Die vielen Funktionen von Vitamin K

Mittwoch 14-Oktober-2020



Vitamin K ist ein fettlösliches Vitamin, das für eine optimale Körperfunktion essentiell ist. Lange Zeit dachte man, Vitamin K sei ausschließlich wichtig für die Blutgerinnung, aber mit der Entdeckung anderer Isoformen von Vitamin K traten auch andere Funktionen zutage. So aktiviert Vitamin K die Bildung stark calciumbindender Proteine, die äußerst wichtig für die Entstehung von Knochenstrukturen sind. Angesichts der Rolle, die Vitamin K bei der Knochenbildung spielt, hat dieser Stoff möglicherweise bereits früh in der Evolution eine Rolle bei der Entstehung der Wirbeltiere gespielt. Aktuell wird Vitamin K immer stärker beachtet, wenn es um Gesundheit und Krankheit geht. Vitamin K spielt beispielsweise eine große Rolle bei der Prävention von Herz- und Gefäßerkrankungen und von Osteoporose.
Es gibt auch Hinweise darauf, dass Vitamin K an den Erkrankungen Diabetes mellitus Typ 2 und Adipositas beteiligt ist. Das wird nachstehend in diesem Artikel näher behandelt.


Vitamin K1 und K2

Natürliches Vitamin K kommt in 2 Formen vor: Vitamin K1 (Phyllochinon) und Vitamin K2 (Menachinon, abgekürzt MK) (Halder, 2019). Vitamin K1 ist die vorherrschende Form von Vitamin K in der Nahrung. Vitamin K1 kommt insbesondere in grünem Blattgemüse vor, wie Spinat, Brokkoli, Petersilie, Salat und Kohl, sowie in grünem Tee und in Algen. In Blattgemüse ist es sehr stark an Chlorophyll gebunden. Der Körper kann nur einen kleinen Teil aus der Pflanze freisetzen. Vitamin K2 wird von Bakterien synthetisiert. Es findet sich hauptsächlich in Nahrungsmitteln, bei denen Bakterien Teil des Produktionsprozesses sind. Die wichtigsten Quellen für Vitamin K2 sind fermentierte Produkte, Fleisch und Molkereiprodukte wie Hartkäse. Von Vitamin K2 gibt es verschiedene MK-Formen. Die natürlichste und wirksamste Form ist MK-7, das durch Fermentierung hergestellt wird. In begrenztem Maß produzieren unsere Darmbakterien E. coli und Bacteroides fragilis im Ileum (Dünndarm) und im Colon (Dickdarm) Vitamin K2. Dennoch vermutet man, dass sogar kleine, von Darmbakterien produzierte Mengen an Vitamin K2 die Gesundheit in erheblichem Maße beeinflussen können. Dabei ist auch die Diversität der Darmflora wichtig (Altves, 2020). Eine Studie mit Morbus-Crohn-Patienten legt nahe, dass eine Verringerung der Diversität des Darm-Mikrobioms zu einer Abnahme der Vitamin-K-Produktion führen kann (Wagatsuma, 2019).

Vitamin K wird im Dünndarm zu 20 - 60 % mithilfe von Gallensäuren aufgenommen und anschließend im Blut ans VLDL-Cholesterin gebunden, zum Weitertransport in die Leber. In der Leber wird es in die aktive Form umgewandelt. Vitamin K1 häuft sich zum großen Teil in der Leber an und wird weniger in Umlauf gebracht als Vitamin K2.


Funktionen von Vitamin K

Vitamin K1 und K2 wirken beide als Cofaktor für das Enzym Gamma-Glutamylcarboxylase, das sogenannte GLA-Gruppen in Vitamin-K-abhängige Eiweiße einführt. Durch diesen Prozess der Carboxylierung erhalten die Eiweiße ihre biologische Aktivität. Vitamin K1 ist hauptsächlich in der Leber an der Aktivierung von Gerinnungseiweißen und der Antikoagulantien Protein C, Protein S und Protein Z beteiligt, die alle eine Rolle bei der Blutgerinnung spielen. Vitamin K2 wird stärker in den Blutkreislauf eingebracht und wirkt vor allem außerhalb der Leber. Es spielt eine Rolle bei der Aktivierung von extrahepatischen Vitamin-K-abhängigen Eiweißen, darunter das GLA-Protein (MGP) und Osteocalcin. Diese GLA-Proteine verfügen über einen stark calciumbindenden Bereich, wodurch sie Calcium binden und damit die Bildung von Calciumphosphatkristallen verhindern. Carboxyliertes Osteocalcin ist das wichtigste Eiweiß (nach Kollagen), das bei der Knochenbildung in die Knochenmatrix eingebaut wird. Damit ist es essentiell für starke Knochen und Zähne. Wissenschaftliche Studien zeigen, dass Vitamin K im Synergismus mit Vitamin D, welches die Aufnahme von Calcium fördert, wichtig ist für eine optimale Knochendichte und das Risiko auf Knochenbrüche senkt (Van Ballegooijen, 2017). Eine zu geringe Aufnahme von Vitamin K kann zum Beispiel zu einer sogenannten Niedrig-Energie-Fraktur bei Kindern oder Jugendlichen im Wachstum führen (Popko, 2018).

 In weichen Geweben wird MGP für eine optimale Qualität von Elastin und Kollagen benötigt. MGP sorgt nämlich dafür, dass die Elastin- und Kollagenfasern nicht verkalken. In den vergangenen Jahren verbesserte sich das Verständnis der Rolle von Vitamin K2 für die Gefäßwandbiologie erheblich. So belegt eine Supplementierungsstudie für Vitamin K2, dass Vitamin K2 (MK-7) die Gefäßwandverkalkung verhindern, aber auch die Elastizität versteifter Blutgefäße wiederherstellen kann (Knapen, 2015). Das verstärkt die ursächliche Beziehung zwischen Vitamin K2 und Herz- und Gefäßerkrankungen.


Vitamin-K-Mangel wird unterschätzt

Ein Mangel an Vitamin K scheint ein häufig vorkommendes Problem zu sein. Bei nicht weniger als 1 von 3 Menschen scheint eine Vitamin-K-Insuffizienz vorzuliegen (Riphagen, 2017). Eine zu geringe Aufnahme von Vitamin K über die Nahrung ist dabei einer der möglichen Risikofaktoren. Die Prävalenz eines Vitamin-K-Mangels war noch höher (48 %) bei älteren Menschen und Patienten mit chronischen Erkrankungen wie Diabetes mellitus Typ 2, Bluthochdruck, Nierenerkrankungen sowie Herz- und Gefäßerkrankungen.


Vitamin K bei Diabetes mellitus und Adipositas

Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 scheinen von einer Supplementierung mit Vitamin K zu profitieren (Li, 2018). Die tägliche Einnahme von zusätzlichen 10 µg Vitamin K2 senkt das Risiko auf Diabetes um 7 % (Beulens, 2010). Vitamin K2 aktiviert Osteocalcin. In vitro wurde nachgewiesen, dass dieser Stoff die Proliferation von Betazellen in der Bauchspeicheldrüse fördert, welche wiederum an der Insulinproduktion beteiligt sind (Hussein, 2018). Auch der Gehalt an Adiponektin, ein von den Fettzellen produziertes Hormon, steigt nach Verabreichung von Vitamin K, was die Insulinempfindlichkeit verbessert. Der genaue Mechanismus wird noch untersucht, man geht aber davon aus, dass Osteocalcin zusammen mit Leptin und Adiponektin eine Rolle im Glucosestoffwechsel spielt (Li, 2018). Eine randomisierte, placebokontrollierte Studie mit übergewichtigen Diabetespatienten wies außerdem nach, dass Vitamin K eine günstige Wirkung auf die Gefäßwände haben kann. Eine Supplementierung von Vitamin K (MK-7), Vitamin D und Calcium führte zu einer Abnahme der Gefäßwanddicke und verbesserte den Stoffwechselstatus bei Diabetespatienten, die bereits eine erhöhte Dicke der Karotis-Intima-Media (als Maß für Atherosklerose) entwickelt hatten (Asemi, 2016).

In einem Adipositas-Tiermodell konnte Vitamin K die Fettgesamtmenge und die Konzentration der Triglyceride im Serum verringern (Sogabe, 2011). Möglicherweise funktioniert dies über das Enzym Vitamin-K-Epoxid-Reduktase, Untereinheit 1-like 1 (VKORC1L1), das die Adipogenese (Fettzellbildung) fördert. Die Herabregulation von VKORC1L1 führt zu höheren Vitamin-K-Spiegeln und verhindert möglicherweise die Fettzellbildung. In einer aktuellen Studie an 214 gesunden Frauen bewirkte eine Vitamin-K2-Supplementierung über 3 Jahre eine vermehrte Bildung von Adiponektin (das schützend wirkt) und eine Gewichtsabnahme sowie einen Verlust an Abdominal- und Viszeralfett.


Reduzierte Produktion und Aufnahme von Vitamin K

Neben einer unzureichenden Aufnahme von Vitamin-K-reicher Nahrung und zugrundeliegenden Erkrankungen kann der Vitamin-K-Stoffwechsel auch durch weitere Faktoren gestört werden. Dazu gehören der Gebrauch von Antibiotika, die unter anderem Vitamin-K-produzierende Darmbakterien abtöten können, der Gebrauch von Blutverdünnern (zum Beispiel Warfarin), die den erneuten Gebrauch von Vitamin K blockieren, und Polymorphismen, die einen erhöhten Bedarf an Vitamin K bewirken.


Vitamin K und COVID-19

Einige aktuelle Studien konzentrieren sich auf die Rolle von Vitamin K bei der schweren Krankheit COVID-19, die infolge einer Infektion mit SARS-CoV-2 ausgelöst wird. Zuvor wurde bereits festgestellt, dass Patienten mit einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) einen niedrigen Vitamin-K-Status und einen erhöhten Elastinabbau aufwiesen (Piscaer, 2019). Möglicherweise spielen der niedrigere Vitamin-K-Status und der erhöhte Elastinabbau auch eine Rolle bei den Blutgerinnungsproblemen und Lungenbeschwerden, die bei schwer erkrankten COVID-19-Patienten auftreten (Dofferhoff, 2020).


Optimierung von Vitamin K

Der Gesundheitsrat [der Niederlande] legte die adäquate Einnahme (definiert als das Dosierungslevel, das wahrscheinlich den Bedarf nahezu aller Menschen deckt) anhand der Vitamin-K-Menge fest, die zur optimalen Blutgerinnung nötig ist (das sind 70 µg täglich), wobei jedoch alle weiteren Funktionen des Vitamin K unberücksichtigt geblieben sind (Gezondheidsraad [Gesundheitsrat der Niederlande], 2018). Eine adäquate Vitamin-K-Dosierung, die die maximale extrahepatische Aktivierung Vitamin-K-abhängiger Eiweiße gewährleistet, beträgt schätzungsweise 400 - 1000 µg Vitamin K (1 und 2) täglich für gesunde Erwachsene. Für die Messung des Vitamin-K1- und des Vitamin-K2-Gehalts im Blut gibt es gute Testmethoden. So können Mängel aufgespürt und gezieltere Empfehlungen ausgesprochen werden. Denken Sie dabei an den Rat zum Verzehr von Vitamin-K-reicher Nahrung, ein abwechslungsreiches Ernährungsschema und die Unterstützung einer guten Darmflora.


Wissen in der Praxis

Ein optimaler Vitamin-K1- und K2-Status ist wichtig für den Ablauf unserer physiologischen Prozesse, darunter Blutgerinnung, Knochenstoffwechsel und Gefäßwandbiologie. Neben spezifischen Ratschlägen zu Ernährung und Lebensweise (wie der Verzehr von Blattgemüse, fermentierten Produkten und die Pflege einer guten Darmflora) kann Vitamin K1 und K2 (vorzugsweise MK-7) auf Wunsch ergänzend verabreicht werden, um eine adäquate Dosierung zu gewährleisten. Außerdem kann Vitamin D3 in einem Nahrungsergänzungsmittel unterstützend wirken, da es die Calciumaufnahme fördert. Zur Förderung der Aufnahme von Vitamin K nimmt man das Nahrungsergänzungsmittel während oder kurze Zeit nach einer fettreichen Mahlzeit ein. Für die spezielle Wirkung von Vitamin K, mögliche Kontraindikationen und/ oder Wechselwirkungen mit Medikamenten verweisen wir Sie auf unsere Monographien.

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