Vitamina K - Vitamin K

Vitamina K
Clase de droga
Estructuras de vitamina K.svg
Estructuras de vitamina K. MK-4 y MK-7 son ambos subtipos de K 2 .
Identificadores de clase
Usar Deficiencia de vitamina K , sobredosis de warfarina
Código ATC B02BA
Objetivo biológico Gamma-glutamil carboxilasa
Datos clinicos
Drugs.com Enciclopedia médica
enlaces externos
Malla D014812
En Wikidata

La vitamina K se refiere a estructuralmente similares, solubles en grasa vitámeros encuentran en alimentos y comercializados como suplementos dietéticos. El cuerpo humano requiere vitamina K para la modificación post-síntesis de ciertas proteínas que se requieren para la coagulación de la sangre (K de koagulation , danés para "coagulación") o para controlar la unión del calcio en los huesos y otros tejidos . La síntesis completa implica la modificación final de estas denominadas "proteínas Gla" por la enzima gamma-glutamil carboxilasa que utiliza la vitamina K como cofactor . La presencia de proteínas no carboxiladas indica una deficiencia de vitamina K. La carboxilación les permite unirse ( quelar ) iones de calcio , lo que no pueden hacer de otra manera. Sin vitamina K, la coagulación de la sangre se ve seriamente afectada y se produce un sangrado incontrolado. La investigación sugiere que la deficiencia de vitamina K también puede debilitar los huesos, contribuyendo potencialmente a la osteoporosis y puede promover la calcificación de las arterias y otros tejidos blandos.

Químicamente, la familia de la vitamina K comprende derivados de 2- metil - 1,4-naftoquinona (3-) . La vitamina K incluye dos vitaminas naturales: vitamina K 1 ( filoquinona ) y vitamina K 2 ( menaquinona ). La vitamina K 2 , a su vez, consta de varios subtipos químicos relacionados, con diferentes longitudes de cadenas laterales de carbono formadas por grupos isoprenoides de átomos. Los dos más estudiados son menaquinone-4 (MK-4) y menaquinone-7 (MK-7).

La vitamina K 1 es producida por las plantas y se encuentra en mayores cantidades en los vegetales de hojas verdes , porque participa directamente en la fotosíntesis. Es activo como vitamina en animales y realiza las funciones clásicas de la vitamina K, incluida su actividad en la producción de proteínas coagulantes de la sangre. Los animales también pueden convertirlo en vitamina K 2 , variante MK-4. Las bacterias de la flora intestinal también pueden convertir K 1 en MK-4. Todas las formas de K 2 distintas de MK-4 solo pueden ser producidas por bacterias, que las utilizan durante la respiración anaeróbica . La vitamina K 3 ( menadiona ), una forma sintética de vitamina K, se usó para tratar la deficiencia de vitamina K, pero debido a que interfiere con la función del glutatión , ya no se usa de esta manera en la nutrición humana.

Definición

La vitamina K se refiere a vitaminas solubles en grasa estructuralmente similares que se encuentran en los alimentos y se comercializan como suplementos dietéticos. La "vitamina K" incluye varios compuestos químicos. Estos son similares en estructura porque comparten un anillo de quinona, pero difieren en la longitud y el grado de saturación de la cola de carbono y el número de unidades de isopreno que se repiten en la cadena lateral (ver figuras en la sección de Química). Las formas de origen vegetal son principalmente vitamina K 1 . Los alimentos de origen animal son principalmente vitamina K 2 . La vitamina K tiene varias funciones: un nutriente esencial que se absorbe de los alimentos, un producto sintetizado y comercializado como parte de un suplemento dietético multivitamínico o de una sola vitamina, y un medicamento recetado para fines específicos.

Recomendaciones dietéticas

La Academia Nacional de Medicina de EE. UU. No distingue entre K 1 y K 2  ; ambos se cuentan como vitamina K. Cuando las recomendaciones se actualizaron por última vez en 1998, no se disponía de información suficiente para establecer un requerimiento promedio estimado o una cantidad diaria recomendada , términos que existen para la mayoría de las vitaminas. En casos como estos, la academia define las ingestas adecuadas (IA) como cantidades que parecen ser suficientes para mantener una buena salud, en el entendimiento de que en una fecha posterior, las IA serán reemplazadas por información más exacta. Los IA actuales para mujeres y hombres adultos de 19 años o más son de 90 y 120 μg / día, respectivamente, para el embarazo es de 90 μg / día y para la lactancia es de 90 μg / día. Para los lactantes de hasta 12 meses, la IA es de 2,0 a 2,5 μg / día; para los niños de 1 a 18 años, la IA aumenta con la edad de 30 a 75 μg / día. En cuanto a la seguridad, la academia establece niveles máximos tolerables de ingesta (conocidos como "límites superiores") de vitaminas y minerales cuando la evidencia es suficiente. La vitamina K no tiene un límite superior, ya que los datos en humanos sobre los efectos adversos de las dosis altas no son suficientes.

En la Unión Europea, la ingesta adecuada se define de la misma manera que en los EE. UU. Para mujeres y hombres mayores de 18 años, la ingesta adecuada se establece en 70 μg / día, para el embarazo 70 μg / día y para la lactancia 70 μg / día. Para los niños de 1 a 17 años, los valores de ingesta adecuada aumentan con la edad de 12 a 65 μg / día. Japón estableció ingestas adecuadas para mujeres adultas en 65 μg / día y para hombres en 75 μg / día. La Unión Europea y Japón también revisaron la seguridad y concluyeron, al igual que Estados Unidos, que no había pruebas suficientes para establecer un límite superior para la vitamina K.

Para fines de etiquetado de alimentos y suplementos dietéticos de EE. UU., La cantidad en una porción se expresa como un porcentaje del valor diario. A efectos del etiquetado de vitamina K, el 100% del valor diario era de 80 μg, pero el 27 de mayo de 2016 se revisó al alza a 120 μg, para que coincidiera con el valor más alto para una ingesta adecuada. Se exigió el cumplimiento de las regulaciones de etiquetado actualizadas antes del 1 de enero de 2020 para los fabricantes con ventas anuales de alimentos por valor de 10 millones de dólares estadounidenses o más, y antes del 1 de enero de 2021 para los fabricantes con ventas de alimentos de menor volumen. Se proporciona una tabla de los valores diarios de adultos nuevos y antiguos en Ingesta diaria de referencia .

Fortificación

Según el Global Fortification Data Exchange, la deficiencia de vitamina K es tan poco común que ningún país exige que los alimentos estén fortificados. La Organización Mundial de la Salud no tiene recomendaciones sobre el enriquecimiento con vitamina K.

Fuentes

La vitamina K 1 proviene principalmente de plantas, especialmente vegetales de hojas verdes. Los alimentos de origen animal proporcionan pequeñas cantidades. La vitamina K 2 proviene principalmente de alimentos de origen animal, y las aves de corral y los huevos son fuentes mucho mejores que la carne de res, cerdo o pescado. Una excepción a este último es el nattō , que se elabora a partir de semillas de soja fermentadas con bacterias. Es una rica fuente alimenticia de la variante MK-7 de vitamina K 2 , producida por la bacteria.

Vitamina K 1

De origen vegetal Cantidad K 1
(μg / medida)
Hojas de berza hervidas, escurridas, 12 taza 530
Espinaca hervida, escurrida, 12 taza 445
Hojas de nabo hervidas, escurridas, 12 taza 425
Espinaca cruda, 1 taza 145
Coles de Bruselas hervidas, escurridas, 12 taza 110
Col rizada cruda, 1 taza 82
Brócoli hervido, escurrido, 12 taza 81
Espárragos hervidos, escurridos, 4 lanzas 48
Kiwi pelado, en rodajas, 12 taza 36
Repollo chino cocido, 12 taza 29
Arándanos congelados, 12 taza 21
Zanahorias crudas, picadas, 1 taza 17
De origen vegetal Cantidad K 1
(μg / medida)
Avellanas picadas, 1 taza dieciséis
Uvas , 12 taza 11
Productos de tomate , 1 taza 9.2
Aceite de oliva , 1.0 cucharada 8.1
Calabacín hervido, escurrido, 1.0 taza 7,6
Trozos de mango , 1.0 taza 6,9
Peras , trozos, 1.0 taza 6.2
Patata al horno, incluida la piel, una 6.0
Camote al horno, uno 2.6
Pan integral, 1 rebanada 2.5
Pan blanco, 1 rebanada 2.2
De origen animal Cantidad K 1
(μg / medida)
Pollo , 4.0 oz 2,7–3,3
Moluscos , 4 oz 2.2
Queso cortado en cubitos, 12 taza 1.4–1.7
Carne de res , 4 oz 0,9
Salchicha de cerdo , 4 oz 0,9
Leche entera de yogur , 1.0 taza 0.4
Leche entera o baja en grasa, 1.0 taza 0,2
Pescado , 4 oz 0,1
Huevos , uno 0,1
Leche materna , por litro 0,85–9,2 (mediana 2,5)

Vitamina K 2

Los alimentos de origen animal son una fuente de vitamina K 2. La forma MK-4 proviene de la conversión de vitamina K 1 de origen vegetal en varios tejidos del cuerpo.

Fuente Cantidad K 2
MK-4 a MK-7
(μg / 100 g)
Nattō 1103 (90% MK-7)
Ganso 31
Pollo 8,9
Cerdo 2.1
Carne de res 1.1
Salmón 0,5
Yema 32
Clara de huevo 0,9
Fuente Cantidad K 2
MK-4 a MK-7
(μg / 100 g)
Leche entera 0,9
Leche descremada 0.0
Yogur , leche entera 0,9
Manteca 15
Queso duro 8-10
Queso , blando 3.6

Deficiencia vitaminica

Debido a que la vitamina K ayuda a los mecanismos de coagulación de la sangre, su deficiencia puede provocar una reducción de la coagulación de la sangre y, en casos graves, puede provocar una reducción de la coagulación, un aumento del sangrado y un aumento del tiempo de protrombina .

Las dietas normales no suelen ser deficientes en vitamina K, lo que indica que la deficiencia es poco común en niños y adultos sanos. Una excepción pueden ser los bebés que tienen un mayor riesgo de deficiencia independientemente del estado vitamínico de la madre durante el embarazo y la lactancia debido a una transferencia deficiente de la vitamina a la placenta y bajas cantidades de vitamina en la leche materna.

Las deficiencias secundarias pueden ocurrir en personas que consumen cantidades adecuadas, pero tienen problemas de malabsorción, como fibrosis quística o pancreatitis crónica, y en personas que tienen daño o enfermedad hepática . La deficiencia secundaria de vitamina K también puede ocurrir en personas que tienen una receta para un fármaco antagonista de la vitamina K, como la warfarina. Un fármaco asociado con un mayor riesgo de deficiencia de vitamina K es la cefamandol , aunque se desconoce el mecanismo.

Usos médicos

Tratamiento de la deficiencia de vitaminas en recién nacidos

La vitamina K se administra como una inyección a los recién nacidos para evitar la vitamina K sangrado de deficiencia . Los factores de coagulación de la sangre de los recién nacidos son aproximadamente del 30% al 60% de los valores de los adultos; esto parece ser una consecuencia de la transferencia deficiente de la vitamina a través de la placenta y, por lo tanto, la baja cantidad de vitamina K plasmática fetal. 2 a 10 casos por 100.000 nacimientos. La leche materna contiene 0,85 a 9,2 μg / L (mediana de 2,5 μg / L) de vitamina K 1 , mientras que la fórmula para lactantes se formula en un rango de 24 a 175 μg / L. El sangrado de aparición tardía, que comienza entre las 2 y las 12 semanas después del nacimiento, puede ser consecuencia de la lactancia materna exclusiva, especialmente si no hubo tratamiento preventivo. Se notificó una prevalencia de aparición tardía de 35 casos por 100.000 nacidos vivos en lactantes que no habían recibido profilaxis al nacer o poco después. El sangrado por deficiencia de vitamina K ocurre con más frecuencia en la población asiática en comparación con la población caucásica.

El sangrado en los bebés debido a la deficiencia de vitamina K puede ser grave y provocar hospitalización, daño cerebral y muerte. La inyección intramuscular, que generalmente se administra poco después del nacimiento, es más eficaz para prevenir el sangrado por deficiencia de vitamina K que la administración oral, que requiere una dosis semanal hasta los tres meses de edad.

Manejo de la terapia con warfarina

La warfarina es un fármaco anticoagulante . Funciona inhibiendo una enzima que es responsable de reciclar la vitamina K a un estado funcional. Como consecuencia, las proteínas que deberían ser modificadas por la vitamina K no lo son, incluidas las proteínas esenciales para la coagulación de la sangre, y por lo tanto no son funcionales. El propósito del medicamento es reducir el riesgo de coagulación sanguínea inadecuada, que puede tener consecuencias graves y potencialmente fatales. La acción anticoagulante adecuada de la warfarina depende de la ingesta de vitamina K y de la dosis del fármaco. Debido a la diferente absorción del fármaco y las cantidades de vitamina K en la dieta, la dosificación debe controlarse e individualizarse para cada paciente. Algunos alimentos son tan ricos en vitamina K 1 que el consejo médico es evitarlos (por ejemplo: berza, espinacas, hojas de nabo) por completo, y para los alimentos con un contenido moderadamente alto de vitaminas, mantenga el consumo lo más constante posible, de modo que la combinación de la ingesta de vitaminas y warfarina mantienen la actividad anticoagulante en el rango terapéutico.

La vitamina K es un tratamiento para los episodios hemorrágicos provocados por una sobredosis del fármaco. La vitamina se puede administrar por vía oral, intravenosa o subcutánea . La vitamina K oral se usa en situaciones en las que el índice internacional normalizado de una persona es superior a 10 pero no hay sangrado activo. Los anticoagulantes más nuevos apixaban , dabigatrán y rivaroxaban no son antagonistas de la vitamina K.

Tratamiento de la intoxicación por rodenticidas

La cumarina se utiliza en la industria farmacéutica como reactivo precursor en la síntesis de varios fármacos anticoagulantes sintéticos. Un subconjunto, 4-hidroxicumarinas , actúan como antagonistas de la vitamina K . Bloquean la regeneración y el reciclaje de la vitamina K. Algunos de los anticoagulantes 4-hidroxicumarínicos están diseñados para tener una alta potencia y tiempos de residencia prolongados en el cuerpo, y se utilizan específicamente como raticidas de segunda generación ("veneno para ratas"). La muerte ocurre después de un período de varios días a dos semanas, generalmente por hemorragia interna. Para los seres humanos y para los animales que han consumido el raticida o las ratas envenenadas por el raticida, el tratamiento consiste en la administración prolongada de grandes cantidades de vitamina K. Esta dosificación a veces debe continuarse hasta nueve meses en casos de intoxicación por raticidas " superwarfarina ". como brodifacoum . Se prefiere la vitamina K 1 oral sobre otras vías de administración de vitamina K 1 porque tiene menos efectos secundarios.

Métodos de evaluación

Se ha utilizado un aumento en el tiempo de protrombina , un ensayo de coagulación, como indicador del estado de la vitamina K, pero carece de suficiente sensibilidad y especificidad para esta aplicación. La filoquinona sérica es el marcador más utilizado del estado de la vitamina K. Las concentraciones <0,15 µg / L son indicativas de deficiencia. Las desventajas incluyen la exclusión de otros vitámeros de vitamina K y la interferencia de la ingesta dietética reciente. La vitamina K es necesaria para la gamma-carboxilación de residuos específicos de ácido glutámico dentro del dominio Gla de las 17 proteínas dependientes de la vitamina K. Por tanto, un aumento de las versiones no carboxiladas de estas proteínas es un marcador indirecto pero sensible y específico de la deficiencia de vitamina K. Si se mide la protrombina no carboxilada, esta "proteína inducida por la ausencia / antagonismo de la vitamina K (PIVKA-II)" está elevada en la deficiencia de vitamina K. La prueba se utiliza para evaluar el riesgo de hemorragia por deficiencia de vitamina K en recién nacidos. La osteocalcina participa en la calcificación del tejido óseo. La proporción de osteocalcina no carboxilada a osteocalcina carboxilada aumenta con la deficiencia de vitamina K. Se ha demostrado que la vitamina K2 reduce esta proporción y mejora la densidad mineral ósea de las vértebras lumbares . La proteína Matrix Gla debe someterse a fosforilación y carboxilación dependientes de vitamina K. La concentración plasmática elevada de MGP desfosforilada y no carboxilada es indicativa de deficiencia de vitamina K.

Efectos secundarios

No hay toxicidad conocida asociada con altas dosis orales de vitamina K 1 o formas (vitamina K 2 ) de vitamina K, por lo que las agencias reguladoras de EE. UU., Japón y la Unión Europea coinciden en que no es necesario establecer niveles máximos de ingesta tolerables . Sin embargo, la vitamina K 1 se ha asociado con reacciones adversas graves como broncoespasmo y paro cardíaco cuando se administra por vía intravenosa. La reacción se describe como una reacción anafilactoide no inmunomediada , con una incidencia de 3 por 10.000 tratamientos. La mayoría de las reacciones se produjeron cuando se utilizó aceite de ricino polioxietilado como agente solubilizante.

Usos no humanos

Las formas que no se encuentran en la naturaleza y, por lo tanto, que no son "vitaminas" son la menadiona y el 4-Amino-2-metil-1-naftol ("K 5 "). La menadiona, un compuesto sintético a veces denominado vitamina K 3 , se utiliza en la industria de alimentos para mascotas porque una vez consumida se convierte en vitamina K 2 . La Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU . Ha prohibido la venta de esta forma como suplemento dietético para humanos porque se ha demostrado que grandes dosis causan reacciones alérgicas , anemia hemolítica y citotoxicidad en las células hepáticas. La investigación con K 5 sugiere que puede inhibir el crecimiento de hongos en los jugos de frutas.

Química

Vitamina K 1 (filoquinona): ambas formas de la vitamina contienen un anillo de naftoquinona funcional y una cadena lateral alifática . La filoquinona tiene una cadena lateral de ftilo .
Vitamina K 2 (menaquinona). En la menaquinona, la cadena lateral está compuesta por un número variable de residuos isoprenoides . El número más común de estos residuos es cuatro, ya que las enzimas animales normalmente producen menaquinona-4 a partir de filoquinona vegetal.

La estructura de la filoquinona, vitamina K 1 , está marcada por la presencia de una cadena lateral de fitilo. Las estructuras de las menaquinonas, vitamina K 2 , están marcadas por la cadena lateral de poliisoprenilo presente en la molécula que puede contener de cuatro a 13 unidades de isoprenilo. MK-4 es la forma más común.

Una muestra de fitomenadiona inyectable, también llamada filoquinona

Conversión de vitamina K 1 en vitamina K 2

En los animales, la forma MK-4 de vitamina K 2 se produce por conversión de vitamina K 1 en los testículos , el páncreas y las paredes arteriales . Si bien todavía hay preguntas importantes en torno a la vía bioquímica para esta transformación, la conversión no depende de las bacterias intestinales , como ocurre en ratas libres de gérmenes y en K 1 administrado por vía parenteral en ratas. Existe evidencia de que la conversión se produce mediante la eliminación de la cola de fitilo de K 1 para producir menadiona (también denominada vitamina K 3 ) como un intermedio, que luego se prenila para producir MK-4.

Fisiología

En los animales, la vitamina K participa en la carboxilación de ciertos residuos de glutamato en proteínas para formar residuos de gamma-carboxiglutamato (Gla). Los residuos modificados se encuentran a menudo (pero no siempre) dentro de dominios proteicos específicos denominados dominios Gla . Los residuos de Gla suelen estar implicados en la unión del calcio y son esenciales para la actividad biológica de todas las proteínas Gla conocidas.

Se han descubierto 17 proteínas humanas con dominios Gla ; juegan un papel clave en la regulación de tres procesos fisiológicos:

Absorción

La vitamina K se absorbe a través del yeyuno y el íleon en el intestino delgado . El proceso requiere jugos biliares y pancreáticos . Las estimaciones de absorción son del orden del 80% para la vitamina K 1 en su forma libre (como suplemento dietético), pero mucho más bajas cuando está presente en los alimentos. Por ejemplo, la absorción de vitamina K de la col rizada y las espinacas, alimentos identificados con un alto contenido de vitamina K, es del orden del 4% al 17%, independientemente de si están crudos o cocidos. Se dispone de menos información sobre la absorción de vitamina K 2 de los alimentos.

La proteína de la membrana intestinal Niemann-Pick C1-like 1 (NPC1L1) media la absorción de colesterol. Los estudios en animales muestran que también influye en la absorción de las vitaminas E y K 1 . El fármaco ezetimiba inhibe NPC1L1 provocando una reducción en la absorción de colesterol en humanos, y en estudios con animales, también reduce la absorción de vitamina E y vitamina K 1 . Una consecuencia esperada sería que la administración de ezetimiba a personas que toman warfarina (un antagonista de la vitamina K) potenciaría el efecto de la warfarina. Esto se ha confirmado en humanos.

Bioquímica

Función en animales

Mecanismo de acción cíclico de la vitamina K
La vitamina K hidroquinona
La vitamina K epóxido
En ambos casos, R representa la cadena lateral isoprenoide

La vitamina K se distribuye de manera diferente dentro de los animales dependiendo de su homólogo específico. La vitamina K 1 está presente principalmente en el hígado, el corazón y el páncreas, mientras que la MK-4 está mejor representada en los riñones, el cerebro y el páncreas. El hígado también contiene homólogos de cadena más larga MK-7 a MK-13.

La función de la vitamina K 2 en la célula animal es añadir un grupo funcional ácido carboxílico a un residuo de aminoácido glutamato (Glu) en una proteína , para formar un residuo gamma-carboxiglutamato (Gla). Esta es una modificación postraduccional poco común de la proteína, que luego se conoce como "proteína Gla" . La presencia de dos grupos -COOH (ácido carboxílico) en el mismo carbono en el residuo de gamma-carboxiglutamato le permite quelar los iones de calcio . La unión de iones de calcio de esta manera muy a menudo desencadena la función o unión de las enzimas de proteína Gla, como los llamados factores de coagulación dependientes de la vitamina K que se describen a continuación.

Dentro de la célula, la vitamina K participa en un proceso cíclico. La vitamina sufre una reducción de electrones a una forma reducida llamada vitamina K hidroquinona, catalizada por la enzima vitamina K epóxido reductasa (VKOR). Luego, otra enzima oxida la vitamina K hidroquinona para permitir la carboxilación de Glu a Gla; esta enzima se llama gamma-glutamil carboxilasa o carboxilasa dependiente de vitamina K. La reacción de carboxilación solo prosigue si la enzima carboxilasa es capaz de oxidar la vitamina K hidroquinona a epóxido de vitamina K al mismo tiempo. Se dice que las reacciones de carboxilación y epoxidación están acopladas. Luego, el epóxido de vitamina K es restaurado a vitamina K por VKOR. La reducción y posterior reoxidación de la vitamina K junto con la carboxilación de Glu se denomina ciclo de vitamina K. Los seres humanos rara vez tienen deficiencia de vitamina K porque, en parte, la vitamina K 2 se recicla continuamente en las células.

La warfarina y otras 4-hidroxicumarinas bloquean la acción de VKOR. Esto da como resultado concentraciones disminuidas de vitamina K y vitamina K hidroquinona en los tejidos, de modo que la reacción de carboxilación catalizada por la glutamil carboxilasa es ineficaz. Esto da como resultado la producción de factores de coagulación con Gla inadecuado. Sin Gla en los extremos amino de estos factores, ya no se unen de forma estable al endotelio de los vasos sanguíneos y no pueden activar la coagulación para permitir la formación de un coágulo durante la lesión tisular. Como es imposible predecir qué dosis de warfarina proporcionará el grado deseado de supresión de la coagulación, el tratamiento con warfarina debe controlarse cuidadosamente para evitar una dosis insuficiente y una sobredosis.

Proteínas gamma-carboxiglutamato

Las siguientes proteínas humanas que contienen Gla ("proteínas Gla") se han caracterizado hasta el nivel de estructura primaria: factores de coagulación sanguínea II ( protrombina ), VII, IX y X, proteína anticoagulante C y proteína S , y el factor X- la orientación proteína Z . La osteocalcina de la proteína Gla ósea , la proteína Gla de matriz inhibidora de la calcificación (MGP), la proteína del gen 6 específico de detención del crecimiento que regula el crecimiento celular y las cuatro proteínas Gla transmembrana, cuya función se desconoce actualmente. El dominio Gla es responsable de la unión de alta afinidad de los iones de calcio (Ca 2+ ) a las proteínas Gla, que a menudo es necesaria para su conformación y siempre necesaria para su función.

Se sabe que las proteínas Gla se encuentran en una amplia variedad de vertebrados: mamíferos, aves, reptiles y peces. El veneno de varias serpientes australianas actúa activando el sistema de coagulación de la sangre humana. En algunos casos, la activación se logra mediante enzimas que contienen Gla de serpiente que se unen al endotelio de los vasos sanguíneos humanos y catalizan la conversión de factores de coagulación procoagulantes en factores activados, lo que conduce a una coagulación no deseada y potencialmente mortal.

Otra clase interesante de proteínas invertebradas que contienen Gla es sintetizada por el caracol cazador de peces Conus geographus . Estos caracoles producen un veneno que contiene cientos de péptidos neuroactivos , o conotoxinas , que es lo suficientemente tóxico como para matar a un ser humano adulto. Varias de las conotoxinas contienen de dos a cinco residuos Gla.

Función en plantas

La vitamina K 1 es una sustancia química importante en las plantas verdes, donde funciona como aceptor de electrones en el fotosistema I durante la fotosíntesis . Por esta razón, la vitamina K 1 se encuentra en grandes cantidades en los tejidos fotosintéticos de las plantas ( hojas verdes y vegetales de hojas verde oscuro como la lechuga romana , la col rizada y las espinacas ), pero se encuentra en cantidades mucho más pequeñas en otros tejidos vegetales.

Función en bacterias

Muchas bacterias, incluida la Escherichia coli que se encuentra en el intestino grueso , pueden sintetizar vitamina K 2 (MK-7 hasta MK-11), pero no vitamina K 1 . Las algas verdes y algunas especies de cianobacterias (a veces denominadas algas verdiazules) pueden sintetizar vitamina K 1 . En las bacterias que sintetizan vitamina K 2 , la menaquinona transfiere dos electrones entre dos moléculas pequeñas diferentes, durante los procesos de producción de energía metabólica independientes del oxígeno ( respiración anaeróbica ). Por ejemplo, una molécula pequeña con un exceso de electrones (también llamada donante de electrones) como lactato , formiato o NADH , con la ayuda de una enzima, pasa dos electrones a la menaquinona. La menaquinona, con la ayuda de otra enzima, luego transfiere estos dos electrones a un oxidante adecuado, como fumarato o nitrato (también llamado aceptor de electrones). La adición de dos electrones al fumarato o al nitrato convierte la molécula en succinato o nitrito más agua , respectivamente. Algunas de estas reacciones generan una fuente de energía celular, ATP , de manera similar a la respiración aeróbica de las células eucariotas , excepto que el aceptor de electrones final no es oxígeno molecular , sino fumarato o nitrato . En la respiración aeróbica , el oxidante final es el oxígeno molecular , que acepta cuatro electrones de un donante de electrones como el NADH para convertirlos en agua . E. coli , como anaerobios facultativos , puede realizar tanto la respiración aeróbica como la respiración anaeróbica mediada por menaquinona.

Historia

En 1929, el científico danés Henrik Dam investigó el papel del colesterol al alimentar a los pollos con una dieta baja en colesterol. Inicialmente replicó experimentos informados por científicos del Ontario Agricultural College . McFarlane, Graham y Richardson, que trabajaban en el programa de alimentación de pollitos en OAC, habían usado cloroformo para eliminar toda la grasa de la comida para pollitos. Se dieron cuenta de que los pollitos alimentados únicamente con comida con poca grasa desarrollaron hemorragias y comenzaron a sangrar en los sitios de marcación. Dam descubrió que estos defectos no se podían restaurar agregando colesterol purificado a la dieta. Al parecer, junto con el colesterol, se había extraído un segundo compuesto de los alimentos, y este compuesto se denominó vitamina de coagulación. La nueva vitamina recibió la letra K porque los descubrimientos iniciales fueron informados en una revista alemana, en la que fue designada como vitamina Koagulations . Edward Adelbert Doisy, de la Universidad de Saint Louis, realizó gran parte de la investigación que condujo al descubrimiento de la estructura y la naturaleza química de la vitamina K. Dam y Doisy compartieron el Premio Nobel de Medicina de 1943 por su trabajo sobre la vitamina K 1 y K 2 publicado en 1939. Varios laboratorios sintetizaron el (los) compuesto (s) en 1939.

Durante varias décadas, el modelo de pollito con deficiencia de vitamina K fue el único método para cuantificar la vitamina K en varios alimentos: los pollitos sufrieron deficiencia de vitamina K y posteriormente se les alimentó con cantidades conocidas de alimentos que contenían vitamina K. La medida en que la dieta restauró la coagulación sanguínea se tomó como una medida de su contenido de vitamina K. Tres grupos de médicos encontraron esto de forma independiente: el Instituto de Bioquímica, la Universidad de Copenhague (Dam y Johannes Glavind), el Departamento de Patología de la Universidad de Iowa (Emory Warner, Kenneth Brinkhous y Harry Pratt Smith) y la Clínica Mayo ( Hugh Butt , Albert Snell). y Arnold Osterberg).

El primer informe publicado sobre el tratamiento exitoso con vitamina K de una hemorragia potencialmente mortal en un paciente con ictericia y deficiencia de protrombina fue realizado en 1938 por Smith, Warner y Brinkhous.

La función precisa de la vitamina K no se descubrió hasta 1974, cuando se confirmó que la protrombina , una proteína de coagulación de la sangre, era dependiente de la vitamina K. Cuando la vitamina está presente, la protrombina tiene aminoácidos cerca del extremo amino de la proteína como γ-carboxiglutamato en lugar de glutamato , y es capaz de unirse al calcio, que forma parte del proceso de coagulación.

Investigar

Osteoporosis

La vitamina K es necesaria para la gammacarboxilación de la osteocalcina en el hueso. El riesgo de osteoporosis , evaluado a través de la densidad mineral ósea y las fracturas, no se vio afectado en las personas en tratamiento con warfarina, un antagonista de la vitamina K. Una mayor ingesta dietética de vitamina K 1 puede reducir modestamente el riesgo de fracturas. Sin embargo, existe evidencia mixta para apoyar la afirmación de que la suplementación con vitamina K reduce el riesgo de fracturas óseas. Para las mujeres posmenopáusicas y para todas las personas diagnosticadas con osteoporosis, los ensayos de suplementación informaron aumentos en la densidad mineral ósea, una reducción de las probabilidades de fracturas clínicas, pero ninguna diferencia significativa para las fracturas vertebrales. Existe un subconjunto de la literatura sobre la suplementación con vitamina K 2 MK-4 y la salud ósea. Un metanálisis informó una disminución en la proporción de osteocalcina no carboxilada a carboxilada, un aumento en la densidad mineral ósea de la columna lumbar, pero sin diferencias significativas para las fracturas vertebrales.

Salud cardiovascular

La proteína Matrix Gla es una proteína dependiente de la vitamina K que se encuentra en los huesos, pero también en los tejidos blandos como las arterias, donde parece funcionar como una proteína anti-calcificación. En estudios con animales, los animales que carecen del gen de la MGP presentan calcificación de las arterias y otros tejidos blandos. En los seres humanos, el síndrome de Keutel es un trastorno genético recesivo poco común asociado con anomalías en el gen que codifica la MGP y caracterizado por una calcificación anormal del cartílago difuso . Estas observaciones llevaron a la teoría de que en los seres humanos, la MGP carboxilada de manera inadecuada, debido a la baja ingesta dietética de la vitamina, podría resultar en un mayor riesgo de calcificación arterial y enfermedad coronaria.

En meta-análisis de los estudios de población, la baja ingesta de vitamina K se asoció con MGP inactivo, arterial calcificación y la rigidez arterial. Las ingestas dietéticas más bajas de vitamina K 1 y vitamina K 2 también se asociaron con una mayor enfermedad coronaria . Cuando se evaluó la concentración sanguínea de vitamina K 1 circulante , hubo un mayor riesgo de mortalidad por todas las causas relacionada con una concentración baja. En contraste con estos estudios de población, una revisión de ensayos aleatorios que utilizaron suplementos de vitamina K 1 o vitamina K 2 no informó ningún papel en la mitigación de la calcificación vascular o la reducción de la rigidez arterial. Los ensayos fueron demasiado cortos para evaluar cualquier impacto sobre la enfermedad coronaria o la mortalidad.

Otro

Los estudios de población sugieren que el estado de la vitamina K puede tener un papel en la inflamación, la función cerebral, la función endocrina y un efecto anticancerígeno. Para todos estos, no hay evidencia suficiente de los ensayos de intervención para sacar conclusiones. A partir de una revisión de ensayos observacionales, el uso a largo plazo de antagonistas de la vitamina K como terapia anticoagulante se asocia con una menor incidencia de cáncer en general. Hay revisiones contradictorias sobre si los agonistas reducen el riesgo de cáncer de próstata.

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos

  • "Vitamina K" . Portal de información sobre medicamentos . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • "Filoquinona" . Portal de información sobre medicamentos . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • "Phytomenadione" . Portal de información sobre medicamentos . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • "Vitamina K2" . Portal de información sobre medicamentos . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
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