La vitamina K 2 o menaquinona ( MK ) ( / ˌ m ɛ n ə ˈ k w ɪ n oʊ n / ) es uno de los tres tipos de vitamina K , siendo los otros dos la vitamina K 1 ( filoquinona ) y la K 3 ( menadiona ). K 2 es un producto tisular y bacteriano (derivado de la vitamina K 1 en ambos casos) y generalmente se encuentra en productos animales o alimentos fermentados . [1]
El número n de unidades de isoprenilo en su cadena lateral difiere y oscila entre 4 y 13, por lo que la vitamina K 2 se presenta en varias formas. [2] Se indica como sufijo (-n), por ejemplo, MK-7 o MK-9. La más común en la dieta humana es la menatetrenona (MK-4) soluble en agua de cadena corta , que generalmente se produce mediante la conversión tisular y/o bacteriana de la vitamina K 1 y se encuentra comúnmente en productos animales. Se sabe que la producción de MK-4 a partir de vitamina K 1 vegetal dietética puede lograrse únicamente mediante tejidos animales, como ocurre en roedores libres de gérmenes.
Sin embargo, al menos un estudio publicado concluyó que "la MK-4 presente en los alimentos no contribuye al nivel de vitamina K medido por los niveles séricos de vitamina K. Sin embargo, la MK-7 aumenta significativamente los niveles séricos de MK-7 y, por lo tanto, puede ser de particular interés". importancia para los tejidos extrahepáticos". [3]
Las menaquinonas de cadena larga (más largas que MK-4) incluyen MK-7, MK-8 y MK-9 y son más predominantes en alimentos fermentados como natto y cheonggukjang . [4] Las menaquinonas de cadena más larga (MK-10 a MK-13) son producidas por bacterias anaeróbicas en el colon , pero no se absorben bien a este nivel y tienen poco impacto fisiológico. [1]
Cuando no hay unidades de cadena lateral de isoprenilo, la molécula restante es vitamina K 3 . Este suele elaborarse de forma sintética y se utiliza en la alimentación animal . Anteriormente se administraba a bebés prematuros , pero debido a una toxicidad involuntaria en forma de anemia hemolítica e ictericia , [ verificación fallida ] ya no se usa para este propósito. [1] Ahora se sabe que K 3 es un intermediario circulante en la producción animal de MK-4. [5]
La vitamina K 2 , la principal forma de almacenamiento en los animales, tiene varios subtipos, que difieren en la longitud de la cadena de isoprenoides . Estos homólogos de la vitamina K 2 se denominan menaquinonas y se caracterizan por el número de residuos isoprenoides en sus cadenas laterales. Las menaquinonas se abrevian como MK- n , donde M significa menaquinona, K significa vitamina K y n representa el número de residuos de la cadena lateral de isoprenoides. Por ejemplo, la menaquinona-4 (abreviada MK-4) tiene cuatro residuos de isopreno en su cadena lateral. La menaquinona-4 (también conocida como menatetrenona por sus cuatro residuos de isopreno) es el tipo más común de vitamina K 2 en productos animales, ya que la MK-4 normalmente se sintetiza a partir de la vitamina K 1 en ciertos tejidos animales (paredes arteriales, páncreas y testículos). mediante la sustitución de la cola de fitilo por una cola de geranilgeranilo insaturado que contiene cuatro unidades de isopreno , produciendo así menaquinona-4, que es de naturaleza soluble en agua. Este homólogo de la vitamina K 2 puede tener funciones enzimáticas distintas de las de la vitamina K 1 .
MK-7 y otras menaquinonas de cadena larga se diferencian de MK-4 en que no son producidas por tejido humano. MK-7 puede ser convertido a partir de filoquinona (K 1 ) en el colon por la bacteria Escherichia coli . [6] Sin embargo, estas menaquinonas sintetizadas por bacterias en el intestino parecen contribuir mínimamente al estado general de vitamina K. [7] [8] MK-4 y MK-7 se encuentran en los Estados Unidos en suplementos dietéticos para la salud ósea.
Todas las vitaminas K son similares en estructura: comparten un anillo de " quinona ", pero difieren en la longitud y el grado de saturación de la cola de carbono y el número de unidades de isopreno repetidas en la "cadena lateral". [9] [ cita completa necesaria ] El número de unidades repetidas se indica en el nombre de la menaquinona en particular (por ejemplo, MK-4 significa que cuatro unidades de isopreno se repiten en la cola de carbono). La longitud de la cadena influye en la solubilidad en lípidos y, por tanto, en el transporte a diferentes tejidos diana.
El mecanismo de acción de la vitamina K 2 es similar al de la vitamina K 1 . Las vitaminas K fueron reconocidas por primera vez como un factor necesario para la coagulación, pero se reveló que las funciones realizadas por este grupo de vitaminas eran mucho más complejas. Las vitaminas K desempeñan un papel esencial como cofactor de la enzima γ-glutamil carboxilasa, que participa en la carboxilación dependiente de la vitamina K del dominio gla en las "proteínas Gla" (es decir, en la conversión del ácido glutámico (Glu) unido a péptidos en γ -ácido carboxi glutámico (Gla) en estas proteínas). [10]
La carboxilación de estas proteínas Gla dependientes de la vitamina K , además de ser esencial para la función de la proteína, también es un importante mecanismo de recuperación de vitaminas, ya que sirve como vía de reciclaje para recuperar la vitamina K de su metabolito epóxido (KO) para su reutilización en la carboxilación. .
Se han descubierto varias proteínas humanas que contienen Gla sintetizadas en varios tipos diferentes de tejidos:
MK-4 o MK-7 tiene un efecto protector sobre la densidad mineral ósea y reduce el riesgo de fracturas de cadera, vertebrales y no vertebrales. [11] Estos efectos parecen acentuarse cuando se combinan con vitamina D y en el caso de osteoporosis . [1]
Con respecto a la utilización, los informes sugieren [ se necesita aclaración ] que la vitamina K 2 es preferida por los tejidos extrahepáticos (hueso, cartílago, vasculatura), que el animal puede producir como MK-4 a partir de K 1 , [ cita necesaria ] o puede ser de origen bacteriano (de MK-7, MK-9 y otros MK). [ cita necesaria ]
La vitamina K se absorbe junto con la grasa de la dieta en el intestino delgado y se transporta mediante quilomicrones en la circulación. [12] La mayor parte de la vitamina K 1 es transportada por lipoproteínas ricas en triacilgliceroles (TRL) y rápidamente eliminada por el hígado; sólo una pequeña cantidad se libera a la circulación y es transportada por LDL y HDL. MK-4 es transportado por las mismas lipoproteínas (TRL, LDL y HDL) y también se elimina rápidamente. Las menaquinonas de cadena larga se absorben de la misma manera que la vitamina K 1 y MK-4, pero el hígado las redistribuye eficientemente en forma predominante de LDL (VLDL). Dado que el LDL tiene una vida media larga en la circulación, estas menaquinonas pueden circular durante períodos prolongados, lo que resulta en una mayor biodisponibilidad para los tejidos extrahepáticos en comparación con la vitamina K 1 y MK-4. La acumulación de vitamina K en tejidos extrahepáticos tiene relevancia directa para las funciones de la vitamina K no relacionadas con la hemostasia. [13]
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria ( UE ) y el Instituto de Medicina de EE.UU. , tras revisar la evidencia existente, han decidido que no hay evidencia suficiente para publicar un valor de referencia dietético para la vitamina K o para la K 2 . Sin embargo, han publicado una ingesta adecuada (AI) de vitamina K, pero ningún valor específico para K 2 . [ cita necesaria ]
Parte de la literatura científica, que se remonta a 1998, sugiere que los valores de IA se basan únicamente en las necesidades hepáticas (es decir, relacionadas con el hígado). [14] [15] Esta hipótesis está respaldada por el hecho de que la mayoría de la población occidental exhibe una fracción sustancial de proteínas extrahepáticas subcarboxiladas. [ cita necesaria ] Por lo tanto, se cumple la activación completa de los factores de coagulación , pero no parece haber suficiente vitamina K 2 para la carboxilación de la osteocalcina en el hueso y la MGP en el sistema vascular. [16] [17]
No se conoce toxicidad asociada con dosis altas de menaquinonas (vitamina K 2 ). A diferencia de otras vitaminas liposolubles, la vitamina K no se almacena en cantidades significativas en el hígado . Todos los datos disponibles hasta 2017 [update]demuestran que la vitamina K no tiene efectos adversos en sujetos sanos. [ cita necesaria ] Las recomendaciones para la ingesta diaria de vitamina K, publicadas recientemente por el Instituto de Medicina de EE. UU., también reconocen el amplio margen de seguridad de la vitamina K: "una búsqueda en la literatura no reveló evidencia de toxicidad asociada con la ingesta de ya sea K 1 o K 2 ". Los modelos animales con ratas, si se pueden generalizar a humanos, muestran que MK-7 es bien tolerado. [18]
Aparte de los hígados de animales, la fuente dietética más rica en menaquinonas son los alimentos fermentados (procedentes de bacterias, no de mohos ni levaduras); las fuentes incluyen quesos consumidos en las dietas occidentales (por ejemplo, que contienen MK-8 y MK-9) y productos de soja fermentados (por ejemplo, en el nattō tradicional consumido en Japón, que contiene MK-7). [ cita necesaria ] (Aquí y a continuación cabe señalar que la mayoría de los ensayos de alimentos miden solo menaquinonas completamente insaturadas. [ cita necesaria ] )
MK-4 se sintetiza en tejidos animales y se encuentra en la carne, los huevos y los productos lácteos. [19] Se ha descubierto que los quesos contienen MK-8 en 10 a 20 μg por 100 g y MK-9 en 35 a 55 μg por 100 g. [13] En un informe, no se observaron diferencias sustanciales en los niveles de MK-4 entre la caza silvestre, los animales en libertad y los animales de granja industrial. [20]
Además de su origen animal, las menaquinonas son sintetizadas por bacterias durante la fermentación y, por lo tanto, como se indicó, se encuentran en la mayoría de los quesos fermentados y productos de soja. [21] [ se necesita fuente no primaria ] A partir de 2001, la fuente más rica conocida de K 2 natural era el nattō fermentado utilizando la cepa nattō de Bacillus subtilis , [22] que, según se informa, es una buena fuente de MK-7 de cadena larga. [ cita necesaria ] En nattō, MK-4 está ausente como forma de vitamina K, y en los quesos está presente entre las vitaminas K solo en proporciones bajas. [ ¿importante? ] [23] [ se necesita una mejor fuente ] Aún se desconoce si B. subtilis producirá K 2 usando otras legumbres (por ejemplo, garbanzos o lentejas ) o incluso avena fermentada con B. subtilis .
Las estimaciones de la ingesta relativa de vitamina K derivadas del cuestionario de frecuencia alimentaria en un país del norte de Europa sugieren que, para esa población, alrededor del 90% de la ingesta total de vitamina K proviene de la K 1 , alrededor del 7,5% de la MK-5 a la MK-9 y alrededor del 7,5% de la MK-5 a la MK-9. 2,5% por MK-4; [ cita necesaria ] el olor intenso y el sabor fuerte del nattō parecen hacer de este alimento de soja una fuente menos atractiva de K 2 para los gustos occidentales.
Las empresas de suplementos venden extracto de nattō, supuestamente estandarizado con respecto al contenido de K 2 , en forma de cápsulas. [ cita necesaria ]
Notas:
Estudios recientes encontraron una clara asociación entre el tratamiento anticoagulante (ACO) oral (o intravenoso) a largo plazo y la reducción de la calidad ósea debido a la reducción de la osteocalcina activa . La ACO podría provocar una mayor incidencia de fracturas, una reducción de la densidad o el contenido mineral óseo, osteopenia y un aumento de los niveles séricos de osteocalcina subcarboxilada. [27]
Además, la ACO suele estar relacionada con la calcificación no deseada de los tejidos blandos tanto en niños como en adultos. [28] [29] Se ha demostrado que este proceso depende de la acción de las vitaminas K. La deficiencia de vitamina K produce una subcarboxilación de MGP. También en humanos en tratamiento con ACO se encontró dos veces más calcificación arterial en comparación con pacientes que no recibían antagonistas de la vitamina K. [30] [31] Entre las consecuencias del tratamiento anticoagulante: aumento de la rigidez de la pared aórtica, insuficiencia coronaria, isquemia e incluso insuficiencia cardíaca. La calcificación arterial también podría contribuir a la hipertensión sistólica y la hipertrofia ventricular. [32] [33] La terapia anticoagulante generalmente se instaura para evitar enfermedades potencialmente mortales y la ingesta elevada de vitamina K interfiere con los efectos anticoagulantes. [ cita necesaria ] Por lo tanto, se recomienda a los pacientes que toman warfarina (Coumadin) o que están en tratamiento con otros antagonistas de la vitamina K que no consuman dietas ricas en vitamina K. [ cita necesaria ]
Muchas bacterias sintetizan menaquinonas a partir del ácido corísmico . La utilizan como parte de la cadena de transporte de electrones , desempeñando un papel similar al de otras quinonas como la ubiquinona . Muchas especies de bacterias del ácido láctico necesitan oxígeno, hemo y menaquinonas para realizar la respiración. [34]
Las variaciones en las vías biosintéticas significan que las bacterias también producen análogos de la vitamina K 2 . Por ejemplo, Mycobacterium phlei produce MK9 (II-H) , que reemplaza la segunda unidad de geranilgeranilo con un fitilo saturado . También existe la posibilidad de isomería cis-trans debido a los dobles enlaces presentes. En M. phlei , la forma 3'-metil- cis MK9 (II-H) parece ser más biológicamente activa que la trans MK9 (II-H) . [35] Sin embargo, con las enzimas humanas, la forma trans naturalmente abundante es más eficiente. [36]
Un MK hidrogenado que tiene cantidades relevantes de consumo humano es el MK-9(4H), que se encuentra en el queso fermentado por Propionibacterium freudenreichii . Esta variación tiene la segunda y tercera unidades reemplazadas por fitilo. [37]
{{cite journal}}: |last10=tiene nombre genérico ( ayuda )Alimentos adquiridos en Maastricht (Países Bajos) y sus alrededores - Tabla 2. Media de vitaminas K (μg/100 g o μg/100 ml)