Витамин К се нарича коагулационен витамин поради неговия антихеморагичен (хемостатичен) ефект, който е открит през 1929 г. от физиолог и биохимик Карл Питър Хенрик на базата на кръв изследвания на съсирването. Витамин К не е еднородно вещество, но се среща в три структурни варианта. Следните вещества от групата на витамин К могат да бъдат разграничени:
- Витамин К1 - филохинон - срещащ се в природата.
- Витамин K2 - менахинон (MK-n) - срещащ се в природата.
- Витамин К3 - 2-метил-1,4-нафтохинон, менадион - синтетичен продукт.
- Витамин К4 - 2-метил-1,4-нафтохидрохинон, менадиол - синтетичен продукт.
Всички витамин К Общите варианти имат общо, че са получени от 2-метил-1,4-нафтохинон. Основната структурна разлика се основава на страничната верига в позиция С3. Докато липофилната (мастноразтворима) странична верига във витамин К1 има една ненаситена (с двойна връзка) и три наситени (без двойна връзка) изопренови единици, витамин К2 има странична верига с различен, обикновено 6-10 изопрен молекули. Витамин К3, неговият вода-разтворим производен менадион натрий водород сулфит и витамин К4 - менадиол диестер, като менадиол дибутират - тъй като синтетичните продукти нямат странична верига. В организма обаче се появява ковалентно свързване на четири изопренови единици към позицията С3 на хиноидния пръстен. Метиловата група на хиноидния пръстен в позиция С2 е отговорна за специфичната биологична ефективност на витамин К. Страничната верига в позицията С3 на хиноидния пръстен е метиловата група. Страничната верига в положение С3, от друга страна, определя разтворимостта на липидите и по този начин влияе абсорбция (поглъщане през червата). Според предишния опит са известни около 100 хинони с активност на витамин К. Въпреки това, само естествено срещащи се витамини К1 и К2 са от практическо значение, тъй като витамин К3 и други нафтохинони могат да упражняват неблагоприятни, понякога токсични (отровни) ефекти [2-4, 9-12, 14, 17].
Синтез
Докато филохинонът (витамин К1) се синтезира (образува) в хлоропластите (клетъчните органели, способни на фотосинтеза) на зелените растения, където той участва в процеса на фотосинтеза, биосинтезата на менахинон (витамин К2) се извършва от различни чревни бактерии, като Escherichia coli и Lactobacillus acidophilus, които се срещат в крайния илеум (долна тънко черво) И двоеточие (дебело черво), съответно. В човешкото черво могат да се синтезират до 50% менахинон - но само докато има физиологичен чревна флора присъства. Резекции на червата (хирургично отстраняване на червата), възпалително заболяване на червата (IBD), цьолиакия и други чревни заболявания, както и притежава с антибиотици , като цефалоспорини, ампицилин и тетрациклини, могат значително да увредят синтеза на менахинон. По същия начин, диетичните промени поради промяна на чревна флора може да повлияе на чревния синтез на витамин К2. Степента, до която бактериално синтезираният витамин К2 допринася за изпълнение на изискванията, е противоречива. Тъй като според експерименталния опит, абсорбция скоростта на менахинон е сравнително ниска, може да се предположи, че ефективността на синтеза на червата бактерии има само незначителен принос за снабдяването с витамин К. Наблюдението, че не са открити симптоми на дефицит на витамин К при субекти след петседмично без витамин К диета, но това се появи след 3-4 седмици, когато антибиотици са били прилагани едновременно, подкрепя предположението, че витамин К, синтезиран ентерално (чрез червата), е наистина важен за посрещане на изискванията.
Абсорбцията
Съществуват големи разлики между отделните вещества от групата на витамин К по отношение на абсорбция. Диетичната абсорбция е предимно филохинон. Допълнително (с храна) снабден или бактериално синтезиран менахинон играе второстепенна роля в доставката на витамин К. Както всички мастноразтворими витамини, витамините К1 и К2 се абсорбират (усвояват) по време на храносмилането, т.е. наличието на хранителни мазнини като средство за транспортиране на липофилни молекули, жлъчни киселини за солюбилизация (повишаване на разтворимостта) и образуване на мицела (образуване на транспортни зърна, които правят мастноразтворимите вещества транспортируеми във воден разтвор) и панкреатични липази (храносмилателни ензими от панкреаса) за разцепване на свързан или естерифициран витамин К е необходим за оптимална чревна абсорбция (абсорбция през червата). Витамини K1 и K2, като част от смесените мицели, достигат до апикалната мембрана на ентероцитите (епителните клетки) на йеюнума (празно черво) - фило- и менахинон, доставяни от храната - и крайния илеум (долна тънко черво) - бактериално синтезиран менахинон - и се интернализират. В клетката се случва включване (поглъщане) на витамини К1 и К2 в хиломикрони (богати на липиди липопротеини), които транспортират липофилните витамини през лимфа в периферната кръв Тя . Докато хранителният (диетичен) витамин К1 и К2 се абсорбира чрез енергийно зависим активен транспорт след кинетиката на насищане, абсорбцията на бактериално синтезиран витамин К2 се осъществява чрез пасивна дифузия. 1 и 20%. При новороденото скоростта на абсорбция на филохинон е само около 80% поради физиологична стеаторея (мастни изпражнения). The бионаличност на липофилните витамини К1 и К2 зависи от рН в червата, вида и количеството на наличните хранителни мазнини и наличието на жлъчни киселини и липази от панкреаса (храносмилателни ензими от панкреаса). Ниско pH и наситено с къса или средна верига мастни киселини повишават, докато високо рН и дълговерижни полиненаситени мастни киселини инхибират абсорбцията на фило- и менахинон. Тъй като хранителните мазнини и жлъчни киселини необходими за абсорбция са достъпни само в ограничена степен в дисталния илеум (долната част на тънко черво) И двоеточие (дебело черво), където витамин К2-синтезира бактерии са открити, бактериалният менахинон се абсорбира в много по-малка степен в сравнение с филлохинона. Поради тяхната хидрофилност (вода разтворимост), синтетичните витамини К3 и К4 и техните водоразтворими производни (производни) се абсорбират пасивно независимо от хранителните мазнини, жлъчка киселинии панкреатични липази (храносмилателни ензими от панкреаса) в тънките черва и двоеточие (дебело черво) и се освобождава директно в кръвта.
Транспорт и разпределение в тялото
По време на транспорт до черен дроб, Безплатен мастни киселини (FFS) и моноглицеридите от хиломикроните се освобождават в периферните тъкани под действието на липопротеин липаза (LPL), който се намира върху клетъчните повърхности и се разцепва триглицериди. Чрез този процес хиломикроните се разграждат до остатъци от хиломикрон (остатъци от хиломикрон с ниско съдържание на мазнини), които, медиирани от аполипопротеин Е (ApoE), се свързват със специфични рецептори (места за свързване) в черен дроб. Поглъщане на витамини К1 и К2 в черен дроб възниква чрез медиирана от рецептори ендоцитоза. Фило- и менахинонът се натрупват отчасти в черния дроб и отчасти се включват в чернодробна (в черния дроб) синтезирана VLDL (много ниска плътност липопротеини; съдържащи мазнини липопротеини с много ниска плътност). След освобождаване на VLDL в кръвта, абсорбираните витамини K3 и K4 също се свързват с VLDL и се транспортират до екстрахепатални (извън черния дроб) тъкани. Целевите органи включват бъбрек, надбъбречна жлеза, бял дроб, костен мозък, и лимфа възли. Поемането на витамин К от целевите клетки става чрез липопротеин липаза (LPL) дейност. Досега ролята на специфичен менахинон (МК-4), синтезиран от чревни бактерии и произхождащ в организма от филохинон и менадион, все още е неясна. В панкреаса, слюнчените жлези, мозък намлява гръдна кост по-висока концентрация на МК-4 може да се намери, отколкото на филлохинон. Филохинон концентрация in кръв плазмата се влияе както от съдържанието на триглицериди, така и от полиморфизма на ApoE. концентрация се свързва с повишени нива на филохинон, което се наблюдава по-често с възрастта. Въпреки това, възрастни на възраст ≥ 60 години обикновено имат лош статус на витамин К, което се доказва от ниското съотношение филохинон: триглицериди в сравнение с младите възрастни. остатъци от хиломикрон с ниско съдържание на мазнини) от свързване с чернодробните рецептори. В резултат на това концентрациите на филохинон в кръвта се увеличават в допълнение към концентрациите на липиди, което лъжливо предполага добро снабдяване с витамин К.
Съхранение
Естествените витамини K1 и K2 се натрупват предимно в черния дроб, последвани от надбъбречна жлеза, бъбрек, бели дробове, костен мозък, и лимфа възли. Тъй като витамин К е обект на бърз оборот (оборот) - около 24 часа - капацитетът за съхранение на черния дроб може да преодолее само a недостиг на витамин за около 1-2 седмици. Витамин К3 присъства в черния дроб само в малка степен, разпределя се по-бързо в организма в сравнение с естествения фило- и менахинон и се метаболизира (метаболизира) по-бързо. Общият телесен фонд от витамин К е малък, вариращ съответно от 70-100 µg и 155-200 nmol. Проучвания върху бионаличност на фило- и менахинон при здрави мъже са показали, че след хранителен прием на подобни количества витамин К1 и К2, концентрацията на циркулиращ менахинон е надвишила тази на филохинона с повече от 10 пъти. Причината за това е, от една страна, относително ниската бионаличност на филохинон от храната - 2-5 пъти по-ниска от тази на витамин К добавки - поради слабо свързване към растителните хлоропласти и ниско ентерично освобождаване от хранителната матрица. От друга страна, менахинонът има по-дълъг полуживот от филлохинона и следователно витамин К2 е достъпен за извънчернодробни тъкани, като костите, за по-дълъг период от време.
отделяне
Витамините К1 и К2 се екскретират през бъбреците (чрез бъбрек) под формата на глюкурониди след глюкуронирането с повече от 50% в жлъчка с изпражненията (изпражнения) и около 20% след скъсяване на страничната верига чрез бета-окисление (окислително разграждане на мастни киселини). Успоредно с фило- и менахинон, витамин К3 също се превръща в отделителна форма чрез процеса на биотрансформация. Биотрансформацията се среща в много тъкани, особено в черния дроб, и може да бъде разделена на две фази:
- Във фаза I витамин К се хидроксилира (вмъкване на ОН група) от системата на цитохром Р-450, за да се увеличи разтворимостта.
- Във фаза II се осъществява конюгиране със силно хидрофилни (водоразтворими) вещества - за тази цел глюкуроновата киселина се прехвърля в предварително въведената ОН група на витамин К с помощта на глюкуронилтрансфераза или сулфатна група посредством сулфотрансфераза, съответно
Досега от метаболитите (междинни продукти) и продуктите на екскреция на витамин К3 са идентифицирани само 2-метил-1,4-нафтохидрохинон-1,4-диглюкуронид и 2-метил-1,4-хидрокси-1-нафтил сулфат , които за разлика от витамин К1 и К2 се елиминират бързо и до голяма степен с урината (~ 70%). По-голямата част от метаболитите на менадион все още не са характеризирани.
