La vitamine K
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La vitamine K (K de "Koagulations-vitamine" en danois et allemand) désigne un groupe de lipophile, hydrophobes vitamines qui sont nécessaires pour la modification post-traductionnelle de certaines protéines, la plupart du temps nécessaire pour la coagulation du sang. Ils sont chimiquement 2- méthyl Dérivés de 1,4-naphtoquinone.
La vitamine K 2 (ménaquinone, ménatétrénone) est normalement produite par les bactéries dans le intestins, et carence alimentaire est extrêmement rare à moins que les intestins sont fortement endommagés ou sont incapable d'absorber la molécule.
Structure chimique
Tous les membres du groupe de la vitamine K une part de vitamines méthylé structure du noyau naphtoquinone, et varient dans le aliphatiques chaîne latérale attachée à la position 3 (voir la figure 1). Phylloquinone (également connu sous le nom de vitamine K 1) contient invariablement dans sa chaîne latérale quatre résidus isoprénoïdes, dont l'un est insaturé.
Menaquinones ont des chaînes latérales composées d'un nombre variable de résidus isoprénoïdes insaturés; en général, ils sont désignés comme MK-n, où n indique le nombre de isoprénoïdes.
Il est généralement admis que la naphtoquinone est le groupe fonctionnel, de sorte que le mécanisme d'action est semblable pour tous les K-vitamines. Des différences importantes peuvent se attendre, cependant, par rapport à l'absorption intestinale, le transport, la distribution tissulaire, et la bio-disponibilité. Ces différences sont dues à la lipophilicité différente des diverses chaînes latérales, et par les différentes matrices alimentaires dans lesquelles elles se produisent.
Physiologie
La vitamine K est impliquée dans la carboxylation de certaines résidus glutamate des protéines pour former résidus gamma-carboxyglutamate (résidus Gla abrégés). Les résidus modifiés sont situés dans spécifique domaines protéiques appelés Domaines Gla. Résidus Gla sont généralement impliqués dans la liaison calcium. Les résidus Gla sont essentiels pour l'activité biologique de tous les Gla-protéines connues.
A ce moment 14 protéines humaines avec Domaines Gla ont été découverts, et ils jouent un rôle clé dans la régulation de trois processus physiologiques:
- La coagulation du sang: ( prothrombine (facteur II), facteurs VII, IX, X, la protéine C, la protéine S et protéine Z).
- Métabolisme osseux: ostéocalcine, également appelé os Gla-protéines (BGP), et protéine gla matrice (MGP).
- La biologie vasculaire.
Les quantités recommandées
Les É.U Apports nutritionnels de référence (DRI) pour un apport suffisant (AS) de la vitamine K pour un jeune de 25 ans mâle est de 120 microgrammes / jour. Aucun apport maximal tolérable (UL) a été créé. Le corps humain magasins de la vitamine K, de sorte qu'il ne est pas nécessaire de prendre de la vitamine K par jour.
Rôle dans la maladie
La vitamine K carence peut se produire par l'absorption intestinale perturbée (par exemple comme cela se produirait dans un obstruction des voies biliaires), par un apport thérapeutique ou accidentelle des antagonistes de la vitamine K ou, très rarement, par la vitamine K-carence nutritionnelle. En conséquence, les résidus Gla sont mal formées et les Gla-protéines ne sont pas suffisamment active. Manque de contrôle des trois procédés mentionnés ci-dessus peut conduire à ce qui suit: risque de massif, saignement incontrôlé, calcification du cartilage et de grave malformation osseuse de développer, ou le dépôt de sels de calcium insolubles dans les parois des artères. Le dépôt de calcium dans les tissus mous, y compris les parois artérielles, est assez fréquent, en particulier dans ceux qui souffrent de l'athérosclérose , ce qui suggère que la carence en vitamine K est plus fréquent qu'on ne le pensait. Ménaquinone, mais pas phylloquinone, la consommation est associée à un risque réduit de CHD la mortalité, toutes causes la mortalité et la calcification aortique sévère.
Ménopausées et les femmes âgées en Thaïlande ont un risque élevé de vitamine K (2) la carence, en comparant à la valeur normale de jeunes femelles reproductrices. Recommandations posologiques actuelles pour la vitamine K peut être trop faible.
Utilisez sur les nouveau-nés
Dans certains pays, des injections de vitamine K sont régulièrement donnés aux nouveau-nés. La vitamine K est utilisé en tant que mesure prophylactique pour prévenir la maladie hémorragique d'apparition tardive ( HDN). Cependant, HDN est un problème relativement rare, et de nombreux parents choisissent maintenant leur bébé de ne pas avoir une telle injection.
Biochimie
Découverte
En 1929 , danoise scientifique Henrik Dam a étudié le rôle de cholestérol par l'alimentation des poulets d'un régime riche en cholestérol appauvri. Après plusieurs semaines, les animaux ont développé des hémorragies et commencé à saigner. Ces défauts ne peuvent pas être restaurés par l'ajout de cholestérol purifié à l'alimentation. Il est apparu que - avec le cholestérol - un second composé avait été extrait de la nourriture, et ce composé a été appelée coagulation vitamine. La nouvelle de la vitamine K a reçu la lettre parce que les découvertes initiales ont été signalés dans un journal allemand, dans lequel il a été désigné comme Koagulationsvitamin. Edward Adelbert Doisy de Université de Saint Louis a fait beaucoup de la recherche qui a mené à la découverte de la structure et la nature chimique de la vitamine K. Dam et Doisy partagé la 1943 Prix Nobel de médecine pour leurs travaux sur la vitamine K. Plusieurs laboratoires synthétisé le composé en 1939.
Depuis plusieurs décennies, le modèle de poussin de K-déficients en vitamine était la seule méthode de quantification de la vitamine K dans divers aliments: les poussins ont été faites vitamine K-déficient, puis nourris avec des quantités connues de vitamine contenant K-alimentaire. La mesure dans laquelle la coagulation du sang a été restauré par le régime alimentaire a été prise comme une mesure de sa teneur en vitamine K.
Le premier rapport publié de succès du traitement avec de la vitamine K de l'hémorragie mortelle, chez un patient jaunisse à la carence de prothrombine a été faite en 1938 à la Université de l'Iowa Département de pathologie par les Drs. Harry Pratt Smith, Emory Warner, Kenneth Brinkhous, et Walter Seegers.
Fonction dans la cellule
La fonction précise de la vitamine K n'a été découvert qu'en 1974 , lorsque trois laboratoires (Stenflo et al., Nelsestuen et al., et Magnusson et al.) ont isolé le facteur de coagulation vitamine K-dépendants prothrombine (facteur II) de vaches qui ont reçu une forte dose d'un antagoniste de la vitamine K, la warfarine. Il a été montré que, si vaches warfarine traités avaient une forme de prothrombine qui contenait 10 glutamate acides aminés des résidus proches de l'extrémité amino-terminale de cette protéine, les vaches normales (non traitées) 10 contenaient des résidus inhabituels qui ont été identifiés comme étant chimiquement gamma-carboxyglutamate, ou Gla. Le groupe carboxyle supplémentaire dans Gla de préciser que la vitamine K joue un rôle dans une réaction de carboxylation au cours de laquelle Glu est converti en Gla.
La biochimie de la façon dont la vitamine K est utilisé pour convertir Glu à Gla a été élucidée au cours des trente dernières années dans les laboratoires universitaires du monde entier. Dans la cellule, la vitamine K électrons subit réduction à une forme réduite de la vitamine K (appelé vitamine K hydroquinone) par l'enzyme La vitamine K époxyde réductase (VKOR ou). Une autre enzyme oxyde ensuite vitamine K hydroquinone pour permettre à la carboxylation de Glu Gla; cette enzyme est appelée carboxylase gamma-glutamyl carboxylase ou de la vitamine K-dépendante. La réaction de carboxylation ne étudiera si l'enzyme carboxylase est capable d'oxyder la vitamine K hydroquinone à la vitamine K époxyde en même temps; les réactions de carboxylation et époxydation sont dits réactions couplées. La vitamine K époxyde est ensuite à nouveau converti en vitamine K par la La vitamine K époxyde réductase. Ces deux enzymes comprennent la soi-disant La vitamine K du cycle. Une des raisons pour lesquelles la vitamine K est rarement déficient dans un régime alimentaire humain est parce que la vitamine K est continuellement recyclé dans nos cellules.
Warfarine et autres Coumadin médicaments bloquent l'action de la La vitamine K époxyde réductase. Il en résulte une diminution des concentrations de vitamine K et la vitamine K hydroquinone dans les tissus, de telle sorte que la réaction de carboxylation catalysée par le glutamyl carboxylase est inefficace. Cela se traduit par la production de facteurs de coagulation avec inadéquat Gla. Sans Gla sur l'extrémité amino-terminales de ces éléments, ils se lient de façon stable à plus du vaisseau sanguin endothélium et ne peut activer la coagulation pour permettre la formation d'un caillot au cours lésion tissulaire. Comme il est impossible de prédire quelle dose de warfarine donnera le degré de suppression de la coagulation désiré, le traitement de la warfarine doit être soigneusement contrôlé pour éviter de trop-dosage. Voir Warfarine.
Gla-protéines
À l'heure actuelle, les protéines Gla contenant humaines suivantes ont été caractérisés au niveau de la structure primaire: la coagulation sanguine facteurs II (prothrombine), VII, IX et X, les protéines anticoagulantes C et S, et le facteur X de ciblage la protéine Z. Le Gla-protéine osseuse l'ostéocalcine, l'inhibition de la calcification protéine de matrice gla (MGP), le la croissance des cellules de régulation arrestation de croissance spécifique gène six protéines (Gas6), et les protéines Gla quatre transmembranaires (TMGPs) la fonction est actuellement inconnue. Gas6 peut fonctionner comme un le facteur de croissance qui active le Axl récepteur tyrosine kinase et stimule la prolifération des cellules ou empêche apoptose dans certaines cellules. Dans tous les cas où leur fonction est connue, la présence des résidus Gla dans ces protéines se est avérée être essentielle pour l'activité fonctionnelle.
Gla-protéines sont connues pour se produire dans une grande variété de vertébrés: mammifères, les oiseaux, les reptiles et les poissons. Le venin d'un certain nombre de serpents australiens agit par l'activation du système de coagulation du sang humain. Remarquablement, dans certains cas, l'activation est accomplie par Gla-serpent contenant des enzymes qui se lient à l'endothélium des vaisseaux sanguins humains et catalysent la conversion de facteurs de coagulation activés procoagulantes dans celles conduisant à la coagulation indésirable et potentiellement mortelle.
Une autre classe intéressante de protéines contenant Gla-invertébrés est synthétisée par l'escargot poissons chasse Conus geographus. Ces mollusques produisent un venin contenant des centaines de peptides neuro-actifs, ou des conotoxines, ce qui est assez toxique pour tuer un être humain adulte. Plusieurs des conotoxines contiennent 2-5 résidus Gla.
Fonction chez les bactéries
De nombreuses bactéries, telles que Escherichia coli trouvée dans le gros intestin peuvent synthétiser la vitamine K 2 (ménaquinone), mais pas de la vitamine K 1 (phylloquinone). Dans ces bactéries, ménaquinone transférera deux électrons entre deux petites molécules différentes, dans un processus appelé la respiration anaérobie. Par exemple, une petite molécule avec un excès d'électrons (appelé aussi un donneur d'électrons), de sorte que lactate, formiate, ou NADH, avec l'aide d'une enzyme, passera deux électrons à une ménaquinone. La ménaquinone, avec l'aide d'une autre enzyme, à son tour transférer ces deux électrons à un oxydant approprié, tel fumarate ou nitrate (également appelé accepteur d'électrons). Ajout de deux électrons fumarate ou le nitrate permet de convertir la molécule à succinate ou nitrite + l'eau , respectivement. Certaines de ces réactions génèrent une source d'énergie cellulaire, ATP , d'une manière similaire à eucaryote cellule respiration aérobie, sauf que l'accepteur d'électrons final ne est pas l'oxygène moléculaire , mais dire fumarate ou nitrate (Dans respiration aérobie, l'oxydant final est de l'oxygène moléculaire (O 2), qui accepte quatre électrons d'un donneur d'électrons tel que NADH à être converti en eau ). Escherichia coli peut effectuer la respiration aérobie et menaquninone-Mediated la respiration anaérobie.
Cancérogénicité
Substances de la vitamine K sont CIRC Groupe 3 agents cancérigènes. Une étude menée dans le Royaume-Uni en 1970 a révélé une augmentation de près du double de leucémie chez les enfants administré synthétique de la vitamine K 1 phytoménadione intramusculaire, mais des études ultérieures ont pas réussi à trouver si la vitamine K est cancérogène ou non.
