open access

Vol 4, No 2 (2018)
Prace poglądowe
Published online: 2018-06-20
Get Citation

Rola witaminy K2 w metabolizmie kości i innych procesach patofizjologicznych — znaczenie profilaktyczne i terapeutyczne

Eugeniusz Józef Kucharz, Marcin Stajszczyk, Anna Kotulska, Marek Brzosko, Piotr Leszczyński, Katarzyna Pawlak-Buś, Włodzimierz Samborski, Piotr Wiland
Forum Reumatologiczne 2018;4(2):71-86.

open access

Vol 4, No 2 (2018)
Prace poglądowe
Published online: 2018-06-20

Abstract

Witamina K to grupa związków chemicznych o zbliżonej budowie. W organizmie człowieka witamina K jest niezbędna w procesie potranslacyjnej karboksylacji niektórych reszt kwasu glutaminowego wchodzących w skład białek. Proces ten dotyczy kilkunastu białek i jest niezbędny dla ich prawidłowej czynności. Dotyczy to nie tylko białek uczestniczących w krzepnięciu krwi, ale przede wszystkim białek regulujących proces odkładania hydroksyapatytu w kościach, a także w prewencji ektotopowej kalcyfikacji innych tkanek. Badania doświadczalne, epidemiologiczne i interwencyjne wykazały, że niedobór witaminy K może sprzyjać rozwojowi osteoporozy i jej następstw, a także może sprzyjać zwiększonej częstości incydentów sercowo-naczyniowych oraz innych chorób (w tym dotyczących układu nerwowego). Wykazano też korzystny synergizm działania witaminy K i witaminy D w metabolizmie kości. Dotychczasowe obserwacje sugerują, że suplementacja witaminy K2 może stanowić składową profilaktyki i leczenia osteoporozy, ale nie stało się to dotychczas przedmiotem zapisu żadnych rekomendacji europejskich lub amerykańskich, a także polskich.

Forum Reumatol. 2018, tom 4, nr 2: 71–86

Abstract

Witamina K to grupa związków chemicznych o zbliżonej budowie. W organizmie człowieka witamina K jest niezbędna w procesie potranslacyjnej karboksylacji niektórych reszt kwasu glutaminowego wchodzących w skład białek. Proces ten dotyczy kilkunastu białek i jest niezbędny dla ich prawidłowej czynności. Dotyczy to nie tylko białek uczestniczących w krzepnięciu krwi, ale przede wszystkim białek regulujących proces odkładania hydroksyapatytu w kościach, a także w prewencji ektotopowej kalcyfikacji innych tkanek. Badania doświadczalne, epidemiologiczne i interwencyjne wykazały, że niedobór witaminy K może sprzyjać rozwojowi osteoporozy i jej następstw, a także może sprzyjać zwiększonej częstości incydentów sercowo-naczyniowych oraz innych chorób (w tym dotyczących układu nerwowego). Wykazano też korzystny synergizm działania witaminy K i witaminy D w metabolizmie kości. Dotychczasowe obserwacje sugerują, że suplementacja witaminy K2 może stanowić składową profilaktyki i leczenia osteoporozy, ale nie stało się to dotychczas przedmiotem zapisu żadnych rekomendacji europejskich lub amerykańskich, a także polskich.

Forum Reumatol. 2018, tom 4, nr 2: 71–86

Get Citation

Keywords

witamina K; kość; osteoporoza

About this article
Title

Rola witaminy K2 w metabolizmie kości i innych procesach patofizjologicznych — znaczenie profilaktyczne i terapeutyczne

Journal

Forum Reumatologiczne

Issue

Vol 4, No 2 (2018)

Pages

71-86

Published online

2018-06-20

Bibliographic record

Forum Reumatologiczne 2018;4(2):71-86.

Keywords

witamina K
kość
osteoporoza

Authors

Eugeniusz Józef Kucharz
Marcin Stajszczyk
Anna Kotulska
Marek Brzosko
Piotr Leszczyński
Katarzyna Pawlak-Buś
Włodzimierz Samborski
Piotr Wiland

References (67)
  1. Ferland G. The discovery of vitamin K and its clinical applications. Ann Nutr Metab. 2012; 61(3): 213–218.
  2. Zetterström R. H. C. P. Dam (1895-1976) and E. A. Doisy (1893-1986): the discovery of antihaemorrhagic vitamin and its impact on neonatal health. Acta Paediatr. 2006; 95(6): 642–644.
  3. Dam H. Cholesterinstoffwechsel in Hühnereiern und Hühnchen. Biochem Z. 1929; 215: 475–492.
  4. Dam H. Vitamin K, its chemistry and physiology. Adv Enzymol. 1942; 2: 285–324.
  5. Dam H. The discovery of vitamin K, its biological functions and therapeutical application. Les Prix Nobel., Stockholm, P.A.Nordsteadt 1946: 205–220.
  6. MacCorquodale DW, Binkley SB, Thayer SA, et al. On the constitution of vitamin K2. Science. 1940; 91(2351): 58–62.
  7. Shearer MJ, Newman P, Shearer MJ, et al. Metabolism and cell biology of vitamin K. Thromb Haemost. 2008; 100(4): 530–547.
  8. Jarosz M, Bułhak-Jachynczyk B. Normy żywienia człowieka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008: 191–194.
  9. Stajszczyk M, Mykała-Cieśla J. Inhibitory reduktazy HMG-CoA w prewencji osteoporozy i złamań kości. Podobny mechanizm działania statyn i bifosfonianów. Pol. Arch Med Wewn. 2002; 107: 85–91.
  10. Shearer MJ, Newman P. Recent trends in the metabolism and cell biology of vitamin K with special reference to vitamin K cycling and MK-4 biosynthesis. J Lipid Res. 2014; 55(3): 345–362.
  11. Schwalfenberg GK. Vitamins K1 and K2: The Emerging Group of Vitamins Required for Human Health. J Nutr Metab. 2017; 2017: 6254836.
  12. Palermo A, Tuccinardi D, D'Onofrio L, et al. Vitamin K and osteoporosis: Myth or reality? Metabolism. 2017; 70: 57–71.
  13. Eastell R, Pigott T, Gossiel F, et al. DIAGNOSIS OF ENDOCRINE DISEASE: Bone turnover markers: are they clinically useful? Eur J Endocrinol. 2018; 178(1): R19–R31.
  14. Song Lu. Calcium and Bone Metabolism Indices. Advances in Clinical Chemistry. 2017: 1–46.
  15. Rashdan NA, Rutsch F, Kempf H, et al. New perspectives on rare connective tissue calcifying diseases. Curr Opin Pharmacol. 2016; 28: 14–23.
  16. Tie JK, Carneiro JDA, Jin DY, et al. Characterization of vitamin K-dependent carboxylase mutations that cause bleeding and nonbleeding disorders. Blood. 2016; 127(15): 1847–1855.
  17. Kudo A, Kii I. Periostin function in communication with extracellular matrices. J Cell Commun Signal. 2018; 12(1): 301–308.
  18. Gossiel F, Scott JR, Paggiosi MA, et al. The effect of teriparatide treatment on circulating periostin and its relationship to regulators of bone formation and BMD in postmenopausal women with osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab. 2018 [Epub ahead of print].
  19. Wu WJ, Kim MS, Ahn BY. The inhibitory effect of vitamin K on RANKL-induced osteoclast differentiation and bone resorption. Food Funct. 2015; 6(10): 3351–3358.
  20. Hart JP, Catterall A, Dodds RA, et al. Circulating vitamin K1 levels in fractured neck of femur. Lancet. 1984; 2(8397): 283.
  21. Hart JP, Shearer MJ, Klenerman L, et al. Electrochemical detection of depressed circulating levels of vitamin K1 in osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab. 1985; 60(6): 1268–1269.
  22. Bitensky L, Hart JP, Catterall A, et al. Circulating vitamin K levels in patients with fractures. J Bone Joint Surg Br. 1988; 70(4): 663–664.
  23. Hodges SJ, Pilkington MJ, Shearer MJ, et al. Age-related changes in the circulating levels of congeners of vitamin K2, menaquinone-7 and menaquinone-8. Clin Sci (Lond). 1990; 78(1): 63–66.
  24. Feskanich D, Weber P, Willett WC, et al. Vitamin K intake and hip fractures in women: a prospective study. Am J Clin Nutr. 1999; 69(1): 74–79.
  25. Booth SL, Broe KE, Gagnon DR, et al. Vitamin K intake and bone mineral density in women and men. Am J Clin Nutr. 2003; 77(2): 512–516.
  26. Booth SL, Broe KE, Gagnon DR, et al. Dietary vitamin K intakes are associated with hip fracture but not with bone mineral density in elderly men and women. Am J Clin Nutr. 2000; 71(5): 1201–1208.
  27. Fang Y, Hu C, Tao X, et al. Effect of vitamin K on bone mineral density: a meta-analysis of randomized controlled trials. J Bone Miner Metab. 2012; 30(1): 60–68.
  28. Huang ZB, Wan SL, Lu YJ, et al. Does vitamin K2 play a role in the prevention and treatment of osteoporosis for postmenopausal women: a meta-analysis of randomized controlled trials. Osteoporos Int. 2015; 26(3): 1175–1186.
  29. Villa JK, Diaz MA, Pizziolo VR, et al. Effect of vitamin K in bone metabolism and vascular calcification: A review of mechanisms of action and evidences. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017; 57(18): 3959–3970.
  30. Fusaro M, Mereu MC, Aghi A, et al. Vitamin K and bone. Clin Cases Miner Bone Metab. 2017; 14(2): 200–206.
  31. van Ballegooijen AJ, Pilz S, Tomaschitz A, et al. The Synergistic Interplay between Vitamins D and K for Bone and Cardiovascular Health: A Narrative Review. Int J Endocrinol. 2017; 2017: 7454376.
  32. Zheng XY, Liang J, Li YS, et al. Role of Fat-Soluble Vitamins in Osteoarthritis Management. J Clin Rheumatol. 2018; 24(3): 132–137.
  33. Neogi T, Felson DT, Sarno R, et al. Vitamin K in hand osteoarthritis: results from a randomised clinical trial. Ann Rheum Dis. 2008; 67(11): 1570–1573.
  34. Leszczyński P, Korkosz M, Pawlak-Buś K, et al. Diagnostyka i leczenie osteoporozy - zalecenia Polskiego Towarzystwa Reumatologicznego 2015. Forum Reumatologiczne. 2015; 1: 12–24.
  35. Kucharz EJ. Chronic inflammation-enhanced atherosclerosis: can we consider it as a new clinical syndrome? Med Hypotheses. 2012; 78(3): 396–397.
  36. Willems BAG, Vermeer C, Reutelingsperger CPM, et al. The realm of vitamin K dependent proteins: shifting from coagulation toward calcification. Mol Nutr Food Res. 2014; 58(8): 1620–1635.
  37. Luo G, Ducy P, McKee MD, et al. Spontaneous calcification of arteries and cartilage in mice lacking matrix GLA protein. Nature. 1997; 386(6620): 78–81.
  38. Price PA, Faus SA, Williamson MK. Warfarin causes rapid calcification of the elastic lamellae in rat arteries and heart valves. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1998; 18(9): 1400–1407.
  39. Krüger T, Oelenberg S, Kaesler N, et al. Warfarin induces cardiovascular damage in mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2013; 33(11): 2618–2624.
  40. van Ballegooijen AJ, Beulens JW. The Role of Vitamin K Status in Cardiovascular Health: Evidence from Observational and Clinical Studies. Curr Nutr Rep. 2017; 6(3): 197–205.
  41. Dalmeijer GW, van der Schouw YT, Vermeer C, et al. Circulating matrix Gla protein is associated with coronary artery calcification and vitamin K status in healthy women. J Nutr Biochem. 2013; 24(4): 624–628.
  42. Geleijnse JM, Vermeer C, Grobbee DE, et al. Dietary intake of menaquinone is associated with a reduced risk of coronary heart disease: the Rotterdam Study. J Nutr. 2004; 134(11): 3100–3105.
  43. Gast GCM, de Roos NM, Sluijs I, et al. A high menaquinone intake reduces the incidence of coronary heart disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2009; 19(7): 504–510.
  44. Mayer O, Seidlerová J, Vaněk J, et al. The abnormal status of uncarboxylated matrix Gla protein species represents an additional mortality risk in heart failure patients with vascular disease. Int J Cardiol. 2016; 203: 916–922.
  45. Kurnatowska I, Grzelak P, Masajtis-Zagajewska A, et al. Effect of vitamin K2 on progression of atherosclerosis and vascular calcification in nondialyzed patients with chronic kidney disease stages 3-5. Pol Arch Med Wewn. 2015; 125(9): 631–640.
  46. Kurnatowska I, Grzelak P, Masajtis-Zagajewska A, et al. Plasma Desphospho-Uncarboxylated Matrix Gla Protein as a Marker of Kidney Damage and Cardiovascular Risk in Advanced Stage of Chronic Kidney Disease. Kidney Blood Press Res. 2016; 41(3): 231–239.
  47. Ferland G. Vitamin K and brain function. Semin Thromb Hemost. 2013; 39(8): 849–855.
  48. Thijssen HH, Drittij-Reijnders MJ. Vitamin K distribution in rat tissues: dietary phylloquinone is a source of tissue menaquinone-4. Br J Nutr. 1994; 72(3): 415–425.
  49. Sundaram KS, Lev M. Warfarin administration reduces synthesis of sulfatides and other sphingolipids in mouse brain. J Lipid Res. 1988; 29(11): 1475–1479.
  50. Crivello NA, Casseus SL, Peterson JW, et al. Age- and brain region-specific effects of dietary vitamin K on myelin sulfatides. J Nutr Biochem. 2010; 21(11): 1083–1088.
  51. He X, Huang Yu, Li B, et al. Deregulation of sphingolipid metabolism in Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 2010; 31(3): 398–408.
  52. Allison AC. The possible role of vitamin K deficiency in the pathogenesis of Alzheimer's disease and in augmenting brain damage associated with cardiovascular disease. Med Hypotheses. 2001; 57(2): 151–155.
  53. Soutif-Veillon A, Ferland G, Rolland Y, et al. Increased dietary vitamin K intake is associated with less severe subjective memory complaint among older adults. Maturitas. 2016; 93: 131–136.
  54. Dahlberg S, Nilsson CU, Kander T, et al. Detection of subclinical vitamin K deficiency in neurosurgery with PIVKA-II. Scand J Clin Lab Invest. 2017; 77(4): 267–274.
  55. Kimura I, Tanizaki Y, Sato S, et al. [Menaquinone (vitamin K2) therapy in bronchial asthma. Acta Med Okayama. 1975; 29: 73–81.
  56. Dahlberg S, Ede J, Schött U. Vitamin K and cancer. Scand J Clin Lab Invest. 2017; 77(8): 555–567.
  57. Yaguchi M, Miyazawa K, Katagiri T, et al. Vitamin K2 and its derivatives induce apoptosis in leukemia cells and enhance the effect of all-trans retinoic acid. Leukemia. 1997; 11(6): 779–787.
  58. Ishizuka M, Kubota K, Shimoda M, et al. Effect of menatetrenone, a vitamin k2 analog, on recurrence of hepatocellular carcinoma after surgical resection: a prospective randomized controlled trial. Anticancer Res. 2012; 32(12): 5415–5420.
  59. Dasari S, Ali SM, Zheng G, et al. Vitamin K and its analogs: Potential avenues for prostate cancer management. Oncotarget. 2017; 8(34): 57782–57799.
  60. Zwakenberg SR, den Braver NR, Engelen AIP, et al. Vitamin K intake and all-cause and cause specific mortality. Clin Nutr. 2017; 36(5): 1294–1300.
  61. Manna P, Kalita J. Beneficial role of vitamin K supplementation on insulin sensitivity, glucose metabolism, and the reduced risk of type 2 diabetes: A review. Nutrition. 2016; 32(7-8): 732–739.
  62. Suksomboon N, Poolsup N, Darli Ko Ko H. Effect of vitamin K supplementation on insulin sensitivity: a meta-analysis. Diabetes Metab Syndr Obes. 2017; 10: 169–177.
  63. Dihingia A, Ozah D, Baruah PK, et al. Prophylactic role of vitamin K supplementation on vascular inflammation in type 2 diabetes by regulating the NF-κB/Nrf2 pathway via activating Gla proteins. Food Funct. 2018; 9(1): 450–462.
  64. Chen J, Liu J, Zhang Y, et al. Decreased renal vitamin K-dependent gamma-glutamyl carboxylase activity in calcium oxalate calculi patients. Chin Med J (Engl). 2003; 116(4): 569–572.
  65. Gao B, Yasui T, Lu X, et al. Matrix Gla protein expression in NRK-52E cells exposed to oxalate and calcium oxalate monohydrate crystals. Urol Int. 2010; 85(2): 237–241.
  66. Khan A, Wang W, Khan SR. Calcium oxalate nephrolithiasis and expression of matrix GLA protein in the kidneys. World J Urol. 2014; 32(1): 123–130.
  67. Lu X, Gao B, Liu Z, et al. A polymorphism of matrix Gla protein gene is associated with kidney stone in the Chinese Han population. Gene. 2012; 511(2): 127–130.

Important: This website uses cookies. More >>

The cookies allow us to identify your computer and find out details about your last visit. They remembering whether you've visited the site before, so that you remain logged in - or to help us work out how many new website visitors we get each month. Most internet browsers accept cookies automatically, but you can change the settings of your browser to erase cookies or prevent automatic acceptance if you prefer.

Wydawcą serwisu jest  "Via Medica sp. z o.o." sp.k., ul. Świętokrzyska 73, 80–180 Gdańsk

tel.:+48 58 320 94 94, faks:+48 58 320 94 60, e-mail:  viamedica@viamedica.pl