Vitamin K: Definisi, Sintesis, Penyerapan, Pengangkutan, dan Pembahagian

Vitamin K disebut vitamin pembekuan kerana kesan antihemoragiknya (hemostatik), yang ditemui pada tahun 1929 oleh ahli fisiologi dan ahli biokimia Carl Peter Henrik Dam berdasarkan darah kajian pembekuan. Vitamin K bukan bahan seragam, tetapi terdapat dalam tiga varian struktur. Bahan-bahan kumpulan vitamin K berikut dapat dibezakan:

  • Vitamin K1 - phylloquinone - berlaku di alam semula jadi.
  • Vitamin K2 - menaquinone (MK-n) - berlaku di alam semula jadi.
  • Vitamin K3 - 2-metil-1,4-naphthoquinone, menadione - produk sintetik.
  • Vitamin K4 - 2-metil-1,4-naphthohydroquinone, menadiol - produk sintetik.

Kedai vitamin K varian mempunyai persamaan bahawa ia berasal dari 2-metil-1,4-naphthoquinone. Perbezaan struktur utama adalah berdasarkan rantai sisi dalam kedudukan C3. Walaupun rantai sisi lipofilik (larut lemak) dalam vitamin K1 mempunyai satu unit isoprena tak jenuh (dengan ikatan berganda) dan tiga unit isoprena tepu (tanpa ikatan berganda), vitamin K2 mempunyai rantai sisi dengan pelbagai, biasanya 6-10 isoprena molekul. Vitamin K3, ia air-menadione derivatif larut natrium hidrogen sulfite, dan vitamin K4 - menadiol diester, seperti menadiol dibutyrate - kerana produk sintetik tidak mempunyai rantai sampingan. Dalam organisma, bagaimanapun, penyambungan kovalen empat unit isoprena ke kedudukan C3 cincin quinoid berlaku. Kumpulan metil pada cincin quinoid pada kedudukan C2 bertanggungjawab untuk keberkesanan biologi vitamin K. yang spesifik. Rantai sisi dalam kedudukan C3 cincin quinoid adalah kumpulan metil. Rantai sisi pada kedudukan C3, sebaliknya, menentukan kelarutan lipid dan dengan itu mempengaruhi penyerapan (pengambilan melalui usus). Menurut pengalaman sebelumnya, kira-kira 100 quinones dengan aktiviti vitamin K diketahui. Walau bagaimanapun, hanya yang berlaku secara semula jadi vitamin K1 dan K2 sangat mustahak kerana vitamin K3 dan naphthoquinones lain boleh memberi kesan buruk, kadang-kadang toksik (beracun) [2-4, 9-12, 14, 17].

Sintesis

Sementara phylloquinone (vitamin K1) disintesis (terbentuk) dalam kloroplas (organel sel yang mampu melakukan fotosintesis) tumbuhan hijau, di mana ia terlibat dalam proses fotosintesis, biosintesis menaquinone (vitamin K2) dijalankan oleh pelbagai usus bakteria, seperti Escherichia coli dan Lactobacillus acidophilus, yang berlaku di ileum terminal (lebih rendah usus kecil) dan kolon (usus besar), masing-masing. Dalam usus manusia, sehingga 50% menaquinone dapat disintesis - tetapi hanya selagi fisiologi flora usus hadir. Reseksi usus (pembedahan membuang usus), penyakit radang usus (IBD), penyakit seliak dan penyakit usus lain, serta terapi dengan antibiotik seperti sefalosporin, ampisilin dan tetrasiklin, boleh menjejaskan sintesis menaquinone dengan ketara. Begitu juga perubahan diet kerana perubahan flora usus boleh mempengaruhi sintesis vitamin K2 usus. Sejauh mana vitamin K2 yang disintesis secara bakteria untuk memenuhi keperluan memenuhi keperluan kontroversial. Oleh kerana, menurut pengalaman eksperimen, the penyerapan kadar menaquinone agak rendah, dapat diandaikan bahawa prestasi sintesis usus bakteria hanya memberi sumbangan kecil untuk bekalan vitamin K. Pemerhatian bahawa tidak terdapat gejala kekurangan vitamin K pada subjek setelah lima minggu tanpa vitamin K diet, tetapi ini muncul selepas 3-4 minggu ketika antibiotik diberikan pada masa yang sama, menyokong anggapan bahawa vitamin K yang disintesis secara enteral (melalui usus) sememangnya penting untuk memenuhi keperluan.

Penyerapan

Terdapat perbezaan utama antara zat individu kumpulan vitamin K berkenaan dengan penyerapan. Penyerapan makanan terutamanya phylloquinone. Menaquinone yang dibekalkan atau disintesis secara bakteria secara tidak langsung memainkan peranan bawahan dalam bekalan vitamin K. Seperti semua larut dalam lemak vitamin, vitamin K1 dan K2 diserap (diambil) semasa pencernaan lemak, iaitu kehadiran lemak makanan sebagai alat pengangkutan lipofilik molekul, asid hempedu untuk pelarutan (peningkatan kelarutan) dan pembentukan misel (pembentukan manik pengangkutan yang menjadikan bahan larut dalam lemak dapat diangkut dalam larutan berair), dan lipase pankreas (pencernaan enzim dari pankreas) untuk pembelahan vitamin K terikat atau esterifikasi diperlukan untuk penyerapan usus yang optimum (penyerapan melalui usus). vitamin K1 dan K2, sebagai sebahagian daripada misel campuran, mencapai membran apikal enterosit (sel epitelium) jejunum (usus kosong) - phyllo- dan menaquinone yang dibekalkan oleh makanan - dan ileum terminal (lebih rendah usus kecil- menaquinone yang disintesis secara bakteria - dan diinternalisasi. Di dalam sel, penggabungan (pengambilan) vitamin K1 dan K2 ke dalam chylomicrons (lipoprotein kaya lipid) berlaku, yang mengangkut vitamin lipofilik melalui limfa ke persisian darah peredaran. Walaupun makanan (diet) vitamin K1 dan K2 diserap melalui pengangkutan aktif yang bergantung kepada tenaga berikutan kinetik tepu, penyerapan vitamin K2 yang disintesis secara bakteria berlaku melalui penyebaran pasif. Vitamin K1 diserap dengan cepat secara usus (melalui usus) pada orang dewasa dengan kadar penyerapan antara 20 dan 80%. Pada neonatus, kadar penyerapan phylloquinone hanya sekitar 30% disebabkan oleh steatorrhea fisiologi (najis berlemak). The bioavailabiliti vitamin lipofilik K1 dan K2 bergantung pada pH dalam usus, jenis dan jumlah lemak makanan yang ada, dan kehadiran asid hempedu dan lipase dari pankreas (pencernaan enzim dari pankreas). PH rendah dan tepu rantai pendek atau sederhana asid lemak meningkat, sementara pH tinggi dan asid lemak tak jenuh ganda rantai panjang menghalang penyerapan phyllo- dan menaquinone. Sejak lemak diet dan asid hempedu diperlukan untuk penyerapan hanya boleh didapati pada tahap terhad pada ileum distal (bahagian bawah usus kecil) dan kolon (usus besar), di mana vitamin K2-mensintesis bakteria didapati, menaquinone bakteria diserap ke tahap yang jauh lebih rendah berbanding phylloquinone. Kerana hidrofilik mereka (air kelarutan), vitamin sintetik K3 dan K4 dan turunannya yang larut dalam air (derivatif) diserap secara pasif secara bebas daripada lemak makanan, bile asid, dan lipase pankreas (pencernaan enzim dari pankreas) pada kedua usus kecil dan kolon (usus besar) dan dilepaskan terus ke aliran darah.

Pengangkutan dan pengedaran dalam badan

Semasa pengangkutan ke hati, Percuma asid lemak (FFS) dan monogliserida dari chylomicrons dilepaskan ke tisu periferi di bawah tindakan lipoprotein lipase (LPL), yang terletak di permukaan sel dan belahan trigliserida. Melalui proses ini, chylomicrons diturunkan menjadi sisa chylomicron (sisa chylomicron rendah lemak), yang dimediasi oleh apolipoprotein E (ApoE), mengikat reseptor tertentu (laman pengikat) di hati. Pengambilan vitamin K1 dan K2 ke dalam hati berlaku oleh endositosis yang dimediasi oleh reseptor. Phyllo- dan menaquinone sebahagiannya terkumpul di hati dan sebahagiannya dimasukkan ke dalam VLDL yang disintesis hepatik (di hati) (sangat rendah ketumpatan lipoprotein; lipoprotein yang mengandungi lemak dengan ketumpatan yang sangat rendah). Selepas pembebasan VLDL ke dalam aliran darah, vitamin K3 dan K4 yang diserap juga terikat ke VLDL dan diangkut ke tisu extrahepatic (di luar hati). Organ sasaran merangkumi buah pinggang, kelenjar adrenal, paru-paru, sumsum tulang, dan limfa nod. Penyerapan vitamin K oleh sel sasaran berlaku melalui lipoprotein lipase (LPL) aktiviti. Setakat ini, peranan menaquinone tertentu (MK-4) yang disintesis oleh bakteria usus dan berasal dari organisma dari phylloquinone dan menadione masih belum jelas. Di pankreas, kelenjar air liur, otak dan sternum lebih tinggi kepekatan MK-4 boleh didapati daripada phylloquinone.Phylloquinone kepekatan in darah plasma dipengaruhi oleh kandungan trigliserida dan polimorfisme ApoE. Peningkatan serum trigliserida kepekatan dikaitkan dengan peningkatan tahap phylloquinone, yang diperhatikan lebih kerap dengan usia. Walau bagaimanapun, orang dewasa ≥ 60 tahun biasanya mempunyai status vitamin K yang buruk, seperti yang dibuktikan oleh nisbah phylloquinone: trigliserida yang rendah berbanding dengan orang dewasa muda. Polimorfisme ApoE (lipoprotein chylomicrons) membawa kepada perubahan struktur protein, yang menghalang sisa-sisa chylomicron ( sisa-sisa chylomicron rendah lemak) dari pengikatan ke reseptor hepatik. Akibatnya, kepekatan phylloquinone darah meningkat di samping kepekatan lipid, yang secara palsu menunjukkan bekalan vitamin K. yang baik.

Pada Suhu Ambien

Vitamin K1 dan K2 yang berlaku secara semula jadi terkumpul di hati, diikuti oleh kelenjar adrenal, buah pinggang, paru-paru, sumsum tulang, dan limfa nod. Kerana vitamin K mengalami pergantian cepat (perolehan) - kira-kira 24 jam - kapasiti penyimpanan hati hanya dapat menjembatani a kekurangan vitamin selama lebih kurang 1-2 minggu. Vitamin K3 hanya terdapat di hati hanya sebilangan kecil, menyebar lebih cepat di dalam organisma berbanding dengan phyllo- dan menaquinone semula jadi, dan dimetabolisme (dimetabolisme) dengan lebih cepat. Jumlah kumpulan vitamin K kecil, masing-masing antara 70-100 µg dan 155-200 nmol. Kajian mengenai bioavailabiliti phyllo- dan menaquinone dengan lelaki yang sihat telah menunjukkan bahawa setelah pengambilan vitamin K1 dan K2 dalam jumlah yang sama, kepekatan menaquinone yang beredar melebihi phylloquinone melebihi 10 kali ganda. Sebabnya adalah, di satu pihak, tahap yang rendah bioavailabiliti phylloquinone dari makanan - 2-5 kali lebih rendah daripada vitamin K tambahan - kerana pengikatan lemah terhadap kloroplas tumbuhan dan pelepasan enterik yang rendah dari matriks makanan. Sebaliknya, menaquinone mempunyai jangka hayat yang lebih lama daripada phylloquinone, dan oleh itu vitamin K2 tersedia untuk tisu ekstrahepatik, seperti tulang, untuk jangka masa yang lebih lama.

Perkumuhan

Vitamin K1 dan K2 diekskresikan secara ginjal (melalui buah pinggang) dalam bentuk glukuronida selepas glukuronidasi lebih daripada 50% di bile dengan tinja (najis) dan sekitar 20% setelah pemendekan rantai sampingan oleh beta-oksidasi (penurunan oksidatif asid lemak). Selari dengan phyllo- dan menaquinone, vitamin K3 juga ditukar menjadi bentuk perkumuhan dengan proses biotransformasi. Biotransformasi berlaku di banyak tisu, terutama di hati, dan boleh dibahagikan kepada dua fasa:

  • Pada fasa I, vitamin K dihidroksilasi (penyisipan kumpulan OH) oleh sistem sitokrom P-450 untuk meningkatkan kelarutan.
  • Pada fasa II, konjugasi dengan bahan hidrofilik (larut dalam air) berlaku - untuk tujuan ini, asid glukuronik dipindahkan ke kumpulan vitamin K OH yang dimasukkan sebelumnya dengan bantuan glukuroniltransferase atau kumpulan sulfat dengan sulfotransferase, masing-masing

Setakat ini, daripada metabolit (perantaraan) dan perkumuhan vitamin K3, hanya 2-metil-1,4-naphthohydroquinone-1,4-diglucuronide dan 2-methyl-1,4-hydroxy-1-naphthyl sulfate yang dikenal pasti , yang, tidak seperti vitamin K1 dan K2, dihilangkan dengan cepat dan sebahagian besarnya dalam air kencing (~ 70%). Sebilangan besar metabolit menadione belum dicirikan.