Vitamin K (Phyllochinone/Menachinon/Menadion)

Physiologische Bedeutung

Vitamin K (K = Koagulation) ist eine Sam­melbezeichnung für eine Gruppe von Sub­stanzen, die sogenannten Phyllochinone, die als gemeinsames chemisches Grundgerüst ei­ne Naphthochinonstruktur besitzen:

Phyllochinon (Vitamin K,)

Menachinon (Vitamin K2)

Menadion (Vitamin K3).

Vitamin K1 kommt in grünen Pflanzen vor, Vi­tamin K2 wird von Darmbakterien gebildet. Das synthetisch hergestellte Vitamin K3 hat seine praktische Bedeutung verloren, da es im Rahmen der Vitamin K-Prophylaxe bei Neu­geborenen zu schweren Hämolysen führte.

Vitamin K ist für die Neubildung der Blutgerinnungsfaktoren II (Prothrombin), VII, IX und X sowie der Gerinnungsinhibitoren Pro­tein C und seinen Cofaktor Protein S in der Le­ber essenziell. Dabei wirkt es als Coenzym bei der y-Carboxylierung der Vorstufen der Ge­rinnungsfaktoren. Erst die so entstandenen y-Carboxyglutamyl-Verbindungen sind gerin­nungswirksam und können in Anwesenheit von Calciumionen an Phospholipidmembra-nen gebunden werden. Durch eine erhöhte Vi­tamin K-Zufuhr kann aber die Blutgerinnung nicht so gesteigert werden, dass bei gesunden Personen Thrombosen auftreten würden.

Darüber hinaus ist Vitamin K auch an der y-Carboxylierung anderer Proteine, wie z. B. des Osteocalcins (BGP) und des Matrix-Gla-Proteins (MGP) beteiligt. Osteocalcin macht den größten Anteil der Nicht-Kollagenprotei­ne der organischen Knochematrix aus. Dieses y-Carboxylglutamat-haltige Knochenprotein wird in den Osteoblasten gebildet und kommt vor allem in schnell wachsenden Knochenab­schnitten vor. Es übernimmt eine wichtige Funktion im Skelettstoffwechsel beim Calciumeinbau in den Knochen und gilt als spezifischer Marker der Osteoblastenfünktion, da es ausschließlich von diesen synthetisiert wird. Über 80% des Osteocalcins wird nach Freisetzung aus den Osteoblasten in die Kno­chenmatrix eingebaut. Vitamin K scheint zu­dem die renale Calciumexkretion zu verrin­gern. Bei Patienten mit Osteoporose finden sich häufig erniedrigte Vitamin-K-Spiegel im Serum.

Das Vitamin K-abhängige Protein MGP ist als Bestandteil der Blutgefäße für die Auf­rechterhaltung der Gefäßintegrität von Be­deutung. Vitamin K-Mangel beeinträchtigt nicht nur die Knochenmineralisation, son­dern scheint auch die Bildung atheroskleroti­scher Ablagerungen zu begünstigen. Transge­ne Mäuse mit MGP-Defekt versterben inner­halb kürzester Zeit an massiver Aortenverkal­kung und Arterienruptur. In einer Studie an postmenopausalen Frauen korrelierte die Schwere atherosklerotischer Verkalkungen signifikant mit erniedrigtem Vitamin K-Spie­gel und niedriger Knochendichte.

Aufgrund der Strukturähnlichkeit zwi­schen Vitamin E und Vitamin K werden der re­duzierten Form von Vitamin K antioxidative Eigenschaften zugeschrieben. In einem in vitro Model wirkte reduziertes Menadion als kettenbrechendes Antioxidans und reduzierte gleichzeitig den oc-Tocopherol-Verbrauch.

Der Vitamin K-Bedarf ist nicht genau be­kannt, zumal ein geringer Teil auch durch Darmbakterien gebildet wird. Die D-A-CH-Referenzwerte empfehlen für Erwachsene ei­ne tägliche Zufuhr von 60 bis 80 pg Vitamin K (siehe Tab. 3.15). Von einigen Ernährungs­wissenschaftlern wird der tatsächliche Vita­min K-Tagesbedarf auf 100 bis 400 pg ge­schätzt.

Vitamin K wird im proximalen Dünndarm durch aktiven Transport resorbiert. Wie bei allen fettlöslichen Vitaminen ist eine ausrei­chende Produktion von Gallensäuren und Pankreasenzymen für die Vitamin K-Resorp­tion erforderlich.

Vitamin K-Gehalt ausgewählter Nah­rungsmittel

Nahrungsmittel       Vitamin K-Gehalt (pg/100 g)

Rosenkohl                 275

Spinat                       335

Blumenkohl              167 Rinderleber 74,5 Hühnerei 47,5

Ursachen für Mangel/erhöhten Bedarf

Alkoholismus:
Chronischer Alkoholkon­sum kann zu schweren Leberschädigun­gen führen.

Alter, Neugeborene (unzureichender Vita­min K-Transport durch die Plazenta), Arzneimittel:
Vitamin-K-Antagonisten (Phenprocoumon, Warfarin).

Antiepilepti­ka:
Erhöhtes Risiko für neonatale Hämorrhagien bei Neugeborenen von Müt­tern, die in der Schwangerschaft Antiepi­leptika eingenommen haben. Breitspek­trum-Antibiotika können die Darmflora zerstören und die intestinale Vitamin K-Produktion beeinträchtigen. Cephalospo­rine beeinträchtigen durch Hemmung der Epoxidreduktase den Vitamin-K-Zyklus und führen zu Verwertungsstörungen. Ho­he Salicylatdosen hemmen die Epoxidre­duktase und die NADH-abhängige Vita­min K-Reduktase. Paraffinöl, Tuberku-lostatika, Colestyramin, Orlistat.

Ernährung: wenig grünes Gemüse (Spniat, Brokkoli), totale parenterale Ernährung (TPN)

MaldigestionAabsorption:
Erkrankungen der Galle (Cholangitis), der Leber, des Pankreas (Pankreasinsuffizienz), Muko­viszidose, Steatorrhoe.

  1. Unzureichende Bildung bzw. Carboxylie-rung der Faktoren II, VII, IX, X, Protein C und S sowie des Osteocalcins Hämostasestörungen: Erhöhte Blutungs­neigung (Spontanblutungen), Verlänge­rung der Thromboplastinzeit (Quickwert)

  2. Knochen: Störungen des Knochenauf-baus, erhöhtes Osteoporose- und Fraktur­risiko.

  3. Neugeborene: Hirnblutungen 11 Durchfall, Appetitverlust­

Prophylaxe von Blutgerinnungsstörungen bei Neugeborenen

Vitamin K-Mangel mit der Gefahr schwe­rer Hirnblutungen besteht vor allen Dingen bei Neugeborenen, da Vitamin K kaum pla­zentagängig ist und Muttermilch nur geringe Mengen Vitamin K enthält. Die Aktivität Vi­tamin K-abhängiger Blutgerinnungsfaktoren ist zudem beim Neugeborenen im Vergleich zum Erwachsenen nur schwach ausgeprägt. Neugeborene erhalten deshalb prophylaktisch 1 mg Vitamin K, i.m. oder 1-2 mg oral. Es gibt Hinweise darauf, dass intramuskulär appli­ziertes Vitamin K das Krebsrisiko bei Kindern erhöht, daher wird im Allgemeinen die orale Gabe von 2 mg Vitamin Kj für alle Neugebo­renen am ersten Lebenstag empfohlen. Weite­re Vitamin-K-Gaben von jeweils 2 mg sollten am Ende der ersten Lebenswoche und am Ende des ersten Lebensmonats erfolgen!

Osteoporose

Bei Osteoporosepatienten wurde eine ver­minderte Carboxylierung von Osteocalcin beobachtet. Ebenso wurde ein Zusammen­hang zwischen einer niedrigen ali­mentären Vitamin K-Aufnahme, der Kno­chendichte und einem erhöhten Risiko für Oberschenkelhalsfrakturen festgestellt. Die Auswertung der Daten von 72327 Frauen im Alter von 38 bis 63 Jahren im Rahmen der Nurses' Health Study zeigen, dass eine mo­derate bis hohe Vitamin K-Zufuhr durch den häufigen Verzehr von grünem Gemüse (z. B. Spinat, Brokkoli) das Risiko für Oberschen­kelhalsfrakturen signifikant reduziert. Frau­en, die 109 bis 604 pg Vitamin K pro Tag auf­nahmen hatten ein um 30% niedrigeres Frak­turrisiko als diejenigen Frauen, die täglich nur 41 bis 108 pg Vitamin K aufnahmen. Aufgrund seiner Bedeutung für die Kno­chenmineralisation sollte in der Prophylaxe und Therapie der Osteoporose auf eine aus­reichende   Versorgung   mit   Vitamin K (80-200 pg/d) geachtet werden. Insbesonde­re Frauen in der Postmenopause scheinen von einer zusätzlichen Vitamin K-Gabe zu profi­tieren.

Überdosierung von Antikoagulantien

In hoher Dosierung wird Vitamin K als Anti­dot bei Überdosierungen und Vergiftungen von Cumarin-Derivaten (z.B. Phenprocou-mon) eingesetzt. Bei mittelschweren Blutun­gen werden 5-10 mg Vitamin K, oral, bei kri­tischen Blutungen 10 mg Vitamin K, parente­ral appliziert.

Vitamin K-Mangelblutungen

Bei leichteren Vitamin K-Mangelblutun­gen werden 1-5 mg Vitamin K, oral gegeben.

Weitere Anwendungsgebiete

Fettmalabsorption (z. B. Mukoviszidose), Schwangere die Antiepileptika oder Tuberku-lostatika einnehmen

Bei oraler Applikation sind für Vitamin K keine Nebenwirkungen bekannt. In hohen Dosen gegeben, kann Vitamin K beim Neu­geborenen aufgrund der noch unzureichen­den Glucuronyl-Transferase-Aktivität der Leber eine Hämolyse verursachen. Dadurch kann Bilirubin nur noch unzureichend an Glucuronsäure gebunden und ausgeschieden werden (Hyperbilirubinämie). Nach parente­raler Gabe bei Neugeborenen wird eine er­höhtes Krebsrisiko diskutiert.

Wechselwirkungen und Gegenanzeigen

ASS, Antiepileptika, Cephalosporine, Salicy-late und Tuberkulostatika können die Vita­min K-Wirkung vermindern. Bei Einnah­me von Antiepileptika oder Tuberkulostati­ka in der Schwangerschaft besteht ein erhöh­tes Risiko für Vitamin K-Mangelblutungen beim Neugeborenen.

Unter der Therapie mit oralen Antikoagu­lantien wie Phenprocoumon und Warfarin sollte auf eine gleichzeitige Gabe von Vita­min K verzichtet werden, da die Kontrolle des Quick-Wertes und die Einstellung der Blut­gerinnungszeit beeinträchtigt werden kann.

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