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Funktionen im Körper

Im Zusammenhang mit Vitamin D wird immer häufiger Vitamin K2 erwähnt. Insbesondere bei einer hochdosierten Einnahme von Vitamin D scheint die zusätzliche Aufnahme von Vitamin K2 wichtig zu sein. Was ist der Grund hierfür?

Lange Zeit dachte man, die einzige Aufgabe von Vitamin K bestünde darin, die normale Blutgerinnung sicherzustellen. Nachdem entdeckt wurde, auf welche Art und Weise Vitamin K die Blutgerinnung beeinflusst – durch die Carboxylierung der Aminosäure Glutamat an der gamma-Position bei bestimmten Proteinen der Blutgerinnungskaskade – konnten noch weitere Proteine mit sogenanntem gamma-Carboxyglutamat (Gla) identifiziert werden. Bei der gamma-Carboxylierung von Glutamat fungiert Vitamin K als Cofaktor für das Enzym gamma-Glutamatcarboxylase. Bei einem Mangel an Vitamin K werden die Gla-Proteine mit zu wenigen oder sogar ohne die entscheidenden Carboxylgruppen gebildet. Diese sind in jedem Gla-Protein mehrfach vorhanden und wichtig für die Bindung von Calcium.

Zu den Gla-Proteinen zählen neben verschiedenen Gerinnungsfaktoren die Proteine Osteocalcin und das Matrix-Gla-Protein (MGP).[1]Vermeer C (2012): Vitamin K: the effect on health beyond coagulation – an overview. Food Nutr Res; 56: 5329.

Osteocalcin lagert Calcium in die Knochen ein. Das kann es jedoch nur in gamma-carboxyliertem Zustand, also bei ausreichender Versorgung mit Vitamin K. Ein Vitamin-K-Mangel hat somit zur Folge, dass Zähne und Knochen einen reduzierten Calciumgehalt aufweisen und porös werden. Studien zeigen, dass durch Supplementierung mit Vitamin K2 (MK-7) der Carboxylierungsstatus von Osteocalcin verbessert wird.[2]Theuwissen E, Cranenburg EC, Knapen MH, Magdeleyns EJ, Teunissen KJ, Schurgers LJ, Smit E, Vermeer C (2012): Low-dose menaquinone-7 supplementation improved extra-hepatic vitamin K status, but had no … Continue reading[3]van Summeren MJ, Braam LA, Lilien MR, Schurgers LJ, Kuis W, Vermeer C (2009): The effect of menaquinone-7 (vitamin K2) supplementation on osteocalcin carboxylation in healthy prepubertal children. Br … Continue reading (Theuwissen et al., 2012; van Summeren et al., 2009).

Wird Calcium durch mangelnde Carboxylierung von Osteocalcin unzureichend im Knochen gebunden, so lagert es sich in den Arterien ab. Das Matrix-Gla-Protein (MGP) ist der wirksamste Hemmfaktor der Gefäßver­kalkung. Es wird durch Vitamin K2 aktiviert, indem posttranslational fünf Glutamat-Reste gamma-carboxyliert werden. In aktiviertem Zustand bindet MGP Calcium und hemmt so dessen Ablagerung in den Gefäßwänden.[4]Schurgers LJ, Barreto DV, Barreto FC, Liabeuf S, Renard C, Magdeleyns EJ, Vermeer C, Choukroun G, Massy ZA (2010): The circulating inactive form of matrix gla protein is a surrogate marker for … Continue reading Ein Mangel an Vitamin K2 führt deshalb unweigerlich zu Arterienverkalkung.[5]El Asmar MS, Naoum JJ, Arbid EJ (2014): Vitamin k dependent proteins and the role of vitamin k2 in the modulation of vascular calcification: a review. Oman Med J; 29(3): 172-177. Studien zeigen, dass das inaktive, nicht-carboxylierte MGP durch Supplementierung von Vitamin K2 MK-7 reduziert werden konnte.[6]Caluwé R, Vandecasteele S, Van Vlem B, Vermeer C, De Vriese AS (2014): Vitamin K2 supplementation in haemodialysis patients: a randomized dose-finding study. Nephrol Dial Transplant; 29(7): … Continue reading[7]Westenfeld R, Krueger T, Schlieper G, Cranenburg EC, Magdeleyns EJ, Heidenreich S, Holzmann S, Vermeer C, Jahnen-Dechent W, Ketteler M, Floege J, Schurgers LJ (2012): Effect of vitamin K2 … Continue reading

Patienten mit einem Mangel an Calcium in den Knochen haben einen Überschuss an Calcium in den Arterien und umgekehrt. Der Mangel an Calcium in den Knochen führt zu Osteoporose, während Calcium-Ablagerungen in den Arterienwänden die Ursache der Koronaren Herzkrankheit und anderer Formen von Herz-Kreislauf-, Nieren- und neurodegenerativen Krankheiten sind. Studien deuten darauf hin, dass der Calcium-Stoffwechsel ohne Vitamin K nicht funktioniert.[8]Flore R, Ponziani FR, Di Rienzo TA, Zocco MA, Flex A, Gerardino L, Lupascu A, Santoro L, Santoliquido A, Di Stasio E, Chierici E, Lanti A, Tondi P, Gasbarrini A (2013): Something more to say about … Continue reading

Neben seiner Funktion als enzymatischer Cofaktor hat Vitamin K2 auch eine davon unabhängige knochen­protektive Wirkung, indem es den NF-κB-Signalweg beeinflusst. Der NF-κB-Signalweg ist entscheidend für die Bildung von Osteoklasten (Zellen für Knochenabbau), während der Funktion der Osteoblasten (Zellen für Knochenaufbau) entgegengewirkt wird. Durch Hemmung der NF-κB-Aktivierung stimuliert Vitamin K2 die Bildung von Osteoblasten und unterdrückt die Bildung von Osteoklasten.[9]Yamaguchi M, Weitzmann MN (2011): Vitamin K2 stimulates osteoblastogenesis and suppresses osteoclastogenesis by suppressing NF-κB activation. Int J Mol Med; 27(1): 3-14.

Quellenverzeichnis

1Vermeer C (2012): Vitamin K: the effect on health beyond coagulation – an overview. Food Nutr Res; 56: 5329.
2Theuwissen E, Cranenburg EC, Knapen MH, Magdeleyns EJ, Teunissen KJ, Schurgers LJ, Smit E, Vermeer C (2012): Low-dose menaquinone-7 supplementation improved extra-hepatic vitamin K status, but had no effect on thrombin generation in healthy subjects. Br J Nutr; 108(9): 1652-1657.
3van Summeren MJ, Braam LA, Lilien MR, Schurgers LJ, Kuis W, Vermeer C (2009): The effect of menaquinone-7 (vitamin K2) supplementation on osteocalcin carboxylation in healthy prepubertal children. Br J Nutr; 102(8): 1171-1178.
4Schurgers LJ, Barreto DV, Barreto FC, Liabeuf S, Renard C, Magdeleyns EJ, Vermeer C, Choukroun G, Massy ZA (2010): The circulating inactive form of matrix gla protein is a surrogate marker for vascular calcification in chronic kidney disease: a preliminary report. Clin J Am Soc Nephrol; 5(4): 568-575.
5El Asmar MS, Naoum JJ, Arbid EJ (2014): Vitamin k dependent proteins and the role of vitamin k2 in the modulation of vascular calcification: a review. Oman Med J; 29(3): 172-177.
6Caluwé R, Vandecasteele S, Van Vlem B, Vermeer C, De Vriese AS (2014): Vitamin K2 supplementation in haemodialysis patients: a randomized dose-finding study. Nephrol Dial Transplant; 29(7): 1385-1390.
7Westenfeld R, Krueger T, Schlieper G, Cranenburg EC, Magdeleyns EJ, Heidenreich S, Holzmann S, Vermeer C, Jahnen-Dechent W, Ketteler M, Floege J, Schurgers LJ (2012): Effect of vitamin K2 supplementation on functional vitamin K deficiency in hemodialysis patients: a randomized trial. Am J Kidney Dis; 59(2): 186-195.
8Flore R, Ponziani FR, Di Rienzo TA, Zocco MA, Flex A, Gerardino L, Lupascu A, Santoro L, Santoliquido A, Di Stasio E, Chierici E, Lanti A, Tondi P, Gasbarrini A (2013): Something more to say about calcium homeostasis: the role of vitamin K2 in vascular calcification and osteoporosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci; 17(18): 2433-2440.
9Yamaguchi M, Weitzmann MN (2011): Vitamin K2 stimulates osteoblastogenesis and suppresses osteoclastogenesis by suppressing NF-κB activation. Int J Mol Med; 27(1): 3-14.

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