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La vitamina K

Generalità

Francesco Visioli

La vitamina K (scoperta nel 1929) appartiene al gruppo delle vitamine liposolubili ed il suo nome deriva dal danese “koagulation”, perché la vitamina K è indispensabile alla funzione di numerose proteine dei processi di coagulazione.

In natura esistono due forme di vitamina K: le piante sintetizzano fillochinone, conosciuto come vitamina K1, i batteri sintetizzano una vasta gamma di vitamine K, utilizzando la ripetizione d’unità di cinque carboni nella catena laterale della molecola. Queste forme di vitamina K si chiamano menochinone-n (MK-n), dove n indica in numero d’unita; a cinque atomi di carbonio; le MK-n sono conosciute come vitamina K2. La MN-4 non è prodotta in quantità significative dai batteri, ma sembra essere sintetizzata dagli animali (e dagli uomini) dal fillochinone; spesso, infatti, si trova negli organi in concentrazioni superiori a quelle del fillochinone: questo suggerisce che l’MN-4 abbia funzioni fisiologiche importanti ancora da scoprire.

Funzioni biologiche

L’unico ruolo biologico noto per la vitamina K è di fungere da coenzima per una carbossilasi che catalizza la carbossilazione dell’acido glutammico ad acido gamma-carbossiglutammico. Nonostante questa carbossilazione vitamina K-dipendente avvenga solo su specifici residui d’acido glutammico in un numero ridotto di proteine, essa è indispensabile alla funzione di legame del calcio di tali proteine.

Coagulazione

La capacità di legare il calcio è indispensabile all’attivazione dei sette fattori della cascata della coagulazione vitamina K-dipendenti. Il termine cascata si riferisce alla serie d’eventi, ognuno dipendente dall’altro, che fermano il sanguinamento attraverso la formazione di coaguli.

Tra questi fattori si ricordano i fattori II (protrombina), VII, IX e X, che formano il nucleo della cascata. La proteina Z sembra incrementare l’azione della trombina (la forma attivata della protrombina) promuovendo la sua associazione a fosfolipidi nelle membrane cellulari. La proteina C e la proteina S sono proteine anticoagulanti che controllano e bilanciano la cascata della coagulazione. Siccome i processi di coagulazione devono essere finemente regolati per evitare sanguinamenti prolungati o inopportune formazioni di coaguli e poiché i fattori della coagulazione vitamina K-dipendenti sono sintetizzati nel fegato, disturbi epatici severi ne diminuiscono i livelli ematici e aumentano il rischio d’emorragie.

Alcuni individui mostrano un’aumentata tendenza a formare coaguli, che ostruiscono il passaggio del sangue nelle arterie e portano ad infarti od embolie polmonari. Alcuni anticoagulanti orali, come la warfarina, inibiscono la coagulazione attraverso meccanismi d’antagonismo con la vitamina K. Nonostante la vitamina K sia liposolubile, i suoi depositi nell’organismo sono limitati e diminuiscono rapidamente a seguito di carenze dietetiche. Forse a causa di questo, l’organismo ha sviluppato una forma di riciclo della vitamina K, in cui piccole quantità di vitamina K possono intervenire varie volte nella gamma-carbossilazione delle proteine, diminuendo il fabbisogno dietetico. La warfarina impedisce il riciclo della vitamina K, interferendo con due reazioni importanti e creandone una carenza funzionale.

Elevate quantità di vitamina K per via orale (dieta o uso d’integratori) possono compensare gli effetti anticoagulanti degli antagonisti della vitamina K, il cui consumo deve quindi essere attentamente calibrato in pazienti sotto terapia anticoagulante. Gli esperti ora consigliano un apporto dietetico costante di vitamina K, che incontri le dosi giornaliere raccomandate (recommended daily allowance - RDA) di 60-80 microgrammi/die, per pazienti trattati con warfarina o altri anticoagulanti.

Mineralizzazione ossea

Nelle ossa sono state isolate tre proteine vitamina K-dipendenti. La sintesi d’osteocalcina da parte degli osteoblasti è regolata dalla forma attiva della vitamina D, il calcitriolo. La capacità di mineralizzazione dell’osteocalcina richiede però gamma-carbossilazione di tre residui d’acido glutammico, mediata dalla vitamina K.

Anche la proteina S (vedi sopra) è sintetizzata dagli osteoblasti, ma il suo ruolo nella mineralizzazione ossea non è chiaro. Bambini con carenza genetica di proteina S soffrono di complicanze relative alla coagulazione, ma anche di diminuita densità ossea.

Crescita cellulare

La Gas6 è una proteina vitamina K-dipendente scoperta nel 1993 che si trova in tutto il sistema nervoso e nel cuore, polmoni, stomaco, reni e cartilagine. Le sue funzioni sono di regolazione della crescita cellulare attraverso attività di segnale cellulare. Sembra anche che giochi ruoli importanti nello sviluppo e nell’invecchiamento del sistema nervoso.

Carenza

La carenza conclamata di vitamina K produce squilibri della coagulazione, dimostrabili attraverso analisi di laboratorio. I sintomi si presentano come facilità a produrre ecchimosi e sanguinamenti dal naso, gengive, sangue nelle urine e nelle feci o perdite mestruali particolarmente abbondanti. Nei bambini, la carenza di vitamina K può portare ad emorragie intracraniche molto pericolose.

La carenza di vitamina K negli adulti sani è poco frequente per varie ragioni: 1) la vitamina K si trova in quasi tutti gli alimenti, 2) il riciclo della vitamina K (vedi sopra) la conserva, 3) i batteri intestinali sintetizzano menachinoni, anche se non è del tutto chiaro fino a che punto essi siano assorbiti. Gli adulti a rischio di carenza si limitano ai soggetti in terapia anticoagulante o con malattie epatiche di una certa gravità. I livelli di consumo adeguato di vitamina K si basano sull’assunzione giornaliera da parte d’individui sani. Si raccomanda un apporto quotidiano di 120 microgrammi per i maschi adulti e di 90 microgrammi per le donne.

Neonati allattati esclusivamente al seno sono a maggior rischio di carenza di vitamina K per le seguenti ragioni: 1) il latte materno ne contiene relativamente poca, rispetto al latte in polvere, 2) l’intestino del neonato non è ancora interamente colonizzato da batteri che sintetizzano menachinoni e 3) il riciclo della vitamina K non è ancora completamente attivato, soprattutto nei nati prematuri. Anche i figli di nutrici in terapia anticonvulsivante sono esposti a maggior rischio di carenza, che si manifesta con disturbi della coagulazione e sanguinamenti tipici dei neonati in tali condizioni. Per questi motivi, l’associazione dei pediatri americani ed altre associazioni internazionali raccomandano un’iniezione di fillochinone (vitamina K1) a tutti i neonati.

Vitamina K e leucemia infantile

Intorno all’inizio degli anni ‘90 si è creato un acceso dibattito quando due studi retrospettici hanno suggerito un’associazione tra le iniezioni di vitamina K ai neonati (vedi sopra) e lo sviluppo di leucemia infantile ed altre forme di tumore infantile. Tuttavia, altri due grandi studi retrospettici, il primo statunitense che ha analizzato 54.000 bambini, il secondo svedese che ne ha presi in considerazione ben 1.3 milioni, non hanno confermato le prime osservazioni.

In breve, non ci sono indicazioni sufficientemente chiare per privare i neonati della vitamina K, poiché una sua possibile carenza porta a conseguenze gravi (vedi sopra).

Fonti dietetiche

Il fillochinone (vitamina K1, la più abbondante negli alimenti) si trova soprattutto nei vegetali a foglia verde (broccoli, cavolo, spinaci, prezzemolo) ed in alcuni oli di semi (soia e canola) e nell’olio d’oliva. L’idrogenazione di tali oli può diminuire l’assorbimento e le attività biologiche della vitamina K. Altra fonte di vitamina K nell’organismo è rappresentata dalla flora intestinale, che sintetizza menachinoni (vitamina K2).

Fino a poco tempo fa si pensava che la produzione intestinale di vitamina K coprisse il 50% del fabbisogno giornaliero, ma ricerche più recenti hanno ridotto di molto queste cifre. Infine, in molti individui si nota un apporto significativo di vitamina K attraverso l’uso d’integratori, soprattutto multivitaminici, che contengono in genere 10-120 microgrammi per dose.

Prevenzione delle patologie

La scoperta di proteine vitamina K-dipendenti nelle ossa ha stimolato la ricerca nel campo del suo possibile contributo al mantenimento di uno status osseo ottimale. Studi epidemiologici hanno dimostrato una correlazione tra vitamina K ed osteoporosi, con l’avanzare dell’età.

Questi studi hanno correlato direttamente il consumo di vitamina K con l’incidenza di fratture ossee nell’anziano, ma è difficile isolare il contributo di questa vitamina da quello d’altri componenti delle sue principali fonti dietetiche, ad esempio i vegetali a foglia verde. L’osteocalcina, una proteina circolante, è un marker sensibile di formazione di tessuto osseo e la vitamina K è indispensabile alla sua gamma-carbossilazione. La subcarbossilazione (carbossilazione insufficiente) dell’osteocalcina interferisce seriamente con la sua capacità di legarsi ai minerali ossei ed è un indicatore affidabile dello status nutrizionale di vitamina K. I livelli circolanti d’osteocalcina subcarbossilata sono più alti nelle donne in post-menopausa ed ancora più elevati in donne oltre i 70 anni. Ci sono al riguardo alcune indicazioni, soprattutto in Giappone. Per la somministrazione di vitamina K a donne in menopausa, soprattutto se con alti livelli circolanti d’osteocalcina subcarbossilata, ma al momento non esistono studi d’ampie dimensioni per confermare o smentire questa ipotesi terapeutica.

Tossicità

Nonostante siano possibili reazioni allergiche, non sono stati segnalati casi di tossicità legata all’uso d’alte dosi di fillochinone o menachinone. Al contrario, il menadione può interferire col metabolismo del glutatione e portare ad una aumento dello stress ossidativo delle membrane. Il menadione somministrato per iniezione ha indotto tossicità epatica, ittero e anemia emolitica (dovuta alla rottura dei globuli rossi) nei bambini e non è più utilizzato per il trattamento della carenza di vitamina K, per la quale non è stato fissato un limite massimo d’assunzione.

Per quanto riguarda le interazioni con farmaci, gli effetti anticoagulanti degli antagonisti della vitamina K (es. warfarina) possono essere inibiti da alte dosi della stessa, ingerite ad esempio attraverso il consumo d’integratori. E’ quindi necessario che i pazienti sotto trattamento con warfarina pongano particolare attenzione ai loro livelli di consumo di vitamina K, mantenendoli costanti nel tempo per evitare fluttuazioni. Anche alte dosi di vitamina E e vitamina A possono avere effetti antagonisti a quelli della vitamina K, poiché la prima inibisce le carbossilasi prima ricordate, mentre la seconda interferisce con l’assorbimento della vitamina K.

Nelle donne in gravidanza, l’uso di warfarina, anticonvulsivanti, rifampicina o isoniazide può interferire con la sintesi di vitamina K fetale e aumentare il rischio di carenza nel neonato. L’uso prolungato di antibiotici diminuisce il tasso di sintesi di vitamina K intestinale, mentre cefalosporine e salicilati ne possono inibire il ricircolo. Infine, lassativi o sostanze che inibiscono l’assorbimento dei grassi (colestiramina, orlistat, oli minerali e olestra) possono diminuire l’assorbimento di vitamina K.

Bibliografia

Modificato da: Linus Pauling Institute Micronutrient Information Center e Farmacia News 5/2006

Glossario

  • Flora intestinale

    Popolazione di germi saprofiti presenti normalmente nell'intestino, utili all'organismo in quanto favoriscono i processi digestivi e di assorbimento.

  • Correlazione

    Valutazione della relazione esistente tra differenti variabili, che non implica necessariamente un rapporto di causa ed effetto tra loro. Il tipo di relazione più frequentemente studiato è quello lineare (una retta in un piano cartesiano) in questo caso la forza della correlazione viene espressa con un numero (r) che varia da -1 (la maggiore correlazione negativa possibile) a +1 (la maggiore correlazione positiva possibile) un valore pari a 0 indica assenza di qualsiasi correlazione.

  • Osteoporosi

    Rarefazione del tessuto osseo per diminuzione dell'attività degli osteoblasti, legata all'età o a malattie.

  • Incidenza

    Il numero di nuovi casi osservati in una popolazione nell'unità di tempo (in genere un anno). Un'incidenza dell'infarto in una popolazione dell'1 per mille indica che, ogni anno, un soggetto su mille viene colpito dalla malattia. Da non confondere con "prevalenza" (vedi).

25 luglio 2006

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