Vitamin K

Vitamin K er en gruppe strukturelt like fettløselige vitaminer (vitamere) som kroppen trenger for syntese av proteiner benyttet for koagulasjon av blod (derav navnet K vitamin - koagulasjonsvitamin) og som i mennesker og dyr brukes for å regulere kalsiumbinding i bein og andre vev. Vitaminet ble oppdaget av den danske biokjemikeren Henrik Dam, som fikk Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1943 for sin oppdagelse.

Vitamin K representerer en gruppe vitamere som er fettløslige og har den felles strukturen med ryggrad av 2-methyl-1,4-napthoquinone som er substituert i tredjeposisjon.^[1] De finnes i en rekke undertyper som blir bestemt av antallet isoprenenheter som inngår i sidekjeden.^[2] Vitaminet finnes naturlig i to former som Fyllokinon (Fytomenadion eller K₁-vitamin) og Menakinon (K₂-vitamin). I tillegg til de to naturlige formene finnes også syntetiske former av vitamin K, K₃^[3], K₄, K₅^[4] og K_6^[5]

Fyllokinon (vitamin K₁) er et naftokinon som inneholder fytylgruppe med en sidekjede av isopren som deltar i transport av elektroner og protoner i fotosyntesen. Fyllokinon finnes i alle grønne plantedeler som utfører fotosyntese.^[2] Vitamin K1 er relativt stabilt ved varmebehandling, men ømfintlig for lys ^[6].

Menakinon (vitamin K₂) bestar av en 2-methyl-1,4-apthoquinone gruppe som har mellom 4 og 13 isoprenyl-enheter i tredjeposisjon (MK-n). Storsteparten av menakinonene er mellom- eller langkjedede (dvs. MK-6 eller lengre) og disse kan bli produsert av bakterier. MK-4 (menatetrenon derimot, blir dannet ved en metabolsk omdannelse av fyllokinon i tarmslimhinnene eller andre organer.^[1]

Menadione (Vitamin K₃) er en usubstituert 2-methyl-1,4-napthoquinone og er en kjemisk analog til 1,4-naphthoquinone med en metylgruppe i andreposisjon. Spesielt med K₃ er at det er vannløslig og spiller en rolle i et mellomstadie i omdannelsen av fyllokinon til MK-4

Menadiol natrium fosfat (Vitamin K₄) er et vannløslig derivat menadione.

Vitamin K er en kofaktor til Ύ-glutamylkarboksylase (GGCX) som katalyserer karboxyleringen av glutaminsyre (Glu) rester til Ύ-karbokyglutaminsyre (Gla) rester i vitamin K-avhengige proteiner som gjør dem til aktive former. Gla-proteinene er involvert i ulike fyiologiske prosesser som blodgkoagulering og mineralisering av bein^[1].

Mangel på vitamin K fører til økt blødningstendens. Stort inntak av vitamin A og vitamin E kan føre til vitamin K-mangel. Spedbarn kan ha vitamin K-mangel fordi tarmbakteriene ikke produserer nok vitamin K ennå. De får derfor ofte tilført vitamin K på sykehuset.

Da den norske vitenskapskomiteen for mat og miljø vurderte vitamin K, fant de ingen symptomer eller andre plager relatert til for høyt inntak.^[7] Ved bruk hos nyfødte og spedbarn er det rapportert om symptomer som gulsott, magesmerter, forstoppelse og utilpasshet^[7]. Det er ikke funnet noen klar årsak til disse plagene, men de fleste av disse ble heller ikke regnet som alvorlige, og de gikk over uten behandling^[7]

Vitamin K₁ er den viktigste kilden for K-vitamin i mat og finnes spesielt i grønne planter som salat, brokkoli og spinat ^[6]. Andre kilder er meieriprodukter, kornprodukter, kjøtt, frukt og mørk sjokolade. Vitamin K2 finnes i fermentert ost og natto, en japansk rett laget av fermenterte soyabønner.

Det finnes ikke offisielle, norske anbefalinger om inntak av vitamin K. Høyeste lovlige døgndose i kosttilskudd er 200 mikrogram, laveste er 25.^[8]

EUs byrå for næringsmiddeltrygghet, EFSA, har godkjent at kosttilskudd som inneholder K2-vitamin markedsføres med påstand om positive effekter på beinhelse.^[9] Forskning fra Universitetet i Oslo (UiO) viser at vitaminet K2 styrker beinvevet ved betennelser.^[10] Det er imidlertid ikke alle som holder seg til de godkjente helsepåstandene, og kosttilskudd med vitamin K markedsføres ofte i strid med regelverket.^[11] I 2014 fikk det norske selskapet TG Montgomery varsel om salgsforbud dersom de ikke fjernet ulovlige helsepåstander i markedsføringen av sitt K2-kosttilskudd.^[12]

I 2003 publiserte den britiske Expert Group on Vitamins and Minerals et veiledende nivå for øvre inntak av vitamin K1 fra kosttilskudd til 1 mg/dag for voksne, til tross for usikkerhet rundt verdien. Vitenskapskomiteen for mat og miljo (VKM) kom i 2018 frem til at de på grunn av manglende kunnskapsgrunnlag, ikke kunne sette et tolerabelt øvre inntaksnivå for vitamin K (hverken vitamin K1 eller K2)^[13]. Da EFSAs ernaringspanel i 2017 vurderte sin DRV for K vitamin kom de til samme konklusjon hvor de ikke kunne trekke noen konklusjoner; i deres rapport ble usikkerheten rundt K vitamin i ulike matvarer trukket frem som viktig for beslutningsgrunnlaget ^[1]. EFSA opprettholdt derimot den europeiske vitenskapelige komiteen for mat sin vurdering fra 1993 hvor de kom frem til en tilstrekklig intaksverdi (AI) på 1μg phylloquinone/kg kroppsvekt per dag.^[1] VKM kommenterte at det imidlertid ikke var rapportert om negative helseeffekter hos mennesker eller dyr etter inntak av vitamin K fra mat eller kosttilskudd.^[13] Vitamin K2 forekommer i naturlig form som menaquinone-7 (MK-7) og i syntetisk form som menaquinone-4 (MK-4). Det er gjort studier som indikerer at den naturlige formen av Vitamin K2 (MK-7) har høyere biotilgjengelighet i kroppen.^[14]

I 1894 rapporterte den amerikanske legen Charles Townsend om en rekke blødninger i nyfødte som ikke kunne skyldes traume, blødninger i familien eller blødersykdom blødningene gav seg i de overlevende barna. Townsend forstod ikke sykdommen fullstendig og trodde det kunne skyldes en infeksjon, men gav sykdommen navnet "Haemorrhagic Disease of the Newborn".^[15] I tillegg til observasjonene i nyfødte, ble det observert liknende hemorragiske symptomer i en rekke eksperimenter hvor ulike dyr ble foret på reduserte dietter.^[16]

I 1929 ville Henrik Dam replikere et eksperiment av forskerne McFarlane, Graham og Richardson ved Ontario Agricultural College (OAC), som hadde forsket på rollen til kolesterol i kylling for.^[17] Forskerne som jobbet med et kyllingforprogram ved colleget, hadde fjernet alt fett fra foret ved hjelp av kloroform. Da de gav dette foret til kyllingene oppdaget de at kyllingene som fikk dette foret hadde unormale blødninger og endringer i magen og veksten til kyllingene.^[18] Dam oppdaget at defektene ikke var reverserbare ved a tilfore kolesterol til foret. Han skjonte at det var noe i tillegg til kolesterol som hadde blitt fjernet.^[17] Det var samtidig også andre forskere som Holst and Halbrook som rapporterte om liknende symptomer i kyllinger som ikke hadde grønt for i dietten.^[19]

Det var Edward Adelbert Doisy som arbeidet ved Saint Louis University som gjorde mye av det viktige arbeidet som ledet til at man fant strukturen og de kjemiske egenskapene til vitamin K ^[20]. Dette var grunnen til at de to forskerne Dam og Doisy sammen delte Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1943 for deres arbeid med K vitaminene K1 og K2 publisert i 1939. Kunnskapen spredte seg og allerede samme året klarte flere andre laboratorier å syntetisere vitaminet^[21] .

På 40 tallet ble det oppdaget at dersom man gav bare 90 ml of melk til de nyfødte eller vitamin K3 (menadione 1 mg) innen de første 2 levedøgn forsvant blodningsrisikoen^[15]

Den fysiologiske funksjonen til K vitamin ble ikke oppdaget før 1974 da tre laboratorier (Stenflo et al.^[22], Nelsestuen et al.^[23], and Magnusson et al.^[24]) klarte å isolere den vitamin K-avhengige koagulerings faktoren prothrombin (factor II) fra kuer som hadde fått høye doser warfarin. De oppdaget at disse kuene hadde 10 glutamate (Glu) i stedet for 10 γ-carboxyglutamate (Gla) nær slutten av aminosyrerekken i prothrombin som ble funnet i de andre kuene og trakk konklusjonen at K vitamin spilte en rolle i karboxyleringsreaksjonen hvor (Gla) blir dannet av (Glu).