K-vitamiinit

pienoiskuva|390px|K1-vitamiini fyllokinoni ja K2-vitamiineihin lukeutuvat menakinonit MK4 ja MK7. K-vitamiini on termi ryhmälle vitamiineja, joilla on eläimissä samoja biologisia toimintoja kuin K2-vitamiini menakinonilla.

K2-vitamiinilla näyttäisi olevan lisäksi itsenäinen rooli aineenvaihdunnan säätelyssä.

Luontaiset K-vitamiinit ovat 2-metyyli-1,4-naftokinoneita, joissa on perättäisten isopreenien ketju. Fyllokinonissa isopreenejä on 4 – vain suoraan kinoniin liittyneen isopreenin metyylin kohdalla on kaksoissidos, muut ovat yksöissidoksellisia. Menakinonit ovat aineryhmä, joiden isopreenien määrä vaihtelee. Kunkin isopreenin metyylin kohdalla on usein kaksoissidos. Menakinonien lyhenne on MKn, jossa n on isopreenien määrä. Menatetrenonissa eli MK4:ssä isopreenejä on 4, MK5:ssä 5 jne. On myös monia keinotekoisia K-vitamiineja, kuten pelkästä 2-metyyli-1,4-naftokinista koostuva menadioni eli K3-vitamiini, mutta myös muita edeltävistä rakenteellisesti eriäviä aineita.

Ihmisillä ja muilla selkärankaisilla K-vitamiinit ovat koentsyymeitä eli pakollisia apumolekyylejä gammaglutamyylikarboksylaasille. Tämä entsyymi muuntaa translaation jälkeisesti tiettyjen proteiinien tiettyjä glutamaatteja γ-karboksiglutamaateiksi. Tunnetuimmat muutoksen läpikäyvät proteiinit vaikuttavat veren hyytymiseen. K-vitamiineja vaaditaan siis muun muassa veren hyytymiseen. Monet kasvit, levät, syanobakteerit, bakteerit, arkit ja sienet tuottavat K-vitamiineja, joille ne siis eivät ole vitamiineja. Näissä K-vitamiinit siirtävät elektroneja ATP:tä tuottavissa elektroninsiirtoketjuissa.

K1-vitamiini eli fyllokinoni on ihmisten ravinnon yleisin K-vitamiini. K1-vitamiinia esiintyy erityisen runsaasti esimerkiksi parsa- ja keräkaalissa sekä kananmunankeltuaisessa. K1-vitamiinin imeytyminen on kuitenkin heikkoa ja se poistuu elimistöstä huomattavasti K2-vitamiineja nopeammin. Vain 5-20 prosenttia K1-vitamiinista imeytyy elimistöön.

K2-vitamiineja eli menakinoneja esiintyy vain eläin- tai mikrobiperäisissä ruoissa. K2-vitamiinit kattavat usein määrällisesti alle 20 % ravinnon sisältämästä K-vitamiinista. Ne imeytyvät kuitenkin niin paljon K1-vitamiinia paremmin, että ne saattavat kattaa jopa 50 % K-vitamiinin nettosaannista. Juustoissa ja maksassa esiintyvä menakinoni 7 viipyy elimistössä jopa yhdeksän kertaa K1-vitamiinia pidempään.

Menakinoneja on ylivoimaisesti eniten bakteerikäytetyissä ruuissa, kuten juustoissa ja nattōssa. Kananmunissa ja lihoissa on menakinoni 4:ää (MK4) ja 6:ta (MK6). Eläinten suolistobakteerit tuottavat menakinoneja, mutta esimerkiksi ihmisillä ne eivät yksin kata K-vitamiinitarvetta.

K-vitamiinipuutos muun muassa hidastaa veren hyytymistä ja voi vakavana johtaa sisäisiin verenvuotoihin. Puutos on aikuisilla kuitenkin hyvin harvinaista, ja syynä on vain harvoin liian pieni K-vitamiinisaanti. Puutos johtuu useammin epäsuorista syistä, kuten K-vitamiinien biologisia toimintoja estävän varfariinin tai muiden mekanismiltaan samanlaisten antikoagulanttien käytöstä. Vastasyntyneillä vakava puutos on luonnostaan yleinen ja 5–10 vastasyntyneellä 100 000:sta ilmenee siitä johtuvia verenvuotoja. Näiden ennaltaehkäisemiseksi Suomessa ja monissa muissa maissa kaikille vastasyntyneille annetaan siksi fyllokinonia lihaspistoksena tai nieltynä pian syntymän jälkeen.

K-vitamiinit eivät ole kovin myrkyllisiä. Fyllokinonilla ei ole havaittu haittoja suurin annoksin. Joillakin menakinoneilla haittoja on havaittu vain erittäin suurin ja pitkään jatkuvin annoksin.

Biologinen hyödynnettävyys

K1-vitamiini (fyllokinoni) Kasvikunnan tuotteiden sisältämä K1-vitamiini eli fyllokinoni imeytyy huonosti, koska se on sitoutunut kloroplasteihin. Fyllikinonista jää usein jopa 90-95 prosenttia imeytymättä. Imeytymisessä on myös runsaasti yksilöllisiä eroja. Voin lisäämisen on havaittu kolminkertaistavan pinaatin sisältämän K-vitamiinin imeytymisen, mutta tutkimuksissa on silti havaittu, että kasviperäisestä K-vitamiinista imeytyy parhaimmillaankin vain noin 20 prosenttia. Fyllokinonin puoliintumisaika veressä on vain 0,22–8,80 tuntia ja se poistuu verestä keskimäärin 8 tunnissa.

K2-vitamiini (menakinonit) K2-vitamiini eli eläin- ja mikrobiperäiset menakinonit imeytyvät kasviperäistä K1-vitamiinia paremmin ja viipyvät elimistössä pidempään. MK7-muodossa oleva menakinoni imeytyy suolistosta parhaiten . Maitotuotteiden menakinonit imeytyvät lähes täysin.

Menakinoni MK7 poistuu verestä noin 4 vuorokaudessa, MK9 noin kahdessa vuorokaudessa ja MK4 alle vuorokaudessa.

Saantisuositukset

K-vitamiini (fyllokinoni ja menakinonit) Yhdysvaltain Institute of Medicine (IOM) julkaisi K-vitamiinin riittävän saannin arvot (AI-arvo, engl. adequate intake, AI) vuonna 2001. Arvot perustuivat terveeltä vaikuttavan väestön K-vitamiinin saannin suurimpaan löydettyyn mediaaniin, joka oli miehillä 120 ja naisilla 90 mikrogrammaa päivässä. Valittuja arvoja tuki se, että terveillä koehenkilöillä, joiden K-vitamiinin saanti oli lähellä 80 μg:aa, ei ole havaittu tutkimuksissa merkkejä K-vitamiinin puutoksesta. Arvojen määrittämisessä ei tarkasteltu erikseen K1- ja K2-vitamiinin saantia. Kasviperäistä K1-vitamiinia on nautittava moninkertainen määrä eläin- tai bakteeriperäiseen verrattuna, koska kasviperäisestä K-vitamiinista imeytyy parhaimmillaankin vain noin 20 prosenttia. Fyllokinonin puoliintumisaika veressä on vain 0,22–8,80 tuntia ja se poistuu verestä keskimäärin 8 tunnissa. +Yhdysvaltain kansallisen lääketieteellisen akatemian julkaisemat riittävän saannin arvot K-vitamiinille (K1 ja K2 yhteensä) Miehet ja naisetRaskaana olevat tai imettävätIkäµg/vrkIkäµg/vrk0–6 kuukautta214–18 vuotta757–12 kuukautta2,51–3 vuotta304–8 vuotta556019–50 vuotta9014–18 vuotta75Yli 19 vuotta (miehet)120Yli 19 vuotta (naiset)90

K1-vitamiini (fyllokinoni)

+ Euroopan elintarviketurvallisuusviraston julkaisemat K1-vitamiinin (fyllokinoni) riittävän saannin arvotMiehet ja naisetRaskaana olevat tai imettävät, µg/vrkIkäµg/vrk7–11 kuukautta10701–3 vuotta124–6 vuotta207–10 vuotta3011–14 vuotta4515–17 vuotta65≥18 vuotta70

Kasvikunnan tuotteiden sisältämä K1-vitamiini imeytyy huonosti ihmisen ruoansulatuksessa, ja imeytymisessä on runsaasti yksilöllisiä eroja. Voin lisäämisen on havaittu kolminkertaistavan pinaatin sisältämän K-vitamiinin imeytymisen, mutta tutkimuksissa on silti havaittu, että kasviperäisestä K-vitamiinista imeytyy parhaimmillaankin vain noin 20 prosenttia.

Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto EFSA julkaisi K1-vitamiinin eli fyllokinonin riittävän saannin arvot (AI-arvo, engl. adequate intake) vuonna 2017. Kyseessä on arvio siitä, mikä määrä fyllokinonia riittää pitämään jonkin väestöryhmän terveenä. Ryhmät on eritelty oheisessa taulukossa.

Suositusarvot ovat väestöryhmien vähimmäistarpeen keskiarvoja suurempia, jotta ne riittäisivät myös niille, joiden tarve on keskimääräistä suurempi.

K2-vitamiini (menakinonit) On olemassa lisääntyvää tutkimusnäyttöä siitä, että eri K2-vitamiinilla eli eri muotoisilla menakinoneilla on itsenäinen rooli aineenvaihdunnan säätelyssä. K2-vitamiinin on havaittu myös lievittävän osteoporoosia, ateroskleroosia ja muita tulehduksellisia sairauksia sekä parantavan syövän ennustetta.

On olemassa tutkimusnäyttöä siitä, että K2-vitamiinin saanti on liian niukkaa useimmissa väestöissä. Kansainvälinen tutkimuryhmä suositteli tämän vuoksi vuonna 2020, että K2-vitamiinille määritettäisiin erikseen riittävä saantitaso. Saanti Vuonna 2017 18–74-vuotiaat suomalaismiehet saivat K1- ja K2-vitamiinia yhteensä keskimäärin 115 µg/vrk ja naiset 110 µg/vrk. K-vitamiinista 35–43 % saatiin kasviksista, 20–27 % lihavalmisteista ja 11–14 % viljavalmisteista. Saanti oli tarkastelluista ikäryhmistä alhaisinta 65–74-vuotiailla eli keskimäärin vain 93 µg/vrk. 18–24-vuotiailla saanti oli korkeinta – se oli keskimäärin 127 µg/vrk.

K2-vitamiinia on eniten bakteerikäytetyissä ruuissa, kuten juustoissa ja nattōssa, mutta myös lihoissa ja kanamunassa. Lihan ja munan menakinonit ovat kuitenkin pääosin MK4:n muodossa..

Liikasaanti Suomen valtio tai EFSA ei ole asettanut K-vitamiinien päiväsaannille ylärajaa. Fyllokinoni on verrattain turvallinen aine. Ihmisillä esimerkiksi kuukauden jatkuneet 10 mg/vrk annokset fyllokinonia eivät ole olleet haitallisia. Muilla eläimillä edes kuukauden jatkuneet 2 000 mg/kg vuorokausiannokset eivät ole aiheuttaneet havaittavia haittoja.

Menadioni on myrkyllinen erittäin suurilla annoksilla. Eläinkokeissa on havaittu, että puolet kananpojista ja hiiristä kuolee (LD50) annoksella 800 ja 600 mg/kg. Koe-eläinten pääasiallinen myrkytysoire on hemolyyttinen eli punasolutuhosta johtuva anemia ja haiman laajentuminen. Hemolyysiä aiheuttavat happiradikaalit, sillä menadioni voi pelkistyä semikinoniradikaaliksi, joka reagoi hapen kanssa tuottaen superoksidin.

Kokeessa, jossa rotille ja koirille syötettiin vuoden ajan MK4:ää 100 ja 500 mg/vrk annoksin per painokilo, havaittiin kokeen puolivälissä painonlaskua ja merkittävää veren punasolukatoa ja hemoglobiinipitoisuuden laskua. Rotille suun kautta syötetyt 2000 mg kerta-annokset MK7:ää eivät olleet haitallisia, eivätkä 90 päivää jatkuneet 20 mg/vrk annokset.

Puutos K-vitamiini on pakollinen osa veren hyytymisreaktiota. Sen puutos ilmenee ihmisillä ja muilla eläimillä lähinnä veren hyytymisen hidastumisena. Tämä voi johtaa verenvuotoihin muun muassa ihossa, lihaksissa ja ruuansulatuselimistössä. Puutos voi myös verenvuotojen takia johtaa anemiaan. Lisäksi voi ilmetä kasvun hidastumista. Vastasyntyneillä ihmisillä puutos lisää riskiä saada aivoverenvuoto tai muu vaarallinen verenvuoto.

Puutos, joka johtuu liian pienestä K-vitamiinisaannista ruuasta, on ihmisillä ja muilla eläimillä harvinainen tila. Syy on se, että lähes kaikissa ruuissa on paljon K-vitamiineja suhteessa tarpeeseen. Joillain eläimillä myös pelkkä suolimikrobien K-vitamiinituotto yhdistettynä koprofagiaan kattaa tarpeen. Poikkeuksena ovat eläimet, joilla ruuan läpikulku ruuansulatuselimistön halki on liian nopeaa riittävään vitamiinituottoon, ja jotkin tuotantoeläimet muun muassa maatalouden antibioottikäytön takia. Kananpojat ovat eräs esimerkki edeltäville tekijöille erityisen herkistä eläimistä.

Ihmisillä puutokselle altistavat epäsuoraan muun muassa rasvaliukoisten K-vitamiinien ja muiden lipidien huono imeytyminen suolistosta. Syynä voi olla muun muassa keliakia, kystinen fibroosi tai kolestaasi, kuten sappitieatresia. varfariinin tai sen tyyppisen antikoagulanttien käyttö. Hyytymisen esto on lääkinnällistä, sillä aineilla pyritään estämään veritulppia. Antikoagulantteja saatetaan kuitenkin saada liikaa. Niiden teho ainakin varfariinin kohdalla voi myös vahvistua aineiden vaikutuksesta, jotka heikentävät antikoagulantteja hajottavien P450-entsyymien toimintaa. antibiootit, jotka kohdistavat vaikutuksensa laajaan bakteerikirjoon tappaen siis K-vitamiineja tuottavia suolistobakteereita. Ihmisillä suolistobakteerien vitamiinituottoa ei pidetä kuitenkaan kovin merkittävänä K-vitamiinisaannin kannalta. ikä. 5–10 vastasyntyneellä 100 000:sta ilmenee puutoksesta johtuvaa verenvuotoa. Sikiöillä K-vitamiinisaanti istukan kautta on huonoa. Vastasyntyneillä K-vitamiineja tuottavat suolimikrobikannat eivät ole ehtineet kehittyä kunnolla. Myös maksassa tuotettujen hyytymistekijöiden tuotto ja vitamiinien imeytyminen suolistosta on huonoa. Yksinomainen rintaruokinta altistaa K-vitamiinin puutokselle, koska rintamaidossa on vain noin 0,6–10 µg fyllokinonia per litra. Sikiön puutosriskiä lisäävät myös tietyt raskauden aikaiset lääkitykset, kuten varfariini. Suomessa ja monissa muissa maissa K-vitamiinia annetaan näiden syiden takia vastasyntyneille yksittäisenä 0,5–2 mg fyllokinonin lihaspistoksena pian syntymän jälkeen. Joskus pistos annetaan laskimoon tai suun kautta useana isompana annoksena noin kuukauden aikana. Monissa maissa myös äidinmaidonkorvikkeisiin lisätään fyllokinonia noin 50–125 µg/l.

Terveysvaikutukset

Luuston terveys