K vitamīna tiek saukts par koagulācijas vitamīnu tā antihemorāģiskā (hemostatiskā) efekta dēļ, kuru 1929. gadā atklāja fiziologs un bioķīmiķis Karls Pīters Henriks Dam, pamatojoties uz asinis recēšanas pētījumi. K vitamīna nav viendabīga viela, bet notiek trīs strukturālos variantos. Var izdalīt šādas K vitamīna grupas vielas:
- K1 vitamīns - filohinons - sastopams dabā.
- Vitamīns K2 - menakinons (MK-n) - sastopams dabā.
- K3 vitamīns - 2-metil-1,4-naftohinons, menadions - sintētisks produkts.
- K4 vitamīns - 2-metil-1,4-naftohidrohinons, menadiols - sintētisks produkts.
visi K vitamīns variantiem ir kopīgs tas, ka tie ir iegūti no 2-metil-1,4-naftohinona. Galvenā strukturālā atšķirība ir balstīta uz sānu ķēdi C3 stāvoklī. Kamēr K1 vitamīna lipofilajām (taukos šķīstošajām) sānu ķēdēm ir viena nepiesātināta (ar dubultu saiti) un trīs piesātināta (bez dubultas saites) izoprēna vienības, vitamīns K2 ir sānu ķēde ar atšķirīgu, parasti 6-10 izoprēnu molekulas. K3 vitamīns, tā ūdens-šķīstošs atvasinājums menadions nātrijs ūdeņradis sulfīts un K4 vitamīns - menadiola diesteris, piemēram, menadiola dibutirāts -, jo sintētiskiem izstrādājumiem nav sānu ķēdes. Organismā tomēr notiek četru izoprēna vienību kovalenta piesaiste quinoid gredzena C3 pozīcijai. Metilgrupa uz hinoīda gredzena C2 stāvoklī ir atbildīga par K vitamīna specifisko bioloģisko efektivitāti. Kvinoīda gredzena C3 pozīcijā esošā sānu ķēde ir metilgrupa. Savukārt sānu ķēde C3 stāvoklī nosaka šķīdību lipīdos un tādējādi ietekmē absorbcija (uzņemšana caur zarnām). Saskaņā ar iepriekšējo pieredzi ir zināmi apmēram 100 hinoni ar K vitamīna aktivitāti. Tomēr tikai dabiski sastopamais vitamīni K1 un K2 ir praktiska nozīme, jo K3 vitamīns un citi naftohinoni var izraisīt nelabvēlīgu, dažreiz toksisku (indīgu) iedarbību [2-4, 9-12, 14, 17].
Sintēze
Kamēr filohinons (K1 vitamīns) tiek sintezēts (veidots) zaļo augu hloroplastos (šūnu organelos, kas spēj fotosintēzes procesos), kur tas ir iesaistīts fotosintēzes procesā, menakinona biosintēze (vitamīns K2) veic dažādas zarnas baktērijas, piemēram, Escherichia coli un Lactobacillus acidophilus, kas sastopami terminālajā ileumā (apakšējā tievā zarnā) Un kols (resnās zarnas), attiecīgi. Cilvēka zarnās var sintezēt līdz 50% menakinona - bet tikai tik ilgi, kamēr fizioloģiskais zarnu flora ir klāt. Zarnu rezekcijas (zarnu ķirurģiska noņemšana), zarnu iekaisuma slimība (IBD), celiakiju un citas zarnu slimības, kā arī terapija ar antibiotikas piemēram, cefalosporīni, ampicilīns un tetraciklīni var ievērojami pasliktināt menakinona sintēzi. Tāpat arī uztura izmaiņas, kas saistītas ar zarnu flora var ietekmēt zarnu vitamīna K2 sintēzi zarnās. Tas, cik bakteriāli sintezēts vitamīns K2 veicina prasību izpildi, ir pretrunīgs. Tā kā saskaņā ar eksperimentālo pieredzi absorbcija menakinona līmenis ir diezgan zems, var pieņemt, ka zarnu sintēzes veiktspēja baktērijas dod tikai nelielu ieguldījumu K vitamīna piegādē. Novērojums, ka pēc piecu nedēļu K vitamīna nesaturēšanas pacientiem netika atrasti K vitamīna deficīta simptomi uzturs, bet ka tie parādījās pēc 3-4 nedēļām, kad antibiotikas tika lietoti vienlaikus, apstiprina pieņēmumu, ka enterāli (caur zarnu) sintezētais K vitamīns patiešām ir svarīgs prasību izpildei.
Absorbcija
Starp K vitamīna grupas atsevišķajām vielām ir lielas atšķirības attiecībā uz absorbcija. Uztura absorbcija galvenokārt ir filohinons. Alimentāri (ar pārtiku) piegādātajam vai baktērijās sintezētam menakinonam ir pakārtota loma K vitamīna piegādē. Tāpat kā visiem taukos šķīstošajiem vitamīni, tauku gremošanas laikā tiek absorbēti (uzņemti) vitamīni K1 un K2, ti, uzturā esošie tauki ir lipofilu molekulas, žultsskābes šķīdināšanai (šķīdības palielināšanās) un micellu veidošanai (transporta lodīšu veidošanās, kas taukos šķīstošās vielas padara transportējamas ūdens šķīdumā), un aizkuņģa dziedzera lipāzēm (gremošanas fermenti no aizkuņģa dziedzera), lai optimāli absorbētu zarnu (absorbcija caur zarnām) ir nepieciešams saistīts vai esterificēts K vitamīns. Vitamīni K1 un K2, kā daļa no jauktajām micellām, sasniedz tukšās zarnas - tukšā zarnas - enterokītu (epitēlija šūnas) - ar pārtiku piegādāto filo- un menakinonu - un gala ileuma (apakšējā apakšējā daļa) apikālo membrānu. tievā zarnā) - baktērijās sintezēts menakinons - un tiek internalizēti. Šūnā notiek vitamīnu K1 un K2 iekļaušanās (uzņemšana) chilomikronos (ar lipīdiem bagāti lipoproteīni), kas lipofilos vitamīnus transportē caur limfa perifērijā asinis apgrozība. Kamēr barības (uztura) K1 un K2 vitamīni tiek absorbēti ar enerģiju atkarīgā aktīvā transportā pēc piesātinājuma kinētikas, baktērijās sintezētā K2 vitamīna absorbcija notiek pasīvas difūzijas ceļā. K1 vitamīns pieaugušajiem ātri uzsūcas zarnās (caur zarnu) ar absorbcijas ātrumu starp 20 un 80%. Jaundzimušajam filohinona absorbcijas ātrums ir tikai aptuveni 30%, pateicoties fizioloģiskai steatorejai (taukainai izkārnījumam). The biopieejamība lipofīlo vitamīnu K1 un K2 daudzums ir atkarīgs no pH zarnās, uzturā esošo tauku veida un daudzuma, kā arī žultsskābes un aizkuņģa dziedzera lipāzes (gremošanas fermenti no aizkuņģa dziedzera). Zems pH līmenis un īss vai vidējas ķēdes piesātināts taukskābes paaugstināts, savukārt augsts pH līmenis un ilgstošas ķēdes polinepiesātinātās taukskābes kavē filo- un menakinona uzsūkšanos. Tā kā uztura tauki un žultsskābes absorbcijai nepieciešamie ir ierobežotā mērā pieejami distālajā ileumā (ZS apakšējā daļa) tievā zarnā) Un kols (resnās zarnas), kur sintezē vitamīnu K2 baktērijas ir konstatēti, baktēriju menakinons tiek absorbēts daudz mazākā mērā nekā filohinons. To hidrofilitātes dēļ (ūdens sintētiskie vitamīni K3 un K4 un to ūdenī šķīstošie atvasinājumi (atvasinājumi) tiek pasīvi absorbēti neatkarīgi no uztura taukiem, žults skābesun aizkuņģa dziedzera lipāzes (gremošanas fermenti no aizkuņģa dziedzera) gan tievajās zarnās, gan kols (resnās zarnas) un izdalās tieši asinīs.
Transports un izplatīšanās organismā
Transporta laikā uz aknasbezmaksas taukskābes (FFS) un monohlicerīdi no chilomicroniem lipoproteīnu iedarbībā tiek izvadīti perifēros audos lipāze (LPL), kas atrodas uz šūnu virsmām un sašķeļ triglicerīdi. Izmantojot šo procesu, chilomikroni tiek sadalīti līdz chilomicrona paliekām (ar zemu tauku saturu chilomicrona paliekām), kas apolipoproteīna E (ApoE) starpniecību saistās ar specifiskiem receptoriem (saistīšanās vietām) aknas. Vitamīnu K1 un K2 uzņemšana organismā aknas notiek ar receptoru mediētu endocitozi. Filo- un menakinons daļēji uzkrājas aknās un daļēji iekļaujas aknu (aknās) sintezētajā VLDL (ļoti zems Blīvums lipoproteīni; taukus saturoši lipoproteīni ar ļoti mazu blīvumu). Pēc VLDL izdalīšanās asinīs absorbētie vitamīni K3 un K4 arī tiek piesaistīti VLDL un tiek transportēti uz ekstrahepatiskiem (ārpus aknu) audiem. Mērķa orgāni ietver niere, virsnieru dziedzeris, plaušu, kaulu smadzenes, un limfa mezgli. K vitamīna uzsūkšanās mērķa šūnās notiek caur lipoproteīniem lipāze (LPL) darbība. Pagaidām joprojām nav skaidra specifiska menakinona (MK-4), ko sintezē zarnu baktērijas un kura izcelsme organismā ir filohinons un menadions, loma. Aizkuņģa dziedzerī siekalu dziedzeri, smadzenes un krūšu kauls augstāks koncentrācija var atrast MK-4, nekā no filohinona. Filohinons koncentrācija in asinis plazmu ietekmē gan triglicerīdu saturs, gan ApoE polimorfisms. Palielināts triglicerīdu serums koncentrācija ir saistīts ar paaugstinātu filohinona līmeni, kas ar vecumu tiek novērots biežāk. Tomēr pieaugušajiem, kas vecāki par 60 gadiem, parasti ir slikts K vitamīna statuss, par ko liecina zema filohinona: triglicerīdu attiecība salīdzinājumā ar jauniem pieaugušajiem. ApoE (chilomikronu lipoproteīnu) polimorfisms izraisa strukturālas izmaiņas olbaltumvielās, kas novērš chilomikrona paliekas ( zemu tauku chilomicrona paliekas) no saistīšanās ar aknu receptoriem. Tā rezultātā papildus lipīdu koncentrācijai palielinās filohinona koncentrācija asinīs, kas nepatiesi liecina par labu K vitamīna daudzumu.
glabāšana
Dabā sastopamie vitamīni K1 un K2 galvenokārt uzkrājas aknās, kam seko vitamīni virsnieru dziedzeris, niere, plaušas, kaulu smadzenes, un limfa mezgli. Tā kā K vitamīns ir strauji mainīgs (apgrozījums) - apmēram 24 stundas -, aknu uzglabāšanas jauda var tikai pārvarēt a vitamīnu trūkums apmēram 1-2 nedēļas. K3 vitamīns aknās ir tikai nedaudz, tas organismā izplatās ātrāk, salīdzinot ar dabisko filo- un menakinonu, un tiek metabolizēts (metabolizēts) ātrāk. Kopējais ķermeņa vitamīna K daudzums ir mazs, svārstoties attiecīgi no 70-100 µg un 155-200 nmol. Pētījumi par biopieejamība no filo- un menakinona ar veseliem vīriešiem ir parādījuši, ka pēc līdzīga vitamīna K1 un K2 uzņemšanas ar pārtiku cirkulējošā menakinona koncentrācija vairāk nekā 10 reizes pārsniedza filohinona koncentrāciju. Iemesls tam ir, no vienas puses, salīdzinoši zems biopieejamība pārtikas produkta filohinona - 2-5 reizes zemāks nekā K vitamīna bagātinātāji - sakarā ar vāju saistīšanos ar augu hloroplastiem un zemu zarnu izdalīšanos no pārtikas matricas. No otras puses, menakinonam ir ilgāks pussabrukšanas periods nekā filohinonam, un tāpēc K2 vitamīns ārpushepatiskiem audiem, piemēram, kauliem, ir pieejams ilgāku laiku.
Izdalīšanās
Vitamīni K1 un K2 izdalās caur nierēm (caur niere) glikuronīdu veidā pēc glikuronizācija par vairāk nekā 50% žults ar izkārnījumiem (izkārnījumi) un apmēram 20% pēc sānu ķēdes saīsināšanas ar beta oksidēšanu ( taukskābes). Paralēli filo- un menakinonam, biotransformācijas procesā K3 vitamīns tiek pārveidots arī par ekskrēcijas formu. Biotransformācija notiek daudzos audos, īpaši aknās, un to var sadalīt divās fāzēs:
- Lai palielinātu šķīdību, I fāzē citohroma P-450 sistēma hidroksilē (OH grupas ievietošana) K vitamīnu.
- II fāzē notiek konjugācija ar stipri hidrofilām (ūdenī šķīstošām) vielām - šim nolūkam glikuronskābi ar glikuroniltransferāzes vai sulfāta grupas palīdzību attiecīgi pārnes iepriekš ievadītajā K vitamīna OH grupā ar sulfotransferāzes palīdzību.
Līdz šim no K3 vitamīna metabolītiem (starpproduktiem) un izdalīšanās produktiem ir identificēti tikai 2-metil-1,4-naftohidrohinon-1,4-diglukuronīds un 2-metil-1,4-hidroksi-1-naftilsulfāts , kas atšķirībā no K1 un K2 vitamīna ātri un lielā mērā tiek izvadīti ar urīnu (~ 70%). Lielākā daļa menadiona metabolītu vēl nav raksturoti.
