Vitamine K2 - Essentieel nutriënt voor bloedstolling, cardiovasculaire gezondheid en botstofwisseling
Vitamine K is een essentiële voedingsstof en dient daarom voldoende te worden ingenomen via de voeding of via suppletie. De rol van vitamine K in de bloedstolling is de meest bekende, maar vitamine K heeft meer belangrijke functies in het lichaam. Deze vitamine is betrokken bij de vorming en mineralisatie van bot- en tandweefsel en bij het verhinderen van calciumafzetting in zachte weefsels zoals bloedvaten, kraakbeen, longen, nieren en milt. Recente inzichten suggereren bovendien ontstekingsremmende en antioxidatieve effecten van vitamine K.
Vitamine K is een essentiële cofactor voor een enzym (gamma-glutamylcarboxylase), dat vitamine K-afhankelijke eiwitten activeert. Vitamine K-afhankelijke eiwitten spelen een sleutelrol in diverse fysiologische processen zoals bloedstolling, botmetabolisme, vaatfunctie en het soepel houden van zachte weefsels. Tot de vitamine K-afhankelijke eiwitten behoren onder andere verschillende stollingsfactoren (waaronder factor II (protrombine), factor VII, factor IX en factor X), osteocalcine, matrix-GLA-proteïne en Gas6. De vitamine K-afhankelijke eiwitten ondergaan door inwerking van het enzym een modificatie, (gamma-)carboxylering genaamd, waarna ze in staat zijn calciumionen te binden, wat noodzakelijk is voor hun biologische activiteit. Een adequate vitamine K-status is dus van essentieel belang voor het goed functioneren van vitamine K-afhankelijke eiwitten. De verbruikte (geoxideerde) vitamine K kan via een enzymatische reactie worden teruggebracht in zijn actieve (gereduceerde) vorm en opnieuw worden gebruikt. Een bepaalde klasse antistollingsmiddelen, de zogenoemde vitamine K-antagonisten of coumarinederivaten, blokkeert het enzym dat verantwoordelijk is voor de recycling van vitamine K.
Vitamine K-bronnen
De vetoplosbare vitamine K omvat een groep verbindingen met een gemeenschappelijke structuur en wordt onderverdeeld in vitamine K1 (fyllochinon) en vitamine K2 (menachinon [MK]). Vitamine K2 omvat meerdere menachinonen, waaronder MK-4 en MK-7, die van elkaar verschillen door de lengte van de zijketen. Vitamine K1 zit vooral in groene (blad)groenten en plantaardige oliën. Bijna alle varianten van vitamine K2 worden door bacteriën gesynthetiseerd en worden aangetroffen in gefermenteerd voedsel zoals kaas en yoghurt (MK-8 en -9). Natto, een Japans gerecht van gefermenteerde sojabonen, is de rijkste voedingsbron van vitamine K2 (MK-7). Darmbacteriën produceren ook een kleine hoeveelheid K2. MK-4 is de enige vorm die niet van bacteriële oorsprong is en zit in kleine hoeveelheden in vlees, vis en eieren. Natto wordt buiten Japan nauwelijks gegeten, waardoor hier veel vaker een vitamine K-tekort voorkomt en men eerder is aangewezen op vitamine K-suppletie.
Hoewel de biologische functie van K1 en K2 vergelijkbaar is, zijn er verschillen in biologische beschikbaarheid en weefselverdeling. Westerse voeding bevat voornamelijk de slecht opneembare vitamine K1 (circa 90%), die na opname vooral in de lever accumuleert en een halfwaardetijd heeft van circa 1,5 uur. Vitamine K2 (met name de MK-7-variant) is superieur aan vitamine K1 wat betreft opname, distributie over de lichaamsweefsels en biologische beschikbaarheid. Het is belangrijk te kiezen voor een supplement met de goed opneembare variant MK-7 met een hoge mate van stabiliteit waardoor het niet onder invloed van licht of bepaalde mineralen of hulpstoffen uiteenvalt.
Directe bepaling van vitamine K-serumwaarden geeft een indicatie van recente vitamine K-inname, maar is geen goede methode voor het meten van de totale vitamine K-status vanwege de verschillen tussen vitamine K1 en K2 in biologische beschikbaarheid en halfwaardetijd. Ook geeft de serumwaarde slechts beperkte informatie over de aanwezigheid en het verbruik van vitamine K in weefsels en organen buiten de lever. Een geschikte biomarker voor de vitamine K-status is het gehalte niet-actieve (ongecarboxyleerde) matrix-GLA-proteïne of de ratio tussen gecarboxyleerde en ongecarboxyleerde osteocalcine.
Vitamine K-behoefte
De adequate inname (AI) voor vitamine K1 in Nederland voor volwassenen is vastgesteld op 70 microgram per dag; voor vitamine K2 is geen apart advies. Deze AI van vitamine K1 is gebaseerd op een normale bloedstolling. Er is echter steeds meer wetenschappelijk bewijs dat deze inname onvoldoende is om ook de overige functies van vitamine K te optimaliseren, met name de fysiologische functies buiten de lever (zoals botformatie en soepel houden van zachte weefsels). Het orthomoleculaire advies is om naast vitamine K1 ook vitamine K2 te suppleren in een algemene onderhoudsdosering van 90-180 microgram per dag, in te nemen bij een maaltijd die wat vet bevat.
Vitamine K wordt beperkt opgeslagen in het lichaam, snel omgezet en uitgescheiden via urine of feces. Tijdens de zwangerschap kan vitamine K niet of nauwelijks via de placenta het ongeboren kind bereiken, waardoor geen voorraad wordt opgebouwd. Pasgeboren baby’s hebben bovendien nog onvoldoende darmbacteriën om zelf vitamine K aan te maken en krijgen daarom vitamine K1 gesuppleerd. Ook mensen die langdurig antibiotica of antistollingsmedicatie gebruiken, een verstoorde opname van vetten of een chronische maag-darmziekte of ernstige leveraandoening hebben, lopen een groot risico op een vitamine K-gebrek, met ernstige gevolgen voor de bloedstolling. Een dergelijk strikt vitamine K-tekort komt niet heel veel voor. Wel zijn er aanwijzingen dat circa 40% van de Nederlanders een inadequate vitamine K-status heeft, wat wil zeggen dat zij onvoldoende vitamine K(2) hebben voor de activering van vitamine K-afhankelijke eiwitten buiten de lever. Langdurige vitamine K-insufficiëntie is mogelijk een risicofactor voor (leeftijdgerelateerde) aandoeningen zoals osteoporose, osteoartritis, hart- en vaatziekten en de ziekte van Alzheimer. De lever beschikt nog wel over voldoende vitamine K (voornamelijk K1) voor het activeren van stollingsfactoren en de bloedstolling is normaal, maar er blijft onvoldoende vitamine K over voor andere weefsels. Vitamine K-afhankelijke eiwitten die zich buiten de lever bevinden, blijven ongecarboxyleerd en dus inactief.
Bloedstolling
De bekendste functie van vitamine K is die als belangrijke regulator van de bloedstolling. Vitamine K is een cofactor bij de activatie van vitamine K-afhankelijke stollingseiwitten in de lever, zoals protrombine, factor VII, IX en X. Vitamine K activeert echter ook de antistollingsfactoren proteïne C en S. De helft van de synthese van proteïne S vindt in de lever plaats, de andere helft wordt aangemaakt in cellen die de binnenkant van bloedvaten bekleden (endotheelcellen). Daar speelt proteïne S, in combinatie met proteïne C, een essentiële rol in lokale preventie van het ontstaan van bloedstolsels, doordat het stollingsfactoren inactiveert. Wanneer vitamine K deficiënt is, worden er voornamelijk stollingsfactoren in de lever geactiveerd, en dit gaat ten koste van de vitamine K-afhankelijke eiwitten die buiten de lever (extrahepatisch) worden gesynthetiseerd. Dit zijn, behalve proteïne S, onder andere osteocalcine, matrix-GLA-proteïne en Gas6. Een verstoorde bloedstolling als gevolg van vitamine K-tekort kan zowel tot een verhoogde bloedingskans als het ontstaan van bloedstolsels leiden.
Botgezondheid
Botstofwisseling is een continue dynamische balans tussen botaanmaak en botafbraak. De activiteit van botvormende cellen (osteoblasten) en botafbrekende cellen (osteoclasten) wordt mede gereguleerd door het vitamine K-afhankelijke eiwit osteocalcine. Geactiveerde (gecarboxyleerde) osteocalcine reguleert de vorming en mineralisatie van botten en tanden, bevordert de activiteit van osteoblasten en remt de vorming van osteoclasten. Vitamine K2 verbetert niet alleen de botmineralisatie maar ook de vorming en organisatie van collagene vezels in botweefsel. Suppletie met vitamine K2 heeft een positief effect op de botgezondheid door de botsterkte te vergroten en de bot-turnover te verminderen. Ook het risico op botfracturen neemt af. In Japan wordt geadviseerd dagelijks 250-300 µg vitamine K2 (in de vorm van MK-7) in te nemen ter preventie van osteoporose.
Cardiovasculaire gezondheid
Calciumafzetting in zachte weefsels is een actief gereguleerd proces dat sterk wordt beïnvloed door de vitamine K-afhankelijke matrix-GLA-proteïne (MGP). MGP is onder andere aanwezig in glad spierweefsel van bloedvaten, bot, kraakbeen en zachte weefsels zoals vet- en bindweefsel. Het is de belangrijkste remmer van ongewenste calciumafzetting in het lichaam en daarom essentieel voor het behoud van soepele slagaders. Verstijving van de slagaders (arteriosclerose genoemd, niet te verwarren met atherosclerose) leidt tot hogere druk van het bloed op de vaatwand (bloeddruk) en een hogere stroomsnelheid van het bloed. Dit zorgt voor een hogere belasting van het hart en het vaatstelsel. Vitamine K-suppletie met MK-7 verhoogt de niveaus van geactiveerde MGP waardoor calciumafzetting in de vaatwand en verstijving van de slagaders wordt geremd. Alleen vitamine K2 heeft dit effect, vitamine K1 niet. Klinisch onderzoek laat zien dat vitamine K2 op deze manier vermoedelijk bescherming biedt tegen hart- en vaatziekten en de kans op overlijden verlaagt.
Reumatische aandoeningen
Calciumafzetting in kraakbeen wordt in verband gebracht met osteoartritis, de meest voorkomende reumatische aandoening, ook wel artrose genoemd. Mogelijk is er zelfs een oorzakelijk verband. Mensen met een suboptimale vitamine K-status blijken een verhoogd risico op het ontwikkelen van osteoartritis te hebben. Dit geldt ook voor mensen die een vitamine K-antagonist gebruiken. Calciumkristallen in gewrichten leiden tot stijfheid, verminderen de schokabsorberende eigenschappen van kraakbeen en kunnen ontstekingsprocessen in gang zetten. In de aanwezigheid van voldoende vitamine K2 is geactiveerde MGP in staat calcificatie van gewrichtskraakbeen te voorkomen en ontsteking te remmen. Er zijn aanwijzingen uit preklinisch onderzoek dat voldoende inname van vitamine K2 (progressie van) osteoartritis kan voorkomen, maar bewijs uit klinisch onderzoek dat dit bij mensen zo werkt, is vooralsnog beperkt. Voor vitamine K2 zijn potentiële anti-reumatische effecten vastgesteld. Onderzoek laat zien dat vitamine K2-suppletie ontsteking remt (afname van serumwaarde van de ontstekingsmarker C-reactieve proteïne [CRP]) en symptomen zoals zwelling en pijn kan verminderen. Vitamine K1 vertoont dergelijke effecten niet.
Gezond ouder worden
Veroudering is een multifactorieel proces waarin oxidatieve stress en ontsteking een belangrijke rol spelen. De rol van vitamine K in leeftijdgerelateerde aandoeningen zoals hart- en vaatziekten en osteoporose is hierboven besproken. Daarnaast laat onderzoek zien dat vitamine K2-suppletie mogelijk de glykemische controle verbetert, mede via activering van osteocalcine, en de kans op diabetes type 2 verkleint. Er komt bovendien steeds meer bewijs dat vitamine K ontstekingsremmende en antioxidatieve effecten heeft door mechanismen die onafhankelijk zijn van vitamine K’s rol als cofactor in de carboxylering van vitamine K-afhankelijke eiwitten. Een adequate vitamine K-status is geassocieerd met een lagere serumconcentratie van ontstekingsmarkers en minder reactieve zuurstofdeeltjes. Onderzoek laat tevens zien dat vitamine K2 neuro-inflammatie en afsterven van neuronen kan remmen, zowel via activering van de vitamine K-afhankelijke eiwitten Gas6 en proteïne S als de onafhankelijke antioxidatieve en ontstekingsremmende eigenschappen van vitamine K2. Mogelijk speelt vitamine K2-insufficiëntie een rol in de pathogenese van de ziekte van Alzheimer en/of draagt het bij aan versnelde ziekteprogressie.
Interacties
Vitamine K vermindert de werking van vitamine K-antagonisten (coumarinederivaten) zoals acenocoumarol, fenprocoumon en warfarine. Aan mensen die dit type antistollingsmedicatie gebruiken, wordt geadviseerd vitamine K uitsluitend in overleg en onder controle van een arts te gebruiken. Bepaalde medicijnen, waaronder corticosteroïden, breedspectrumantibiotica, anticonvulsiva en salicylaten, kunnen de vitamine K-status verlagen.
Vitamine K en vitamine D spelen beide een essentiële rol in de calciumstofwisseling. De combinatie van vitamine D-suppletie met onvoldoende vitamine K in het lichaam kan ongunstig zijn. Vitamine D verhoogt de opname van calcium in de darm en remt de uitscheiding via de nieren. Daarnaast stimuleert vitamine D de synthese van de vitamine K-afhankelijke eiwitten osteocalcine en MGP, wat tot een verhoging van de vitamine K-behoefte leidt. Calcium wordt wel goed opgenomen, de calciumspiegel in het bloed stijgt maar calcium kan niet voldoende worden afgezet waar het hoort. In plaats van in de botten kan calcium worden afgezet in de bloedvaten en elastische vezels in bindweefsel en longen en kan het zorgen voor verhoogde afbraak van elastische vezels. Ook nierstenen of niercalcificatie kunnen een gevolg zijn. Suppleer vitamine D3 bij voorkeur in combinatie met vitamine K2.
Vitamine K en vitamine E delen een aantal metabole paden waaronder transport in het bloed en uitscheiding via de gal. Hoge inname van vitamine E (>800 ie per dag) in combinatie met een lage vitamine K-status kan leiden tot verminderde bloedstolling.
