فيتامين ك: التعريف والتركيب والامتصاص والنقل والتوزيع

فيتامين K يسمى فيتامين التخثر بسبب تأثيره المضاد للنزيف (المرقئ) ، والذي تم اكتشافه في عام 1929 من قبل الفيزيولوجي والكيميائي الحيوي كارل بيتر هنريك دام على أساس دم دراسات التخثر. فيتامين K ليست مادة موحدة ، ولكنها تحدث في ثلاثة متغيرات هيكلية. يمكن تمييز المواد التالية من مجموعة فيتامين ك:

  • فيتامين ك 1 - فيلوكينون - موجود في الطبيعة.
  • فيتامين K2 - ميناكينون (MK-n) - يحدث في الطبيعة.
  • فيتامين ك 3 - 2-ميثيل -1,4،XNUMX-نافثوكينون ، ميناديون - منتج اصطناعي.
  • فيتامين ك 4 - 2-ميثيل -1,4،XNUMX-نافثوهيدروكينون ، ميناديول - منتج صناعي.

الكل فيتامين K تشترك المتغيرات في أنها مشتقة من 2-methyl-1,4،3-naphthoquinone. يعتمد الاختلاف الهيكلي الرئيسي على السلسلة الجانبية في وضع C1 ، بينما تحتوي السلسلة الجانبية المحبة للدهون (القابلة للذوبان في الدهون) في فيتامين KXNUMX على وحدة إيزوبرين غير مشبعة (برابطة مزدوجة) وثلاث وحدات إيزوبرين مشبعة (بدون رابطة مزدوجة) ، فيتامين ك 2 لديه سلسلة جانبية متفاوتة ، عادة 6-10 أيزوبرين الجزيئات. فيتامين ك 3 ، له ماء- ميناديون مشتق قابل للذوبان صوديوم الهدرجة الكبريتيت ، وفيتامين K4 - ميناديول دايستر ، مثل ميناديول ديبوتيراتي - لأن المنتجات الاصطناعية لا تحتوي على سلسلة جانبية. ومع ذلك ، في الكائن الحي ، يحدث الارتباط التساهمي لأربع وحدات من الأيزوبرين في موضع C3 من الحلقة الكينويدية. تعتبر مجموعة الميثيل الموجودة على الحلقة الكينويدية في وضع C2 مسؤولة عن الفعالية البيولوجية المحددة لفيتامين ك. والسلسلة الجانبية في موضع C3 من الحلقة الكينويدية هي مجموعة الميثيل. من ناحية أخرى ، تحدد السلسلة الجانبية في الموضع C3 قابلية ذوبان الدهون وبالتالي تؤثر امتصاص (امتصاص عن طريق الأمعاء). وفقًا للتجربة السابقة ، من المعروف أن حوالي 100 كينون لها نشاط فيتامين ك. ومع ذلك ، إلا ما يحدث بشكل طبيعي الفيتامينات K1 و K2 لهما أهمية عملية ، حيث أن فيتامين K3 والنفثوكينونات الأخرى يمكن أن تؤدي إلى تأثيرات ضارة ، وأحيانًا سامة (سامة) [2-4 ، 9-12 ، 14 ، 17].

تركيب

بينما يتم تصنيع (فيتامين ك 1) فيلوكينون (فيتامين ك XNUMX) في البلاستيدات الخضراء (عضيات الخلية القادرة على التمثيل الضوئي) للنباتات الخضراء ، حيث تشارك في عملية التمثيل الضوئي ، والتركيب الحيوي لميناكينون (فيتامين ك 2) يتم إجراؤه عن طريق الأمعاء المختلفة بكتيريا، مثل Escherichia coli و Lactobacillus acidophilus ، والتي تحدث في الدقاق الطرفي (السفلي الأمعاء الدقيقة) و القولون (الأمعاء الغليظة) ، على التوالي. في الأمعاء البشرية ، يمكن تصنيع ما يصل إلى 50٪ من ميناكينون - ولكن فقط طالما كان ذلك عاملًا فسيولوجيًا. الجراثيم المعوية حاضر. استئصال الأمعاء (الاستئصال الجراحي للأمعاء) ، مرض التهاب الأمعاء (IBD) ، الداء البطني وأمراض معوية أخرى علاج مع مضادات حيوية مثل السيفالوسبورين, الأمبيسلين والتتراسكلين ، يمكن أن يضعف بشكل كبير تخليق الميناكينون. وبالمثل ، فإن التغييرات الغذائية بسبب تغيير الجراثيم المعوية قد يؤثر على تخليق فيتامين ك 2 المعوي. إن مدى مساهمة فيتامين K2 المركب جرثوميًا في تلبية المتطلبات أمر مثير للجدل. منذ ذلك الحين ، وفقًا للتجربة التجريبية ، فإن امتصاص معدل ميناكينون منخفض نوعًا ما ، يمكن افتراض أن أداء التوليف من الأمعاء بكتيريا يقدم مساهمة طفيفة فقط في إمداد فيتامين ك. ملاحظة أنه لم يتم العثور على أعراض نقص فيتامين ك في الأشخاص بعد خمسة أسابيع خالية من فيتامين ك الحمية غذائية، ولكن هذه ظهرت بعد 3-4 أسابيع عندما مضادات حيوية تم إعطاؤه في نفس الوقت ، وهو ما يدعم الافتراض بأن فيتامين K المركب معويًا (عبر الأمعاء) مهم بالفعل لتلبية المتطلبات.

امتصاص

هناك اختلافات كبيرة بين المواد الفردية لمجموعة فيتامين ك فيما يتعلق امتصاص. الامتصاص الغذائي هو أساسا فيلوكينون. يلعب الميناكينون المُصنَّع بكتريا (مع الطعام) دورًا ثانويًا في إمداد فيتامين ك مثل جميع المواد القابلة للذوبان في الدهون. الفيتامينات، يتم امتصاص (تناول) الفيتامينات K1 و K2 أثناء هضم الدهون ، أي وجود الدهون الغذائية كوسيلة لنقل الدهون. الجزيئات, الأحماض الصفراوية للذوبان (زيادة قابلية الذوبان) وتكوين الميلي (تكوين حبيبات النقل التي تجعل المواد القابلة للذوبان في الدهون قابلة للنقل في محلول مائي) ، والليباز البنكرياس (الهضمي الانزيمات من البنكرياس) لانشقاق فيتامين K المرتبط أو المؤسترة ضروري للامتصاص المعوي الأمثل (الامتصاص عن طريق الأمعاء). الفيتامينات يصل K1 و K2 ، كجزء من المذيلات المختلطة ، إلى الغشاء القمي للخلايا المعوية (الخلايا الظهارية) للصائم (الأمعاء الفارغة) - الفيلو - والميناكينون الذي يوفره الطعام - والدقاق الطرفي (السفلي الأمعاء الدقيقة) - ميناكينون المركب جرثوميًا - ويتم استيعابها. في الخلية ، يتم دمج (امتصاص) فيتامينات K1 و K2 في الكيلومكرونات (البروتينات الدهنية الغنية بالدهون) ، والتي تنقل الفيتامينات المحبة للدهون عبر الليمفاوية في الطرفية دم تداول. بينما يتم امتصاص فيتامين K1 و K2 الغذائي (الغذائي) عن طريق النقل النشط المعتمد على الطاقة بعد حركية التشبع ، يحدث امتصاص فيتامين K2 المركب بكتريا عن طريق الانتشار السلبي. 1 و 20٪. في حديثي الولادة ، يبلغ معدل امتصاص فيلوكينون حوالي 80 ٪ فقط بسبب الإسهال الدهني الفسيولوجي (البراز الدهني). ال التوافر البيولوجي من الفيتامينات المحبة للدهون K1 و K2 تعتمد على الرقم الهيدروجيني في الأمعاء ونوع وكمية الدهون الغذائية الموجودة ووجود الأحماض الصفراوية والليباز من البنكرياس (الجهاز الهضمي الانزيمات من البنكرياس). درجة حموضة منخفضة ومشبعة قصيرة أو متوسطة السلسلة الأحماض الدهنية زيادة ، في حين أن ارتفاع درجة الحموضة والأحماض الدهنية غير المشبعة طويلة السلسلة تمنع امتصاص فيلو وميناكينون. منذ الدهون الغذائية و الأحماض الصفراوية مطلوب للامتصاص متاح فقط على نطاق محدود في الدقاق البعيد (القسم السفلي من الأمعاء الدقيقة) و القولون (الأمعاء الغليظة) ، حيث يتم تصنيع فيتامين K2 بكتيريا تم العثور على الميناكينون الجرثومي يتم امتصاصه بدرجة أقل بكثير مقارنة مع فيلوكينون. بسبب محبتهم للماء (ماء الذوبان) ، يتم امتصاص الفيتامينات الاصطناعية K3 و K4 ومشتقاتها القابلة للذوبان في الماء (مشتقاتها) بشكل سلبي بشكل مستقل عن الدهون الغذائية ، النكد الأحماض، والليباز البنكرياس (الجهاز الهضمي الانزيمات من البنكرياس) في كل من الأمعاء الدقيقة و القولون (الأمعاء الغليظة) وتطلق مباشرة في مجرى الدم.

النقل والتوزيع في الجسم

أثناء النقل إلى كبد، حر الأحماض الدهنية (FFS) و monoglycerides من chylomicrons يتم إطلاقها إلى الأنسجة المحيطية تحت تأثير البروتين الدهني الليباز (LPL) ، والتي تقع على أسطح الخلايا والشقوق الثلاثية. من خلال هذه العملية ، تتحلل مادة الكيلومكرونات إلى بقايا كيلومكرونات (بقايا كيلومكرونات قليلة الدسم) ، والتي تتوسطها صميم البروتين الشحمي E (ApoE) ، وترتبط بمستقبلات محددة (مواقع ربط) في كبد. تناول الفيتامينات K1 و K2 في كبد يحدث عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات ، حيث يتراكم الفيللو والميناكينون جزئيًا في الكبد ويتم دمجهما جزئيًا في الكبد (في الكبد) المركب VLDL (منخفض جدًا كثافة البروتينات الدهنية. البروتينات الدهنية المحتوية على دهون منخفضة الكثافة). بعد إطلاق VLDL في مجرى الدم ، ترتبط الفيتامينات K3 و K4 الممتصة أيضًا بـ VLDL وتنتقل إلى الأنسجة خارج الكبد (خارج الكبد). تشمل الأعضاء المستهدفة الكلى, الغدة الكظرية, رئة, نخاع العظامو الليمفاوية العقد. يحدث امتصاص الخلايا المستهدفة لفيتامين ك من خلال البروتين الدهني الليباز (LPL) النشاط. حتى الآن ، لا يزال دور ميناكينون معين (MK-4) يتم تصنيعه بواسطة البكتيريا المعوية وينشأ في الكائن الحي من فيلوكينون وميناديون غير واضح. في البنكرياس ، الغدد اللعابية, الدماغ و عظم القفص الصدري أعلى من التركيز يمكن العثور على MK-4 من phylloquinone من التركيز in دم تتأثر البلازما بكل من محتوى الدهون الثلاثية وتعدد أشكال ApoE. من التركيز يرتبط بزيادة مستويات فيلوكينون ، والتي يتم ملاحظتها بشكل متكرر مع تقدم العمر. ومع ذلك ، فإن البالغين adults 60 سنة من العمر عادة ما يكون لديهم حالة فيتامين K ضعيفة ، كما يتضح من انخفاض نسبة phylloquinone: نسبة الدهون الثلاثية مقارنة بالشباب. بقايا كيلومكرون قليلة الدسم) من الارتباط بالمستقبلات الكبدية. نتيجة لذلك ، تزداد تركيزات فيلوكينون في الدم بالإضافة إلى تركيزات الدهون ، مما يوحي بشكل خاطئ بوجود إمدادات جيدة من فيتامين ك.

الخزائن

تتراكم الفيتامينات الطبيعية K1 و K2 بشكل أساسي في الكبد ، يليها الغدة الكظرية, الكلى، رئتين، نخاع العظامو الليمفاوية العقد. نظرًا لأن فيتامين K يخضع لدوران سريع (دوران) - حوالي 24 ساعة - فإن سعة تخزين الكبد لا يمكن إلا أن تجسر نقص فيتامين لمدة 1-2 أسابيع. يوجد فيتامين K3 في الكبد فقط إلى حدٍّ ضئيل ، ويوزع بسرعة أكبر في الكائن الحي مقارنةً بالفيلو الطبيعي والميناكينون ، ويتم استقلابه (أيض) بسرعة أكبر. مجموع الجسم من فيتامين K صغير ، يتراوح بين 70-100 ميكروغرام و 155-200 نانومول ، على التوالي. دراسات على التوافر البيولوجي من phyllo- و menaquinone مع رجال أصحاء أظهروا أنه بعد تناول كميات مماثلة من فيتامين K1 و K2 ، تجاوز تركيز menaquinone المنتشر تركيز phylloquinone بأكثر من 10 أضعاف. والسبب في ذلك ، من ناحية ، هو الانخفاض نسبيًا التوافر البيولوجي من مادة فيلوكينون من الطعام - أقل بمقدار 2-5 أضعاف من فيتامين ك المكملات - بسبب الارتباط الضعيف تجاه البلاستيدات الخضراء النباتية وانخفاض الإطلاق المعوي من مصفوفة الغذاء. من ناحية أخرى ، يتمتع الميناكينون بعمر نصفي أطول من فيلوكينون ، وبالتالي فإن فيتامين K2 متاح للأنسجة خارج الكبد ، مثل العظام ، لفترة أطول من الوقت.

إفراز

يتم إفراز الفيتامينات K1 و K2 عن طريق الكلى (عبر الكلى) في شكل جلوكورونيدات بعد الجلوكورونيد بأكثر من 50٪ في النكد مع البراز (البراز) وحوالي 20٪ بعد تقصير السلسلة الجانبية بأكسدة بيتا (التحلل التأكسدي لـ الأحماض الدهنية). بالتوازي مع phyllo- و menaquinone ، يتم تحويل فيتامين K3 أيضًا إلى شكل مطرح من خلال عملية التحول الأحيائي. يحدث التحول الأحيائي في العديد من الأنسجة ، وخاصة في الكبد ، ويمكن تقسيمه إلى مرحلتين:

  • في المرحلة الأولى ، يتم هيدروكسيل فيتامين K (إدخال مجموعة OH) بواسطة نظام السيتوكروم P-450 لزيادة قابلية الذوبان.
  • في المرحلة الثانية ، يحدث الاقتران بمواد شديدة الماء (قابلة للذوبان في الماء) - لهذا الغرض ، يتم نقل حمض الجلوكورونيك إلى مجموعة OH التي تم إدخالها مسبقًا من فيتامين K بمساعدة غلوكورونيل ترانسفيراز أو مجموعة كبريتات عن طريق سلفوترانسفيراز ، على التوالي

حتى الآن ، من المستقلبات (الوسطاء) ومنتجات إفراز فيتامين ك 3 ، تم تحديد 2-ميثيل -1,4،1,4-نافثوهيدروكينون-2،1,4-ديجلوكورونيد و 1-ميثيل -1،2-هيدروكسي-70-نافثيل سلفات ، والتي ، على عكس فيتامين KXNUMX و KXNUMX ، يتم التخلص منها بسرعة وبشكل كبير في البول (حوالي XNUMX٪). غالبية مستقلبات ميناديون لم يتم توصيفها بعد.