Die K-Vitamine (K für Koagulation) gehören neben den Vitaminen A, D und E zu den fettlöslichen Vitaminen. Sie sind in der breiten Bevölkerung noch relativ unbekannt,
spielen jedoch – wie alle Vitamine – eine wichtige Rolle für die Gesundheit. Traditionell war mit Vitamin K bis anhin Vitamin K1 gemeint, welches v.a. in grünem (Blatt-) Gemüse, wie Spinat, Grünkohl und Brokkoli vorkommt und dort an Chloroplasten–Membranen
gebunden ist.
Heute versteht man unter Vitamin K eine Familie mit zwei wesentlichen Formen: Vitamin
K1 (Phylloquinon/Phyllochinon), welches vor allem in der Leber wirkt und eine wichtige
Rolle in der Blutgerinnung spielt und Vitamin K2 (Menaquinon/Menachinon), welches in verschiedenen Geweben eine Reihe wichtiger Proteine aktiviert, die vor allem für die Verwertung von Kalzium sorgen, aber auch zahlreiche weitere Wirkungen zeigen.
Dank der in den vergangenen Jahren steigenden Zahl an Forschungsarbeiten, insbesondere im Bereich Knochen- und Herz-Kreislauf-Gesundheit, hat auch Vitamin K2 heute an Bedeutung gewonnen. Es kommt in unterschiedlichen Formen vor, wobei das kurzkettige Vitamin K2 MK-4 und das längerkettige Vitamin K2 MK-7 die wichtigsten Vertreter sind. MK-4 kommt in gewissen tierischen Lebensmitteln wie z.B. Fleisch, Leber und Eiern vor und zeigt grundsätzlich eine hohe Aktivität. Es wird aber wegen seiner kurzen Halbwertszeit und niedrigen Bioverfügbarkeit zurzeitkaum in Nahrungsergänzungs-Präparaten eingesetzt. Vitamin K2 MK-7 wird durch Bakterien (Lebensmittel, Dickdarm) gebildet und kommt natürlicherweise in fermentierten Lebensmitteln vor, z.B. in Sauerkraut, Buttermilch oder einigen Käsesorten. Die MK-7 Konzentration ist in diesen Lebensmitteln jedoch sehr gering (< 1 μg pro 100 g). Den höchsten Anteil von MK-7 weist Natto auf, ein typisches japanisches Lebensmittel aus gekochten Sojabohnen, welche mit Hilfe des Bacillus subtilis natto fermentiert werden. Es wird v. a. im Norden Japan regelmässig gegessen. Eine übliche Tagesration Natto beträgt 40–50 g = 440–550 μg MK-7.
Die verschiedenen Formen von Vitamin K
Vitamin K1 und K2 haben eine gemeinsame Ringstruktur und unterscheiden sich nur durch die Länge ihrer Seitenketten und die Anzahl Doppelbindungen in den Seitenketten. Es ist erwiesen, dass hierdurch die Absorption und Stabilität beeinflusst wird und deshalb auch die unterschiedlichen
Halbwertszeiten und Bioverfügbarkeiten der K-Vitamere erklärt werden können. Dadurch, dass Vitamin K1 in den grünen Gemüsen an Chloroplasten-Membranen gebunden ist, liegt seine Bioverfügbarkeit nur bei ca. 15–20 %. Auch die Halbwertszeit ist mit 1–2 Stunden hr kurz. Vitamin K2 MK-7 hat von allen K2-Formen die höchste Bioverfügbarkeit und längste Halbwertszeit (2–3 Tage). Neben der Länge der Seitenketten und Anzahl Doppelbindungen ist jedoch auch die räumliche Anordnung für die biologische Aktivität von entscheidender Bedeutung. Man bezeichnet diese verschiedenen Formen von Vitamin K2 als cis- und trans-Isomere. Nur die räumliche Konfiguration all-trans ist biologisch aktiv, während Vitamin K2 MK-7 in der cis-Form nahezu wirkungslos ist.
Vitamin K1 und Vitamin K2 Wirkung
Vitamin K ist essentiell für die y-Carboxylierung von Glutaminsäure-Resten, welche in den sog. Gla-Proteinen vorkommen. Durch diese Carboxylierung werden die Gla-Proteine in die biologisch aktive Form überführt. Der Carboxylierungsgrad dieser Gla-Proteine ist entscheidend für ihre Wirkung und hängt wiederum vom Vitamin K-Status ab.
Es sind bisher 17 Gla-Proteine bekannt, davon u.a. 7 Blutgerinnungsfaktoren. Ein weiteres wichtiges Gla-Protein ist das Osteocalcin, welches nach dessen Aktivierung durch Vitamin K2 im Knochen die Osteoklasten-Aktivität hemmt und über die Osteoblasten den Calcium-Einbau ins Knochengewebe und so die Knochenmineralisierung fördert. Die Knochenmatrix enthält ca. 2% Osteocalcin. Ein anderes gut untersuchtes Gla-Protein, das Matrix-Gla-Protein (MGP), wiederum scheint eine wichtige Rolle beim Schutz vor vaskulären Erkrankungen zu spielen. Es wird angenommen, dass durch Vitamin K2 carboxyliertes («aktiviertes») MGP Kalzium-Ionen bindet und wie mit einer Hülle umgibt, damit es nicht zur Entwicklung von Hydroxylapatitkristallen und damit zu einer Kalzifizierung der betroffenen weichen Gewebe (z.B. Gefässe) kommt.
Die stetige Verfügbarkeit von Vitamin K für die Blutgerinnung wird durch einen Recycling-Prozess abgesichert. So kann der Körper sicherstellen, dass Blutgerinnungsfaktoren (v. a. K1-vermittelt) zu fast 100% carboxyliert sind. Eine zusätzliche Vitamin K-Zufuhr in nutritiven Dosierungen verbessert somit den Gerinnungsstatus von gesunden Menschen nicht mehr, erhöht aber auch nicht das Risiko für Blutgerinnsel (Thrombo-embolische Ereignisse).
Wirkung Vitamin K2
Während für die Aktivierung der Blutgerinnungsfaktoren Vitamin K1 eine wichtige Rolle spielt, hat K1 wegen seiner kurzen Halbwertszeit nur eine geringe Wirkung bei der Aktivierung von Osteocalcin und MGP. VitaminK2 MK-7 hingegen ist für die Knochen und Gefässwände gut bioverfügbar und kann Osteocalcin und MGP wirksamer aktivieren. Einen Hinweis auf die grössere Bedeutung von Vitamin K2 diesbezüglich lieferte die repräsentative Rotterdam-Studie, welche an fast 5000 Personen zeigen konnte, dass eine Aufnahme von Vitamin K2 über die Nahrung in Höhe von > 30–45 μg/Tag im Vergleich zu < 20 μg/Tag das Risiko für koronare Herzkrankheiten bzw. periphere arterielle Verschlusskrankheiten signifikant reduzierte, während für Vitamin K1 kein Zusammenhang gezeigt werden konnte.
Der genaue Bedarf an Vitamin K ist nicht abschliessend bekannt. Er wird für Vitamin K1 bei etwa 1 μg pro kg Körpergewicht angenommen. Diese Empfehlungen beziehen sich allerdings nur auf die Fähigkeit, Blutgerinnungsfaktoren in der Leber zu aktivieren, nicht jedoch auf die Versorgung mit K2 und alle über die Blutgerinnung hinausgehenden Funktionen, weshalb man davon ausgehen kann, dass diese Mengen nicht ausreichend sind. Es wird angenommen, dass der Anteil des Vitamin K2 an der gesamten Vitamin–K-Zufuhr mit unserer Nahrung nur gerade 12–25% beträgt. Diese Menge scheint jedoch für die vollständige Aktivierung von Osteocalcin und MGP nicht auszureichen. Auch das im Dickdarm durch Darmbakterien gebildete MK-7 wird durch das Fehlen von Lipasen und Gallensalzen kaum resorbiert und der Konsum von fermentierten Lebensmitteln (Natto) ist bei uns nicht üblich.
Bedeutung von Vitamin K2 für die Gesundheit
Basierend auf epidemiologischen als auch Interventionsstudien, die in den letzten Jahren durchgeführt wurden, besteht ein wachsendes Bewusstsein für die Bedeutung von MK-7 für eine optimale Knochenund Herz-Kreislaufgesundheit. In Japan, v. a. in den nördlichen Provinzen, wo der Verbrauch von Natto am höchsten ist, ist die Häufigkeit von Osteoporose viel niedriger als in der westlichen Welt. Eine epidemiologische Studie konnte zeigen, dass eine Einnahme von ≥ 200 μg Vitamin K2 MK-7 pro Tag in Form von Natto bei über 65-jährigen Frauen und Männern im Verlauf von 3 Jahren eine signifikant geringere Abnahme der Knochendichte im Oberschenkelhals bewirkte.
Vitamin K Zyklus
In einer 5 Jahre dauernden randomisierten doppelblinden klinischen Interventionsstudie bei 60-jährigen Frauen führte eine tägliche Supplementation mit 180 μg Vitamin K2 MK-7 pro Tag im Vergleich zu Placebo über 3 Jahre zu einer signifikant geringeren altersabhängigen Abnahme der Knochendichte im Oberschenkelhals und in den Lendenwirbel. Die gleiche Forschungsgruppe konnte im selben Setting (180 μg pro Tag Vitamin K2 MK-7 versus Placebo) bei postmenopausalen Frauen bzw. bei Personen mit beginnender Koronarsklerose eine signifikante Abnahme (-50%) des dp-ucMGP-Spiegels dephosphoryliertes, untercarboxyliertes MGP) und der vaskulären Kalzifikation beobachten. Ebenfalls konnte eine Meta-Analyse von Huang et al. eindrücklich zeigen, dass eine Vitamin K2-Dosis von 100-360 μg MK-7 bis 45 mg MK-4 über 6–12 Monate bei postmenopausalen Frauen mit einer Osteoporose-Diagnose die Häufigkeit von Frakturen um 50% signifikant reduzierte. Vitamin K2 ist sehr gut verträglich und auch in den Studien wurde keine Häufung unerwünschter Wirkungen beobachtet. Einzig bei Personen, welche Antikoagulantien vom Cumarintyp (Vitamin K-Antagonisten, z. B. henprocoumon) einnehmen, ist Vorsicht geboten. Grundsätzlich ist eine Vitamin K-Supplementierung auch bei diesen Patienten zwar ratsam, um einen Vitamin K-Mangel zu verhindern und den Patienten stabil einzustellen. Zu Vitamin K2 existieren aber noch zu wenige Daten und daher sollte die Anwendung bei diesen Personen nur unter ärztlicher Kontrolle und engmaschiger Überwachung der Blutgerinnung erfolgen.
Dies sind nur einige der Fakten, die darauf hinweisen, dass Vitamin K wichtige Funktionen im Körper erfüllt, die über die klassische Aktivierung von Blutgerinnungsfaktoren hinausgehen, und dabei v. a. Vitamin K2 als MK-7 eine wichtige Rolle zu spielen scheint. Für Personen, welche etwas Gutes für Ihre Knochen- und Herz-Kreislaufgesundheit tun wollen oder eine bereits bestehende Osteoporose haben, bietet eine Supplementation mit K2 in einer Dosierung von 180 µg pro Tag, wie sie in den relevanten Studien untersucht wurde, eine optimale Ergänzung, auch zusätzlich zu Kalzium und Vitamin D3.
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Quelle: ebi-pharm