Витамин K

Витамин K — это группа жирорастворимых витаминов, необходимых для синтеза белков, участвующих в свёртывании крови и метаболизме костной ткани. В природе встречается в двух основных формах: филлохинон (витамин K₁), содержащийся в зелёных растениях, и менахиноны (витамин K₂), синтезируемые бактериями в кишечнике человека и животных. Термин «витамин K» происходит от датского слова «koagulation» (свёртывание), что отражает его ключевую роль в гемостазе.

История открытия

В 1929 году датский биохимик Хенрик Дам обнаружил, что у цыплят, содержащихся на безжировой диете, развивается геморрагический диатез — склонность к кровотечениям. Дам предположил, что в пищевом жире присутствует неизвестный фактор, предотвращающий это состояние. В 1935 году он выделил это вещество и назвал его витамином K. В 1939 году американский биохимик Эдуард Дойзи установил химическую структуру витамина K₁ и синтезировал его. За это открытие Дам и Дойзи в 1943 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Первоначально витамин K считался исключительно антигеморрагическим фактором. Однако в последующие десятилетия были выявлены его дополнительные функции, в том числе участие в регуляции кальциевого обмена и профилактике остеопороза.

Химическая структура и формы

Витамин K относится к группе нафтохинонов. Основу его молекулы составляет 2-метил-1,4-нафтохиноновое кольцо (менадион), к которому присоединена боковая цепь различной длины и степени насыщения.

Филлохинон (витамин K₁)

Филлохинон (2-метил-3-фитил-1,4-нафтохинон) содержит фитильную боковую цепь. Он синтезируется растениями и водорослями в процессе фотосинтеза. Основные пищевые источники — зелёные листовые овощи (шпинат, капуста кале, брокколи, петрушка), а также растительные масла (соевое, рапсовое). Витамин K₁ является основной формой витамина K, поступающей с пищей.

Менахиноны (витамин K₂)

Менахиноны (MK-n) имеют боковую цепь, состоящую из повторяющихся изопреноидных звеньев. Число звеньев (n) варьируется от 4 до 13. Наиболее изученными являются MK-4 (менахинон-4) и MK-7 (менахинон-7). MK-4 содержится в животных продуктах (печень, яйца, молочные продукты) и может образовываться в организме из филлохинона. MK-7 и другие длинноцепочечные менахиноны синтезируются бактериями, в том числе кишечной микрофлорой человека, и присутствуют в ферментированных продуктах, например, в натто (японское блюдо из соевых бобов).

Менадион (витамин K₃)

Менадион (2-метил-1,4-нафтохинон) — синтетическое водорастворимое производное, обладающее провитаминной активностью. В организме человека он превращается в MK-4. В настоящее время менадион используется редко из-за токсичности в высоких дозах (может вызывать гемолитическую анемию).

Метаболизм

Витамин K всасывается в тонком кишечнике с участием желчных кислот и панкреатических ферментов, образуя мицеллы. Эффективность всасывания филлохинона из пищи составляет около 10–80 %, в зависимости от содержания жиров в рационе. Менахиноны, особенно длинноцепочечные, всасываются медленнее, но дольше циркулируют в крови.

После всасывания витамин K транспортируется в составе хиломикронов в печень, где филлохинон преимущественно накапливается, а менахиноны распределяются в другие ткани (кости, сосудистая стенка, мозг). Выведение происходит с желчью и мочой. Период полувыведения филлохинона составляет около 1–2 часов, тогда как у MK-7 он может достигать 72 часов.

Физиологические функции

Свёртывание крови

Основная функция витамина K — активация факторов свёртывания крови (II, VII, IX, X) и белков C и S в печени. Эти белки синтезируются в неактивной форме (зимогены) и требуют γ-карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты для приобретения способности связывать ионы кальция и участвовать в каскаде коагуляции. Витамин K служит кофактором фермента γ-глутамилкарбоксилазы, который катализирует эту реакцию. При дефиците витамина K синтез функциональных факторов свёртывания нарушается, что приводит к увеличению времени свёртывания крови и риску кровотечений.

Метаболизм костной ткани

Витамин K участвует в активации остеокальцина — белка, синтезируемого остеобластами (клетками, формирующими костную ткань). γ-Карбоксилированный остеокальцин связывает ионы кальция и способствует минерализации костного матрикса. Кроме того, витамин K регулирует активность остеокластов (клеток, разрушающих костную ткань) через белок S и ингибирует синтез простагландинов, стимулирующих резорбцию кости. Эпидемиологические исследования показывают связь между низким потреблением витамина K и повышенным риском переломов шейки бедра у пожилых людей.

Профилактика кальцификации сосудов

Витамин K активирует матриксный Gla-белок (MGP), который ингибирует отложение кальция в стенках артерий. Дефицит витамина K может способствовать развитию кальцификации сосудов, что является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний. В исследованиях на животных и людях показано, что приём витамина K₂ (особенно MK-7) снижает прогрессирование артериальной кальцификации.

Другие функции

Витамин K участвует в метаболизме сфинголипидов в головном мозге, что может влиять на когнитивные функции. Также он вовлечён в регуляцию клеточного цикла и апоптоза, что делает его предметом изучения в онкологии.

Нормы потребления и источники

Пищевые источники

Основные источники витамина K₁:

Зелёные листовые овощи: шпинат (100 г — 483 мкг), капуста кале (100 г — 817 мкг), брокколи (100 г — 141 мкг), петрушка (100 г — 1640 мкг).
Растительные масла: соевое (100 г — 184 мкг), рапсовое (100 г — 127 мкг).
Некоторые фрукты: киви (100 г — 40 мкг), авокадо (100 г — 21 мкг).

Источники витамина K₂:

Натто (100 г — 1100 мкг MK-7).
Твёрдые сыры (100 г — 50–80 мкг MK-4).
Печень говяжья (100 г — 10–20 мкг MK-4).
Яичный желток (100 г — 15–30 мкг MK-4).

Кишечная микрофлора человека синтезирует менахиноны (в основном MK-7–MK-13), однако их вклад в общий пул витамина K оценивается как незначительный, особенно при нормальном питании.

Дефицит витамина K

Причины

Дефицит витамина K встречается редко у здоровых взрослых, так как он широко распространён в пище и частично синтезируется микрофлорой. Основные факторы риска:

Нарушения всасывания жиров (муковисцидоз, целиакия, болезнь Крона, хронический панкреатит).
Длительный приём антибиотиков широкого спектра, подавляющих кишечную микрофлору.
Заболевания печени (цирроз, гепатит), нарушающие синтез факторов свёртывания.
Приём антагонистов витамина K (варфарин, аценокумарол) для антикоагулянтной терапии.
У новорождённых — низкое содержание витамина K в грудном молоке и стерильная кишечная микрофлора.

Симптомы

Основным проявлением дефицита является геморрагический синдром: кровоточивость дёсен, носовые кровотечения, лёгкое образование синяков, желудочно-кишечные кровотечения. У новорождённых может развиться геморрагическая болезнь новорождённых (кровотечения из пупочной ранки, внутричерепные кровоизлияния). Для профилактики этого состояния всем новорождённым в России вводят витамин K внутримышечно в дозе 1 мг.

Диагностика

Диагноз подтверждается удлинением протромбинового времени (ПВ) и снижением уровня факторов свёртывания II, VII, IX, X. Более специфичным является определение уровня некарбоксилированного остеокальцина или PIVKA-II (белок, индуцированный отсутствием витамина K).

Токсичность и передозировка

Витамин K₁ и K₂ считаются нетоксичными даже в высоких дозах. В клинических исследованиях приём до 10 мг/сут MK-7 не вызывал побочных эффектов. Однако синтетический менадион (витамин K₃) в дозах более 10 мг/сут может вызывать гемолитическую анемию, особенно у детей с дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. В связи с этим менадион запрещён к применению в качестве пищевой добавки во многих странах, включая Россию.

Взаимодействие с лекарствами

Основное клиническое значение имеет взаимодействие витамина K с антикоагулянтами непрямого действия (варфарин). Эти препараты ингибируют витамин K-зависимую γ-карбоксилазу, снижая активность факторов свёртывания. При приёме варфарина пациентам рекомендуют поддерживать стабильное потребление витамина K с пищей (около 90–120 мкг/сут), чтобы избежать колебаний международного нормализованного отношения (МНО). Резкое увеличение потребления витамина K снижает эффективность антикоагулянтов и повышает риск тромбозов.

Антибиотики широкого спектра, особенно цефалоспорины, могут усиливать дефицит витамина K, подавляя его синтез микрофлорой и нарушая его метаболизм.

Применение в медицине

Профилактика геморрагической болезни новорождённых

Внутримышечное введение 1 мг витамина K₁ всем новорождённым — стандартная практика во многих странах, включая Россию. Это снижает риск геморрагической болезни с 0,25–1,7 % до 0,01 %.

Лечение дефицита витамина K

При подтверждённом дефиците (например, при мальабсорбции) назначают филлохинон внутрь или парентерально. Доза зависит от тяжести состояния.

Остеопороз

В ряде стран (Япония) витамин K₂ (MK-4) в дозе 45 мг/сут используется для лечения остеопороза, особенно у женщин в постменопаузе. Метаанализы показывают, что приём MK-4 снижает риск переломов позвонков на 60 % и переломов шейки бедра на 20 %. Однако в России и США витамин K не входит в стандартные протоколы лечения остеопороза из-за ограниченной доказательной базы.

Сердечно-сосудистые заболевания

Исследования показывают, что высокое потребление витамина K₂ (особенно MK-7) связано с меньшей степенью кальцификации коронарных артерий и снижением риска ишемической болезни сердца. Однако для клинических рекомендаций требуются дополнительные рандомизированные контролируемые исследования.

Интересные факты

Витамин K является единственным жирорастворимым витамином, для которого установлена точная суточная норма, основанная на свёртывании крови, а не на профилактике дефицита.
В натто, традиционном японском блюде, содержится до 1100 мкг MK-7 на 100 г, что в 10 раз превышает суточную норму. В Японии потребление натто коррелирует с более низкой частотой переломов шейки бедра.
В 2018 году учёные из Университета Копенгагена обнаружили, что витамин K может восстанавливать митохондриальную функцию при болезни Паркинсона, но исследования находятся на доклинической стадии.
В 1940-х годах витамин K использовался как антидот при отравлении варфарином, который первоначально применялся в качестве родентицида.

Источники

«Витамины и минералы: от А до Я» — под ред. В. А. Тутельяна, 2019.
«Биохимия» — под ред. Е. С. Северина, 2015.
«Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ» — МР 2.3.1.2432-08, Роспотребнадзор.
«Vitamin K: An Essential Nutrient for Health» — S. L. Booth, 2012.
«Vitamin K and Bone Health: A Review» — M. K. Shea, 2020.
«Vitamin K and Cardiovascular Disease: A Systematic Review» — J. W. J. Beulens, 2013.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →