ビタミンK：定義、合成、吸収、輸送、および流通

ビタミンK は、1929年に生理学者で生化学者のCarl Peter Henrik Damによって発見された、その抗止血（止血）効果のために凝固ビタミンと呼ばれています。血凝固研究。ビタミンK 均一な物質ではありませんが、XNUMXつの構造変異で発生します。ビタミンKグループの次の物質を区別することができます：

自然界に存在するビタミンK1–フィロキノン–。
ビタミンK2 –メナキノン（MK-n）–自然界で発生します。
ビタミンK3– 2-メチル-1,4-ナフトキノン、メナジオン–合成製品。
ビタミンK4– 2-メチル-1,4-ナフトヒドロキノン、メナジオール–合成製品。

すべてビタミンK 変異体は、2-メチル-1,4-ナフトキノンに由来するという共通点があります。主な構造の違いは、C3位置の側鎖に基づいています。ビタミンK1の親油性（脂溶性）側鎖には、XNUMXつの不飽和（二重結合あり）とXNUMXつの飽和（二重結合なし）イソプレンユニットがありますが、ビタミンK2 さまざまな、通常6〜10個のイソプレンの側鎖を持っています。ビタミンK3、その水-可溶性誘導体メナジオンナトリウム水素化合成製品には側鎖がないため、亜硫酸塩、およびビタミンK4 –メナジオールジブチレートなどのメナジオールジエステル–。しかし、生物では、キノイド環のC3位置への2つのイソプレンユニットの共有結合が発生します。 C3位置のキノイド環のメチル基は、ビタミンKの特定の生物学的有効性に関与しています。キノイド環のC3位置の側鎖はメチル基です。一方、CXNUMX位置の側鎖は脂質の溶解度を決定し、したがって影響を及ぼします吸収（腸を介した取り込み）。以前の経験によると、ビタミンK活性を持つ約100のキノンが知られています。ただし、自然発生のみビタミン K1とK2は実用上重要です。なぜなら、ビタミンK3と他のナフトキノンは有害な、時には有毒な（有毒な）効果を発揮する可能性があるからです[2-4、9-12、14、17]。

合成

フィロキノン（ビタミンK1）は、緑の植物の葉緑体（光合成が可能な細胞小器官）で合成（形成）されますが、そこでは光合成プロセスに関与しますが、メナキノン（ビタミンK2）様々な腸によって実行されます細菌、回腸末端（下部）で発生する大腸菌やラクトバチルスアシドフィルスなど小腸）とコロン（大腸）、それぞれ。人間の腸では、最大50％のメナキノンを合成できますが、それは生理学的なものである必要があります。腸内フローラが存在します。腸切除（腸の外科的切除）、炎症性腸疾患（IBD）、セリアック病および他の腸の病気、ならびに治療　抗生物質などセファロスポリン, アンピシリンテトラサイクリンは、メナキノン合成を著しく損なう可能性があります。同様に、腸内フローラ腸のビタミンK2合成に影響を与える可能性があります。細菌で合成されたビタミンK2が要件を満たすのにどの程度寄与するかについては議論の余地があります。以来、実験的経験によると、吸収メナキノンの割合はかなり低いです、それは腸の合成性能と推測することができます細菌ビタミンKの供給にはわずかな貢献しかありません。 XNUMX週間のビタミンKフリー後の被験者にビタミンK欠乏症の症状が見られなかったという観察ダイエット、しかし、これらは3〜4週間後に現れました抗生物質同時に投与され、（腸を介して）経腸的に合成されたビタミンKが要件を満たすために実際に重要であるという仮定を支持します。

吸着

ビタミンKグループの個々の物質の間には、吸収。食事の吸収は主にフィロキノンです。栄養的に（食物とともに）供給されるか、細菌で合成されたメナキノンは、ビタミンKの供給において従属的な役割を果たします。すべての脂溶性のようにビタミン、ビタミンK1とK2は、脂肪の消化中に吸収（吸収）されます。つまり、親油性を輸送する手段としての食事脂肪の存在です。 , 胆汁酸可溶化（溶解度の増加）およびミセル形成（脂溶性物質を水溶液中で輸送可能にする輸送ビーズの形成）、および膵臓リパーゼ（消化性酵素結合またはエステル化されたビタミンKの切断のための膵臓からの）は、最適な腸の吸収（腸を介した吸収）のために必要です。ビタミン K1とK2は、混合ミセルの一部として、空腸（空腸）の腸細胞（上皮細胞）の頂端膜（食物によって供給されるフィロとメナキノン）と回腸末端（下部）に到達します。小腸）–細菌で合成されたメナキノン–そして内在化されます。細胞内では、ビタミンK1とK2のカイロミクロン（脂質に富むリポタンパク質）への取り込み（取り込み）が起こり、親油性ビタミンをリンパ周辺に血循環。消化（食事）ビタミンK1とK2は飽和動態に続くエネルギー依存性能動輸送を介して吸収されますが、細菌で合成されたビタミンK2の吸収は受動拡散を介して起こりますビタミンK1は成人の腸で（腸を介して）急速に吸収されます20および80％。新生児では、生理的脂肪便（脂肪便）のため、フィロキノンの吸収率は約30％にすぎません。ザ・バイオアベイラビリティ親油性ビタミンK1とK2の量は、腸内のpH、存在する食事脂肪の種類と量、および胆汁酸膵臓からのリパーゼ（消化器酵素膵臓から）。低pHおよび短鎖または中鎖飽和脂肪酸高pHと長鎖多価不飽和脂肪酸がフィロとメナキノンの吸収を阻害する一方で、増加します。食餌療法の脂肪と胆汁酸吸収に必要なものは、回腸遠位部（回腸下部）で限られた範囲でしか利用できません。小腸）とコロン（大腸）、ここでビタミンK2合成細菌バクテリアのメナキノンはフィロキノンと比較してはるかに少ない程度で吸収されます。それらの親水性のために（水溶解性）、合成ビタミンK3およびK4とそれらの水溶性誘導体（誘導体）は、食事脂肪とは無関係に受動的に吸収されます、胆汁酸、および膵臓リパーゼ（消化性酵素膵臓から）小腸とコロン（大腸）そして血流に直接放出されます。

体内での輸送と分布

への輸送中肝臓、無料の脂肪酸（FFS）およびカイロミクロンからのモノグリセリドは、リポタンパク質の作用下で末梢組織に放出されますリパーゼ（LPL）、これは細胞表面に位置し、劈開しますトリグリセリド類。このプロセスを通じて、カイロミクロンはカイロミクロンの残骸（低脂肪カイロミクロンの残骸）に分解され、アポリポタンパク質E（ApoE）によって媒介され、内の特定の受容体（結合部位）に結合します。肝臓。ビタミンK1とK2の摂取肝臓フィロおよびメナキノンは、一部は肝臓に蓄積され、一部は肝臓（肝臓）で合成されたVLDL（非常に低い）に組み込まれます。密度リポタンパク質; 非常に低密度の脂肪含有リポタンパク質）。 VLDLが血流に放出された後、吸収されたビタミンK3とK4もVLDLに結合し、肝外（肝臓外）組織に輸送されます。対象臓器は腎臓, 副腎, 肺, 骨髄, リンパノード。標的細胞によるビタミンKの取り込みはリポタンパク質を介して起こりますリパーゼ（LPL）活動。これまでのところ、腸内細菌によって合成され、フィロキノンとメナジオンに由来する特定のメナキノン（MK-4）の役割はまだ不明です。膵臓では、唾液腺, 脳 & 胸骨より高い濃度フィロキノンよりもMK-4の方が見つかりました。フィロキノン濃度 in 血血漿は、トリグリセリド含有量とApoEの多型の両方の影響を受けます。トリグリセリド血清の増加濃度年齢とともにより頻繁に観察されるフィロキノンレベルの増加に関連しています。しかし、60歳以上の成人は通常、若い成人と比較してフィロキノン：トリグリセリド比が低いことから明らかなように、ビタミンKの状態が悪いです.ApoE（カイロミクロンのリポタンパク質）の多型は、タンパク質の構造変化を引き起こし、カイロミクロンの残骸を防ぎます（低脂肪カイロミクロンの残骸）が肝受容体に結合することから。その結果、脂質濃度に加えて血中フィロキノン濃度が上昇し、ビタミンKの十分な供給を誤って示唆しています。

Storage

天然に存在するビタミンK1とK2は主に肝臓に蓄積され、続いて副腎, 腎臓、肺、骨髄, リンパノード。ビタミンKは急速な代謝回転（代謝回転）（約24時間）の影響を受けるため、肝臓の貯蔵容量はビタミンA欠乏症約1〜2週間。ビタミンK3は肝臓にわずかしか存在せず、天然のフィロおよびメナキノンと比較して生体内でより迅速に分布し、より迅速に代謝（代謝）されます。ビタミンKの全身プールは小さく、それぞれ70〜100 µgと155〜200nmolの範囲です。に関する研究バイオアベイラビリティフィロとメナキノンの健康な男性との比較では、同量のビタミンK1とK2を消化摂取した後、循環メナキノンの濃度がフィロキノンの濃度を10倍以上上回っていることを示しています。この理由は、一方では、比較的低いですバイオアベイラビリティ食品からのフィロキノンの割合–ビタミンKの2〜5分のXNUMX サプリメント –植物の葉緑体への結合が弱く、食品マトリックスからの腸内放出が少ないため。一方、メナキノンはフィロキノンよりも半減期が長いため、骨などの肝外組織でビタミンK2を長期間利用できます。

排泄

ビタミンK1とK2は腎臓から排泄されます（腎臓）後のグルクロニドの形でグルクロン酸抱合で50％以上胆汁糞便（便）で、ベータ酸化（の酸化分解）による側鎖の短縮後約20％脂肪酸）。フィロおよびメナキノンと並行して、ビタミンK3も生体内変化の過程で排泄形態に変換されます。生体内変化は多くの組織、特に肝臓で起こり、XNUMXつの段階に分けることができます。

フェーズIでは、ビタミンKがシトクロムP-450システムによってヒドロキシル化（OH基の挿入）され、溶解度が増加します。
フェーズIIでは、親水性の高い（水溶性）物質との結合が起こります。この目的のために、グルクロン酸は、グルクロニルトランスフェラーゼまたはスルホトランスフェラーゼによってそれぞれ硫酸基の助けを借りて、以前に挿入されたビタミンKのOH基に移動します。

これまでのところ、ビタミンK3の代謝物（中間体）と排泄物のうち、2-メチル-1,4-ナフトヒドロキノン-1,4-ジグルクロニドと2-メチル-1,4-ヒドロキシ-1-ナフチルサルフェートのみが同定されています。、ビタミンK1やK2とは異なり、尿中に急速かつ大部分が排泄されます（〜70％）。メナジオンの代謝物の大部分はまだ特徴付けられていません。