Rola witaminy K w metabolizmie kostnym

Witamina K jest rodziną związków chemicznych o podobnej strukturze zaliczanych do witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Wyróżnia się tutaj witaminę K1 (filochinon, który występuje powszechnie w surowcach roślinnych) oraz K2 (określaną jako menachinon, MK, rozpowszechniony w produktach fermentowanych i odzwierzęcych) [2]. Źródła pokarmowe dla witaminy K1 i K2 przedstawiono w tabeli 1. 
Witamina K1 jest dominującą formą witaminy K występującą w diecie. Możemy ją znaleźć przede wszystkim w zielonych warzywach i roślinnym chlorofilu, podczas gdy menachinon syntetyzowany jest przez bakterie i powszechnie występuje w fermentowanych produktach spożywczych. Odpowiednie spożycie witaminy K według zaleceń WHO powinno wynosić 65 mcg/dzień dla mężczyzn i 55 mcg/dzień dla kobiet. Jako że spożycie witaminy K2 stanowi niewielką część całkowitego spożycia witaminy K, coraz częściej przedmiotem badań staje się suplementacja diety witaminą K2 w kontekście wyrównywania jej dziennego spożycia i poprawy ogólnego stanu zdrowia [2].

Tabela 1. Rozpowszechnienie witaminy K1 i K2 w pokarmach [2, 3] 

Witamina K2	Witamina K1
pokarmy fermentowane (natto, kiszonki), sery twarde (typu gouda), sery miękkie (camembert), wątróbka drobiowa, masło, żółtko jaja kurzego, kurczak, wołowina, łosoś	zielone liście, kapusta, szpinak, brukselka, szparagi, jarmuż, brokuł, winogrona, sok marchwiowy, awokado, kiwi, borówki, orzeszki pini, nerkowce

Rola witaminy K, mechanizm działania i biodostępność

Mimo że witamina K obejmuje grupę pokrewnych strukturalnie związków, warto zaznaczyć, że charakteryzuje je niejednolita aktywność biologiczna. Choć witamina K jest najbardziej znana szerokiej publiczności z jej roli w procesie krzepnięcia krwi, to na przestrzeni ostatniego dwudziestolecia wiele badań wskazało na znacznie szerszy zakres jej działania na organizm. W ostatnich latach szczególne zainteresowanie wzbudza rola witaminy K w kontekście metabolizmu kostnego, a szczególnie profilaktyki i leczenia osteoporozy.

Mechanizm działania witaminy K polega na posttranslacyjnej modyfikacji białek (a dokładniej karboksylacji reszt kwasu glutaminowego), co zapewnia aktywację białek zaangażowanych w procesy krzepnięcia krwi oraz metabolizm kostny. Domeny GLA białek (gamma-carboxy glutamate – karboksylowane reszty kwasu glutaminowego), tj. osteokalcyna, MPG uzyskane na skutek procesu karboksylacji mają zdolność wiązania jonów wapnia [3, 10]. Obie formy witaminy K (zarówno filochinon, jak i menachinon) są wchłaniane w jelicie cienkim i stamtąd transportowane przez chylomikrony do wątroby. Organizm preferencyjnie zatrzymuje tutaj witaminę K1 do zadań związanych z karboksylacją i aktywacją czynników krzepnięcia krwi. Z kolei forma menachinonu jest redystrybuowana obwodowo, poza wątrobę, gdzie rozwija swoje plejotropowe działanie m.in. na układ kostny czy naczyniowy [2].

Warto zaznaczyć, że spośród menachinonów forma MK-7 (menachinon o siedmiu łańcuchach izoprenoidowych) cechuje się największą biodostępnością. Wynika to z jej budowy strukturalnej i długiego łańcucha izoprenowego formy MK-7, co warunkuje jej dłuższy okres półtrwania i w praktyce pozwala na dłuższe „krążenie” w krwiobiegu w porównaniu do innych form, np. MK-4 [2, 9]. Badania wskazują także na zdolność witaminy K1 do konwersji w witaminę K2 MK-4 w komórkach trzustki, wątroby oraz mózgu [3]. 

Witamina K może także odgrywać znaczącą rolę jako przeciwutleniacz w błonach komórkowych, w tym komórek nerwowych, chroniąc je przed peroksydacją. Ta aktywność jest jednak zmniejszona w obecności warfaryny, która hamuje regenerację witaminy K w organizmie obniżając jej poziom w ustroju [6, 7]. Ponadto wymienia się korzystny wpływ witaminy K na procesy metaboliczne, np. ma zdolność do napędzania naszych „pieców energetycznych”, czyli mitochondriów poprzez pobudzanie syntezy ATP [8].

Największą jednak uwagę skupia się obecnie na roli witaminy K2 w kontekście metabolizmu kostnego. Nasuwają się także pytania, czy jej suplementacja w istocie może zapobiegać utracie masy kostnej i stanowić efektywne wsparcie w profilaktyce i leczeniu osteoporozy.

Witamina K a metabolizm kostny

Witamina K wpływa na przemiany w obrębie tkanki kostnej za pośrednictwem wspomnianego wyżej mechanizmu karboksylacji. Oddziałuje też bezpośrednio na jądrowy czynnik NF-kappaB, co pobudza namnażanie komórek kościotwórczych (osteoblastów) przy jednoczesnym hamowaniu różnicowania i aktywności osteoklastów [3]. Wyniki przeprowadzonych w ostatnich latach metaanaliz, przeglądów i badań obserwacyjnych oceniających wpływ witaminy K2 na gęstość mineralną kości dostarczyły ciekawych wniosków. 

Dane naukowe wskazują, że niedobór witaminy K może zwiększać ryzyko rozwoju miażdżycy, choroby Alzheimera, niektórych nowotworów, a także osteoporozy.

W 2012 r. metaanaliza obejmująca badania RCT (randomizowane, kontrolowane placebo) wskazała na korzystny wpływ witaminy K (analizowano zarówno wpływ witaminy K1, jak i K2 w formie MK-4 i MK-7) na gęstość mineralną kości. Analiza podgrup wskazała na znacząco korzystniejszy efekt witaminy K2 w kontekście odcinka lędźwiowego kręgosłupa w porównaniu do witaminy K1 [12]. Kolejna metaanaliza z 2015 r. 
wykazała natomiast, że witamina K2 może redukować częstość złamań u kobiet po menopauzie z osteoporozą, a także zapobiegać utracie masy kostnej. Nie przyniosło to jednak odpowiedzi na pytanie, czy witamina K będzie równie korzystnym rozwiązaniem dla kobiet w okresie pomenopauzalnym, ale bez stwierdzonej osteoporozy [14–16].

Z kolei dwa badania przeprowadzone w 2021 r. nie dały już tak optymistycznych wyników (choć były to mało liczebne próby, odpowiednio: 68 i 142 osoby). Wykazano w nich, że suplementacja diety witaminą K2 w dawkach dobowych > 360 mcg nie wpłynęła na gęstość mineralną ani mikroarchitekturę kości, a także nie zatrzymała progresji zwapnienia tętnic [17, 18].

Mimo że mechanizmy działania witaminy K wskazują na jej potencjalne korzyści w kontekście zdrowia kości, wyniki badań interwencyjnych są nadal niejednoznaczne. Utrudnia to zajęcie jednoznacznego stanowiska w kwestii rekomendacji co do jej praktycznego zastosowania klinicznego. 

Warto zaznaczyć, że spośród menachinonów forma MK-7 (menachinon o siedmiu łańcuchach izoprenoidowych) cechuje się największą biodostępnością.

Czy witamina K jest niezbędna przy suplementacji witaminą D?

Częstym pytaniem jest to dotyczące łączenia witaminy K2 z witaminą D3. Aktualne dane naukowe wskazują na potencjalnie korzystny wpływ witaminy K na metabolizm kostny. Część badań sugeruje, że witamina K2 może być cennym wsparciem w profilaktyce i leczeniu osteoporozy. Z tego powodu wiele suplementów diety zawiera w składzie połączenie witaminy D z witaminą K2. 

Jednak na chwilę obecną nie sformułowano oficjalnych rekomendac...