Vitaminas K: apibrėžimas, sintezė, absorbcija, transportavimas ir paskirstymas

Vitaminas K yra vadinamas krešėjimo vitaminu dėl jo antihemoraginio (hemostatinio) poveikio, kurį 1929 m. atrado fiziologas ir biochemikas Carlas Peteris Henrikas Damas, remdamasis kraujas krešėjimo tyrimai. Vitaminas K nėra vienoda medžiaga, bet pasitaiko trimis struktūriniais variantais. Galima išskirti šias vitamino K grupės medžiagas:

  • Vitaminas K1 - filochinonas - randamas gamtoje.
  • Vitaminas K2 - menakinonas (MK-n) - atsirandantis gamtoje.
  • Vitaminas K3 - 2-metil-1,4-naftochinonas, menadionas - sintetinis produktas.
  • Vitaminas K4 - 2-metil-1,4-naftohidrochinonas, menadiolis - sintetinis produktas.

Visi vitaminas K variantai turi bendrą bruožą, kad jie gaunami iš 2-metil-1,4-naftochinono. Pagrindinis struktūrinis skirtumas pagrįstas šonine grandine C3 padėtyje. Nors vitamino K1 lipofilinė (riebaluose tirpi) šoninė grandinė turi vieną nesočiąją (su dviguba jungtimi) ir tris sočiuosius (be dvigubo ryšio) izopreno vienetus, vitaminas K2 turi šoninę grandinę su įvairiu, paprastai 6-10 izoprenu molekulės. Vitaminas K3, jo vanduotirpus darinys menadionas natris vandenilis sulfitas ir vitaminas K4 - menadiolio diesteris, pvz., menadiolio dibutiratas, nes sintetiniai produktai neturi šoninės grandinės. Tačiau organizme vyksta keturių izopreno vienetų kovalentinis prisijungimas prie quinoidinio žiedo C3 padėties. Metil grupė ant kvinoido žiedo C2 padėtyje yra atsakinga už specifinį biologinį vitamino K. efektyvumą. Kvinoido žiedo C3 padėtyje esanti šoninė grandinė yra metilo grupė. Kita vertus, šoninė grandinė C3 padėtyje lemia tirpumą lipiduose ir taip įtakoja absorbcija (įsisavinimas per žarnyną). Remiantis ankstesne patirtimi, yra žinoma apie 100 chinonų, turinčių vitamino K aktyvumą. Tačiau tik natūraliai vitaminai K1 ir K2 yra praktinės svarbos, nes vitaminas K3 ir kiti naftochinonai gali sukelti neigiamą, kartais toksinį (nuodingą) poveikį [2–4, 9–12, 14, 17].

sintezė

Filofinonas (vitaminas K1) sintetinamas (susidaro) žaliųjų augalų chloroplastuose (ląstelių organeliuose, kurie gali fotosintezuoti), kur jis dalyvauja fotosintezės procese, o menakinono biosintezė (vitaminas K2) atlieka įvairios žarnos bakterijos, pavyzdžiui, Escherichia coli ir Lactobacillus acidophilus, kurie atsiranda plonoji žarna) ir dvitaškis (storoji žarna). Žmogaus žarnyne gali sintetinti iki 50% menakinono - bet tik tol, kol fiziologinis žarnyno flora yra. Žarnyno rezekcijos (chirurginis žarnyno pašalinimas), uždegiminė žarnų liga (IBD), celiakija ir kitos žarnyno ligos, taip pat terapija su antibiotikai z cefalosporinai, ampicilinas ir tetraciklinai gali žymiai pakenkti menakinono sintezei. Panašiai ir mitybos pokyčiai dėl žarnyno flora gali paveikti žarnyno vitamino K2 sintezę. Kiek ginčijama, kiek bakterijose susintetintas vitaminas K2 prisideda prie reikalavimų tenkinimo. Kadangi, remiantis eksperimentine patirtimi, absorbcija menakinono dažnis yra gana žemas, galima manyti, kad žarnyno sintezės efektyvumas bakterijos tik šiek tiek prisideda prie vitamino K tiekimo. Stebėjimas, kad po penkių savaičių vitamino K neturinčių asmenų vitamino K trūkumo simptomų nerasta dieta, bet kad jie atsirado po 3-4 savaičių, kai antibiotikai buvo vartojami tuo pačiu metu, patvirtina prielaidą, kad enteriniu būdu (per žarnyną) sintezuojamas vitaminas K yra tikrai svarbus norint patenkinti reikalavimus.

Absorbcija

Yra didelių skirtumų tarp atskirų vitamino K grupės medžiagų absorbcija. Su maistu daugiausia absorbuojamas filochinonas. Paprastai (su maistu) tiekiamas ar bakterijose sintezuojamas menakinonas vaidina pavaldų vaidmenį tiekiant vitaminą K. Kaip ir visi riebaluose tirpūs vitaminai, vitaminai K1 ir K2 absorbuojami (pasisavinami) riebalų virškinimo metu, ty maistiniai riebalai yra lipofilinių medžiagų pernešimo priemonė. molekulės, tulžies rūgštys tirpimui (tirpumo padidėjimas) ir micelių susidarymui (susidaro transportavimo granulės, dėl kurių riebaluose tirpios medžiagos gali būti gabenamos vandeniniame tirpale) ir kasos lipazėms (virškinimo fermentai (enzimai) iš kasos), norint suskaidyti arba esterifikuotą vitaminą K, būtina optimali absorbcija žarnyne (absorbcija per žarnyną). Vitaminai K1 ir K2, būdami sumaišytų micelių dalimis, pasiekia tuščiosios žarnos (tuščios žarnos) enterocitų (epitelio ląstelių) - maisto tiekiamo filo ir menakinono - ir galinės žarnos (apatinės žarnos) apatinę membraną. plonoji žarna) - bakterijose susintetintas menakinonas - ir yra vidinės. Ląstelėje įvyksta vitaminų K1 ir K2 inkorporacija (pasisavinimas) į chilomikronus (lipidų turinčius lipoproteinus), kurie perneša lipofilinius vitaminus per limfa į periferinį kraujas cirkuliacija. Maistinis (su maistu) gaunamas vitaminas K1 ir K2 absorbuojamas aktyviu transportu, priklausomai nuo energijos, po prisotinimo kinetikos, bakteriškai sintetinto vitamino K2 absorbcija vyksta pasyvios difuzijos būdu. Vitaminas K1 greitai absorbuojamas žarnyne (per žarnyną), kurio absorbcijos greitis yra tarp 20 ir 80%. Naujagimiui filochinono absorbcijos greitis yra tik apie 30% dėl fiziologinės steatorėjos (riebios išmatos). The biologinis prieinamumas lipofilinių vitaminų K1 ir K2 kiekis priklauso nuo žarnyno pH, esančių maistinių riebalų tipo ir kiekio bei tulžies rūgštys ir kasos lipazės (virškinimo fermentai (enzimai) iš kasos). Žemas pH ir trumpos arba vidutinės grandinės prisotintas riebalų rūgštys padidėjimas, o aukštas pH ir ilgos grandinės polinesočiosios riebalų rūgštys slopina filo- ir menakinono absorbciją. Kadangi maistiniai riebalai ir tulžies rūgštys absorbcijai reikalingos distalinėje žarnoje (apatinėje žarnos dalyje) yra ribotos plonoji žarna) ir dvitaškis (storoji žarna), kur sintetinamas vitaminas K2 bakterijos randama, bakterinis menachinonas absorbuojamas daug mažiau, palyginti su filochinonu. Dėl jų hidrofiliškumo (vanduo sintetiniai vitaminai K3 ir K4 bei jų vandenyje tirpūs dariniai (dariniai) pasyviai absorbuojami nepriklausomai nuo maistinių riebalų, tulžis rūgštysir kasos lipazės (virškinimo fermentai (enzimai) iš kasos) tiek plonojoje žarnoje, tiek dvitaškis (storoji žarna) ir išleidžiama tiesiai į kraują.

Transportas ir pasiskirstymas kūne

Vežant į kepenys, Nemokamai riebalų rūgštys (FFS) ir monomliceridai iš chilomikronų, veikiami lipoproteinų, išsiskiria į periferinius audinius lipazės (LPL), kuris yra ant ląstelių paviršių ir suskyla trigliceridų. Šio proceso metu chilomikronai yra skaidomi į chilomikrono liekanas (mažai riebalų turinčius chilomikronų likučius), kurie, tarpininkaujant apolipoproteinui E (ApoE), jungiasi prie specifinių receptorių (rišimosi vietų) kepenys. Vitaminų K1 ir K2 įsisavinimas į kepenys atsiranda dėl receptorių tarpininkaujančios endocitozės. Filo- ir menakinonas iš dalies kaupiasi kepenyse ir iš dalies įtraukiami į kepenyse (kepenyse) sintezuojamą VLDL (labai mažai Tankis lipoproteinai; riebalų turintys lipoproteinai, kurių tankis labai mažas). Išleidus VLDL į kraują, absorbuoti vitaminai K3 ir K4 taip pat surišami su VLDL ir pernešami į ekstepepatinius (už kepenų ribų) audinius. Tiksliniai organai apima inkstas, antinksčiai, plaučių, kaulų čiulpaiir limfa mazgai. Tikslinės ląstelės vitaminą K pasisavina per lipoproteinus lipazės (LPL) veikla. Kol kas konkretaus menakinono (MK-4), kurį sintetina žarnyno bakterijos ir kuris organizme yra kilęs iš filochinono ir menadiono, vaidmuo vis dar neaiškus. Kasoje, seilių liaukos, smegenys ir krūtinkaulis didesnis koncentracija galima rasti MK-4 nei filochinono. Filchinonas koncentracija in kraujas plazmai įtakos turi tiek trigliceridų kiekis, tiek ApoE polimorfizmas. Padidėjęs trigliceridų serumas koncentracija yra susijęs su padidėjusiu filochinono kiekiu, kuris su amžiumi pastebimas dažniau. Vis dėlto 60 metų ir vyresni suaugusieji paprastai turi prastą vitamino K būklę, tai įrodo mažas filochinono: trigliceridų santykis, palyginti su jaunais suaugusiaisiais. ApoE (chilomikronų lipoproteinų) polimorfizmas lemia struktūrinius baltymų pokyčius, kurie apsaugo nuo chilomikrono likučių ( mažai riebalų chilomikrono liekanos) nuo prisijungimo prie kepenų receptorių. Dėl to kartu su lipidų koncentracija padidėja filochinono koncentracija kraujyje, melagingai teigiant, kad vitaminas K yra pakankamai aprūpintas.

saugojimas

Natūraliai atsirandantys vitaminai K1 ir K2 daugiausia kaupiasi kepenyse, o vėliau - vitaminas antinksčiai, inkstas, plaučiai, kaulų čiulpaiir limfa mazgai. Kadangi vitaminas K keičiasi greitai (apyvarta) - apie 24 valandas, kepenų laikymo pajėgumas gali tik sumažinti vitaminų trūkumas apie 1-2 savaites. Vitamino K3 kepenyse yra tik nedaug, jis pasiskirsto organizme greičiau, palyginti su natūraliu filo- ir menakinonu, ir greičiau metabolizuojamas (metabolizuojamas). Bendras vitamino K organizmas yra nedidelis, svyruoja atitinkamai nuo 70 iki 100 µg ir nuo 155 iki 200 nmol. Tyrimai biologinis prieinamumas filo ir menachinono su sveikais vyrais parodė, kad pavalgius panašaus vitamino K1 ir K2 kiekio, cirkuliuojančio menakinono koncentracija daugiau kaip 10 kartų viršijo filochinono koncentraciją. To priežastis, viena vertus, yra gana žema biologinis prieinamumas iš maisto gaunamo filochinono - 2–5 kartus mažiau nei vitamino K papildai - dėl silpno prisijungimo prie augalų chloroplastų ir mažo žarnyno išsiskyrimo iš maisto matricos. Kita vertus, menakinono pusinės eliminacijos laikas yra ilgesnis nei filochinono, todėl vitaminas K2 ilgesnį laiką yra prieinamas ekstrahepatiniams audiniams, pavyzdžiui, kaulams.

Išsiskyrimas

Vitaminai K1 ir K2 išsiskiria per inkstus (per inkstas) gliukuronidų pavidalu po gliukuroninimas daugiau nei 50% tulžis su išmatomis (išmatomis) ir apie 20% sutrumpinus šoninę grandinę beta oksidacijos būdu (oksidacinis riebalų rūgštys). Lygiagrečiai filo- ir menakinonui, vitaminas K3 biotransformacijos proceso metu taip pat virsta išskyros forma. Biotransformacija vyksta daugelyje audinių, ypač kepenyse, ir gali būti suskirstyta į dvi fazes:

  • I fazėje vitaminas K hidroksilinamas (įterpiant OH grupę) citochromo P-450 sistemoje, kad padidėtų tirpumas.
  • II fazėje vyksta konjugacija su stipriai hidrofilinėmis (vandenyje tirpiomis) medžiagomis - šiuo tikslu gliukuronio rūgštis atitinkamai sulfotransferazės būdu perkeliama į anksčiau įterptą vitamino K OH grupę gliukuroniltransferazės arba sulfato grupės pagalba.

Iki šiol iš vitamino K3 metabolitų (tarpinių medžiagų) ir išsiskyrimo produktų nustatyti tik 2-metil-1,4-naftohidrochinon-1,4-digliukuronidas ir 2-metil-1,4-hidroksi-1-naftilsulfatas. , kurie, skirtingai nei vitaminas K1 ir K2, greitai ir daugiausia pašalinami su šlapimu (~ 70%). Dauguma menadiono metabolitų dar nebuvo apibūdinti.