Vitamina K

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La vitamina K denota una serie de compuestos derivados de la 2-metil-1,4-naftoquinona. El nombre de vitamina K deriva de "Koagulation vitamin" ("factor de coagulación" en alemán), uno de los factores identificados en 1926.

Las vitaminas K se dividen en tres grupos:

* Vitamina K1 o filoquinona (2-metil-3-fitil-1,4-naftoquinona), de origen vegetal, y la más presente en la dieta.
* Vitamina K2 o menaquinona, de origen bacteriano (difieren en el número de unidades isoprenoides que se encuentran en la cadena lateral),
* Vitamina K3 o menadiona, liposoluble, de origen sintético. Sus derivados bisulfíticos son solubles en agua.

METABOLISMO

La vitamina K actúa como coenzima de una carboxilasa que determina la carboxilación de residuos de ácido glutámico para formar el aminoácido ácido γ-carboxiglutámico (GLA). Esto significa que pueden activar a ciertas proteínas:

* La protrombina y los factores de coagulación VII, IX y X,
* Las proteínas plasmáticas C, H, S y Z,
* La osteocalcina y la proteína GLA de la matriz proteica en el hueso.

En particular, los dos residuos de carbono que se encuentran en la GLA, que en condiciones fisiológicas son ionizados, son capaces de enlazar el Ca2+ o dos moléculas de GLA de una misma proteína.

La forma activa de vitamina K es la hidroquinona (KH2), obtenida a partir de una reacción de reducción catalizada por una reductasa dependiente de NADPH y grupos sulfidrilícos. Durante la reacción de carboxilación para generar GLA, la hidroquinona se transforma en epoxi, que, mediante una epóxido reductasa, se convierte en vitamina K.

Algunos fármacos anticoagulantes (como la warfarina) desempeñan su acción al inhibir la reductasa, bloqueando la formación de vitamina KH2, lo que conduce a una disminución en algunos factores de coagulación.

Muchas bacterias del intestino grueso, como Escherichia coli, pueden sintetizar vitamina K2. En estas bacterias, la menaquinona transfiere dos electrones entre dos moléculas pequeñas diferentes, en un proceso llamado respiración anaerobia. Por ejemplo, una molécula pequeña con un exceso de electrones (también llamada donante de electrones), como el lactato, formato, o NADH, transfiere dos electrones a una menaquinona mediante la ayuda de una enzima. La menaquinona, con ayuda de otra enzima, transfiere estos 2 electrones a un oxidante apropiado, como por ejemplo el fumarato o el nitrato (aceptores de electrones). La adición de dos electrones al fumarato o al nitrato convierte la molécula a succinato o nitritos más agua, respectivamente. Algunas de estas reacciones generan una fuente de energía celular, el ATP, de manera similar a la respiración aeróbica en las células eucarióticas, con la excepción de que el último aceptor de electrones no es el oxígeno molecular sino el fumarato o el nitrato. Las bacterias Escherichia coli pueden llevar a cabo la respiración aerobia y la respiración anaerobia mediada por menaquinona.

FISIOLOGÍA

Las distintas formas de vitamina K son absorbidas en las diferentes secciones del intestino. La vitamina K1 se absorbe a nivel del íleon con un mecanismo dependiente de energía, mientras que la menaquinona parece ser absorbida en el colon. En ambos casos, la correcta absorción depende de la normalidad en las funciones biliares y pancreáticas, y se ve favorecida con la presencia de grasa. Posteriormente, la vitamina K se inserta en los quilomicrones, y desde allí pasan a las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y a las lipoproteínas de baja densidad (LDL), desde las que se transfiere a los tejidos.
La vitamina K se almacena muy poco y, además, tiene una larga vida media de alrededor de 17 horas, lo que requiere una continua aportación obtenida de la dieta y de las bacterias sintetizadoras que se encuentran en los intestinos. Las vitaminas K1 y K2 pasan luego a la β-oxidación, y se excretan en la orina como tales o conjugadas con ácido glucurónico. La menadiona se elimina en la orina junto a un grupo de sulfatos, fosfatos o glucurónidos.

La menaquinona (vitamina K2 o menatetrenona) es producida por bacterias en el intestino grueso. La vitamina K es un cofactor de la γ-glutamil-carboxilasa. Esta vitamina permite la fijación de calcio (en forma de hidroxiapatita) en la osteocalcina, una proteína constituyente de los huesos. También inhibe los osteoclastos y promueve la resorción ósea.

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES

La vitamina K se encuentra tanto en alimentos vegetales como en animales, y también se sintetiza en las bacterias intestinales. Entre las plantas, las más ricas son las de hojas verdes (espinacas, lechugas, brócoli, repollo, coles Bruselas, nabos, etc). También la contienen la soja, guisantes, garbanzos, huevos, hígado de cerdo y carne de vacuno. Los productos lácteos, carne, frutas y cereales también tienen, pero en menor cuantía.

La menaquinona-4 (MK-4) y menaquinona-7 (MK-7) se encuentran en la carne, hígado, huevos, productos lácteos, queso, aceites de pescado y nattō (un derivado de la soja). La MK-4 se sintetiza en tejidos animales, y el resto (principalmente MK-7) son sintetizadas por las bacterias durante la fermentación.

La necesidad de vitamina K es de alrededor de 45 μg/día en adultos, y es ampliamente cubierta por la alimentación y la secreción de la flora saprófita. Su deficiencia en la dieta es extremadamente rara, a menos que los intestinos estén muy dañados y no puedan absorber la molécula.

En los adultos, puede haber carencias de vitamina K después del tratamiento de ciertas enfermedades, por malabsorción o por alteraciones de la bilis. Especialmente importante, sin embargo, puede ser una escasez en los lactantes, un fenómeno que puede ocurrir por varias razones: la vitamina K pasa poco a través de la placenta, la leche materna no presenta grandes niveles, el hígado produce una cantidad insuficiente de factor de coagulación y el intestino es estéril en los primeros días de vida.

La escasez se manifiesta inicialmente con un aumento del tiempo de coagulación y una disminución de la protrombina, y luego con signos clínicos que van desde petequias hasta hemorragia grave.

La falta de vitamina K en la dieta de los animales de granja, aves de corral, ovejas y ganado, puede provocarles enfermedades relacionadas con factores hemorrágicos. Por esta razón, se utiliza la vitamina K3 MSB (menadiona bisulfito de sodio), soluble en agua, como aditivo en la alimentación animal.

La ingesta de menaquinona se asocia con un menor riesgo de mortalidad, especialmente por enfermedades del corazón y calcificación aórtica severa. En un estudio realizado en más de diez mil hombres alemanes, con un seguimiento de 8.6 años, la ingesta de menaquinona se asoció con una disminución de la incidencia de cáncer de próstata avanzado. En las mujeres postmenopáusicas y de edad avanzada en Tailandia se ha observado un alto riesgo de deficiencia de vitamina K2, en comparación con el valor normal las mujeres jóvenes y en edad de procrear.

Un mayor nivel de osteocalcinas no carboxiladas se asocia con una menor densidad ósea y, por tanto, con un mayor riesgo de fracturas en mujeres de edad avanzada. En varios estudios clínicos se ha comprobado su eficacia en la prevención de la osteoporosis, y la terapia de prueba en mujeres después de la menopausia con 45 mg diarios de vitamina K2 parece mejorar significativamente la osteoporosis.

En varios ensayos clínicos se ha asociado la vitamina K1, K2 y K3 con una disminución de diferentes tipos de cáncer, aunque los mecanismos todavía se están investigando.

No se conoce ningún efecto tóxico de tomar grandes cantidades de filoquinona o menaquinona. Los altos niveles de menadiona pueden conducir a estrés oxidorreductivo, con niveles más bajos de glutatión y hemolisis.

HISTORIA

En 1929, el bioquímico danés Carl Peter Henrik Dam estudiaba el papel del colesterol en la alimentación de los pollos con una dieta baja en grasa, y observó que después de varias semanas de esta dieta, los animales sufrían de hemorragias que no desaparecían ni siquiera después de la adición de colesterol en su dieta. Le pareció evidente que al restringir el colesterol de la comida, también había desaparecido otra sustancia con efecto coagulante. Llamó a dicho compuesto "vitamina de coagulación" ("Koagulation vitamin", en alemán, de donde procede la letra K). En 1943, Henrik Dam recibió el Premio Nobel de Medicina por el descubrimiento de la sustancia, compartido con Edward Adelbert Doisy, que analizó la naturaleza química de la vitamina.