Витамин К: основные сведения

Витамин К является необходимым участником синтеза нескольких белков, которые опосредуют как коагуляцию, так и антикоагуляцию. Дефицит витамина К проявляется в склонности к чрезмерному кровотечению. Многие яды для грызунов представляют собой соединения, которые препятствуют выработке витамина К и убивают, вызывая смертельное кровотечение.

Были идентифицированы по крайней мере две встречающиеся в природе формы витамина К, и они обозначены как витамины К1 и К2. Оба являются производными хинона.

Физиологические эффекты витамина К

Витамин К служит важным кофактором для карбоксилазы, которая катализирует карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты на витамин К-зависимых белках.

Ключевые витамин-К-зависимые белки включают:

• Белки коагуляции: факторы II (протромбин), VII, IX и X
• Белки антикоагуляции: белки C, S и Z
• Прочие: костные белки, остеокальцин и матрикс-белок Gla, а также некоторые рибосомальные белки.

Эти белки имеют общую потребность в посттрансляционной модификации путем карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты (с образованием гамма-карбоксиглутаминовой кислоты) для того, чтобы стать биологически активными. Протромбин, например, содержит 10 глутаминовых кислот в амино-концевой области белка, которые карбоксилированы. Без витамина К карбоксилирование не происходит, и синтезируемые белки биологически неактивны.

Источники витамина К

Витамин К содержится в ряде продуктов, включая листовую зелень, цветную капусту. Однако главный источник витамина К - синтез бактериями в толстом кишечнике, и в большинстве случаев, малое количество витамина К в рационе не критично. Это жирорастворимое вещество, и витамин К, содержащийся в пище и микробах, всасывается в лимфу кишечника вместе с другими липидами. Плод получает витамин К от матери трансплацентарным путем.

Цикл витамина К

Как кофактор карбоксилазы, которая генерирует гамма-карбоксиглутаминовую кислоту, витамин К подвергается циклу окисления и восстановления, что позволяет его повторно использовать. Основные детали этого цикла:

Витамин К (обычно К1) восстанавливается до витамина КН2.
Оксигенация витамина KH2 дает энергию для запуска реакции карбоксилирования, что приводит к образованию остатков гамма-карбоксиглутаминовой кислоты и оксида витамина К.
Оксид витамина К восстанавливается другой редуктазой обратно до витамина К, готового перейти в другой цикл. Антикоагулянты, такие как варфарин, блокируют восстановление оксида витамина К до витамина К, объясняя их антагонистическое действие на этот цикл.

Дефицит витамина К

Дефицит витамина К и, как следствие, геморрагическая болезнь могут возникнуть в нескольких ситуациях:

• Отравление антагонистами витамина К. Многие из популярных родентицидов действуют, вызывая дефицит витамина К, который в тяжелых случаях приводит к смерти от кровотечения. Производные кумарина, такие как варфарин и дикумарол, препятствуют рециркуляции витамина К (см. выше) и тем самым приводят к дефициту витамина К. 
• Заболевание печени: печень синтезирует желчные кислоты и выделяет их в тонкий кишечник, где они играют решающую роль в абсорбции липидов. Витамин К, как жирорастворимый витамин, требует надлежащего усвоения липидов для собственного усвоения. Заболевание печени, которое приводит к снижению синтеза солей желчных кислот, приводит к нарушению всасывания и дефициту витамина К. Кроме того, большинство факторов свертывания крови синтезируется почти исключительно в печени, поэтому заболевание печени может вызывать дефекты свертывания крови за счет нескольких механизмов.
• Заболевания кишечника: заболевания, которые приводят к нарушению всасывания липидов в тонком кишечнике, могут приводить к нарушениям всасывания витамина К.

В последнее время пристальное внимание привлекли два других состояния дефицита витамина К:

• Геморрагическая болезнь новорожденных возникает из-за дефицита витамина К у младенцев и может привести к смерти или необратимому повреждению мозга. При рождении в печени практически нет запасов витамина К, и недостаточное потребление витамина К или ситуации, которые каким-то образом мешают усвоению синтезированного бактериями витамина К, могут привести к этой ситуации. Многие младенцы получают добавки витамина К, чтобы предотвратить это заболевание.
• Повышенный риск переломов или снижение плотности костей может быть результатом недостаточного потребления витамина К из-за его необходимой роли в производстве костных белков, таких как остеокальцин. Несколько клинических испытаний подтвердили предположение о том, что в определенных ситуациях добавки витамина К улучшают целостность костей. Кажется очевидным, что использование антагонистов витамина К, таких как варфарин, в целях антикоагуляции, оказывает токсическое действие на быстрорастущие кости.