Vitamin K được gọi là vitamin đông máu vì tác dụng chống xuất huyết (cầm máu), được phát hiện vào năm 1929 bởi nhà sinh lý học và sinh hóa học Carl Peter Henrik Dam trên cơ sở máu nghiên cứu đông máu. Vitamin K không phải là một chất đồng nhất, nhưng xảy ra trong ba biến thể cấu trúc. Các chất sau đây thuộc nhóm vitamin K có thể được phân biệt:
- Vitamin K1 - phylloquinone - có trong tự nhiên.
- Vitamin K2 - menaquinone (MK-n) - có trong tự nhiên.
- Vitamin K3 - 2-metyl-1,4-naphthoquinone, menadione - sản phẩm tổng hợp.
- Vitamin K4 - 2-metyl-1,4-naphthohydroquinone, menadiol - sản phẩm tổng hợp.
Tất cả vitamin K các biến thể có điểm chung là chúng có nguồn gốc từ 2-metyl-1,4-naphthoquinone. Sự khác biệt về cấu trúc chính là dựa trên chuỗi bên ở vị trí C3. vitamin K2 có một chuỗi bên với thay đổi, thường là 6-10 isoprene phân tử. Vitamin K3, của nó nước-menadione dẫn xuất không hòa tan natri khinh khí sulfit, và vitamin K4 - menadiol diester, chẳng hạn như menadiol dibutyrate - như các sản phẩm tổng hợp không có chuỗi bên. Tuy nhiên, ở sinh vật, sự gắn cộng hóa trị của bốn đơn vị isoprene vào vị trí C3 của vòng quinoid xảy ra. Nhóm metyl trên vòng quinoid ở vị trí C2 chịu trách nhiệm về hiệu quả sinh học cụ thể của vitamin K. Chuỗi bên ở vị trí C3 của vòng quinoid là nhóm metyl. Mặt khác, chuỗi bên ở vị trí C3 quyết định khả năng hòa tan lipid và do đó ảnh hưởng đến hấp thụ (hấp thu qua ruột). Theo kinh nghiệm trước đây, khoảng 100 quinon có hoạt tính vitamin K đã được biết đến. Tuy nhiên, chỉ xảy ra tự nhiên vitamin K1 và K2 có tầm quan trọng thực tế, vì vitamin K3 và các naphthoquinon khác có thể gây ra các tác dụng phụ, đôi khi gây độc (độc) [2-4, 9-12, 14, 17].
Tổng hợp
Trong khi phylloquinone (vitamin K1) được tổng hợp (hình thành) trong lục lạp (bào quan tế bào có khả năng quang hợp) của cây xanh, nơi nó tham gia vào quá trình quang hợp, thì quá trình sinh tổng hợp menaquinone (vitamin K2) được thực hiện bởi các ruột khác nhau vi khuẩn, chẳng hạn như Escherichia coli và Lactobacillus acidophilus, xuất hiện ở đoạn cuối hồi tràng (thấp hơn ruột non) Và đại tràng (ruột già), tương ứng. Trong ruột của con người, có thể tổng hợp tới 50% menaquinone - nhưng chỉ miễn là một chất sinh lý hệ thực vật đường ruột là món quà. Cắt bỏ ruột (phẫu thuật cắt bỏ ruột), bệnh viêm ruột (IBD), bệnh loét dạ dày và các bệnh đường ruột khác, cũng như điều trị với kháng sinh như là cephalosporin, Thuoc ampicillin và tetracycline, có thể làm giảm đáng kể sự tổng hợp menaquinone. Tương tự, thay đổi chế độ ăn uống do thay đổi hệ thực vật đường ruột có thể ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vitamin K2 ở ruột. Mức độ mà vitamin K2 được tổng hợp bằng vi khuẩn góp phần đáp ứng các yêu cầu còn nhiều tranh cãi. Vì, theo kinh nghiệm thực nghiệm, hấp thụ tỷ lệ menaquinone khá thấp, có thể giả định rằng hiệu suất tổng hợp của ruột vi khuẩn chỉ đóng góp một phần nhỏ vào việc cung cấp vitamin K. Quan sát cho thấy không có triệu chứng thiếu vitamin K nào được tìm thấy ở các đối tượng sau XNUMX tuần không có vitamin K chế độ ăn uống, nhưng chúng xuất hiện sau 3-4 tuần khi kháng sinh được sử dụng đồng thời, ủng hộ giả định rằng vitamin K được tổng hợp qua đường ruột (qua ruột) thực sự quan trọng để đáp ứng các yêu cầu.
Hấp thụ
Có sự khác biệt lớn giữa các chất riêng lẻ của nhóm vitamin K liên quan đến hấp thụ. Chế độ ăn uống hấp thụ chủ yếu là phylloquinone. Menaquinone được cung cấp từ bên ngoài (với thức ăn) hoặc được tổng hợp bằng vi khuẩn đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp vitamin K. vitamin, vitamin K1 và K2 được hấp thu (hấp thụ) trong quá trình tiêu hóa chất béo, tức là sự hiện diện của chất béo trong chế độ ăn uống như một phương tiện vận chuyển chất béo phân tử, axit mật để hòa tan (tăng độ hòa tan) và hình thành micelle (hình thành các hạt vận chuyển làm cho các chất hòa tan trong chất béo có thể vận chuyển trong dung dịch nước), và lipase tuyến tụy (tiêu hóa enzyme từ tuyến tụy) để phân cắt vitamin K liên kết hoặc este hóa là cần thiết cho sự hấp thu tối ưu ở ruột (hấp thụ qua ruột). Vitamin K1 và K2, như một phần của hỗn hợp mixen, đi đến màng đỉnh của tế bào ruột (tế bào biểu mô) của hỗng tràng (ruột rỗng) - phyllo- và menaquinone được cung cấp bởi thức ăn - và cuối hồi tràng (thấp hơn ruột non) - menaquinone được tổng hợp bằng vi khuẩn - và được nội hóa. Trong tế bào, xảy ra sự kết hợp (hấp thu) vitamin K1 và K2 vào chylomicrons (lipoprotein giàu lipid), giúp vận chuyển các vitamin ưa béo qua bạch huyết vào thiết bị ngoại vi máu lưu thông. Trong khi vitamin K1 và K2 trong thực phẩm (chế độ ăn uống) được hấp thụ thông qua vận chuyển tích cực phụ thuộc năng lượng sau động học bão hòa, thì sự hấp thu vitamin K2 được tổng hợp bằng vi khuẩn xảy ra thông qua khuếch tán thụ động. 1 và 20%. Ở trẻ sơ sinh, tỷ lệ hấp thu phylloquinone chỉ khoảng 80% do tăng tiết mỡ sinh lý (phân có mỡ). Các sinh khả dụng của vitamin K1 và K2 ưa béo phụ thuộc vào độ pH trong ruột, loại và lượng chất béo trong chế độ ăn uống, và sự hiện diện của axit mật và lipase từ tuyến tụy (tiêu hóa enzyme từ tuyến tụy). PH thấp và bão hòa chuỗi ngắn hoặc trung bình axit béo tăng, trong khi độ pH cao và axit béo không bão hòa đa chuỗi dài ức chế sự hấp thu của phyllo- và menaquinone. Vì chất béo trong chế độ ăn uống và axit mật cần thiết cho sự hấp thụ chỉ có sẵn ở một mức độ hạn chế trong hồi tràng xa (phần dưới của ruột non) Và đại tràng (ruột già), nơi tổng hợp vitamin K2 vi khuẩn được thấy, menaquinone của vi khuẩn được hấp thụ ở mức độ thấp hơn nhiều so với phylloquinone. Vì tính ưa nước của chúng (nước độ hòa tan), vitamin tổng hợp K3 và K4 và các dẫn xuất (dẫn xuất) tan trong nước của chúng được hấp thu thụ động độc lập với chất béo trong chế độ ăn, mật axitvà lipase tuyến tụy (tiêu hóa enzyme từ tuyến tụy) trong cả ruột non và đại tràng (ruột già) và được giải phóng trực tiếp vào máu.
Vận chuyển và phân phối trong cơ thể
Trong quá trình vận chuyển đến gan, miễn phí axit béo (FFS) và monoglycerid từ chylomicrons được giải phóng đến các mô ngoại vi dưới tác dụng của lipoprotein lipaza (LPL), nằm trên bề mặt tế bào và phân cắt chất béo trung tính. Thông qua quá trình này, chylomicron bị phân giải thành tàn dư chylomicron (tàn dư chylomicron ít chất béo), qua trung gian apolipoprotein E (ApoE), liên kết với các thụ thể cụ thể (vị trí liên kết) trong gan. Sử dụng vitamin K1 và K2 vào gan xảy ra bởi quá trình nội bào qua trung gian thụ thể.Phyllo- và menaquinone được tích lũy một phần ở gan và một phần được kết hợp vào VLDL tổng hợp ở gan (trong gan) (rất thấp mật độ lipoprotein; lipoprotein chứa chất béo có tỷ trọng rất thấp). Sau khi giải phóng VLDL vào máu, các vitamin K3 và K4 được hấp thụ cũng liên kết với VLDL và được vận chuyển đến các mô ngoài gan (ngoài gan). Các cơ quan đích bao gồm thận, tuyến thượng thận, phổi, tủy xươngvà bạch huyết điểm giao. Sự hấp thụ vitamin K của các tế bào đích xảy ra thông qua lipoprotein lipaza (LPL) hoạt động. Cho đến nay, vai trò của một menaquinone cụ thể (MK-4) được tổng hợp bởi vi khuẩn đường ruột và có nguồn gốc trong cơ thể sinh vật từ phylloquinone và menadione vẫn chưa rõ ràng. Trong tuyến tụy, tuyến nước bọt, não và xương ức một cao hơn tập trung MK-4 có thể được tìm thấy hơn là phylloquinone. tập trung in máu huyết tương bị ảnh hưởng bởi cả hàm lượng chất béo trung tính và tính đa hình của ApoE. tập trung có liên quan đến việc tăng mức phylloquinone, điều này được quan sát thấy thường xuyên hơn theo tuổi tác. Tuy nhiên, người lớn ≥ 60 tuổi thường có tình trạng vitamin K kém, bằng chứng là tỷ lệ phylloquinone: triglyceride thấp so với người trẻ tuổi. tàn dư chylomicron ít chất béo) khỏi liên kết với các thụ thể ở gan. Kết quả là, nồng độ phylloquinone trong máu tăng cùng với nồng độ lipid, điều này cho thấy sai về nguồn cung cấp vitamin K.
Kho
Vitamin K1 và K2 tự nhiên chủ yếu được tích lũy trong gan, tiếp theo là tuyến thượng thận, thận, phổi, tủy xươngvà bạch huyết điểm giao. Bởi vì vitamin K có thể thay đổi nhanh chóng (vòng quay) - khoảng 24 giờ - khả năng lưu trữ của gan chỉ có thể đáp ứng nhu cầu thiếu vitamin trong khoảng 1-2 tuần. Vitamin K3 chỉ hiện diện trong gan với một mức độ nhỏ, phân bố nhanh hơn trong cơ thể so với phyllo- và menaquinone tự nhiên, và được chuyển hóa (chuyển hóa) nhanh hơn. Tổng lượng vitamin K trong cơ thể rất nhỏ, nằm trong khoảng từ 70-100 µg và 155-200 nmol, tương ứng. Các nghiên cứu về sinh khả dụng của phyllo- và menaquinone với những người đàn ông khỏe mạnh đã chỉ ra rằng sau khi bổ sung lượng vitamin K1 và K2 tương tự, nồng độ menaquinone lưu hành đã vượt quá nồng độ của phylloquinone hơn 10 lần. Lý do cho điều này, một mặt, tương đối thấp sinh khả dụng của phylloquinone từ thực phẩm - thấp hơn 2-5 lần so với vitamin K bổ sung - do liên kết yếu đối với lục lạp thực vật và sự giải phóng ít qua đường ruột từ chất nền thức ăn. Mặt khác, menaquinone có thời gian bán hủy dài hơn phylloquinone, và do đó vitamin K2 có sẵn cho các mô ngoài gan, chẳng hạn như xương, trong một thời gian dài hơn.
Bài tiết
Vitamin K1 và K2 được bài tiết qua thận (qua thận) ở dạng glucuronid sau glucuronid hóa hơn 50% trong mật với phân (phân) và khoảng 20% sau khi rút ngắn chuỗi bên bởi quá trình oxy hóa beta (sự phân hủy oxy hóa của axit béo). Song song với phyllo- và menaquinone, vitamin K3 cũng được chuyển đổi sang dạng bài tiết nhờ quá trình biến đổi sinh học. Biến đổi sinh học xảy ra ở nhiều mô, đặc biệt là ở gan, và có thể được chia thành hai giai đoạn:
- Trong giai đoạn I, vitamin K được hydroxyl hóa (chèn một nhóm OH) bởi hệ thống cytochrome P-450 để tăng khả năng hòa tan.
- Trong giai đoạn II, sự liên hợp với các chất ưa nước mạnh (tan trong nước) diễn ra - vì mục đích này, axit glucuronic được chuyển thành nhóm OH đã chèn trước đó của vitamin K với sự trợ giúp của glucuronyltransferase hoặc nhóm sulfat bằng sulfotransferase, tương ứng.
Cho đến nay, trong số các chất chuyển hóa (chất trung gian) và các sản phẩm bài tiết của vitamin K3, chỉ có 2-metyl-1,4-naphthohydroquinone-1,4-diglucuronid và 2-metyl-1,4-hydroxy-1-naphthyl sulfat đã được xác định. , không giống như vitamin K1 và K2, được thải trừ nhanh chóng và phần lớn qua nước tiểu (~ 70%). Phần lớn các chất chuyển hóa của menadione vẫn chưa được đặc trưng.
