維生素 K2

人體需要的元素

維生素K2是一種分子式為C41H56O2,分子量為580.88的一種維生素

檢測方式


2-[(2E,6E,10E,14E,18E)-3,7,11,15,19,23-Hexamethyl-2,6,10,14,18,22-tetracosahexaen-1-yl]-3-methyl-1,4-naphthalenedione

作用

(1)引鈣入骨:維生素K2具有幫助成骨細胞分泌的初級骨鈣素羧化,變成活性骨鈣素,從而促進血液中的鈣離子沉積入骨。如果體內維生素K2充足,就可以激活骨鈣素,活化的骨鈣素對鈣離子具有獨特的親和力,可以引鈣入骨,使鈣鹽沉積,從而促進骨礦化。
(2)治療和預防骨質疏鬆症,維生素K2生成骨蛋白質,再與鈣共同生成骨質,增加骨密度,防止骨折
(3)維生素K2可預防肝硬化進展為肝癌
(4)治療維生素K2缺乏性出血症,促進凝血酶原的形成,加速凝血,維持正常的凝血時間。
(5)具有利尿、強化肝臟的解毒功能,並能降低血壓

研究進展

1934年,丹麥科學家首先發現維生素K,並證實其為脂溶性維生素。維生素K是一類具有葉綠醌生物活性的萘醌基團的衍生物。天然存在的有維生素K1、K2,維生素K1廣泛存在於綠色植物中,是食物中維生素K的重要來源;維生素K2主要由腸道細菌合成。人工合成的有維生素K3、K4、K5、K7等。在動物體內具有生物活性的是維生素K2,而維生素K1和維生素K3都要轉化為維生素K2才能起作用。三種維生素K的形式都在肝中轉化成維生素K2,並和胃腸微生物合成的維生素K2一起被吸收利用。維生素的每日需要量甚少(常以毫克或微克計),如人每天約需VA0.8-1.7mg、VB11-2mg、VB21-2mg、泛酸3-5mg、VB62-3mg、VPP10-20mg、生物素0.2mg、葉酸0.4mg、VB121μg、VD0.01-0.02mg、VE14-24mg、VC60-100mg、維生素K2嬰兒10~20μg及成人70~140μg.
然而由於許多食物中富含維生素K及腸道細菌能合成維生素K。健康成人和年長兒童一般不會因膳食供給不足發生維生素K缺乏。由於維生素K能迅速改善由於維生素K缺乏引起的出血,幾十年來維生素K一直用於治療出血的抗凝劑,似乎不作為人體內一種重要營養物被關注。近40年來,尤其近20年來,由於血清維生素K2及維生素K2缺乏誘導蛋白檢測技術的突破,全球各地相繼報道了眾多的有關嬰兒維生素K2缺乏引起出血的文章認為維生素K2缺乏是世界性嬰兒出血疾病和死亡的重要原因。
由神經科學家PatrikVerstreken領導的一個研究小組利用維生素K2成功消除了導致帕金森氏症的一個遺傳缺陷的影響。他的研究發現為帕金森氏症患者帶來了新希望。相關論文發布在《科學》(Science)雜誌上。

缺乏後果

易造成的新生兒出血:
哪些新生兒、嬰兒最易於發生維生素K缺乏造成的出血呢?
(1)出生前妊娠母親接受抗驚厥葯魯米那苯妥英鈉),抗凝血葯肝素雙香豆素、法華令),抗結核葯(雷米封利福平),化療藥物環磷醯胺6-巰基嘌呤等)。這些葯可加快體內維生素K的降解氧化,阻斷維生素K的還原,是導致早發性新生兒出血病的主要原因。
(2)嬰兒肝膽系統疾病和代謝性疾病,如先天性膽道閉鎖膽管擴張膽汁淤積,新生兒肝炎,乳兒肝炎,巨細胞包涵體病毒感染,α-抗胰蛋白酶缺乏症等。這些疾病造成肝細胞損害,凝血因子合成減少,加上膽汁分泌到腸道減少或缺乏,維生素K吸收障礙,引起維生素K缺乏。
(3)胃腸道感染,腹瀉尤其是慢性腹瀉嬰兒,由於腹瀉時腸道菌叢紊亂,腸道內的正常菌叢減少,合成維生素K2的功能受阻。腸炎時腸道維生素K的吸收不良,大便排出增加,使維生素K缺乏。
(4)長期使用抗生素,較長時間使用β-內醯氨類抗生素如頭孢類抗生素,抑制腸道正常菌叢繁殖和合成維生素K2,抑制凝血因子的羧化反應,使凝血因子活性降低,產生凝血因子低下性出血。
維生素K2缺乏性出血按其發生時間分為:
(1)早發新生兒出血,發生在新生嬰兒出生后24小時以內,
(2)典型新生兒出血,生后1-7天,
(3)遲發性出血,生后8天-12個月。
維生素K缺乏性出血可以發生在任何部位,早發性出血頭部血腫較多,典型新生兒出血胃腸道出血較多,遲發性出血顱內出血較多。顱內出血是維生素K2缺乏症最嚴重的臨床表現,是造成嬰兒死亡和殘疾的重要原因,顱內出血病死率高達15-50%。我們在國內七省調查病死率為30.3%。倖存者約有50%留有神經系統後遺症,造成兒童終生殘疾。
易導致骨質疏鬆和動脈鈣化:
(1)膳食維生素K(K1、K2)攝入普遍偏低。國外調查顯示普通成人平均膳食維生素K總攝入量為男82μg/d,女59μg/d,明顯低於國際通行的成人維生素K膳食推薦攝入量男120μg/d,女90μg/d的標準,大部分人存在維生素K亞臨床缺乏。
(2)維生素K攝入不足是導致中老年骨質疏鬆及骨折的獨立風險因素。年齡越高,維生素K攝入越低,中老年人的平均維生素K攝入量遠低於《中國居民膳食營養素參考攝入量》中維護骨骼健康2μg/kg的維生素K攝入水平。維生素K攝入不足及衰老造成的內源性K2轉化偏低,致使中老年人體組織中K2濃度顯著下降,從而誘發鈣紊亂疾病如骨質疏鬆、動脈鈣化等。
(3)維生素K2攝入不足,將嚴重影響骨鈣素的羧化及鈣在骨骼的礦化活性,即使健康成人也有大約10-30%的骨鈣素處於低羧化狀態,從而有損骨骼健康。
(4)當絕經婦女的血漿維生素K2濃度低於1.10±0.07ng/ml時將導致低骨密度,誘發及動脈鈣化風險。骨質疏鬆及骨折。當每天維生素K2攝入低於32.7μg時,將顯著增加心臟病
K2缺乏性出血臨床特點:
(1)發病前多完全健康,發育正常、無外傷史,常為突然發生。
(2)多為母乳餵養嬰兒。
(3)發病年齡以3月以內為主(國內調查97.4%病例為3個月以內嬰兒)。
(4)母親孕期患病、服藥;嬰兒患有肝膽疾患、黃疸、腹瀉、肺炎者易於發生維生素K缺乏出血。
(5)顱內出血嬰兒表現為突然出現的面色蒼白、拒奶、尖叫、嘔吐、嗜睡昏迷前囟飽滿或隆起,顱骨縫開裂,四肢抽搐、雙眼上翻或凝視、瞳孔散大或不等大。維生素K缺乏出現的顱內出血可以單獨出現,也可以同時伴有其它部位的出血。如:皮膚瘀斑、鼻出血消化道出血、肌肉注射部位出血、肺出血等。肌肉注射部位出血不止,是維生素K缺乏的特異性表現。

藥用功能

治療維生素K2缺乏性出血症:
除新生嬰兒外,人類原發性VK2缺乏較為罕見。新生兒在出生最初1-2周內無細菌,在胎兒期胎盤不易運輸脂類,凝血酶原常有低的現象,數周後方可上升至正常值,如果低至正常值的10%,新生兒將有出血性疾病。水溶性及脂溶性的維生素K2製劑,都能有效地恢復凝血酶原至正常水平,控制其出血。有些老年人也有維生素K2缺乏,出現凝血酶原時間長的現象。預防血栓使用雙羧香豆素過量時,凝血酶原也減少,可靜脈注射藥理劑量(以mg計的維生素K2,使凝血酶原在數分鐘內開始合成,24h達到正常水平)。但水溶性維生素K3的衍生物轉變為活化性維生素K2的速度太慢,效果不好。在靜脈營養中,輸注射液加入了抗生素,阻凝維生素K2在腸道內合成,病人需要維生素K2的凝血因子在4周內降低至正常值的20%。在輸注液中應加入維生素K20.03~1.5μg·kg體重-1。膽道阻塞時維生素K2吸收減少,也可產生維生素K2缺乏,口服或經消化道補給時,必須與膽鹽同時供給,有些肝病,由於功能不全凝血因子合成減少,補給維生素K對凝血作用無效;需要直接補充維生素K2。

保健功能

治療和預防骨質疏鬆症
據專家介紹,日本兒童沒有一般地區兒童普遍存在的生長痛,這就是因為從小吃納豆,導致兒童的骨密度高、骨骼強壯健康。貴生坊納豆素的發明人、日本倉敷大學科學部部長須見洋行教授發現,納豆菌中富含維生素K2,在每100克納豆中含有870ug維生素K2,是其他食品的數百倍,研究顯示,維生素K是骨內多種蛋白依賴性維生素,增加成骨細胞骨鈣素合成,同時,骨鈣素中谷氨酸基的γ-羧基化后才具有生物學效應,羧基化的骨鈣素可與Ca和羥磷灰石結合,使骨礦化,而這種羧基化必須有維生素K參與,維生素K中維生素K2在人體增加骨密度方面優於其他維生素K。因此維生素K2是增加骨密度這三大要素缺一不可,維生素K2中。現代人們的飲食中,缺乏的不是鈣,而是維生素K2這種活性物質,納豆中富含的活性維生素K2與優質蛋白質,使兒童的骨密度更高,骨骼更強壯,消除兒童成長時的生長痛,給一生的身體健康打下堅實的基礎。
維生素K2可預防肝硬化進展為肝癌
日本大阪市立大學Habu等的一項初步研究顯示,在病毒性肝硬化女性患者中,維生素K2可降低其發生肝細胞癌的危險。40例病毒性肝硬化女性患者除接受飲食和對症治療外,被隨機分成2組,分別接受或不接受維生素K245mg/d治療。隨訪7年後,21例接受維生素K2治療的患者中有2例被診斷為肝細胞癌,顯著低於對照組(9/19例),且治療組的肝細胞癌發病晚於對照組(入組后907天對91天)。經年齡和其他危險因素校正後,治療組的肝細胞癌發病危險比對照組低87%。治療組的肝細胞癌年發病率為1.6%,顯著低於對照組(8.8%)和一般肝硬化人群(7.9%)。
該初步結論尚需得到大規模臨床研究的證實,維生素K2對男性患者是否有同樣療效也需進一步研究。

抗腫瘤機制

維生素K2主要作用是維持機體的正常凝血功能,近幾年研究發現,維生素K2可誘導肝細胞癌、卵巢癌等多種實體瘤和血液系統的白血病骨髓增生異常綜合征細胞凋亡,具有明顯的抗腫瘤作用,且與多種抗腫瘤葯有協同作用。
維生素K2有明確的抗腫瘤作用,但抗腫瘤作用機制尚未完全清楚。可能存在以下幾種:①參與線粒體電子信號的傳遞。Fredericks等研究發現TERE1(維生素K2自然合成所需的異戊烯轉移酶)的異常表達可增加K2的數量,提高線粒體跨膜電位,從而引起一系列的信號傳遞反應,而最終可導致腫瘤抑制作用。該研究間接證明在腫瘤的生長抑制的多個環節中,維生素K2是信號傳導通路中的一環。②通過對Bcl-2蛋白的影響。Bcl-2是一種抗凋亡蛋白,常過度表達於多種腫瘤細胞中。有研究發現VK2在誘導細胞凋亡的過程中存在以Bcl-2蛋白(有關抗細胞凋亡信號通路的轉導信號)為其分子靶點。通過Bcl-2蛋白拮抗劑(BAK),直接作用和誘導線粒體途徑介導的細胞凋亡。維生素K2的代謝產物與半胱氨酸殘基166共價結合,是誘導細胞凋亡的關鍵。VK2對SMMC-7721肝癌細胞的生長抑制作用通過影響Bcl-2的表達實現。③對caspase家族的作用誘導細胞凋亡。在SMMC-7721細胞研究中,綜合流式細胞儀和DNA片段化測定的數據分析維生素K2對其的抑制機制涉及caspase-3、caspase-8的活化和p53的磷酸化.④調節G1期相關的細胞周期分子的表達。Kuriyama等給予肝細胞荷瘤小鼠含有維生素K2,K3或K5飲用水。一定周期后檢測G1相關細胞周期分子。細胞周期蛋白依賴激酶4(Cdk4)表達明顯減少,相反,細胞周期抑制分子Cdk抑製劑p16INK4a和視網膜母細胞瘤基因的表達明顯增多。⑤通過產生ROSMAPK信號傳導途徑的調控。⑥影響類固醇和外源性受體(SXR)。維生素K2可作為SXR的配體,激活SXR,使細胞過度表達SXR,減少肝癌細胞的增殖和運動。⑦抑制基質金屬蛋白酶(MMP)表達。Ide等研研究數據表明維生素K2通過抑制NF-κB和MAP激酶活性來抑制MMP,而MMP在癌細胞的浸潤和轉移中起著重要作用。⑧抑制血管生成。Wei-xinga等維生素K2聯合苯那普利對人胃癌裸鼠試驗聯合治療組血管生成因子明顯下降。⑨影響NF-kappaB的活化。多個研究發現在維生素K2對肝癌細胞抗腫瘤作用的試驗中均涉及到維生素K2通過抑制NF-kappaB的激活而發揮對癌細胞的生長抑制作用,可能影響細胞周期蛋白D1表達。

市場狀況

維生素K2產品的使用最早是日本,其納豆菌中富含維生素K2,在每100克納豆中含有870ug維生素K2,是其他食品的數百倍,兒童處於成長期,需要大量補充身體所需,骨質是由維生素K2和優質蛋白質先形成骨元蛋白,再與鈣生成骨質,蓄積骨中,增加骨密度這三大要素缺一不可。