K-vitamiin: määratlus, süntees, imendumine, transport ja levitamine

K-vitamiin nimetatakse hüübimisvitamiiniks selle antihemorraagilise (hemostaatilise) toime tõttu, mille füsioloog ja biokeemik Carl Peter Henrik Dam avastas 1929. aastal veri hüübimisuuringud. K-vitamiin ei ole ühtlane aine, vaid esineb kolmes struktuurivariandis. K-vitamiini rühma saab eristada järgmisi aineid:

  • Vitamiin K1 - fülokinoon - esineb looduses.
  • Vitamiin K2 - menakinoon (MK-n) - esineb looduses.
  • Vitamiin K3 - 2-metüül-1,4-naftokinoon, menadioon - sünteetiline toode.
  • Vitamiin K4 - 2-metüül-1,4-naftohüdrokinoon, menadiool - sünteetiline toode.

Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik K-vitamiin variantidel on ühine see, et need on saadud 2-metüül-1,4-naftokinoonist. Peamine struktuurne erinevus põhineb külgahelal C3-asendis. Kuigi K1-vitamiini lipofiilsel (rasvlahustuv) külgahelal on üks küllastumata (kaksiksidemega) ja kolm küllastunud (kaksiksidemeta) isopreeniühikut, vitamiin K2 on varieeruva, tavaliselt 6-10 isopreeniga külgahelaga molekulid. Vitamiin K3, selle vesi-lahustuv derivaat menadioon naatrium vesinik sulfiit ja K4-vitamiin - menadiooldiester, näiteks menadiooldibutüraat - kuna sünteetilistel toodetel pole külgahelat. Organismis toimub aga nelja isopreeni ühiku kovalentne seondumine kinoidringi C3 asendiga. C2-positsioonis oleva kinoinitsükli metüülrühm vastutab K-vitamiini spetsiifilise bioloogilise efektiivsuse eest. Kininoidrõnga C3-positsiooni külgahel on metüülrühm. Külgahel C3-asendis määrab seevastu lipiidide lahustuvuse ja mõjutab seega absorptsioon (imendumine soolestiku kaudu). Varasemate kogemuste kohaselt on teada umbes 100 K-vitamiini aktiivsusega kinooni. Kuid ainult looduslikult esinevad vitamiinid K1 ja K2 on praktilise tähtsusega, kuna K3-vitamiin ja teised naftokinoonid võivad avaldada kahjulikke, mõnikord toksilisi (mürgiseid) toimeid [2-4, 9-12, 14, 17].

süntees

Kui roheliste taimede kloroplastides (fotosünteesivõimelised rakuorganellid) sünteesitakse (moodustub) fülokinoon (vitamiin K1), kus see osaleb fotosünteesiprotsessis, siis menakinooni biosüntees (vitamiin K2) viivad läbi erinevad soolestikud bakteridnagu Escherichia coli ja Lactobacillus acidophilus, mis esinevad terminaalses iileumis (madalam peensoolde) Ja koolon (jämesool). Inimese soolestikus võib sünteesida kuni 50% menakinooni - kuid ainult seni, kuni füsioloogiline soolefloora on kohal. Soole resektsioonid (soole kirurgiline eemaldamine), põletikuline soolehaigus (IBD), tsöliaakia ja muud soolehaigused, samuti ravi koos antibiootikumid nagu tsefalosporiinid, ampitsilliin ja tetratsükliinid, võivad menakinooni sünteesi oluliselt kahjustada. Samamoodi muutuvad toitumisharjumused toiduainete soolefloora võib mõjutada soole K2-vitamiini sünteesi. See, kuivõrd aitab bakterite abil sünteesitud K2-vitamiin kaasa nõuete täitmisele, on vaieldav. Kuna eksperimentaalse kogemuse kohaselt on absorptsioon menakinooni määr on üsna madal, võib eeldada, et soolestiku sünteesivõime bakterid annab vaid vähese panuse K-vitamiini pakkumisse. Tähelepanek, et uuritavatel ei leitud pärast viie nädala pikkust K-vitamiini vaba K-vitamiini puuduse sümptomeid dieet, kuid et need ilmnesid 3-4 nädala pärast, kui antibiootikumid manustati samal ajal, toetab eeldust, et enteraalselt (soole kaudu) sünteesitud K-vitamiin on tõepoolest oluline nõuete täitmiseks.

Absorptsioon

K-vitamiini rühma üksikute ainete vahel on suured erinevused absorptsioon. Toidu kaudu imendub peamiselt filokinoon. Toiduliselt (koos toiduga) tarnitud või bakterites sünteesitud menakinoon mängib K-vitamiini pakkumisel alluvat rolli. Nagu kõik rasvlahustuvad vitamiinid, vitamiinid K1 ja K2 imenduvad (omastatakse) rasvade seedimisel, st toidurasvade olemasolu lipofiilsete ainete transportimise vahendina molekulid, sapphapped lahustamiseks (lahustuvuse suurenemine) ja mitsellide moodustamiseks (transporditerade moodustumine, mis muudavad rasvlahustuvad ained veealuses transporditavaks) ja pankrease lipaasid (seedetrakti) ensüümide kõhunäärmest) seondunud või esterdatud K-vitamiini lõhustamiseks on vajalik soole optimaalne imendumine (imendumine soolestiku kaudu). Vitamiinid K1 ja K2 jõuavad segatud mitsellide osana jejunumi (tühja soole) - toidu kaudu tarnitava füllo- ja menakinooni - ja terminaalse iileumi (madalam alaosa) enterotsüütide (epiteelirakkude) apikaalsele membraanile. peensoolde) - bakterina sünteesitud menakinoon - ja sisestatakse. Rakus toimub vitamiinide K1 ja K2 inkorporeerimine (omastamine) külomikronitesse (lipiidirikkad lipoproteiinid), mis transpordivad lipofiilseid vitamiine lümf perifeersesse veri ringlus. Kui toitainelised (toidusedeli) vitamiinid K1 ja K2 imenduvad pärast küllastuskineetikat energiasõltuva aktiivse transpordi kaudu, toimub bakteritsiidiliselt sünteesitud vitamiini K2 imendumine passiivse difusiooni teel. K1-vitamiin imendub täiskasvanutel kiiresti soolestikus (soole kaudu), mille imendumiskiirus on vahemikus 20 ja 80%. Vastsündinul on fülokinooni imendumise määr füsioloogilise steatorröa (rasvane väljaheide) tõttu ainult umbes 30%. The biosaadavus lipofiilsete vitamiinide K1 ja K2 sisaldus sõltub soolestiku pH-st, toidurasvade tüübist ja kogusest ning sapphapped ja kõhunäärme lipaasid (seedetrakt ensüümide kõhunäärmest). Madal pH ja lühikese või keskmise ahelaga küllastunud rasvhapped kõrge pH ja pika ahelaga polüküllastumata rasvhapped pärsivad fülo- ja menakinooni imendumist. Kuna toidurasvad ja sapphapped imendumiseks vajalikud distaalses iileumis (nina alumises osas) on saadaval ainult piiratud määral peensoolde) Ja koolon (jämesool), kus K2-vitamiini sünteesib bakterid leitakse, imendub bakteriaalne menakinoon filoksooniga võrreldes palju vähem. Nende hüdrofiilsuse tõttu (vesi lahustuvus), sünteetilised vitamiinid K3 ja K4 ning nende vees lahustuvad derivaadid (derivaadid) imenduvad passiivselt toidurasvadest sõltumatult, sapi happedja pankrease lipaasid (seedetrakti) ensüümide kõhunäärmest) nii peensooles kui ka koolon (jämesool) ja vabaneb otse vereringesse.

Transport ja jaotumine kehas

Transpordi ajal makstasuta rasvhapped (FFS) ja külomikronite monoglütseriidid eralduvad lipoproteiini toimel perifeersetesse kudedesse lipaas (LPL), mis paikneb rakupindadel ja lõheneb triglütseriidid. Selle protsessi käigus lagunevad külomikronid külomikroni jäänusteks (madala rasvasisaldusega külomikroni jääkideks), mis seonduvad apolipoproteiin E (ApoE) vahendusel spetsiifiliste retseptoritega (sidumissaidid). maks. Vitamiinide K1 ja K2 sissevõtmine maks toimub retseptori vahendatud endotsütoosi teel. Füllo- ja menakinoon on osaliselt akumuleerunud maksas ja osaliselt ühendatud maksas (maksas) sünteesitud VLDL-iga (väga madal Tihedus lipoproteiinid; väga madala tihedusega rasva sisaldavad lipoproteiinid). Pärast VLDL vereringesse vabanemist seonduvad imendunud vitamiinid K3 ja K4 ka VLDL-iga ja transporditakse ekstrahepaatilistesse (väljaspool maksa) kudedesse. Sihtorganite hulka kuuluvad neer, neerupealised, kops, luuüdija lümf sõlmed. K-vitamiini omastamine märklaudrakkude poolt toimub lipoproteiini kaudu lipaas (LPL) tegevus. Siiani on soolebakterite poolt sünteesitud ja organismist füllokinoonist ja menadioonist pärineva spetsiifilise menakinooni (MK-4) roll endiselt ebaselge. Kõhunäärmes süljenäärmed, aju ja rinnak kõrgem kontsentratsioon võib leida MK-4 kui füllokinooni. Fülokinoon kontsentratsioon in veri plasmat mõjutab nii triglütseriidide sisaldus kui ka ApoE polümorfism. Suurenenud triglütseriidseerum kontsentratsioon on seotud fülokinooni taseme tõusuga, mida vanuse järgi täheldatakse sagedamini. ≥ 60-aastastel täiskasvanutel on tavaliselt halb K-vitamiini olek, mida tõendab madal füllokinooni: triglütseriidide suhe võrreldes noorte täiskasvanutega. ApoE (külomikronite lipoproteiin) polümorfism viib valgu struktuurimuutusteni, mis hoiab ära külomikroni jäänused ( madala rasvasisaldusega külomikroni jäänused) seondumisest maksa retseptoritega. Selle tulemusel suureneb lisaks lipiidide kontsentratsioonidele ka vere filokinooni kontsentratsioon veres, mis viitab ekslikult heale K-vitamiini varule.

Säilitamine

Looduslikult esinevad vitamiinid K1 ja K2 kogunevad peamiselt maksa, millele järgnevad vitamiinid neerupealised, neer, kopsud, luuüdija lümf sõlmed. Kuna K-vitamiin allub kiirele käibele (käibele) - umbes 24 tundi -, võib maksa salvestusmaht ületada ainult a vitamiini vaegus umbes 1-2 nädalat. K3-vitamiini leidub maksas vaid vähesel määral, see jaotub organismis kiiremini kui loodusliku filo- ja menakinooniga ning metaboliseerub (metaboliseerub) kiiremini. K-vitamiini kogu keha kogus on väike, ulatudes vastavalt 70-100 µg ja 155-200 nmol. Uuringud biosaadavus Füllo- ja menakinooni sisaldus tervete meestega on näidanud, et pärast sarnase K1- ja K2-vitamiini koguse toiduainete tarbimist ületas ringleva menakinooni kontsentratsioon fülokinooni kontsentratsiooni rohkem kui 10 korda. Selle põhjus on ühelt poolt suhteliselt madal biosaadavus toidust saadud filokinooni - 2–5 korda madalam kui K-vitamiinil toidulisandid - nõrga seondumise tõttu taimsete kloroplastide poole ja vähese enteraalse vabanemisega toiduaine maatriksist. Teiselt poolt on menakinooni poolväärtusaeg pikem kui filokinoonil ja seetõttu on K2-vitamiin maksavälistes kudedes, näiteks luus, saadaval pikema aja vältel.

Eritumine

Vitamiinid K1 ja K2 erituvad neerude kaudu ( neer) pärast glükuroniide glükuroniseerimine rohkem kui 50% sapi koos väljaheitega (väljaheide) ja umbes 20% pärast külgahela lühenemist beetaoksüdatsiooni (oksüdatiivse rasvhapped). Paralleelselt filo- ja menakinooniga muudetakse K3-vitamiin biotransformatsiooni käigus ka erituvaks vormiks. Biotransformatsioon toimub paljudes kudedes, eriti maksas, ja selle võib jagada kahte faasi:

  • I faasis hüdroksüülitakse (OH-rühma sisestamine) K-vitamiini tsütokroom P-450 süsteemi abil, et suurendada lahustuvust.
  • II faasis toimub konjugatsioon tugevalt hüdrofiilsete (vees lahustuvate) ainetega - selleks viiakse glükuroonhape glükuronüültransferaasi või sulfaatrühma abil vastavalt sulfotransferaasi abil eelnevalt sisestatud K-vitamiini OH-rühma.

Seni on K3-vitamiini metaboliitidest (vaheühendid) ja eritumisproduktidest tuvastatud ainult 2-metüül-1,4-naftohüdrokinoon-1,4-diglukuroniid ja 2-metüül-1,4-hüdroksü-1-naftüülsulfaat , mis erinevalt K1- ja K2-vitamiinist erituvad uriiniga kiiresti ja suures osas (~ 70%). Enamikku menadiooni metaboliitidest pole veel iseloomustatud.