Metabolizam

Apsorpcija

Vitamin K uključuje se u masne kapljice i kao takav ulazi u crijevo, gdje se u jejunumu i ileumu apsorbira, kemijski nepromijenjen, pasivnom difuzijom. Njegova apsorpcija ovisi o prisutnosti žučnih soli i sokovima gušterače te se pojačava u prisutnosti masti. Vitamin K koji je proizveden bakterijskim putem u crijevima apsorbira se u debelom crijevu. U zdravih odraslih ljudi uspješnost apsorpcije vitamina K je oko 80 %, a estrogeni potiču apsorpciju filokinona. Naftokinon je funckionalna skupina vitamina K, no mogu se primijetiti razlike u crijevnoj apsorpciji, prijenosu, raspodjeli u tkivima i biološkoj dostupnosti pojedinih oblika unutar skupine vitamina K. Tu razliku uzrokuje različita lipofilnost pokrajnih lanaca i različita hrana u kojoj se ti oblici pojavljuju. Naime, lipofilnost je jača u menakinona nego u filokinona. Apsorpcija menakinona-9 (MK-9) je zanemarivo mala u debelom crijevu i uspješnost apsorpcije u crijevima je manja od apsorpcije filokinona. Menakinoni se većinom aporbiraju u ileumu, gdje se i nalaze bakterije koje ih proizvode, a tamo su također prisutne i žučne soli. Biološka dostupnost menakinona je stoga mala, jer su često čvrsto vezani za bakterijsku membranu i najviše ih je prisutno u debelom crijevu, u kojem nema žučnih soli, potrebnih za otapanje menakinona. Sintetski vitamin K3 je topljiv u vodi i može se apsorbirati neovisno od prisustva crijevnih lipida i žučnih soli. [1-10]

Transport

Unutar sluznice crijeva vitamin K uključuje se u hilomikrone, izlučuje se u limfu, ulazi u krv uz pomoć lakteala te se prenosi do jetre. Za razliku od dugolančanih menakinona koji prevladavaju u jetri, oblik koji je najčešći u krvotoku jest uvijek filokinon. Menakinoni MK-7 i vjerojatno MK-8 su također prisutni, ali uobičajeni jetreni oblici, MK-9 do MK-13, se ne nalaze u krvnoj plazmi. Pretpostavlja se da se to događa zbog različitih puteva apsorpcije ali također se može pretpostaviti da kada su ti lipofilni dugolančani menakinoni jednom u jetri, da se ne premiještaju lako.[1-10]

Stanični metabolizam

Jedan od razloga zašto je nedostatak vitamina K u ljudi rijedak, jest to što se vitamin K kontinuirano reciklira u našim stanicama. Kao kofaktor karboksilaza koje stvaraju γ-karboksiglutaminsku kiselinu, vitamin K prolazi kroz ciklus oksidacija i redukcija koji omogućava njegovu ponovnu upotrebu. Upravo te oksidacije i redukcije vitamina K zajedno s karboksilacijom glutamata čine ciklus vitamina K, koji se odvija i u bubrezima, slezeni i plućima.Unutar stanice vitamin K se pretvara u reducirani oblik vitamina K, vitamin K hidrokinon ili vitamin KH2, enzimom koji se zove vitamin K epoksid reduktaza. Drugi enzim, γ-glutamil karboksilaza ili vitamin K-ovisna karboksilaza, tada oksidira vitamin K hidrokinon da bi se dobila energija potrebna za karboksilaciju glutamata u γ-karboksiglutamat i vitamin K epoksid. Karbokslilacija će se dogoditi samo ako karboksilaza može istovremeno oksidirati vitamin K hidrokinon u vitamin K epoksid. Vitamin K epoksid se tada pretvara u vitamin K pomoću enzima vitamin K epoksid reduktaze, koji je spreman ući u ponovni ciklus.[1-7,10,11] 

Antikoagulansi (varfarin) sprječavaju redukciju vitamin K epoksida u vitamin K, inhibirajući djelovanje vitamin K epoksid reduktaze. Time se smanjuje koncentracija vitamina K i vitamin K hidrokinona u tkivima, te su karboksilacije katalizirane glutamil karboksilazama neučinkovite. Nastaju faktori zgrušnjavanja bez dovoljnih količina karboksiliranih glutmata, a bez njih ne mogu sudjelovati u procesu grušanja krvi. Međutim, vitamin K može ući u ciklus preko aktivnosti NAD(P)H-ovisne vitamin K reduktaze, koju ne inhibira varfarin.[1-7,10,13,14] 

Skladištenje

Iako je jetra glavni skladišni organ vitamina K, on se može naći i u kostima, adipoznom tkivu te srcu. Jetra skladišti oko 10 % filokinona i oko 90 % menakinona. No, u usporedbi s ostalim vitaminima topljivim u mastima, vitamina K se relativno malo skladišti i njegova izmjena (obrt) u jetri je brza. Tijelo reciklira vitamin K u ciklusu vitamina K, koji omogućava vitaminu K da djeluje pri γ-karboksilaciji proteina više puta. Koncentracije vitamina K (filokinona, menakinona-6, menakinona-7 i menakinona-8) u kostima su jednake onima u jetri. Da bi se objasnio paradoks visokih koncentracija u kostima, posebno starijih ljudi koji imaju smanjenuγ-karboksilaciju osteokalcina, pretpostavlja se da zalihe vitamina K mogu biti i u adipoznom tkivu te nisu dostupne aktivnim osteoblastima koji sintetiziraju osteokalcin. Najčešći metaboliti koji se izlučuju su oksidirani derivati vitamina K sa skraćenim pobočnim lancem koji tvore γ–lakton i vjerojatno se izlučuju kao glukuronidi[1-7,10]

Izlučivanje

Procjenjuje se da se između 60 i 70 % apsorbiranog filokinona iz hrane gubi iz tijela izlučivanjem. Filokinoni se relativno brzo i u značajnim količinama kataboliziraju i izlučuju iz tijela fecesom, a manje količine (oko 15 %) se izlučuju urinom kao metaboliti topljivi u vodi. Zalihe filokinona u jetri su vrlo labilne; pri uvjetima kada se on troši, zalihe u jetri se smanjuju na oko 25 % od početnih vrijednosti, nakon samo 3 dana. Količina izlučenog vitamina K ne ovisi o unešenoj količini; pretpostavlja se da se 20 % izlučuje urinom unutar 3 dana, dok 40 do 50 % fecesom. Ova visoka izmjena (obrt) jetrenih zaliha filokinona se poklapa s visokim gubicima filokinona izlučivanjem, no zaliha se konstantno nadopunjava.[

"Literatura"

1. Insel, P., Ross, D., McMhon, K., Bernstein, M. (2011) Nutrition, Jones and Bartlet Publishers, Sudbury.

2. Zempleni, J., Rucker, R.B., McCormick, D.B., Suttie, J.W. (2007) Handbook of vitamins, CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton.

3. Ball, G.F.M. (2004) Vitamins: Their Role in the Human Body, Blackwell Publishing Ltd, Oxford.

4. McDowell, L.R. (2000) Vitamins in animal and human nutrition, Iowa State University Press, Iowa.

5. Bender, D.A. (2003) Nutritional biochemistry of the vitamins, Cambridge University Press, Cambridge.

6. Hui, Y.H. (1992) Encyclopedia of food science and technology, John Wiley and sons, New York.

7. MacRae, R., Robinson, R.K., Sadler, M.J. (1993) Encyclopaedia of food science, food technology and nutrition, Academic Press, London.

8. Gijsbers, B.L.M.G.,  Jie, K.G.,  Vermeer, C. (1996) Effect of food composition on vitamin K absorption in human volunteers. Brit. J. Nutr. 76, 223-229.

9. Hollander, D., Rim, E., Muralidhara, K.S. (1977) Vitamin K, intestinal absorption in vivo: influence of luminal contents on transport. Am. J. Physiol. 232, E69-E74.

10. Shearer, M.J., Newman, P. (2008) Metabolism and cell biology of vitamin K. Thromb. Haemost. 100, 530-547.

11. Stafford, D.W. (2005) The vitamin K cycle. Thromb. Haemost. 3, 1873–1878.

12. Shearer, M.J., Bach, A., Kohlmeier, M. (1996) Chemistry, Nutritional Sources, Tissue Distribution and Metabolism of Vitamin K with Special Reference to Bone Health. J. Nutr. 126, 1181S-1186S.

13. Mukharji, I., Silverman, R.B. (1985) Purification of a vitamin K epoxide reductase that catalyzes conversion of vitamin K 2,3-epoxide to 3-hydroxy-2-methyl-3-phytyl-2,3-dihydronaphthoquinone. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.  82, 2713–2717.

14. Sun, Y., Jin, D., Camire, R.M.,Stafford, D.W. (2005) Vitamin K epoxide reductase significantly improves carboxylation in a cell line overexpressing factor X. Blood. 106, 3811-3815.