Vitamine K: définition, synthèse, absorption, transport et distribution

Vitamine K est appelée une vitamine de coagulation en raison de son effet antihémorragique (hémostatique), qui a été découvert en 1929 par le physiologiste et biochimiste Carl Peter Henrik Dam sur la base de sang études de coagulation. Vitamine K n'est pas une substance uniforme, mais se présente sous trois variantes structurelles. Les substances suivantes du groupe de la vitamine K peuvent être distinguées:

  • Vitamine K1 - phylloquinone - présente dans la nature.
  • La vitamine K2 - ménaquinone (MK-n) - présente dans la nature.
  • Vitamine K3 - 2-méthyl-1,4-naphtoquinone, ménadione - produit de synthèse.
  • Vitamine K4 - 2-méthyl-1,4-naphthohydroquinone, ménadiol - produit synthétique.

Tous la vitamine K les variantes ont en commun d'être dérivées de la 2-méthyl-1,4-naphtoquinone. La principale différence structurelle est basée sur la chaîne latérale en position C3.Alors que la chaîne latérale lipophile (liposoluble) de la vitamine K1 a une unité isoprène insaturée (avec double liaison) et trois unités isoprène saturées (sans double liaison), vitamine K2 a une chaîne latérale avec différents, généralement 6-10 isoprène molécules. Vitamine K3, son d'eau-ménadione dérivée soluble sodium Hydrogénation le sulfite et la vitamine K4 - le diester de ménadiol, comme le dibutyrate de ménadiol - car les produits synthétiques n'ont pas de chaîne latérale. Dans l'organisme, cependant, une fixation covalente de quatre unités isoprène à la position C3 du cycle quinoïde se produit. Le groupe méthyle sur le cycle quinoïde en position C2 est responsable de l'efficacité biologique spécifique de la vitamine K. La chaîne latérale en position C3 du cycle quinoïde est le groupe méthyle. La chaîne latérale en position C3, quant à elle, détermine la solubilité lipidique et influence ainsi absorption (absorption via l'intestin). Selon l'expérience précédente, environ 100 quinones avec une activité de vitamine K sont connues. Cependant, seuls les vitamines K1 et K2 sont d'une importance pratique, car la vitamine K3 et d'autres naphtoquinones peuvent exercer des effets indésirables, parfois toxiques (toxiques) [2-4, 9-12, 14, 17].

Synthèse

Alors que la phylloquinone (vitamine K1) est synthétisée (formée) dans les chloroplastes (organites cellulaires capables de photosynthèse) des plantes vertes, où elle est impliquée dans le processus de photosynthèse, la biosynthèse de la ménaquinone (vitamine K2) est réalisée par divers intestinaux les bactéries, comme Escherichia coli et Lactobacillus acidophilus, qui se trouvent dans l'iléon terminal ( intestin grêle) et côlon (gros intestin), respectivement. Dans l'intestin humain, jusqu'à 50% de ménaquinone peuvent être synthétisés - mais seulement aussi longtemps qu'un flore intestinale est présent. Résections intestinales (ablation chirurgicale de l'intestin), maladie inflammatoire de l'intestin (MICI), la maladie coeliaque et d'autres maladies intestinales, ainsi que thérapie avec antibiotiques tel que céphalosporines, ampicilline et les tétracyclines, peuvent altérer considérablement la synthèse de la ménaquinone. De même, les changements alimentaires dus à l'altération de flore intestinale peut influencer la synthèse intestinale de la vitamine K2. La mesure dans laquelle la vitamine K2 synthétisée par des bactéries contribue à répondre aux besoins est controversée. Puisque, selon l'expérience expérimentale, le absorption le taux de ménaquinone est plutôt faible, on peut supposer que la performance de synthèse de l'intestin les bactéries apporte une contribution mineure à l'apport en vitamine K. L'observation qu'aucun symptôme de carence en vitamine K n'a été trouvé chez les sujets après une période de cinq semaines sans vitamine K régime, mais que ceux-ci sont apparus après 3-4 semaines lorsque antibiotiques ont été administrés en même temps, soutient l'hypothèse que la vitamine K synthétisée par voie entérale (via l'intestin) est en effet importante pour répondre aux besoins.

Absorption

Il existe des différences majeures entre les substances individuelles du groupe de la vitamine K en ce qui concerne absorption. L'absorption alimentaire est principalement la phylloquinone. Alimentairement (avec de la nourriture) fournie ou synthétisée par des bactéries, la ménaquinone joue un rôle secondaire dans l'apport en vitamine K. Comme tous les liposolubles vitamines, les vitamines K1 et K2 sont absorbées (absorbées) lors de la digestion des graisses, c'est-à-dire la présence de graisses alimentaires comme moyen de transport lipophile molécules, acides biliaires pour la solubilisation (augmentation de la solubilité) et la formation de micelles (formation de billes de transport qui rendent les substances liposolubles transportables en solution aqueuse) et les lipases pancréatiques (digestives enzymes du pancréas) pour le clivage de la vitamine K liée ou estérifiée est nécessaire pour une absorption intestinale optimale (absorption via l'intestin). Vitamines K1 et K2, dans le cadre des micelles mixtes, atteignent la membrane apicale des entérocytes (cellules épithéliales) du jéjunum (intestin vide) - phyllo- et ménaquinone fournis par l'alimentation - et l'iléon terminal (inférieur intestin grêle) - ménaquinone synthétisée par des bactéries - et sont internalisées. Dans la cellule, l'incorporation (absorption) des vitamines K1 et K2 dans les chylomicrons (lipoprotéines riches en lipides) se produit, qui transportent les vitamines lipophiles via le lymphe dans le périphérique sang circulation. Alors que les vitamines K1 et K2 alimentaires (alimentaires) sont absorbées via le transport actif dépendant de l'énergie suivant la cinétique de saturation, l'absorption de la vitamine K2 synthétisée par des bactéries se fait par diffusion passive.La vitamine K1 est rapidement absorbée par voie intestinale (via l'intestin) chez les adultes avec un taux d'absorption compris entre 20 et 80%. Chez le nouveau-né, le taux d'absorption de la phylloquinone n'est que d'environ 30% en raison de la stéatorrhée physiologique (selles graisseuses). le biodisponibilité des vitamines lipophiles K1 et K2 dépend du pH dans l'intestin, du type et de la quantité de graisses alimentaires présentes et de la présence de acides biliaires et lipases du pancréas (digestif enzymes du pancréas). PH bas et saturation à chaîne courte ou moyenne Les acides gras augmenter, tandis que le pH élevé et les acides gras polyinsaturés à longue chaîne inhibent l'absorption de la phyllo- et de la ménaquinone. Depuis les graisses alimentaires et acides biliaires nécessaires à l'absorption ne sont disponibles que dans une mesure limitée dans l'iléon distal (partie inférieure du intestin grêle) et côlon (gros intestin), où la synthèse de la vitamine K2 les bactéries sont trouvés, la ménaquinone bactérienne est absorbée dans une bien moindre mesure par rapport à la phylloquinone. En raison de leur hydrophilie (d'eau solubilité), les vitamines synthétiques K3 et K4 et leurs dérivés hydrosolubles (dérivés) sont absorbés passivement indépendamment des graisses alimentaires, bile des acideset lipases pancréatiques (digestives enzymes du pancréas) à la fois dans l'intestin grêle et côlon (gros intestin) et libéré directement dans la circulation sanguine.

Transport et distribution dans le corps

Pendant le transport vers le foie, Libre Les acides gras (FFS) et les monoglycérides des chylomicrons sont libérés dans les tissus périphériques sous l'action de la lipoprotéine lipase (LPL), qui est situé sur les surfaces cellulaires et clive triglycérides. Grâce à ce processus, les chylomicrons sont dégradés en restes de chylomicrons (restes de chylomicrons à faible teneur en matière grasse), qui, médiés par l'apolipoprotéine E (ApoE), se lient à des récepteurs spécifiques (sites de liaison) foie. Absorption des vitamines K1 et K2 dans le foie se produit par endocytose médiée par les récepteurs.La phyllo- et la ménaquinone sont en partie accumulées dans le foie et en partie incorporées dans les VLDL synthétisées par le foie (très faible densité les lipoprotéines; lipoprotéines contenant des graisses de très faible densité). Après la libération de VLDL dans la circulation sanguine, les vitamines K3 et K4 absorbées sont également liées aux VLDL et transportées vers les tissus extra-hépatiques (à l'extérieur du foie). Les organes cibles comprennent un rein, glande surrénale, poumon, moelle osseuse et lymphe nœuds. L'absorption de vitamine K par les cellules cibles se fait par lipoprotéine lipase (LPL) activité. Jusqu'à présent, le rôle d'une ménaquinone spécifique (MK-4) synthétisée par des bactéries intestinales et provenant de l'organisme à partir de la phylloquinone et de la ménadione n'est toujours pas élucidée. Dans le pancréas, glandes salivaires, cerveau et des tours sternum un plus haut concentration de MK-4 que de phylloquinone. concentration in sang le plasma est influencé à la fois par la teneur en triglycérides et le polymorphisme de l'ApoE. concentration est associée à une augmentation des taux de phylloquinone, qui est observée plus fréquemment avec l'âge. Cependant, les adultes ≥ 60 ans ont généralement un mauvais statut en vitamine K, comme en témoigne un faible rapport phylloquinone: triglycérides par rapport aux jeunes adultes.Le polymorphisme de l'ApoE (lipoprotéine des chylomicrons) entraîne des changements structurels de la protéine, ce qui empêche les restes de chylomicrons ( restes de chylomicrons faibles en gras) de la liaison aux récepteurs hépatiques. En conséquence, les concentrations sanguines de phylloquinone augmentent en plus des concentrations lipidiques, ce qui suggère à tort un bon apport en vitamine K.

Stockage

Les vitamines naturelles K1 et K2 sont principalement accumulées dans le foie, suivies par les glande surrénale, un rein, poumons, moelle osseuse et lymphe nœuds. Parce que la vitamine K est sujette à un renouvellement rapide (renouvellement) - environ 24 heures - la capacité de stockage du foie ne peut que combler un carence en vitamines pendant environ 1 à 2 semaines. La vitamine K3 n'est présente dans le foie que dans une faible mesure, se distribue plus rapidement dans l'organisme par rapport à la phyllo- et à la ménaquinone naturelles, et est métabolisée (métabolisée) plus rapidement. Le pool corporel total de vitamine K est petit, allant respectivement de 70 à 100 µg et de 155 à 200 nmol. Etudes sur la biodisponibilité de phyllo- et de ménaquinone chez des hommes en bonne santé ont montré qu'après un apport alimentaire de quantités similaires de vitamine K1 et K2, la concentration de ménaquinone circulante dépassait celle de la phylloquinone de plus de 10 fois. La raison en est, d'une part, la relativement faible biodisponibilité de phylloquinone provenant des aliments - 2 à 5 fois plus faible que celle de la vitamine K suppléments - en raison d'une faible liaison aux chloroplastes végétaux et d'une faible libération entérique de la matrice alimentaire. D'autre part, la ménaquinone a une demi-vie plus longue que la phylloquinone, et par conséquent, la vitamine K2 est disponible pour les tissus extra-hépatiques, tels que les os, pendant une période de temps plus longue.

Excrétion

Les vitamines K1 et K2 sont excrétées par voie rénale (via le un rein) sous forme de glucuronides après glucuronidation de plus de 50% dans le bile avec les matières fécales (selles) et environ 20% après raccourcissement de la chaîne latérale par bêta-oxydation (dégradation oxydative de Les acides gras). Parallèlement à la phyllo- et à la ménaquinone, la vitamine K3 est également convertie en une forme excrétrice par le processus de biotransformation. La biotransformation se produit dans de nombreux tissus, en particulier dans le foie, et peut être divisée en deux phases:

  • En phase I, la vitamine K est hydroxylée (insertion d'un groupe OH) par le système du cytochrome P-450 pour augmenter la solubilité.
  • Dans la phase II, la conjugaison avec des substances fortement hydrophiles (solubles dans l'eau) a lieu - à cette fin, l'acide glucuronique est transféré au groupe OH précédemment inséré de la vitamine K à l'aide de la glucuronyltransférase ou d'un groupe sulfate au moyen de la sulfotransférase, respectivement

Jusqu'à présent, parmi les métabolites (intermédiaires) et les produits d'excrétion de la vitamine K3, seuls le 2-méthyl-1,4-naphthohydroquinone-1,4-diglucuronide et le 2-méthyl-1,4-hydroxy-1-naphtyl sulfate ont été identifiés , qui, contrairement aux vitamines K1 et K2, sont rapidement et largement éliminées dans les urines (~ 70%). La majorité des métabolites de la ménadione n'ont pas encore été caractérisés.