Avaa päävalikko
Fyllokinoni (K1) ja menakinonit MK4 ja MK7.

K-vitamiini on termi ryhmälle vitamiineja, joilla samat biologiset toiminnot kuin fyllokinonilla ihmisissä ja muissa eläimissä. Luontaisia K-vitamiineja ovat fyllokinoni eli K1-vitamiini ja menakinonit eli K2-vitamiinit. Nämä ovat 2-metyyli-1,4-naftokinoneita, joissa on perättäisten isopreenien ketju. Fyllokinonissa isopreenejä on 4 – vain suoraan kinoniin liittyneen isopreenin metyylin kohdalla on kaksoissidos, muut ovat yksöissidoksellisia. Menakinonit ovat aineryhmä, joiden isopreenien määrä vaihtelee. Kunkin isopreenin metyylin kohdalla on usein kaksoissidos. Menakinonien lyhenne on MKn, jossa n on isopreenien määrä. Menatetrenonissa eli MK4:ssä isopreenejä on 4, MK5:ssä 5 jne.[1] On myös monia keinotekoisia K-vitamiineja, kuten pelkästä 2-metyyli-1,4-naftokinista koostuva menadioni eli K3-vitamiini, mutta myös muita edeltävistä rakenteellisesti eriäviä aineita.[2][3]

Ihmisillä ja muilla selkärankaisilla K-vitamiinit ovat koentsyymeitä eli pakollisia apumolekyylejä gammaglutamyylikarboksylaasille. Tämä entsyymi muuntaa translaation jälkeisesti tiettyjen proteiinien tiettyjä glutamaatteja γ-karboksiglutamaateiksi. Tunnetuimmat muutoksen läpikäyvät proteiinit vaikuttavat veren hyytymiseen. K-vitamiineja vaaditaan siis muun muassa veren hyytymiseen. Monet kasvit, levät, syanobakteerit, bakteerit, arkit ja sienet tuottavat K-vitamiineja, joille ne siis eivät ole vitamiineja. Näissä K-vitamiinit siirtävät elektroneja ATP:tä tuottavissa elektroninsiirtoketjuissa.[4]

Fyllokinoni on ihmisten ravinnon yleisin K-vitamiini. Sitä on eniten lehtevissä vihreissä kasviksissa, kuten lehtikaalissa, ja toiseksi eniten kasviöljyissä.[5] Aineen saatavuus kasviksista on ihmisillä usein huonoa ja usein vain 5–10% kasvisten fyllokinonista imeytyy. Menakinoneja on eniten bakteerikäytetyissä ruuissa, kuten juustoissa ja nattōssa. Lihoissa ja munissa on lähinnä menakinoneja, joskin paljon vähemmän vaikkapa juustoissa, ja ne ovat pääosin MK4:n muodossa. Ruokavalioissa menakinonit kattavat usein määrällisesti alle 20% K-vitamiinisaannista. Ne kuitenkin imeytyvät niitä sisältävistä ruuista usein hyvin, joten oikeasti ne voivat kattaa jopa 50% K-vitamiinisaannista.[6] Eläimillä suolistobakteerit tuottavat menakinoneja, mutta esimerkiksi ihmisillä ne eivät yksin kata K-vitamiinitarvetta.[5]

K-vitamiinipuutos muun muassa hidastaa veren hyytymistä ja voi vakavana johtaa sisäisiin verenvuotoihin. Puutos on aikuisilla hyvin harvinainen tila. Syynä on vain harvoin liian pieni K-vitamiinisaanti ruuasta, sillä niitä on paljon monissa ruuissa. Puutos johtuu useammin epäsuorista syistä, kuten K-vitamiinien biologisia toimintoja estävän varfariinin tai muiden mekanismiltaan samanlaisten antikoagulanttien käytöstä.[7] Vastasyntyneillä vakava puutos on luonnostaan yleinen ja 5–10 vastasyntyneellä 100 000:sta ilmenee siitä johtuvia verenvuotoja.[4] Näiden ennaltaehkäisemiseksi Suomessa ja monissa muissa maissa kaikille vastasyntyneille annetaan siksi fyllokinonia lihaspistoksena tai nieltynä pian syntymän jälkeen.[4][8][9]

K-vitamiinit eivät ole kovin myrkyllisiä. Fyllokinonilla ei ole havaittu haittoja suurin annoksin.[5] Joillakin menakinoneilla haittoja on havaittu vain erittäin suurin ja pitkään jatkuvin annoksin.[10] Käymisprosessin tuloksena syntynyt MK7 -menakinoni palauttaa verisuonten elastisuutta.[11] Tuoreissa tutkimuksissa on löydetty paljon muitakin MK7 -menakinonin terveyttä edistäviä vaikutuksia. [12]

Sisällysluettelo

Suositukset ja saantiMuokkaa

Suomen valtion ravitsemusneuvottelukunta tai Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto (EFSA) ei ole esittänyt saantisuosituksia K-vitamiinille – EFSA tutkimustiedon puutteen takia.[13][5] EFSA on silti esittänyt arvot riittävälle saannille eli AI-arvot (engl. adequate intake). Nämä ovat arvioita siitä, mikä määrä K-vitamiinia riittää pitämään jonkin väestöryhmän terveenä. Ryhmät on eritelty alla olevassa taulukossa.[5] Eräs ero todellisen vähimmäistarpeen keskiarvon ja AI-arvon välillä on se, että AI-arvon tulisi olla isompi.[14]

EFSA:n fyllokinonin AI-arvot mikrogrammoina (µg/vrk)[5]
Ikä Miehet

ja naiset

Raskaana

olevat

7–11 kk 10 70
1–3 v 12
4–6 v 20
7–10 v 30 Imettävät
11–14 v 45 70
15–17 v 65
≥18 v 70

YliannostusMuokkaa

Suomen valtio tai EFSA ei ole asettanut K-vitamiinien päiväsaannille ylärajaa.[13][15] Vitamiineista fyllokinoni on verrattain turvallinen aine. Ihmisillä esimerkiksi kuukauden jatkuneet 10 mg/vrk annokset fyllokinonia eivät ole olleet haitallisia. Muilla eläimillä kuukauden jatkuneet 2000 mg/kg vuorokausiannokset eivät ole aiheuttaneet havaittavia haittoja.[5]

Menadioni on suurin annoksin myrkyllinen. Kananpojille ja hiirille niellyn menadionin LD50 on vastaavasti 800 ja 600 mg/kg. Koe-eläinten pääasiallinen myrkytysoire on hemolyyttinen eli punasolutuhosta johtuva anemia ja haiman laajentuminen.[16] Hemolyysiä aiheuttavat happiradikaalit, sillä menadioni voi pelkistyä semikinoniradikaaliksi, joka reagoi hapen kanssa tuottaen superoksidin.[17]

Kokeessa, jossa rotille ja koirille syötettiin vuoden ajan MK4:ää 100 ja 500 mg/vrk annoksin per painokilo, havaittiin kokeen puolivälissä painonlaskua ja merkittävää veren punasolukatoa ja hemoglobiinipitoisuuden laskua.[10] Rotille suun kautta syötetyt 2000 mg kerta-annokset MK7:ää eivät olleet haitallisia, eivätkä 90 päivää jatkuneet 20 mg/vrk annokset.[2]

PuutosMuokkaa

K-vitamiini on pakollinen osa veren hyytymisreaktiota. Sen puutos ilmenee ihmisillä ja muilla eläimillä lähinnä veren hyytymisen hidastumisena. Tämä voi johtaa verenvuotoihin muun muassa ihossa, lihaksissa ja ruuansulatuselimistössä. Puutos voi myös verenvuotojen takia johtaa anemiaan. Lisäksi voi ilmetä kasvun hidastumista. Vastasyntyneillä ihmisillä puutos lisää riskiä saada aivoverenvuoto tai muu vaarallinen verenvuoto.[7]

Puutos, joka johtuu liian pienestä K-vitamiinisaannista ruuasta, on ihmisillä ja muilla eläimillä harvinainen tila. Syy on se, että lähes kaikissa ruuissa on paljon K-vitamiineja suhteessa tarpeeseen. Joillain eläimillä myös pelkkä suolimikrobien K-vitamiinituotto yhdistettynä koprofagiaan kattaa tarpeen. Poikkeuksena ovat eläimet, joilla ruuan läpikulku ruuansulatuselimistön halki on liian nopeaa riittävään vitamiinituottoon, ja jotkin tuotantoeläimet muun muassa maatalouden antibioottikäytön takia. Eräs esimerkki edeltävistä ovat kananpojat.[7]

Ihmisillä puutokselle altistavat epäsuoraan muun muassa

  • rasvaliukoisten K-vitamiinien ja muiden lipidien huono imeytyminen suolistosta. Syynä voi olla muun muassa keliakia, kystinen fibroosi tai kolestaasi, kuten sappitieatresia.[7]
  • varfariinin tai sen tyyppisen antikoagulanttien käyttö. Hyytymisen esto on lääkinnällistä, sillä aineilla pyritään estämään veritulppia. Antikoagulantteja saatetaan kuitenkin saada liikaa. Niiden teho ainakin varfariinin kohdalla voi myös vahvistua aineiden vaikutuksesta, jotka heikentävät antikoagulantteja hajottavien P450-entsyymien toimintaa.[1]
  • antibiootit, jotka kohdistavat vaikutuksensa laajaan bakteerikirjoon tappaen siis K-vitamiineja tuottavia suolistobakteereita.[7] Ihmisillä suolistobakteerien vitamiinituottoa ei silti pidetä kovin merkittävänä vitamiinisaannin kannalta.[4]
  • ikä. 5–10 vastasyntyneellä 100 000:sta ilmenee puutoksesta johtuvaa verenvuotoa.[4] Sikiöillä K-vitamiinisaanti istukan kautta on huonoa. Vastasyntyneillä K-vitamiineja tuottavat suolimikrobikannat eivät ole ehtineet kehittyä kunnolla. Myös maksassa tuotettujen hyytymistekijöiden tuotto ja vitamiinien imeytyminen suolistosta on huonoa.[7] Lisäksi ihmisten maidossa K-vitamiineja on vähän, noin 0,6–10 µg fyllokinonia per litra. Yksinomainen rintaruokinta altistaa siten puutokselle.[5] Sikiön puutosriskiä lisäävät myös tietyt raskauden aikaiset lääkitykset, kuten varfariini. Suomessa ja monissa muissa maissa K-vitamiinia annetaan näiden syiden takia vastasyntyneille yksittäisenä 0,5–2 mg fyllokinonin lihaspistoksena pian syntymän jälkeen.[18][9] Joskus pistos annetaan laskimoon tai suun kautta useana isompana annoksena noin kuukauden aikana.[8] Monissa maissa myös äidinmaidonkorvikkeisiin lisätään fyllokinonia noin 50–125 µg/l.[18]

RuokapitoisuudetMuokkaa

K-vitamiineja on eniten lehtevissä vihreissä kasviksissa. Niitä on myös paljon kasviöljyissä.[1] Kasvisten K-vitamiini on pääosin fyllokinonia. Tätä on kasvien kloroplasteissa kiinni tylakoidikalvoissa, joista sen imeytyminen huonoa.[18] Kasvisten fyllokinoneista usein vain 5–10% imeytyy suolistosta.[6] Kasvisten mukana syöty rasva lisää imeytymistä. Suuri osa kasviöljyjen fyllokinoneista voi pelkistyä 2',3'-dihydrofyllokinoniksi (CAS numero 64236-23-3) kovetettaessa öljyjä vedyttämällä esimerkiksi margariineiksi. Näissä ruuissa dihydrofyllokinonin pitoisuudet saattavat enimmillään olla jopa 60–165 µg/100 g.[5] Fyllokinoni on ruuanlaitossa usein käytetyissä lämpötiloissa verrattain vakaa. Lämmitys voi lisätä sen saatavuutta ruuista tai tuhota sitä hieman.[19]

Ruokien fyllokinonipitoisuuksiaa (µg/100 g)[20]
Kasvikset Hedelmät
Herne 36 Appelsiini 0,1
Hopeasipuli 2 Avokado 40
Isovesikrassi 250 Banaani 0,5
Keräkaali 145 Kiivi 25
Kevätsipuli 207 Luumu 12
Kidneypapu, kuivattu 19 Omena, kuori 20–60
Kukkakaali 5 Omena, kuorittu 0,4
Kurkku 19 Persikka 3
Lehtikaali 817 Viinirypäle 3
Lehtisalaatti 122 Öljyt, siemenet ja pähkinät
Linssi, kuivattu 22 Auringonkukkaöljy 9
Nauriin lehti 251 Maapähkinä 10
Nauris 0,09 Maissiöljy 3
Parsakaali 205 Oliiviöljy 49
Persilja 540 Pekaanipähkinä 10
Peruna 0,8 Pistaasi 70
Pinaatti 400 Rapsiöljy 141
Porkkana 5 Seesaminsiemen 8
Ruusukaali 177 Seesamiöljy 10
Tomaatti 6 Soijaöljy 193
Heinäkasvit ja jauhot
Kaurahiutale 3 Tattarijauho 7
Ohrajauho 1 Vehnäjauho 0,6
Riisi, valkoinen 1
a: ruuat ovat raakoja eli valmistamattomia ellei toisin mainita. Pitoisuudet ovat
keskimääräisiä. Niissä ole huomioitu menakinonipitoisuuksia.

Luonnossa on menakinoneja MK1–15. Ruokien yleisimmät ovat MK4–10.[2] Näitä on bakteerien tuottamina bakteerikäytetyissä ruuissa, kuten juustoissa. Pitkään kypsytetyissä juustoissa pitoisuudet ovat usein isommat kuin lyhyen aikaa kypsytetyissä. Eritoten niitä on nattōssa eli bakteerihapatetuissa soijapavuissa, jonka menakinoneista noin 90% on MK7:ää.[6] Lihoissa ja muissa mikrobikäsittelemättömissä eläinperäisissä ruuissa K-vitamiineja on verrattain vähän, ja ne ovat lähinnä MK4:ää. Pitoisuuksiin vaikuttaa eläimen vitamiinisaanti. Menadionisuoloja käytetään rehuissa K-vitamiinilisinä monien hyötyeläinten kohdalla. Lisien anto lisää eläimestä saatujen ruokien K-vitamiinipitoisuuksia.[1]

Juustojen, lihojen ja munien koostumuksen takia niiden menakinonit imeytyvät suolistosta paljon paremmin kuin kasvisten fyllokinonit. Vaikka usein ruokavalioissa menakinoneita on lukumäärällisesti alle 20% K-vitamiinin kokonaissaannista, voivat ne oikeasti kattaa jopa 50% K-vitamiinisaannista.[6][10] Kloroplasteihin sitoutumaton fyllokinoni kuitenkin imeytyy paremmin kuin vapaat menakinonit. Poikkeuksena on MK7, joka imeytyy paremmin kuin vapaa fyllokinoni ja muut menakinonit.[5]

Ruokien fyllokinoni- ja menakinonipitoisuuksia[6]
Ruoka K1
(µg/100 g)
MKn (µg/100 g) MK4–10
(nmol/100 g)a
K1 + MK4–10
(nmol/100 g)b
4 5 6 7 8 9 10
Nattō 32,1 0 7,2 12,4 996,5 82,4 0 0 1687 1758
Munster 2,06 10,2 0,45 0,46 8,37 41,2 19,4 0 120 124
Camembert 2,50 7,95 1,34 1,01 3,24 15,1 39,5 0 99 104
Roquefort 6,56 13,1 0,64 0,48 1,16 5,09 17,6 0 63 77
Emmental 2,41 8,95 2,15 0 0 0 0 32,2 62 67
Cheddar 2,16 5,12 0 0,38 1,88 3,64 12,5 0 36 41
Feta 1,35 0,10 0 0,35 1,18 2,33 7,69 0 16 19
Mozzarella 1,50 5,21 0,16 0 0 0 0,75 0 13 16
Hapankaali 22,4 0,43 0,86 1,59 0,23 0,89 1,5 0 9 59
a: menakinonien 4–10 kokonaispitoisuus (nanomoolia per 100 grammaa ruokaa).
b: fyllokinonin ja menakinonien 4–10 kokonaispitoisuus.

KemiaMuokkaa

RakenneMuokkaa

K-vitamiinit ovat kaksirenkaisen menadionin eli 2-metyyli-1,4-naftokinonin (CAS-numero 58-27-5) johdannaisia. Luontaisissa vitamiineissa menadionin hiilessä 3 on isopreeni, jonka metyylin kohdalla on kaksoissidos.[21]

     
Menadioni 2'E,7'R,11'R-Fyllokinoni Menakinoni-n (MKn),
E-isomeeri

Fyllokinoni on yksittäinen K-vitamiini, jonka vanha nimi on K1-vitamiini. Sitä on luonnossa ja siinä kaksoissidoksellinen isopreeni jatkuu kolmen yksöissidoksellisen isopreenin perättäisenä isoprenoidiketjuna. Fyllokinonissa on ketjun alussa E,Z-isomeriaa ilmentävä kaksoissidos ja keskellä 2 kiraliakeskusta metyylien kohdalla. Luonnon fyllokinonin stereoisomeria on 2'E,7'R,11'R.[21] Tämä on isomeereistä vitamiinitoimintoisin. Muita stereoisomeerejä ja läheisiä johdannaisia sanotaan fyllokinoneiksi.[1]

Tietyt menakinonit ovat K-vitamiineja. Niitä on luonnossa. Kussakin ketjun isopreenin metyylin kohdalla on kaksoissidos ja ketjun pituutta symboloi MKn, jossa n on isopreenien lukumäärä ketjussa. Luonnon menakinoneissa isopreenejä on usein 4–13.[21] Menakinoneja yleisesti[7] ja eritoten MK7:ää on sanottu aiemmin K2-vitamiiniksi. Luonnon menakinonien kaikki kaksoissidokset ovat usein E-muotoa, mutta luonnossa on myös menakinoneja, joissa osa sidoksista on Z-muotoa. Osa sidoksista voi olla myös yksöissidoksia.[21] Z-isomeerien teho vitamiinina on heikko tai olematon.[1]

Menadionia on sanottu aiemmin K3-vitamiiniksi. Menadionia ei ole luonnossa. Se ei ole sellaisenaan vitamiinitoimintoinen, mutta se voi muuntua eläimissä vitamiinitoimintoiseksi MK4:ksi.[7] Rehulisissä sitä käytetään vesiliukoisina vetysulfaatin natrium- (CAS numero 130-37-0) ja dimetyylipyrimidolisuoloina (CAS 14451-99-1).[1] Näitä menadionijohdannaisia kutsutaan joskus K4-vitamiineiksi, joita ovat myös menadiolin esterit, kuten diasetaatti (CAS 573-20-6) ja dibutyraatti (CAS 53370-44-8). Muita keinotekoisia K-vitamiineja ovat muun muassa 4-amino-2-metyyli-1-naftoli eli K5-vitamiini (CAS 83-70-5), 1,4-diamino-2-metyylinaftaleeni eli K6 (CAS 83-68-1) ja 4-amino-3-metyyli-1-naftoli eli K7 (CAS 83-69-2).[2] On myös monia muitakin K-vitamiinijohdannaisia.[3]

         
Menadionin
natriumvetysulfaatti
Menadiolin
dibutyraatti
K5 K6 K7

OminaisuudetMuokkaa

Naftokinonin omaavat K-vitamiinit ovat kellertäviä, sillä ne absorboivat naftokinonin takia UV-säteilyä ja violettia näkyvää valoa (keltaisen vastaväri). Fyllokinoni on huoneenlämmössä viskoosi öljy. Sen sulamispiste on -20 °C. Menakinonit ovat kiinteitä. Fyllokinoni ja menakinonit ovat rasvaliukoisia. Ne liukenevat hyvin vaikkapa dietyylieetteriin, petrolieetteriin, heksaaniin ja asetoniin, mutta ovat heikkoliukoisia etanoliin ja metanoliin, ja liukenemattomia veteen. Ne hajoavat herkästi emäksissä ja valossa. Ne ovat kuitenkin vakaita ilmassa ja kestävät alle 100 °C lämpötiloja verrattain hyvin. Kuitenkin esimerkiksi fyllokinoni alkaa hajota kiehumatta 100–120 °C:ssa. Sitä voidaan tyhjiötislata ilman hajoamista.[21]

ValmistusMuokkaa

Menadionia ja fyllokinonia tuotetaan teollisesti kemiallisella synteesillä. MK5–14 menakinoneja tuotetaan teollisesti bakteerien avulla, muttei juuri synteettisesti. Menakinonien pituus riippuu käytetystä bakteerikannasta.[4]

Toiminta eliöissäMuokkaa

KarboksylaatioMuokkaa

K-vitamiinit ovat koentsyymeitä, joiden avulla ihmiset ja muut selkärankaiset muuntavat proteiinien tiettyjä glutamaatteja γ-karboksiglutamaateiksi (lyhenne Gla). Tämä on translaation jälkeinen karboksylaatioreaktio. Vitamiinia kuluttava muunnosreaktio on yksi endoplasmakalvoston sisäisestä kolmen reaktion sarjasta, jossa vitamiineja kuluu ja muuntuu taas karboksylaatioon sopiviksi.[22][23]

 
K-vitamiinin γ-karboksylaatioon johtava kolmivaiheinen reaktiosarja. K: kinoni. KH2: kinoli. KO: epoksidi. Glu: glutamaatti. Gla: γ-karboksiglutamaatti.

Fyllokinoni ja tietyt menakinonit ovat toiminnallisia K-vitamiinina. Näiden rengasrakenteet ovat perusmuodossa kinoneita. 1. reaktiovaiheessa kinoni pelkistyy kinoliksi. Tämän reaktion, jonka EC-numero on 1.6.5.2, suorittaa entsyymi nimeltä K-vitamiinin epoksidireduktaasin alayksikkö 1 (geeni VKORC1). Reagoivana aineena voi olla ainakin fyllokinoni ja MK4, muttei esimerkiksi menadioni ja MK7.[22][24]

2. vaiheen suorittaa gammaglutamyylikarboksylaasi (GGCX), jonka koentsyymi kinoli on. Koentsyymi voi olla fyllokinonin tai MK2-6:n kinoli, mutta muiden luonnon K-vitamiinien aktiivisuus on heikko liian pitkän tai lyhyen isoprenoidiketjun takia.[24] Reaktiossa EC 4.1.1.90 kuluu happi (O2) ja hiilidioksidi (CO2). Yksi hapen happiatomi muodostaa epoksidisillan vitamiiniin. Toinen atomeista poistuu vetenä (H2O) ottaen vedyn protonina (H+) glutamaatin γ-hiileltä. Hiilestä muodostuu reaktiivinen karbanioni, johon liittyy pian hiilidioksidi γ-karboksyyliryhmäksi eli muodostuu Gla.[25]

3. vaiheessa VKORC1 pelkistää reaktiossa EC 1.17.4.4 epoksidin kinoniksi. Tämä voi samassa kaksitoimisessa entsyymissä taas päätyä 1. reaktiovaiheeseen.[22][24] Monia VKORC1:ää estäviä aineita eli antagonisteja tunnetaan. Nämä toimivat antikoagulantteina estämällä reaktiovaiheita 1 ja 3. Ei-kilpailevia antagonisteja ovat jotkin 4-hydroksikumariinit, kuten varfariini, asenokumaroli ja fenprokumoni, sekä 1,3-indandionit, kuten fenindioni (CAS 83-12-5). Eräs kilpaileva antagonisti on kloro-K eli 2-klorofyllokinoni (CAS 1258-63-5).[1] VKORC1:n mutaatiot voivat joko lisätä vai vähentää ihmisten tai eläinten, kuten rottapopulaatioiden, herkkyyttä esimerkiksi varfariinille. VKORC1:n tai GGCX:n toimintaa heikentävät mutaatiot voivat johtaa jo vauvana kuolettaviin verenvuotoihin.[23]

     
Fenprokumoni Fenindioni Kloro-K

Selkärankaisilla on VKORC1:stä myös paraloginen VKOR1:n kaltainen proteiini 1 (VKORC1L1), joka on vähemmän herkkä varfariinin estävälle vaikutukselle ja suorittaa samat reaktiot kuin VKOR1. VKORC1L1 on tässä roolissa tärkeä lähinnä vain vastasyntyneillä, sillä vauvoilla VKOR1:n aktiivisuus kasvaa ja ylittää VKORC1L1:n aktiivisuuden. Ihmisillä on lisäksi reaktioita 1 ja 3 suorittava tuntematon entsyymi tai entsyymeitä, joita varfariini ei estä. Entsyymit ovat K-vitamiiniriippuvaisia. Niiden takia isot K-vitamiiniannokset parantavat varfariinimyrkytyksen.[23]

Gla-proteiinitMuokkaa

Ihmisten K-vitamiiniriippuvaisia Gla-proteiineja ovat ainakin

Hyytymistekijät ja proteiinit C, S ja Z ovat osa veren hyytymistä. Ainakin osteokalsiini on osa luun muodostusta.[5]

Veren hyytyminenMuokkaa

Hyytymistekijät II, VII, IX ja X ovat inaktiivisia entsyymiesiasteita eli tsymogeenejä. Ne aktivoituvat proteolyyttisesti veren hyytymisreaktion laukaiseviksi seriiniproteaaseiksi, eli tiettyjä proteiineja pilkkoviksi entsyymeiksi. Aktiivimuotojen nimien loppuun lisätään a-kirjain: esimerkiksi II on tsymogeeni ja IIa on aktiivinen. Proteiinit C, S ja Z hillitsevät hyytymistä. Edellä mainittuja hyytymistekijöitä ja proteiineja muodostuu pääosin maksassa, josta ne erittyvät vereen. Hyytymiseen osallistuu muitakin tekijöitä ja alla kuvattu ihmisten mekanismi on yksinkertaistus.[26]

Kudostekijä (TF) eli hyytymistekijä III (geeni F3) on kalvoproteiini. Sitä on solukalvojen ulkopuolella kiinni hiussuonia isompien suonten sisäpinnoilla – eritoten elimissä, joissa verenvuoto on vaarallinen, kuten aivoissa ja munuaisissa. TF:ää on paljon myös ihon keratinosyyteissä.[35]

Veressä on VII:tä ja vähemmän VIIa:ta. TF sitoo VII:n tai VIIa:n. VII muuntuu tällöin pian VIIa:ksi. Muodostuu solukalvoon kiinnittynyt TF-VIIa-yhdistelmä, jossa VIIa:n proteolyysiteho on isompi kuin vapaana ollessaan.[35]

Kudosvaurioissa negatiivisesti varautuneita fosfolipidejä, eritoten fosfatidyyliseriiniä, päätyy vaurioalueen solukalvojen sisäpinnoilta ulkopinnoille. Kalvomuunnoksen aiheuttavat mekanismit tunnetaan huonosti. Kalvon ulkopuoliset fosfolipidit ovat sitoutumispaikkoja veren IX:lle ja X:lle.[35] Näiden negatiivisesti varautuneet Gla:t sitovat kalsiumia (Ca2+) ja muita kahdenarvoisia kationeja, joiden kautta liitos negatiivisiin fosfolipideihin tapahtuu.[26]

TF-VIIa muuntaa proteolyyttisesti kalvoon liittyneitä IX:iä IXa:ksi. Molemmat, TF-VIIa ja IXa, muuntavat proteolyyttisesti kalvon X:iä Xa:ksi. Xa muuntaa II:n (protrombiinin) IIa:ksi (trombiiniksi). IIa muuntaa proteolyysillä vereen liukoisen fibrinogeenin ei-liukoiseksi fibriiniksi tuottaen hyytymän.[26] Hepariini ja tietyt nielemällä otettavat aineet eli ksabaanit, kuten rivaroksabaani ja apiksabaani, estävät Xa:ta ollen siis antikoagulantteja.[36]

ElektroninsiirtoMuokkaa

Fyllokinonin ja menakinonien kinonirakenteet voivat pelkistyä kinoleiksi. Nämä voivat hapettua takaisin kinoneiksi. Siksi ne toimivat kahden elektronin siirtäjinä ubikinonin tapaan elektroninsiirtoketjussa, joissa tuotettujen solukalvojen sähkökemiallisten pitoisuuserojen avulla tuotetaan ATP:tä. Fyllokinoni on tässä roolissa monissa fotosynteesiin pystyvien eliöiden kloroplasteissa, kuten kasveissa, levissä ja syanobakteereissa. Menakinonien rooli on sama monien mikrobien, kuten bakteerien, arkkien ja sienten soluhengityksessä.[4]

Muu biokemiaMuokkaa

ImeytyminenMuokkaa

K-vitamiinit liukenevat sappinesteen avulla miselleihin muiden rasvaliukoisten vitamiinien (A, E ja D) tapaan. K-vitamiinien imeytymismekanismi tunnetaan huonosti. Fyllokinoni imeytyy suolisoluihin tiettävästi kalvoproteiinien CD36, NPC1L1 ja SCARB1 kautta lähinnä ohutsuolen mahalaukun läheisestä päästä. Soluissa ne pakataan kylomikroneihin. Nämä päätyvät imunesteeseen ja sieltä vereen.[37]

Muun muassa menakinonit MK4 ja MK9 imeytyvät huonommin kuin vapaa fyllokinoni, mutta MK7 imeytyy tätä paremmin. Kasvisten fyllokinoni ei kuitenkaan ole vapaana, vaan sitoutunut kloroplasteihin, joista sen imeytyminen on huonompaa kuin menakinonien niitä sisältävistä ruuista.[5]

Ihmisten ja eläinten suolibakteerit tuottavat pitkäketjuisia menakinoneja. Nämä imeytyvät toimien K-vitamiineina. Ihmisillä bakteerien tuottamat menakinonit eivät silti yksin riitä takaamaan kehon K-vitamiinitarvetta. Ihmiskehon MK4 ei juuri muodostu bakteerien tuottamana, vaan solut tuottavat sitä fyllokinonista muuntamalla tätä välillisesti menadioniksi.[5] UBIAD1-kalvoproteiini, jota on useissa soluissa muun muassa endoplasmakalvostossa ja golgin laitteessa, tuottaa menadioneista geranyyligeranyylipyrofosfaattien avulla MK4:ää.[38]

KuljetusMuokkaa

Veren K-vitamiineja sisältävät kylomikronit päätyvät maksaan. Vitamiinit pakataan maksassa VLDL:iin, joissa se siirtyy veressä muualle kehoon ja muihin lipoproteiineihin, kuten LDL:ään ja HDL:ään.[5]

Fyllokinonin tai menakinonien veripitoisuudet vaihtelevat saannin mukaan – niitä ei voida käyttää toteamaan vaikkapa K-vitamiinipuutosta. Fyllokinonin veripitoisuuksien on mitattu olevan isoimmat 4–10 tunnin kuluttua sen syömisestä, MK4:n noin 2 tunnin ja MK7:n ja MK9:n 4–6 tunnin kuluttua. Fyllokinonin puoliintumisaika veressä on 0,22–8,80 tuntia. MK4 poistuu verestä alle 24 tunnissa, MK7 noin 96 tunnissa ja MK9 noin 48 tunnissa.[5]

VarastoituminenMuokkaa

Terveillä aikuisilla ihmisillä on kehossa fyllokinonia keskimäärin 0,55 µg/kg tasapainotilassa, jossa vitamiinia saadaan ja sitä poistuu kehosta yhtä nopeasti. Pitoisuudet kuitenkin vaihtelevat suuresti henkilöstä toiseen saannista riippuen. K-vitamiineja myös poistuu kehosta verrattain nopeasti. Aikuisilla ensimmäisiä puutosoireita ilmenee vähintään 2–3 viikossa saataessa K-vitamiineja ruuasta liian vähän.[5]

Useissa kudoksissa on fyllokinonia ja menakinoneja, mutta pääosa on maksassa. Riippuen saannista, aikuisilla on maksassa fyllokinonia 3–34 ng/g ja MK4–13 menakinoneja noin 21–239 ng/g. Menakinonien keskinäisten maksapitoisuuksien on eri tutkimuksissa havaittu vaihtelevan suuresti.[5]

Hajotus ja erittyminenMuokkaa

Ihmiset hajottavat fyllokinonia 5-hiilisen eli 5C (CAS numero 34927-45-2) ja menakinoneja 7C (CAS 51732-61-7) ketjun menadionijohdannaisiksi. Nämä muodostuvat samoin kuin E-vitamiinien hajoamistuotteet. Hajotus alkaa isoprenoidiketjun pään hydroksylaatiolla eli ω-hydroksylaatiolla. Tätä seuraa ketjun lyheneminen β-oksidaatiolla. Tuotteet muuntuvat vesiliukoisemmiksi lähinnä glukuronidaatiolla. Myös 10C johdannaisia muodostuu. Lähinnä 5C, 7C ja 10C johdannaiset erittyvät pois virtsassa, ja 5C ja 7C sappinesteessä ulosteeseen.[5]

Historia ja nimetMuokkaa

1929 Henrik Dam havaitsi Kööpenhaminan yliopistossa rasvattoman ja kolesterolittoman ruokavalion saavan kananpojilla aikaan verenvuotoja ihossa ja lihaksissa. Oireiden arveltiin johtuvan C-vitamiinin puutoksesta eli keripukista, mutta Dam kollegoineen osoittivat pian etteivät suuret C-vitamiiniannokset parantaneet tilaa. 1935 Dam ehdotti rasvaliukoiselle aineelle nimeä K-vitamiini.[39][40] Myöhemmin Dam selitti valinneensa symboliksi kirjaimen K, sillä sitä aakkosjärjestyksessä edeltäviä kirjaimia käytettiin jo symboleina muille tuolloin vitamiineiksi oletetuille aineille. Kirjain K myös sattui olemaan saksan ja joidenkin skandinaavisten kielten veren hyytymistä merkitsevien sanojen ensimmäinen kirjain.[41] Myöhemmin tosin paljastui että osa muita kirjaimia käyttävistä vitamiineista ei ollutkaan vitamiineja tai ne nimettiin uudelleen, kuten H-vitamiini, joka tunnetaan nykyään nimellä biotiini.[42]

K-vitamiinia löydettiin vihreistä kasveista, kuten sinimailasesta, ja muun muassa eläinten maksoista. 1935 sitä havaittiin muodostuvan myös mikrobien vaikutuksesta, sillä mädän kalan syöttö esti puutoksen oireita koe-eläimillä.[43][40]

1939 Edward Doisy ja kollegat nimesivät sinimailasesta eristetyn ja massaltaan kevyemmän K-vitamiinin K1-vitamiiniksi ja mädästä kalasta eristetyn raskaamman aineen K2-vitamiiniksi.[44][45]

1939 Doisy ja kollegat esittivät K1-vitamiinin eli fyllokinonin rakenteen ja valmistivat sitä. 1940 he esittivät ensimmäisen menakinonin rakenteen ja valmistivat sitä. Tämä menakinoni oli MK7.[46][47][40]

LähteetMuokkaa

  • GF Combs et al: The vitamins: fundamental aspects in nutrition and health. 3. painos. Elsevier Academic Press, 2008. ISBN 9780121834937.

ViitteetMuokkaa

  1. a b c d e f g h J Zempleni et al: Handbook of vitamins, s. 112-139. 4. painos. Taylor & Francis, 2007. ISBN 9780849340222.
  2. a b c d RJ Marles, AL Roe, HA Oketch-Rabah: US pharmacopeial convention safety evaluation of menaquinone-7, a form of vitamin K. Nutrition Reviews, 2017, 75. vsk, nro 7, s. 553–578. PubMed:28838081. doi:10.1093/nutrit/nux022. ISSN 0029-6643. Artikkelin verkkoversio.
  3. a b BJ Josey et al: Structure-activity relationship study of vitamin K derivatives yields highly potent neuroprotective agents. Journal of medicinal chemistry, 2013, 56. vsk, nro 3, s. 1007–1022. PubMed:23327468. doi:10.1021/jm301485d. ISSN 0022-2623. Artikkelin verkkoversio.
  4. a b c d e f g TDC Tarento et al: A potential biotechnological process for the sustainable production of vitamin K1. Critical Reviews in Biotechnology, 2019, 39. vsk, nro 1, s. 1–19. PubMed:29793354. doi:10.1080/07388551.2018.1474168. ISSN 0738-8551. Artikkelin verkkoversio.
  5. a b c d e f g h i j k l m n o p q r Dietary reference values for vitamin K. EFSA Journal, 2017, 15. vsk, nro 5. doi:10.2903/j.efsa.2017.4780. Artikkelin verkkoversio.
  6. a b c d e C Vermeer et al: Menaquinone content of cheese. Nutrients, 2018, 10. vsk, nro 4. PubMed:29617314. doi:10.3390/nu10040446. ISSN 2072-6643. Artikkelin verkkoversio.
  7. a b c d e f g h Combs, s. 49-50
  8. a b Konakion Novum 10 mg/ml injektioneste, liuos spc.nam.fi.
  9. a b H Holopainen: Vastasyntyneiden K-piikki arveluttaa vanhempia Yle Uutiset. Viitattu 24.7.2019.
  10. a b c Vitamin K2 added for nutritional purposes in foods for particular nutritional uses, food supplements and foods intended for the general population and Vitamin K2 as a source of vitamin K added for nutritional purposes to foodstuffs, in the context of Regu: Vitamin K2 added for nutritional purposes in foods for particular nutritional uses, food supplements and foods intended for the general population and. EFSA Journal, 2008, 6. vsk, nro 11, s. 822. doi:10.2903/j.efsa.2008.822. Artikkelin verkkoversio.
  11. Estääkö K2-vitamiini sepelvaltimon kalkkiutumista? terveyskirjasto.fi.
  12. Vitamin K2.org Newsroom.Latest news vitamink2.org.
  13. a b Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014. 5. painos. Valtion ravitsemusneuvottelukunta, 2018. ISBN 9789524538015. Teoksen verkkoversio.
  14. Using the adequate intake for nutrient assessment of groups. National Academies Press, 2000. Teoksen verkkoversio.
  15. Overview on tolerable upper intake levels as derived by the scientific committee on food (SCF) and the EFSA panel on dietetic products, nutrition and allergies (NDA) (pdf) EFSA. 2018. Viitattu 6.3.2019.
  16. Scientific Opinion on the safety and efficacy of vitamin K3 (menadione sodium bisulphite and menadione nicotinamide bisulphite) as a feed additive for all animal species. EFSA Journal, 2014, 12. vsk, nro 1. doi:10.2903/j.efsa.2014.3532. Artikkelin verkkoversio.
  17. SM Chung et al: Adverse consequences of erythrocyte exposure to menadione: involvement of reactive oxygen species generation in plasma. Journal of Toxicology and Environmental Health. Part A, 2001, 63. vsk, nro 8, s. 617–629. PubMed:11549121. doi:10.1080/152873901316857798. ISSN 1528-7394. Artikkelin verkkoversio.
  18. a b c B Caballero et al: ”Volume 4”, Encyclopedia of human nutrition, s. 398-403. 3. painos. Elsevier, 2013. ISBN 9780123750839.
  19. S Lee et al: Effect of different cooking methods on the content of vitamins and true retention in selected vegetables. Food Science and Biotechnology, 12.12.2017, 27. vsk, nro 2, s. 333–342. PubMed:30263756. doi:10.1007/s10068-017-0281-1. ISSN 1226-7708. Artikkelin verkkoversio.
  20. SL Booth et al: Vitamin K1 (phylloquinone) content of foods: a provisional table. Journal of Food Composition and Analysis, 1993, 6. vsk, nro 2, s. 109–120. doi:10.1006/jfca.1993.1014. ISSN 0889-1575. Artikkelin verkkoversio.
  21. a b c d e M Eggersdorfer et al: ”Vitamins”, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, s. 47-67. American Cancer Society, 2000. ISBN 9783527306732. Teoksen verkkoversio.
  22. a b c vitamin K cycle qmul.ac.uk.
  23. a b c J Lacombe, M Ferron: VKORC1L1, an enzyme mediating the effect of vitamin K in liver and extrahepatic tissues. Nutrients, 2018, 10. vsk, nro 8. PubMed:30050002. doi:10.3390/nu10080970. ISSN 2072-6643. Artikkelin verkkoversio.
  24. a b c N Chatron et al: Structural insights into phylloquinone (vitamin K1), menaquinone (MK4, MK7), and menadione (vitamin K3) binding to VKORC1. Nutrients, 2019, 11. vsk, nro 1. PubMed:30609653. doi:10.3390/nu11010067. ISSN 2072-6643. Artikkelin verkkoversio.
  25. peptidyl-glutamate 4-carboxylase qmul.ac.uk.
  26. a b c d e f g h i j S Palta, R Saroa, A Palta: Overview of the coagulation system. Indian Journal of Anaesthesia, 2014, 58. vsk, nro 5, s. 515–523. PubMed:25535411. doi:10.4103/0019-5049.144643. ISSN 0019-5049. Artikkelin verkkoversio.
  27. BGLAP uniprot.org.
  28. MGP uniprot.org.
  29. CSB Viegas et al: Gla-rich protein acts as a calcification inhibitor in the human cardiovascular system. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 2015, 35. vsk, nro 2, s. 399–408. PubMed:25538207. doi:10.1161/ATVBAHA.114.304823. ISSN 1079-5642. Artikkelin verkkoversio.
  30. GAS6 uniprot.org.
  31. PRRG1 uniprot.org.
  32. PRRG2 uniprot.org.
  33. PRRG3 uniprot.org.
  34. PRRG4 uniprot.org.
  35. a b c SA Smith et al: How it all starts: initiation of the clotting cascade. Critical reviews in biochemistry and molecular biology, 2015, 50. vsk, nro 4, s. 326–336. PubMed:26018600. doi:10.3109/10409238.2015.1050550. ISSN 1040-9238. Artikkelin verkkoversio.
  36. DJ Sen: Xabans as direct factor Xa inhibitors. Journal of Bioanalysis & Biomedicine, 2015, 7. vsk, nro 1. doi:10.4172/1948-593X.1000e127. ISSN 1948-593X. Artikkelin verkkoversio.
  37. Y Yamanashi: Transporters for the intestinal absorption of cholesterol, vitamin E, and vitamin K. Journal of Atherosclerosis and Thrombosis, 2017, 24. vsk, nro 4, s. 347–359. PubMed:28100881. doi:10.5551/jat.RV16007. ISSN 1340-3478. Artikkelin verkkoversio.
  38. Y Hirota et al: Functional characterization of the vitamin K2 biosynthetic enzyme UBIAD1. PLoS ONE, 2015, 10. vsk, nro 4. PubMed:25874989. doi:10.1371/journal.pone.0125737. ISSN 1932-6203. Artikkelin verkkoversio.
  39. H Dam: The antihæmorrhagic vitamin of the chick: occurrence and chemical nature. Nature, 1935, 135. vsk, nro 3417, s. 652–653. doi:10.1038/135652b0. ISSN 1476-4687. Artikkelin verkkoversio.
  40. a b c G Ferland: The discovery of vitamin K and its clinical applications. Annals of Nutrition and Metabolism, 2012, 61. vsk, nro 3, s. 213–218. PubMed:23183291. doi:10.1159/000343108. ISSN 1421-9697. Artikkelin verkkoversio.
  41. H Dam: The discovery of vitamin K, its biological functions and therapeutical application NobelPrize.org. 12.12.1946.
  42. Combs, s. 517
  43. EKR Stokstad, HJ Almquist: Hemorrhagic chick disease of dietary origin. Journal of Biological Chemistry, 1.9.1935, 111. vsk, nro 1, s. 105–113. ISSN 0021-9258. Artikkelin verkkoversio.
  44. EA Doisy et al: The isolation of vitamins K1 and K2. Journal of the American Chemical Society, 1.5.1939, 61. vsk, nro 5, s. 1295–1295. doi:10.1021/ja01874a507. ISSN 0002-7863. Artikkelin verkkoversio.
  45. EA Doisy et al: The Isolation of vitamin K1. Journal of Biological Chemistry, 1.9.1939, nro 1, s. 219–234. ISSN 0021-9258. Artikkelin verkkoversio.
  46. EA Doisy et al: On the constitution of vitamin K1. Journal of the American Chemical Society, 6.7.1939, 61. vsk, nro 7, s. 1928–1929. doi:10.1021/ja01876a510. ISSN 0002-7863. Artikkelin verkkoversio.
  47. EA Doisy et al: The constitution of vitamin K2. Journal of Biological Chemistry, 1.5.1940, 130. vsk, nro 3, s. 721–729. ISSN 0021-9258. Artikkelin verkkoversio.

Aiheesta muuallaMuokkaa