Vitamina K
Ultima modifica 12.02.2020
INDICE
  1. Introduzione
  2. Salute
  3. Fisiologia
  4. Chimica
  5. Assorbimento
  6. Trasporto e Metabolismo
  7. Funzioni
  8. Carenza
  9. Tossicità
  10. Interazioni
  11. Alimenti
  12. Livello di Assunzione

Introduzione

Per vitamina K si intende un gruppo di vitameri liposolubili che, a livello metabolico, nella forma biologicamente attiva garantisce la corretta funzionalità di alcune specifiche proteine implicate nel legame del calcio nelle ossa e in altri tessuti, e nella coagulazione del sangue (attività antiemorragica).

vitamina K Shutterstock

La vitamina K consente alle proteine con le quali interagisce di legare gli ioni calcio. Senza vitamina K, la coagulazione del sangue è gravemente compromessa e può determinare sanguinamento incontrollato

Chimicamente, la famiglia della vitamina K comprende il 2-metil-1,4-naftochinone (3-) e i suoi derivati. In natura, la vitamina K è costituita da due vitameri: la vitamina K1 e la vitamina K2. La vitamina K2, a sua volta, è costituita da vari sottotipi chimici, con catene carboniose laterali di lunghezze diverse e costituite da gruppi di atomi isoprenoidi.

La vitamina K1, nota anche come fillochinone, è prodotta dalle piante e si trova nelle quantità più elevate nelle verdure a foglia verde – perché è direttamente coinvolta nella fotosintesi – e può essere considerata la forma vegetale della vitamina K. Questa è in grado di svolgere le normali funzioni biologiche della forma invece tipica dell'organismo animale, la K2 o menachinone, ma può comunque venire convertita in essa; tale processo può avvenire grazie al microbiota intestinale o a livello endogeno.

La flora batterica è anche in grado di allungare la catena laterale isoprenoide della vitamina K2 per produrre tipologie diverse di menachinone, in particolare gli omologhi MK-7 e MK-11. Tutte le forme diverse dalla MK-4 (menatetrenone) possono essere prodotte solo da organismi batterici anaerobi, che le sfruttano per la loro respirazione cellulare. L'MK-7 e le altre forme di vitamina K2 di origine batterica mostrano attività identica a al menachinone ordinario e non è chiaro se possano avere una maggiore utilità.

La vitamina K può essere anche ricavata in maniera sintetica, ottenendo la vitamina K3 o menadione, la K4 e la K5. Tuttavia il menadione interferisce con la funzione del glutatione rivelandosi tossica, pertanto non viene più utilizzata come rimedio alla carenza di vitamina K.

Attraverso l'alimentazione, il giusto apporto di vitamina K può essere raggiunto semplicemente seguendo una dieta equilibrata. Tuttavia, di recente è stata avanzata l'ipotesi che il deficit di questo nutriente possa correlarsi ad una maggior predisposizione all'osteoporosi e favorire la calcificazione delle arterie e di altri tessuti molli. Sono tutt'ora in corso diversi studi a riguardo.

Salute

Salute del neonato

La vitamina K viene somministrata in iniezione ai neonati per prevenire il sanguinamento da carenza. I fattori di coagulazione del sangue dei neonati sono circa il 30–60% di quelli dei valori per adulti; ciò può essere dovuto alla ridotta sintesi delle proteine ​​precursori e alla sterilità iniziale dell'intestino. Il latte materno contiene 1–4 μg / L di vitamina K1, mentre il latte derivato dalla formula può contenere fino a 100 μg / L in quelle integrate. Le concentrazioni di vitamina K2 nel latte materno sembrano essere molto più basse di quelle della vitamina K1. La presenza di sanguinamento da carenza di vitamina K nella prima settimana di vita del bambino è stimata allo 0,25-1,7%, con una prevalenza di 2-10 casi per 100.000 nascite. I bambini prematuri hanno livelli ancora più bassi di vitamina K, quindi hanno un rischio maggiore.

Il sanguinamento nei bambini a causa della carenza di vitamina K può essere grave, portando a ricovero ospedaliero, trasfusioni di sangue, danni al cervello e anche morte. Il supplemento può prevenire la maggior parte dei casi di sanguinamento da carenza. La somministrazione intramuscolare è più efficace nel prevenire emorragie tardive da carenza rispetto alla somministrazione orale.

Vitamina K e osteoporosi

Non ci sono prove che l'integrazione di vitamina K sia benefica per la salute delle ossa delle donne in postmenopausa, ma la carenza potrebbe essere un fattore di rischio.

Vitamina K e salute cardiovascolare

Un'adeguata assunzione di vitamina K è associata all'inibizione della calcificazione e dell'irrigidimento arterioso, ma ci sono stati pochi studi e nessuna prova sufficiente che l'integrazione di vitamina K sia di beneficio nella prevenzione primaria delle malattie cardiovascolari.

Uno studio di popolazione svolto da Rotterdam, ha mostrato una chiara e significativa relazione inversa tra i più alti livelli di assunzione di menachinone (principalmente MK-4 da uova e carne, e MK-8 e MK-9 da formaggio) e malattie cardiovascolari e mortalità per tutte le cause negli uomini e nelle donne più anziani.

Vitamina K e cancro

La vitamina K è stata promossa in forma di integratore per rallentare la crescita del tumore; tuttavia, nessuna prova medica supporta tali affermazioni.

Fisiologia

Fisiologia della vitamina K

La vitamina K1 (fillochinone), il precursore della maggior parte della vitamina K in natura, è un'importante sostanza chimica delle piante verdi, dove funge da accettore di elettroni nel fotosistema 1 durante la fotosintesi. Per questo motivo, la vitamina K1 si trova in grandi quantità nei tessuti fotosintetici delle piante, ma si mostra in quantità ridotte negli altri tessuti vegetali (radici, frutti ecc). La lattuga iceberg e l'indivia belga witloof ne contengono relativamente poca. La funzione del fillochinone nelle piante sembra non avere alcuna somiglianza con la sua successiva funzione metabolica e biochimica negli animali, dove svolge una reazione biochimica completamente diversa.

Negli animali, la vitamina K è coinvolta nella carbossilazione di alcuni residui di glutammato nelle proteine ​​per formare residui gamma-carbossiglutammati (Gla). I residui modificati sono spesso (ma non sempre) situati all'interno di specifici domini proteici chiamati domini Gla. I residui di Gla sono generalmente coinvolti nel legame con il calcio e sono essenziali per l'attività biologica di tutte le proteine ​​Gla conosciute.

In questo momento, sono state scoperte 17 proteine ​​umane con domini Gla, che svolgono ruoli chiave nella regolazione di tre processi fisiologici:

  1. Coagulazione del sangue: protrombina (fattore II), fattori VII, IX e X e proteine ​​C, S e Z;
  2. Metabolismo osseo: osteocalcina, chiamata anche proteina Gla ossea (BGP), proteina Gla matrice (MGP), periostina, e la proteina ricca di Gla (GRP) recentemente scoperta;
  3. Biologia vascolare: proteina 6 specifica per l'arresto della crescita (Gas6);
  4. Funzione sconosciuta: proteine ​​γ-carbossiglutamil ricche di prolina (PRGPs) 1 e 2, e proteine ​​glutamiliche γ-carbossiliche transmembrana (TMG) 3 e 4.

Quando la vitamina K1 entra nel corpo attraverso gli alimenti viene assorbita attraverso il digiuno e l'ileo nell'intestino tenue e, come altre vitamine liposolubili (A, D ed E), viene immagazzinata nel fegato e nel tessuto adiposo.

Chimica

Cenni di chimica della vitamina K

Come anticipato, vitamina K è il termine generale utilizzato per indicare il 2-metil-1, 4 naftochinone e tutti i suoi derivati con una catena laterale isoprenoide insatura – che parte dal C-3 del naftochinone.

Le diverse forme naturali di vitamina K comprendono:

  • Vitamina K1 o fillochinone (2-metil-3-fitil-1,4-naftochinone): presente negli alimenti di origine vegetale;
  • Vitamina K2 o menachinone-n: di origine batterica.

La struttura del fillochinone è caratterizzata dalla presenza di un gruppo fitilico. Le strutture dei menachinoni sono contrassegnate da una catena laterale poliisoprenilica che può contenere da 6 a 13 unità isopreniliche.

Le forme sintetiche di vitamina K comprendono:

  • Vitamina K3 o menadione;
  • Vitamina K4;
  • Vitamina K5.

Queste vengono utilizzate in diversi settori, tra cui l'industria alimentare per animali domestici – in particolare la vitamina K3 – e per inibire la crescita dei funghi – è il caso della vitamina K5.

Conversione della vitamina K1 in K2

La forma MK-4 della vitamina K2 è ottenuta dalla conversione endogena della vitamina K1; ciò avviene nei testicoli, nel pancreas e nelle pareti arteriose, non per opera della flora batterica intestinale.

Non a caso, i tessuti che accumulano elevate quantità di MK-4 hanno una notevole capacità di convertire fino al 90% della K1 disponibile in MK-4. Tale conversione avviene per rimozione della coda fitilica della K1 per ottenere menadione come intermedio, quindi condensato con una porzione di geranil geranil attivata per produrre la forma MK-4 (menatetrenone).

Assorbimento

Assorbimento della vitamina K

Le diverse forme di vitamina K sono assorbite con le stesse modalità dei lipidi nell'intestino tenue (ileo e digiuno), necessitano pertanto della formazione di micelle in presenza di bile e succo pancreatico. Generalmente nella dieta sono contenuti una miscela di menachinoni e fillochinoni, assorbiti con una efficienza del 40-80%. Il fillochinone sembra essere assorbito con meccanismo attivo nella parte prossimale del tenue, mentre i menachinoni e il menadione sono assorbiti per diffusione passiva. La diffusione passiva sembra avvenire anche nel colon e ciò confermerebbe la possibilità di utilizzare il menachinone prodotto dalla flora batterica intestinale.

Trasporto e Metabolismo

Trasporto della vitamina K

Dopo l'assorbimento la vitamina K entra a far parte dei chilomicroni e trasportata al fegato, dove viene trasferita alle VLDL e poi alle LDL che la trasportano ai tessuti. La principale forma circolante è il fillochinone (0,1÷0,7 ng/ml).

Organi di deposito sono il fegato (quantità elevate, che vengono rapidamente rimosse), le ghiandole surrenali, i polmoni, il midollo spinale, e i reni (quantità ridotte).

Metabolismo della vitamina K

La vitamina K ha un turnover molto rapido; il menadione viene escreto con le urine sotto forma di menadiolo fosfato, solfato e glucoronide; il fillochinone e il menachnone sono degradate più lentamente; le catene laterali accorciate per β-ossidazione vengono eliminate come tali o sotto forma di glucoronidi.

Funzioni

Funzioni della vitamina K

La vitamina K viene trasformata nella forma biologicamente attiva di idrochinone per opera di una reduttasi dipendente dalla presenza di gruppi sulfidrilici e di NADH.

In presenza di idrochinone e di una carbossilasi alcuni residui di glutammato vengono carbossilati a γ-carbossiglutamato.

Tra le proteine che subiscono questa reazione si ricordano:

  • i fattori II (protrombina), VII, IX, X della coagulazione;
  • le proteine plasmatiche C, S, Z e M recentemente identificate;
  • l'osteocalcina, necessaria per il normale metabolismo dell'osso.

La coagulazione del sangue avviene come una reazione a catena nella quale i vari fattori entrano in azione seguendo un ordine preciso, ciascuno attivando il successivo. Alla fine della cascata di reazioni il fibrinogeno si trasforma in fibrina. La tromboplastina plasmatica attiva il fattore IX che insieme al fattore VIII e ai fosfolipidi, nel sistema intrinseco, attiva il fattore X, il quale può essere attivato anche dal fattore VII (a sua volta attivato dalla tromboplastina tissutale) nel sistema estrinseco.

Il fattore X, una volta attivato, lega il calcio ione e i fosfolipidi catalizzando l'attivazione della protrombina (fattore II) in trombina che favorisce la trasformazione del fibrinogeno in fibrina, che consente la formazione del coagulo.

La proteina C ha un ruolo anticoagulante, è attivata dalla trombina in presenza di trombomodulina (proteina delle cellule endoteliali) e agisce con la proteina S disattivando i fattori Va e VIIIa; funge da freno della cascata del sistema intrinseco mediante un meccanismo a feedback innescato dalla trombina; pertanto le persone con carenza congenita della proteina C sono ad elevato rischio di trombosi. Le funzioni fisiologiche delle proteine M e Z non sono ancora conosciute.

L'osteocalcina (o proteina GLA dell'osso) è sintetizzata dagli osteoblasti e interviene molto probabilmente nella regolazione dell'incorporazione del fosfato di calcio nelle ossa.

Le GLA proteine sono state isolate nella dentina di ratto, nei reni, nello sperma, nei mitocondri epatici, nelle urine e nei tessuti aterosclerotici calcificati, suggerendo numerose funzioni della vitamina K.

Secondo le ultime ricerche scientifiche (non ancora del tutto confermate) nell'uomo vi sarebbe una relazione tra bassi livelli di vitamina K nel sangue e artrosi, fratture ossee ed osteoporosi.

Carenza

Carenza della vitamina K

In passato si reputava che la carenza di vitamina K nell'uomo fosse molto rara, visto che:

  • l'organismo ne ha una modesta richiesta;
  • l'organismo può rigenerarla grazie all'azione degli enzimi reduttasi;
  • in parte viene sintetizzata dalla flora batterica intestinale.

Oggi si ipotizza invece che una buona fetta di popolazione potrebbe non avere livelli circolanti sufficienti di vitamina K. La carenza di vitamina K, primaria o secondaria, può conseguire a una o più cause o fattori di rischio:

Attenzione! L'assunzione di antibiotici ad ampio spettro può ridurre la produzione di vitamina K nell'intestino di quasi il 74%.

I neonati sono particolarmente a rischio per:

  • Modesto trasporto attraverso la placenta;
  • Sterilità intestinale nella placenta fino alla nascita;
  • Inadeguata biosintesi epatica dei fattori della coagulazione;
  • Scarso contenuto di vitamina nel latte muliebre.

Sintomi da carenza di vitamina K

La carenza si manifesta con sindrome emorragica dovuta a inadeguata sintesi dei fattori della coagulazione. Viene definita come un'ipoprotrombinemia sensibile alla vitamina K che aumenta il tempo di protrombina e può quindi provocare coagulopatia – un disturbo emorragico. I sintomi della carenza di K1 comprendono anemia, lividi, emorragie nasali e sanguinamento delle gengive in entrambi i sessi e mestruazioni eccessive nelle donne.

L'osteoporosi e la malattia coronarica si correlano a bassi livelli di vitamina K2 (menachinone). Il livello di assunzione di vitamina K2 (come i menachinoni da MK-4 a MK-10) è inversamente correlato alla grave calcificazione aortica e alla mortalità per tutte le cause.

Tossicità

Tossicità della vitamina K

Sebbene non sia da escludere una possibile reazione allergica da integrazione, i fillochinoni e i menachinoni non sono tossici nemmeno a dosi elevate. Non è stato fissato un livello di assunzione superiore tollerabile (UL).

Somministrata per via endovenosa anziché per via orale, la vitamina K1 è stata associata a gravi reazioni avverse come broncospasmo e arresto cardiaco.

Studi sulla coagulazione del sangue nell'uomo utilizzando 45 mg / die di vitamina K2 (come MK-4) e persino fino a 135 mg / die (45 mg tre volte al giorno) di K2 (come MK-4), non hanno mostrato alcun aumento del rischio di coaguli di sangue. Anche dosi fino a 250 mg / kg di peso corporeo nei ratti non hanno alterato la tendenza alla formazione del coagulo di sangue.

A differenza delle forme naturali sicure di vitamina K1 e vitamina K2 e dei loro vari isomeri, la forma sintetica K3 (menadione), è chiaramente tossica ad alti livelli. La FDA degli Stati Uniti ha vietato questa forma dalla vendita da banco perché dosi elevate hanno dimostrato di causare reazioni allergiche, anemia emolitica, citotossicità nelle cellule del fegato con iperbilirubinemia e ittero. Non può nemmeno  essere utilizzata nel trattamento farmacologico dell'emorragia.

Interazioni

Interazioni farmacologiche della vitamina K

Il fillochinone (K1) o il menachinone (K2) sono in grado di invertire l'attività anticoagulante dell'anticoagulante warfarin (nome commerciale Coumadin). Il warfarin agisce bloccando il riciclo della vitamina K, in modo che il corpo e i tessuti abbiano livelli più bassi di vitamina attiva e quindi una carenza.

La vitamina K in supplemento inverte la carenza di vitamina K causata dal warfarin e quindi riduce l'azione anticoagulante prevista. A volte piccole quantità di vitamina K vengono somministrate per via orale ai pazienti che assumono warfarin in modo che l'azione del farmaco sia più moderata. La corretta azione anticoagulante del farmaco è in funzione dell'assunzione di vitamina K e della dose del farmaco e, a causa del diverso assorbimento, deve essere personalizzata per ciascun paziente.

I nuovi anticoagulanti apixaban, dabigatran e rivaroxaban hanno diversi meccanismi d'azione che non interagiscono con la vitamina K e possono essere assunti con la stessa.

Alimenti

Fonti alimentari di vitamina K

La vitamina K1 è ampiamente distribuita negli alimenti di origine vegetale e soprattutto di tipo a foglia o a fiore come: spinaci, lattuga, broccoli, cavolo, cavolini di Bruxelles, cime di rapa ecc.

Il legame stretto della vitamina K1 con le membrane dei tilacoidi nei cloroplasti la rende meno biodisponibile. Ad esempio, gli spinaci cotti hanno una biodisponibilità del 5% di fillochinone. L'assorbimento è tuttavia ottimale in presenza di grassi come, ad esempio, l'olio extravergine di oliva. I grassi aumentano la biodisponibilità della vitamina K fino al 13%.

I frutti, le radici e i tuberi invece, ma ancor più i cereali, gli pseudocereali e le leguminose, ne contengono dosi piuttosto contenute – in questi ultimi tre, la vitamina K1 si concentra di più nell'embrione o germe. Fanno eccezione avocado, kiwi e uva, che sono discrete fonti.

Alcuni oli vegetali, in particolare l'olio di soia, contengono vitamina K1 in quantità modeste; per soddisfare le quantità raccomandate sarebbero necessarie quantità eccessive, ragion per cui non possono essere considerate buone fonti alimentari.

I cibi di origine animale infine, sono da considerare fonti di vitamina K2 ma di marginale rilevanza. Le uniche eccezioni sono costituite dal fegato e dal tuorlo d'uovo; seguono i derivati del latte fermentati. Per ultimi carni e prodotti della pesca.

Tabella delle maggiori fonti alimentari di vitamina K1

Alimento Porzione Vitamina K1 (μg)
Collard, cotto 1 cup 531
Spinaci, cotti 1/2 cup 444
Swiss card, cotto 1/2 cup 418
Bietole, cotte 1/2 cup 287
Senape foglie, cotta 1/2 cup 210
Rape, cotte 1/2 cup 265
Broccoli, cotti  1 cup 220
Cavoletti di Bruxelles, cotti  1 cup 219
Verze, cotte 1/2 cup 82
Tarassaco foglie, cotte 100 g 778,4
Asparagi  4 germogli 48
Lattuga romana, cruda 1 cup 57
Prezzemolo, crudo 1/2 cup 246
Spinaci, crudi 1 cup 145
Collard, crudo 1 cup 184
Swiss card, crudo 1 cup 299
Senape foglie, cruda 1 cup 279
Rape, crude 1 cup 138
Broccoli, crudi 1 cup 89
Indivia, cruda 1 cup 116
Lattuga, cruda 1 cup 71
Tabella di "Informazioni importanti da sapere quando si sta assumendo: Warfarin (Coumadin) e vitamina K", Centro clinico, Task force per l'interazione con i nutrienti dei farmaci del National Institutes of Health.

Livello di Assunzione

Razione raccomandata di vitamina K

Secondo i LARN (Livello di Assunzione Raccomandata di Nutrienti per la popolazione italiana), la razione raccomandata di vitamina K è di 1 µg / kg di peso / die, che sarebbe facilmente raggiungibile con una dieta normocalorica equilibrata.

Nel 1998 lo "U.S. Institute of Medicine (IOM)" ha aggiornato gli "Estimated Average Requirements (EARs)" – fabbisogni medi stimati – e le "Recommended Dietary Allowances (RDAs)" per la vitamina K. Non viene fatta distinzione tra K1 e K2. Poiché le informazioni disponibili non erano sufficienti, il consiglio di amministrazione stabilì un "Adeguate Intakes (AI)" – assunzione adeguata – con la consapevolezza di rivederli in un secondo momento.

  • Donne e uomini adulti di età pari o superiore a 19 anni: 90 e 120 μg / die;
  • Gravidanza: 90 μg / die;
  • Allattamento: 90 μg / die;
  • Bambini fino a 12 mesi: 2,0–2,5 μg / die;
  • Bambini di età compresa tra 1 e 18 anni: 30-75 μg / die.

Per quanto riguarda la sicurezza, l'IOM non stabilisce "tolerable upper intake levels (UL)" – livelli tollerabili – per vitamine e minerali se l'evidenza non è considerata sufficiente. La vitamina K non ha UL, poiché i dati sull'uomo per gli effetti avversi da alte dosi sono inadeguati.

LA "European Food Safety Authority (EFSA)" una la "Population Reference Intake (PRI)" anziché RDA e "Average Requirement" anziché EAR.

  • Donne e uomini adulti di età pari o superiore a 18 anni: 70 μg / die;
  • Gravidanza: 70 μg / die;
  • Allattamento: 70 μg / die;
  • Bambini da 1 a 17 anni: 12 - 65 μg / die
  • Bambini fino a 12 mesi: 2,0–2,5 μg / die;
  • Bambini di età compresa tra 1 e 18 anni: 30-75 μg / die.

Anche l'EFSA sostiene che non vi sono prove sufficienti per stabilire un UL per la vitamina K.

Autore

Riccardo Borgacci

Riccardo Borgacci

Laureato in Scienze motorie - indirizzo Tecnico Sportivo Laureato in Dietistica
Laureato in Scienze motorie e in Dietistica, esercita in libera professione attività di tipo ambulatoriale come dietista e personal trainer