Витамин К

Все названные вещества обладают геморрагическим действия на организм.

5. Биохимические функции

Как отмечено выше, обнаружение К-авитаминоза было связано с клинической картиной, показывающей замедление процессов свертывания крови. Это выражалось в точечном кровоизлии в ткани. Кровь, взятая из организма К-авитаминозных цыплят и других животных, часами оставалась жидкой при ее хранении.

В последующие годы было выяснено, что витамин К имеет отношение к синтезу протромбина – одного из факторов сложной ферментативной системы свертывания крови. Роль системы состоит в превращении растворимого в плазме белка фибриногена под ферментативным действием тромбина сначала в мономерную форму белка фибрина, а затем в полимерный, уже нерастворимый белок фибрин. Тромбин образуется из протромбина. Особенно сложным является многоступенчатый процесс превращения протромбина в тромбин. В плазме крови постоянно содержатся плазменные факторы свертывания крови (см. табл. 3), являющиеся белковыми веществами, и ионы кальция. В форменных элементах крови – тромбоцитах – содержится особый липопротеид, называемый тромбопластином тромбоцитов, или фактором III тромбоцитов. При разрушении тромбоцитов этот неактивный белок превращается под действием белков плазмы акцеллерина и конвертина в активную тромбокиназу, которая в присутствии других названных плазменных факторов и, кроме того, тканевого фактора начинает ферментативный процесс образования тромбина.

Как видно из схемы, витамин К непосредственно не входит в систему свертывания крови. Он необходим для синтеза в печени протромбина, проконвертина, фактора Х и фактора IX (см. табл. 3).

Специальное изучение биохимической роли витамина К позволяет предположить, что она заключается во влиянии на заключительную стадию формирования молекулы протромбина на посттрансляционном уровне. Наряду с этим имеются сведения об изменении способности протромбина К-авитаминозных организмов взаимодействовать с липидами, углеводами и кальцием. Вследствие этого нарушается активирующее действие факторов ввертывающей системы крови и процесса превращения протромбина в тромбин.

Помимо участия витаминов К в процессе биосинтеза белковых факторов свертывания крови у высших животных, установлено, что они участвуют в окислительно-восстановительных превращениях. Это обусловлено способностью нафтохинонового ядра к обратимым окислительно-восстановительным превращениям. На некоторых микроорганизмах, в частности Escherichia Coli, и микобактериях показана роль менахинонов в биосинтезе пиримидиновых оснований при аэробных условиях. Менахинон принимает участие в превращении дигидрооротовой кислоты в оротовую. Возникающая при этом молекула восстановленного витамина К (менахинола) дегидрируется в присутствии фумаровой кислоты:

Для растительных организмов показано участие витаминов я в транспорте электронов. Не исключена также роль витаминов Ц в процессах окислительного фосфорилирования в митохондриях животных клеток.

6. Связь с витаминами

При недостаточности витамина К наблюдали снижение активности аденозинтрифосфатазы и креатинкиназы в крови и скелетной мышце. Это приводит к пониженному использованию макроэргов, что отражается на повышении содержания АТФ в печени и сердце крыс и цыплят. Дополнительное введение витамина Е в рацион, лишенный витамина К, предупреждает снижение активности указанных энзимов в мышцах крыс. Это обнаруживает образование метаболитов, не обладающих антигеморрагическим действием, но, подобно витамину К, обеспечивающих нормальный биосинтез энзиматических белков.

Включение в рацион крыс витамина А – кислоты в дозе, не превышающей 50 ИЕ, значительно снижало содержание протромбина и повышало выделение витамина К с калом. Таким образом, витамин А кислота тормозила всасывание витамина К. Как недостаточность витамина А, так и гипервитаминоз А вызывают хрупкость лизосомных оболочек клеток толстой кишки, приводит к выделению из клеток ряда энзимов – -глюкуронидазы, кислой фосфатазы и арилсульфатазы – и повышает их активность. Пероральное введение витамина К предупреждало освобождение этих энзимов при гипервитаминозе А. Подобное же освобождение арилсульфатазы происходит и из лизосом печени при гипервитаминозе А. Добавление витамина К1 в инкубируемую среду предохраняет лизосомы печени от освобождения арилсульфатазы. Следовательно, витамин К стабилизирует мембраны клеток и их органелл.

7. Биосинтез

Установлены основные этапы биосинтеза витамина К у микроорганизмов. Шикимовая кислота является одним из предшественников ароматического ядра хиноновых производных:

Имеются данные, показывающие значение сукцинилбензойной кислоты в синтезе менадионов. Схема превращения сукпинилбензойной кислоты в менадион представлена следующим рядом реакций:

К 2-метилнафтоевой кислоте присоединяется в дальнейшем пирофосфорный эфир соответствующего изопреноида.

Интересно отметить, что независимо от того, из каких объектов (растительных или микробных) поступает витамин К в организм человека и животных, в печени все они отщепляют изопреноидную цепь в положении 3 и превращаются в менадион (витамин К3). Затем происходит реакция присоединения свойственного для витамина К2(20) изопреноида,  содержащего 20 углеродных атомов.

8. Авитаминоз

Как отмечено выше, недостаточное поступление в организм витамина К вызывает подкожные и внутримышечные кровоизлияния – геморрагии, возникшие в результате снижения скорости свертывания крови.

Уже упоминалось, что витамин К не является непосредственным участником процесса образования фибрина. Он необходим для синтеза в печени белков протромбина (фактор II), проконвертина (фактор VII), фактора Проуэра – Стюарта (фактор X) и фактора Кристмаса (антигемофильный глобулин В – фактор IX).

При К-авитаминозе оказываются сниженными содержание протромбина в крови и концентрация плазменных факторов свертывания крови.

Известен ряд заболеваний, сопровождающихся повышенной свертываемостью крови и образованием тромбов в сосудах (например, инфаркт, тромбофлебит). В этих случаях применяются различные препараты антивитаминов К. Следует отметить также, что для усвоения витамина К необходимо нормальное поступление желчи в кишечный тракт (последнее важно также и для других жирорастворимых витаминов).

9. Распространение в природе и потребность

Определение суточной дозы витамина К затруднительно в связи с синтезом его микроорганизмами, населяющими кишечный тракт. Обычно суточная потребность человека составляет 100 мкг, однако она может быть и более высокой.

Рекомендуемая профилактическая доза для взрослых лиц мужского пола составляет 80 мкг в сутки, а для взрослых лиц женского пола - 65 мкг в сутки. Имеющиеся данные не достаточны для установления профилактической дозы витамина К во время беременности и кормления грудью. Количество витамина К, потребляемое с пищей, в целом превышает рекомендуемую профилактическую дозу. Рекомендуемая общая доза для новорожденных составляет 5 мкг филлохинона или менахинона в сутки в течение первых шести месяцев и 10 мкг в течение последующих шести месяцев. Прописи для новорожденных должны содержать 4 мкг витамина К на 100 кКал. Профилактическая доза для детей установлена на уровне примерно 1 мкг/кг массы тела.

Лечебные дозы витамина К значительно превышают суточную потребность здоровых людей и составляют, например при заболевании желтухой, 10–15 мг в сутки.

Не наблюдалось никаких проявлений токсичности даже после длительного приема больших количеств витамина К1 и К2. Однако введение менадиона (К3) может вызывать гемолитическую анемию, желтуху и ядерную желтуху (серую форму желтухи у новорожденных).

В природе витамином К особенно богаты зеленые части растений. Наиболее высоко его содержание в бобовых растениях, шпинате, капусте, листьях крапивы, томатах и др. Из животных продуктов следует отметить печень, в которой он депонируется (табл. 4).