissues: tissue-specific accumulation of phylloquinone and menaquinone-4.
Br J Nutr. 1996 Jan;75(1):121-7. PubMed PMID: 8785182.
7. Martin J. Shearer, Paul Newman
Metabolism and cell biology of vitamin K Centre for Haemostasis and Thrombosis,
Guy’s&St Thomas’ NHS Foundation Trust, London, UK; 2Epithelial Cell Biology Laboratory, Cancer Research UK, Cambridge Research Institute, Cambridge
8. Turck D et al.
Scientific Opinion on the dietary reference values for vitamin K. 
EFSA Journal2017;15(5):4780, 78 pp. 
9. Thane CW, et al.
Intake and sources of phylloquinone (vitamin K1): variation with socio demographic and lifestyle factors in a national sample of British elderly people.
Br J Nutr 2002; 87: 605–613.
10. Thane CW, et al.
Comparative dietary intake andsources of phylloquinone (vitamin K1) among Britishadults in 1986–7 and 2000–1.
Br J Nutr 2006; 96:1105–1115
11. . Booth SL, Suttie JW.
Dietary intake and adequacyof vitamin K.
J Nutr 1998; 128: 785–788.
12. Sarah L. Booth, James A. Sadowski, John L. Weihrauch, Guylaine Ferland,
Vitamin K1 (Phylloquinone) Content of Foods: A Provisional Table,
Journal of Food Composition and Analysis, Volume 6, Issue 2, 1993, Pages 109-120, ISSN 0889-1575
13. Molly Damon, Nancy Z. Zhang, David B. Haytowitz, Sarah L. Booth,
Phylloquinone (vitamin K1) content of vegetables,
Journal of Food Composition and Analysis,
Volume 18, Issue 8, 2005, Pages 751-758
14. Bolton-Smith C, Price RJ, Fenton ST, Harrington DJ, Shearer MJ. Compilation of a provisional UK database for the phylloquinone (vitamin K1) content of foods.
Br J Nutr. 2000 Apr;83(4):389-99. PubMed PMID: 10858697.
15. MacKenzie L. Dismore, David B. Haytowitz, Susan E. Gebhardt, James W. Peterson, Sarah L. Booth,
Vitamin K content of nuts and fruits in the US diet,
Journal of the American Dietetic Association, Volume 103, Issue 12, 2003, Pages 1650-1652, ISSN 0002-8223,
16. Schurgers, Leon & Vermeer, Cees. (2000).
Determination of phylloquinone and menaquinones in food. Effect of food matrix on circulating vitamin K concentrations.
Haemostasis. 30. 298-307.
17. Vermeer C, Raes J, van ‘t Hoofd C, Knapen MHJ, Xanthoulea S.
Menaquinone Content of Cheese.
Nutrients. 2018 Apr 4;10(4). pii: E446. doi: 10.3390/nu10040446.
18. Szterk, Arkadiusz et al. 
“Analysis of Menaquinone-7 Content and Impurities in Oil and Non-Oil Dietary Supplements” 
Molecules (Basel, Switzerland) vol. 23,5 1056. 1 May. 2018, doi:10.3390/molecules23051056

Dodaj komentarz

avatar
  Subscribe  
Powiadom o