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 , los otros dos son la vitamina K 1 ( filoquinona ) y K 3 ( menadiona ). K 2 es tanto un producto tisular como 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 varía de 4 a 13, por lo tanto, la vitamina K 2 consta de varias formas. [2] Se indica como un sufijo (-n), p. ej. MK-7 o MK-9. La más común en la dieta humana es la menatetrenona (MK-4) de cadena corta, soluble en agua, que generalmente se produce por 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 solo mediante tejidos animales, ya que procede en roedores libres de gérmenes.
Sin embargo, al menos un estudio publicado concluyó que "la MK-4 presente en los alimentos no contribuye al estado de la 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 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 el natto y el 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 . Esta suele fabricarse sintéticamente y se utiliza en la alimentación animal . Antes se administraba a los bebés prematuros , pero debido a una toxicidad involuntaria en forma de anemia hemolítica e ictericia , [ verificación fallida ] ya no se utiliza para este fin. [1] Ahora se sabe que la 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 isoprenoidal . 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 MK- n , donde M representa menaquinona, K representa vitamina K y n representa el número de residuos isoprenoides en la cadena lateral. 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 insaturada que contiene cuatro unidades de isopreno , lo que produce la menaquinona-4, que es soluble en agua por naturaleza. Este homólogo de la vitamina K 2 puede tener funciones enzimáticas distintas de las de la vitamina K 1 .
La MK-7 y otras menaquinonas de cadena larga se diferencian de la MK-4 en que no son producidas por el tejido humano. La MK-7 puede ser convertida 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] Tanto la MK-4 como la MK-7 se encuentran en los Estados Unidos en suplementos dietéticos para la salud ósea.
Todas las vitaminas K tienen una estructura similar: comparten un anillo de " quinona ", pero difieren en la longitud y el grado de saturación de la cola de carbono y en 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 se repiten cuatro unidades de isopreno en la cola de carbono). La longitud de la cadena influye en la solubilidad lipídica y, por lo 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 desempeñadas 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 está involucrada 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 ácido γ-carboxiglutámico (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:
La vitamina puede tener un efecto protector sobre la densidad mineral ósea y reducir el riesgo de fracturas de cadera, vertebrales y no vertebrales. [11] Estos efectos parecen acentuarse cuando se combina con vitamina D y en el contexto de la osteoporosis . [1]
Las investigaciones sugieren que la vitamina K 2 (Menaquinona 7, MK-7) puede reducir la frecuencia y la gravedad de los calambres nocturnos en las piernas. [12]
En cuanto a la utilización, los informes sugieren [ aclaración necesaria ] que la vitamina K 2 es preferida por los tejidos extrahepáticos (hueso, cartílago, vasculatura), que puede ser producida como MK-4 por el animal a partir de K 1 , [ cita requerida ] o puede ser de origen bacteriano (de MK-7, MK-9 y otras MK). [ cita requerida ]
La vitamina K se absorbe junto con la grasa de la dieta desde el intestino delgado y se transporta por quilomicrones en la circulación. [13] La mayor parte de la vitamina K 1 es transportada por lipoproteínas ricas en triacilglicerol (TRL) y rápidamente depurada por el hígado; solo una pequeña cantidad se libera a la circulación y es transportada por LDL-C y HDL-C. La MK-4 es transportada por las mismas lipoproteínas (TRL, LDL-C y HDL-C) y también se depura rápidamente. Las menaquinonas de cadena larga se absorben de la misma manera que la vitamina K 1 y la MK-4, pero son redistribuidas eficientemente por el hígado en predominantemente LDL-C (VLDL-C). Dado que LDL-C tiene una vida media larga en la circulación, estas menaquinonas pueden circular durante tiempos 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 los tejidos extrahepáticos tiene relevancia directa para las funciones de la vitamina K no relacionadas con la hemostasia. [14]
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria ( UE ) y el Instituto de Medicina de los Estados Unidos , 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 (IA) para la vitamina K, pero ningún valor específico para la K 2 . [ cita requerida ]
Partes de la literatura científica, que datan de 1998, sugieren que los valores de IA se basan únicamente en los requerimientos hepáticos (es decir, relacionados con el hígado). [15] [16] Esta hipótesis está respaldada por el hecho de que la mayoría de la población occidental exhibe una fracción sustancial de proteínas extrahepáticas subcarboxiladas. [ cita requerida ] Por lo tanto, se satisface 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. [17] [18]
No se conoce ninguna 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 a partir de 2017 [update]demuestran que la vitamina K no tiene efectos adversos en sujetos sanos. [ cita requerida ] Las recomendaciones para la ingesta diaria de vitamina K, emitidas recientemente por el Instituto de Medicina de los 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 K 1 o K 2 ". Los modelos animales que involucran ratas, si se pueden generalizar a los humanos, muestran que la MK-7 es bien tolerada. [ 19 ]
Aparte de los hígados animales, la fuente dietética más rica de menaquinonas son los alimentos fermentados (de bacterias, no de mohos ni levaduras); las fuentes incluyen quesos consumidos en dietas occidentales (por ejemplo, que contienen MK-9, MK-10 y MK-11) y productos de soja fermentados (por ejemplo, en el nattō tradicional consumido en Japón, que contiene MK-7 y MK-8). [ cita requerida ] (Aquí y a continuación es digno de mención que la mayoría de los ensayos de alimentos miden solo menaquinonas completamente insaturadas. [ cita requerida ] )
La MK-4 es sintetizada por los tejidos animales y se encuentra en la carne, los huevos y los productos lácteos. [20] Se ha descubierto que los quesos contienen MK-8 en una proporción de 10 a 20 μg por 100 g y MK-9 en una proporción de 35 a 55 μg por 100 g. [14] En un informe, no se observaron diferencias sustanciales en los niveles de MK-4 entre animales de caza silvestre, animales de corral y animales de granjas industriales. [21]
Además de sus orígenes animales, las menaquinonas son sintetizadas por bacterias durante la fermentación y, por lo tanto, como se dijo, se encuentran en la mayoría de los quesos fermentados y productos de soja. [22] [ fuente no primaria necesaria ] A partir de 2001, la fuente más rica conocida de K 2 natural era nattō fermentado utilizando la cepa nattō de Bacillus subtilis , [23] que, según se informa, es una buena fuente de MK-7 de cadena larga. [ cita requerida ] En nattō, MK-4 está ausente como una forma de vitamina K, y en los quesos está presente entre las vitaminas K solo en proporciones bajas. [ ¿relevante? ] [24] [ mejor fuente necesaria ] Todavía se desconoce si B. subtilis producirá K 2 utilizando otras legumbres (por ejemplo, garbanzos o lentejas ) o incluso avena fermentada con B. subtilis . Según Rebecca Rocchi et al., 2024, la creación de natto mediante el uso de Bacillus subtilis para fermentar lentejas rojas , garbanzos o guisantes verdes hervidos produjo mayores cantidades de MK-7 que la creación de natto mediante el uso de Bacillus subtilis para fermentar soja hervida , altramuces o frijoles marrones . [25]
Las estimaciones derivadas del cuestionario de frecuencia alimentaria de la ingesta relativa de vitamina K en un país del norte de Europa sugieren que para esa población, aproximadamente el 90% de la ingesta total de vitamina K es proporcionada por K 1 , aproximadamente el 7,5% por MK-5 a MK-9 y aproximadamente el 2,5% por MK-4; [ cita requerida ] 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 en cuanto a contenido de K 2 , en forma de cápsulas. [ cita requerida ]
Notas:
Estudios recientes han encontrado una clara asociación entre el tratamiento anticoagulante oral (o intravenoso) a largo plazo y la reducción de la calidad ósea debido a la reducción de la osteocalcina activa . El tratamiento anticoagulante oral (OAC) puede provocar una mayor incidencia de fracturas, una menor densidad o contenido mineral óseo, osteopenia y un aumento de los niveles séricos de osteocalcina subcarboxilada. [29]
Además, la ACO se asocia a menudo a una calcificación no deseada de los tejidos blandos tanto en niños como en adultos. [30] [31] Se ha demostrado que este proceso depende de la acción de las vitaminas K. La deficiencia de vitamina K produce una subcarboxilación de la MGP. También en humanos tratados con ACO, se encontró una calcificación arterial dos veces mayor en comparación con los pacientes que no recibieron antagonistas de la vitamina K. [32] [33] 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 puede contribuir a la hipertensión sistólica y la hipertrofia ventricular. [34] [35] La terapia anticoagulante suele instituirse para evitar enfermedades potencialmente mortales, y la ingesta elevada de vitamina K interfiere con los efectos anticoagulantes. [ cita requerida ] Por lo tanto, se recomienda a los pacientes que toman warfarina (Coumadin) o que están siendo tratados con otros antagonistas de la vitamina K que no consuman dietas ricas en vitaminas K. [ cita requerida ]
Muchas bacterias sintetizan menaquinonas a partir del ácido corísmico . Lo utilizan como parte de la cadena de transporte de electrones , desempeñando un papel similar al de otras quinonas como la ubiquinona . El oxígeno, el hemo y las menaquinonas son necesarios para que muchas especies de bacterias del ácido láctico realicen la respiración. [36]
Las variaciones en las vías biosintéticas significan que las bacterias también producen análogos de la vitamina K 2 . Por ejemplo, MK9 (II-H) , que reemplaza la segunda unidad de geranilgeranilo con un fitilo saturado, es producida por Mycobacterium phlei . 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 biológicamente más activa que la trans MK9 (II-H) . [37] Sin embargo, con las enzimas humanas, la forma trans naturalmente abundante es más eficiente. [38]
Una MK hidrogenada que se consume en cantidades importantes en el ser humano es la MK-9(4H), que se encuentra en el queso fermentado por Propionibacterium freudenreichii . Esta variante tiene la segunda y tercera unidades reemplazadas por fitilo. [39]
Alimentos adquiridos en Maastricht (Países Bajos) y sus alrededores – Tabla 2. Media de vitaminas K (μg/100 g o μg/100 ml)