miniatura|dereita|250px|Vitamina K1 (filoquinona). Ambas as formas da vitamina K natural, a K1 e a K2, conteñen un anel funcional naftoquinona e unha cadea alifática. A filoquinona ten unha cadea lateral fitil. miniatura|dereita|250px|Vitamina K2 (menaquinona). Na menaquinona a cadea lateral está composta dun número variable de residuos de isopreno. miniatura|dereita|150px|A vitamina K3 (menadiona) é sintética e funciona como precursora da vitamina K2. Ten o anel de 1,4-naftoquinona típico do grupo das vitaminas K e un grupo metilo en posición 2. No termo vitamina K inclúese un grupo de vitaminas liposolubles estruturalmente similares, entre as que destacan a vitamina K1 (tamén chamada vitamina Kj, filoquinona, fitomenadiona ou fitonadiona), e a vitamina K2 (menaquinona). A vitamina K é necesaria para realizar a modificación postraducional de certas proteínas, principalmente as requiridas para a coagulación do sangue, e está implicada tamén en diversas rutas metabólicas do tecido óseo e outros tecidos. Existen dúas formas naturais da vitamina K, a K1 e K2 (esta con varios subtipos), e tres formas sintéticas (derivados da 2-metil-1,4-naftoquinona), a K3, K4, e K5.
A vitamina K1 é sintetizada polas plantas e atópase nas hortalizas de grandes follas verdes e no aceite de soia. Os varios homólogos que existen da vitamina K2 (menaquinonas) caracterízanse polo número de residuos isoprenoides contidos na súa cadea lateral, que varía dunha menaquinona a outra. As menaquinonas abrévianse como MK-n, onde n representa o número de isoprenos da cadea lateral. Así, a menaquinona-4 (ou menatetrenona) abreviada como MK-4, ten 4 residuos de isopreno. As bacterias poden producir varias formas de vitamina K2, e as bacterias do noso intestino delgado poden tamén converter a K1 en K2. Non se coñece que as vitaminas K1 e K2 teñan toxicidade.
Coñécense tres tipos sintéticos de vitamina K: K3, K4 e K5. Aínda que as vitaminas K1 e K2 naturais non son tóxicas, a forma sintética K3 (menadiona) ten toxicidade.
A vitamina K foi identificada en 1929 polo científico danés Henrik Dam cando estaba investigando a función do colesterol. Alimentou polos cunha dieta moi baixa en colesterol, e viu que a ausencia de certa substancia da dieta producía nos polos hemorraxias. Esa substancia era a vitamina K, que recibiu o nome da palabra alemá Koagulationsvitamin (K) .
Estrutura química Todos os membros do grupo da vitamina K comparten unha estrutura cíclica (menadiona) formada por unha naftoquinona metilada, que varía na súa cadea lateral alifática unida na posición 3 (véxase a figura 1). A filoquinona (ou vitamina K1) sempre contén na súa cadea lateral catro residuos de isoprenoides, un dos cales está insaturado.
As menaquinonas teñen cades laterais compostas por un número variable de residuos isoprenoides insaturados; xeralmente desígnanse como MK-n, onde n especifica o número de isoprenoides.
Acéptase xeralmente que a naftoquinona é o grupo funcional, polo que o mecanismo de acción é similar en todas as vitaminas K. Deben esperarse, non obstante, substanciais diferenzas na súa absorción intestinal, transporte, distribución nos tecidos, e biodispoñibilidade. Estas diferenzas están causadas pola diferente lipofilia das distintas cadeas laterais, e polas diferentes fontes alimenticias nas que aparecen.
Hai tres formas sintéticas de vitamina K, a K3, K4, e K5, que se utilizan en moitas áreas incluíndo a industria dos alimentos para mascotas (a vitamina K3) e para inhibir o crecemento de fungos (a vitamina K5).
Subtipos de vitamina K2 A vitamina K2 (menaquinona) comprende moitos subtipos. Os dous subtipos que foron máis estudados son a menaquinona-4 (menatetrenona, MK4) e a menaquinona-7 (MK7).
A MK4 orixínase por conversión da vitamina K1 no corpo, nos testículos, páncreas e paredes arteriais. Aínda que quedan moitas cousas por coñecer sobre a vía metabólica de transformación da K1 en MK4, os estudos realizados demostran que a conversión non depende das bacterias intestinais, xa que ocorre tamén en ratas de laboratorio libres de xermes e tamén se realiza coa K1 administrada por vía parenteral en ratas. De feito, os tecidos que acumulan grandes cantidades de MK4 teñen unha notable capacidade de converter ata o 90% da K1 dispoñible en MK4.
A diferenza do caso anterior, a menaquinona-7 (MK7) non a poden producir os humanos pero convértese en filoquinona nos intestinos pola acción bacteriana. Porén, as menaquinonas (MK7) producidas polas bacterias parecen contribuír só minimamente ao total de vitamina K dispoñible no corpo. Nalgúns países os alimentos conteñen suplementos de MK4 e MK7 para favorecer a saúde ósea.
Fisioloxía A vitamina K está implicada na carboxilación de certos residuos de glutamato de proteínas orixinando residuos de gamma-carboxiglutamato(ou residuos Gla). Estes residuos modificados están a miúdo (pero non sempre) situados en dominios proteicos específicos chamados dominios Gla. Os residuos Gla xeralmente están implicados na unión ao calcio. Os residuos Gla son esenciais para a actividade biolóxica de todas as proteínas Gla coñecidas.
Descubríronse ata agora 15 proteínas humanas con dominios Gla, e sábese que xogan un papel chave na regulación de tres procesos fisiolóxicos: coagulación do sangue: (protrombina (factor II), factores VII, IX, X, proteína C, proteína S, e proteína Z). Metabolismo do óso: osteocalcina, tamén chamada proteína Gla ósea (BGP), proteína Gla da matriz (MGP), e periostina. Bioloxía vascular: proteína 6 específica da parada do crecemento (Gas6) Función descoñecida: g-carboxi glutamil proteínas ricas en prolina (PRGPs) 1 e 2, e g-carboxi glutamil proteínas transmembrana (TMGs) 3 e 4.
Como acontece con outras vitaminas liposolubles (A, D, E), a vitamina K almacénase nos tecidos graxos do corpo humano.
Necesidades dietarias Absorción da vitamina K As teorías iniciais sostiñan que a deficiencia dietaria de vitamina K é extremadamente rara a non ser que o intestino delgado estea severamente danado e non se poida absorber debidamente a molécula. Outro grupo de risco para ter deficiencia desta vitamina eran os individuos nos cales a súa flora bacteriana intestinal diminuíra a súa produción de K2, por exemplo, despois do tratamento cun antibiótico de amplo espectro. Tomar antibióticos de amplo espectro pode reducir a produción de vitamina K nos intestinos en case o 74% da xente comparado coa que non tomou ditos antibióticos. As dietas baixas en vitamina K tamén fan decrecer a concentración de vitamina K no corpo. Ademais, nos anciáns hai unha redución da produción de vitamina K2.
Os resultados de investigacións recentes, polo contrario, demostran que o intestino delgado e o groso (colon) son bastante ineficientes para absorber a vitamina K, polo que a deficiencia podería ser máis común. Estes resultados están apoiados por diversos estudos feitos en humanos, nos que a maioría dos individuos mostraban cantidades inadecuadas de vitamina K no corpo. Isto pode revelarse pola presenza de grandes cantidades de proteínas gamma-carboxiladas de forma incompleta no sangue, unha proba indirecta da deficiencia en vitamina K.
Cantidades recomendadas Nos Estados Unidos o Consumo Dietario de Referencia (Dietary Reference Intake ou DRI) para un consumo adecuado (AI) de vitamina K para un adulto masculino de 25 anos é de 120 microgramos/día. Para unha muller adulta o AI é de 90 microgramos/día.
Toxicidade Aínda que son posibles as reaccións alérxicas á suplementación con vitamina K, non hai toxicidade asociada co consumo de altas doses de filoquinona (K1) ou menaquinona (K2).
Os estudos sobre a coagulación do sangue en humanos feitos subministrando 45 mg diarios de vitamina K2 (na forma MK4) e noutros ata 135 mg/día (45 mg tres veces ao día) de K2 (como MK4), non mostraron que se producise un incremento no risco de formación de coágulos sanguíneos. En ratas mesmo doses altas de 250 mg/kg de peso corporal non alteraron a tendencia normal de formación de coágulos sanguíneos.
Porén, unha forma sintética da vitamina K, a K3 (menadiona), é demostrablemente tóxica. En países como EEUU, a FDA prohibiu a venda ao público como un suplemento desta forma sintética porque en grandes doses causa reaccións alérxicas, anemia hemolítica, e citotoxicidade para as células hepáticas.
Interaccións A filoquinona (K1) (summary ) ou a menaquinona (K2) poden bloquear a acción fluidificante do sangue de anticoagulantes como a warfarina, a cal funciona interferindo a acción da vitamina K. Tamén reverten a tendencia destes fármacos de causar calcificación arterial a longo prazo.
Fontes A vitamina K1 atópase principalmente en vexetais de grandes follas verdes como as espinacas, acelga, e Brassica (por exemplo, col, coliflor, brócoli, e coles de Bruxelas); son tamén ricas en vitamina K algunhas froitas como o aguacate, kiwi e uvas. A modo de referencia, dúas culleradas de perexil conteñen un 153% da cantidade diaria recomendada de vitamina K.Nutrition Facts and Information for Parsley, raw Algúns aceites vexetais, especialmente o de soia, conteñen vitamina K, pero en concentracións que requirirían un consumo relativamente grande de calorías para obter o consumo de vitamina recomendado. As bacterias do colon sintetizan unha parte da vitamina K necesaria para o home. Por esa razón se lles dá vitamina K aos recentemente nados ata que en 5-7 días se lle forma a súa flora bacteriana no colon.
Crese que a estreita unión da filoquinona ás membranas dos tilacoides dos cloroplastos é a razón que explica a escasa biodispoñibilidade de vitamina K nas plantas verdes. Por exemplo, as espinacas cocidas teñen un 5% de biodispoñibilidade de filoquinona. Porén, cando un engade graxas ás espinacas, a biodispoñibilidade aumenta ao 13% debido ao incremento de solubilidade da vitamina K nas graxas.
A vitamina K2 (na forma menaquinona-4) sintetízase polos tecidos animais e atópase na carne, ovos, e produtos lácteos. A menaquinona-7 sintetízana as bacterias durante as súas fermentacións e atópase nas sementes de soia fermentadas (especialidade culinaria xaponesa chamada natto). No natto o 0% da vitamina K está en forma de MK-4 (pero teñen moita MK-7) e no queixo o 2–7% é MK-4.
Deficiencia Nas dietas normais xeralmente non escasea a vitamina K e a deficiencia primaria de vitamina K é rara nos adultos sans. Os recentemente nados teñen un maior risco de deficiencia. Outras poboacións cun maior risco de deficiencia son os individuos que sofren de danos ou doenzas hepáticas (como os alcohólicos), os que padecen fibrose quística, enfermidades intestinais ou os que acaban de sufrir unha intervención cirúrxica abdominal. Os grupos que poden sufrir de deficiencia secundaria de vitamina K inclúen os bulímicos, os que seguen dietas rigorosas, e os que toman anticoagulantes. Outros fármacos que foron asociados coa deficiencia en vitamina K son salicilatos, barbituratos, e cefamandole, aínda que o seu mecanismo de acción é descoñecido. Non hai diferenza entre sexos nesta deficiencia. Os síntomas da deficiencia son sangrado menstrual abundante, anemia, negróns, e sangrado das enxivas e do nariz. Poden aparecer tamén trastornos como coagulopatías.
A osteoporose e as enfermidades coronarias están fortemente asociadas cos niveis baixos de K2 (menaquinona). A menaquinona non é inhibida por salicilatos como si ocorre coa K1.
Bioquímica Funcións nas células A función da vitamina K na célula é converter o glutamato (Glu) de certas proteínas en gamma-carboxiglutamato (Gla).