A vitamina K
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A vitamina K (K a partir de "Koagulations-vitamina" em dinamarquês alemão e) denota um grupo de lipofílico, hidrófobos vitaminas que são necessários para o modificação pós-tradução de certas proteínas, necessário para a maioria coagulação do sangue. Quimicamente eles são 2- metil- Derivados de 1,4-naftoquinona.
Vitamina K 2 (menaquinona, menatetrenona) é normalmente produzida por bactérias no intestinos e deficiência dietética é extremamente rara, a menos que os intestinos são fortemente danificado ou são incapaz de absorver a molécula.
Estrutura química
Todos os membros do grupo da vitamina K de vitaminas compartilham um metilado estrutura de anel de naftoquinona, e variar no alifático cadeia lateral ligada à posição-3 (ver figura 1). Filoquinona (também conhecida como vitamina K1), invariavelmente, contém na sua cadeia lateral quatro resíduos isoprenóides, uma das quais é insaturada.
Menaquinonas têm cadeias laterais compostas de um número variável de resíduos de isoprenóides insaturados; geralmente que sejam designados como MK-n, em que n especifica o número de isoprenóides.
É geralmente aceite que a naftoquinona é o grupo funcional, de modo que o mecanismo de acção é similar para todas as K-vitaminas. As diferenças substanciais podem ser esperado, no entanto, no que diz respeito à absorção intestinal, transporte, distribuição nos tecidos, e bio-disponibilidade. Estas diferenças são causadas pela lipofilicidade diferente das diversas cadeias laterais, e por as diferentes matrizes alimentares em que elas ocorrem.
Fisiologia
A vitamina K está envolvida na carboxilação de certos resíduos de glutamato em proteínas para formar resíduos de gama-carboxiglutamato (abreviado Gla-resíduos). Os resíduos modificados estão situados dentro específica domínios de proteína chamada Domínios Gla. Gla-resíduos são geralmente envolvida na ligação cálcio. Os resíduos de Gla são essenciais para a actividade biológica de todos os conhecidos Gla-proteínas.
Nesta altura 14 com proteínas humanas Domínios Gla foram descobertos, e eles têm um papel chave na regulação de três processos fisiológicos:
- Coagulação do sangue: ( protrombina (factor II), fatores VII, IX, X, proteína C, proteína S e proteína Z).
- Metabolismo ósseo: osteocalcina, também chamado de proteína Gla óssea (BGP), e proteína gla da matriz (MGP).
- Biologia vascular.
Quantidades recomendadas
Os EUA Dietary Reference Intake (DRI) para uma ingestão adequada (AI) de vitamina K para a 25-year old do sexo masculino é de 120 microgramas / dia. Sem tolerância superior Intake Nível (UL) foi definido. O corpo armazena humano vitamina K, por isso não é necessário tomar vitamina K diariamente.
Papel na doença
K-deficiência de vitamina pode ocorrer por absorção intestinal perturbado (como ocorreria em um obstrução do ducto biliar), pela ingestão terapêutica ou acidental de K-antagonistas da vitamina ou, muito raramente, por deficiência de vitamina K-nutricional. Como resultado, são resíduos de Gla-inadequadamente formado e as proteínas Gla são insuficientemente activas. Falta de controle dos três processos mencionados acima podem levar ao seguinte: risco de maciço, hemorragia descontrolada, calcificação da cartilagem e malformação grave de desenvolver osso, ou deposição de sais de cálcio insolúveis nas paredes das artérias. A deposição de cálcio nos tecidos moles, incluindo paredes arteriais, é bastante comum, especialmente em pessoas que sofrem de aterosclerose , sugerindo que a deficiência de vitamina K é mais comum do que se pensava anteriormente. Menaquinone, mas não phylloquinone, a ingestão está associada a risco reduzido de CHD mortalidade, por todas as causas mortalidade e calcificação aórtica grave.
Pós-menopausa e as mulheres idosas na Tailândia têm alto risco de deficiência de vitamina K (2), em comparação com o valor normal de fêmeas jovens, reprodutivos. Recomendações de dosagem atuais para a vitamina K pode ser muito baixa.
Use em recém-nascidos
Em alguns países, as injeções de vitamina K são rotineiramente administrada a bebés recém-nascidos. A vitamina K é usado como medida profilática para evitar de início tardio da doença hemorrágica ( HDN). No entanto, HDN é um problema relativamente raros, e muitos pais agora escolher para seus bebês não têm tal uma injeção.
Bioquímica
Descoberta
Em 1929 , Dinamarquês cientista Henrik Dam investigou o papel da colesterol, alimentando galinhas uma dieta com depleção de colesterol. Depois de várias semanas, os animais desenvolveram hemorragias e começou a sangrar. Estes defeitos não podem ser restaurada através da adição de colesterol purificado à dieta. Verificou-se que - juntamente com o colesterol - um segundo composto tinha sido extraído a partir dos alimentos, e este composto foi chamado de coagulação vitamina. A vitamina nova recebeu a letra K porque as descobertas iniciais foram relatadas em um jornal alemão, em que foi designado como Koagulationsvitamin. Edward Adelbert Doisy de Saint Louis University fez grande parte da pesquisa que levou à descoberta da estrutura e natureza química da vitamina K. Dam e Doisy dividiu o 1943 Prêmio Nobel de Medicina por seu trabalho em vitamina K. Vários laboratórios sintetizaram o composto em 1939.
Durante várias décadas, o modelo de pintainho vitamina K-deficiente era o único método de quantificação de vitamina K em vários alimentos: os pintos foram feitas vitamina K-deficiente e subsequentemente alimentados com quantidades conhecidas de alimento contendo vitamina K. A extensão na qual a coagulação do sangue foi restaurada pela dieta foi tomada como uma medida para o seu conteúdo de vitamina K.
O primeiro relatório publicado de sucesso do tratamento com vitamina K de hemorragia com risco de vida em um paciente com icterícia com deficiência protrombina foi feito em 1938 na Universidade de Iowa Departamento de Patologia pelos Drs. Harry Pratt Smith, Emory Warner, Kenneth Brinkhous, e Walter Seegers.
Função na célula
A função precisa da vitamina K não foi descoberto até 1974 , quando três laboratórios (Stenflo et ai., Nelsestuen et al., e Magnusson et al.) isolaram o factor de coagulação dependente da vitamina K protrombina (Factor II) a partir de vacas que receberam uma dose elevada de um antagonista de vitamina K, varfarina. Foi mostrado que, enquanto vacas tratadas com varfarina tinham uma forma de protrombina que continha 10 glutamato de aminoácidos resíduos próximo do terminal amino desta proteína, as não tratadas (vacas normais) continha 10 resíduos invulgares que foram quimicamente identificados como gama-carboxiglutamato, ou Gla. O grupo carboxilo adicional em Gla claro que a vitamina K desempenha um papel numa reacção de carboxilação, durante o qual é convertido em Glu Gla.
A bioquímica da vitamina K como é utilizado para converter Glu para Gla foi elucidado ao longo dos últimos 30 anos em laboratórios académicos em todo o mundo. Dentro da célula, a vitamina K sofre de electrões redução de uma forma reduzida de vitamina K (vitamina K hidroquinona chamado) pela enzima A vitamina K epóxido redutase (ou VKOR). Outra enzima, em seguida, oxida a vitamina K hidroquinona para permitir a carboxilação de Glu para Gla; este enzima é chamado o gama-glutamil carboxilase ou a carboxilase dependente da vitamina K. A reacção de carboxilação só irá proceder se a enzima carboxilase é capaz de oxidar a vitamina K hidroquinona de vitamina K epóxido, ao mesmo tempo; as reacções de carboxilação e de epoxidação estão a ser dito reações acopladas. A vitamina K epóxido é então re-convertidos em vitamina K pela A vitamina K epóxido redutase. Estas duas enzimas compreendem o chamado A vitamina K ciclo. Uma das razões pelas quais a vitamina K é raramente deficiente em uma dieta humana é porque a vitamina K é continuamente reciclado nas células.
Varfarina e outros drogas Coumadin bloquear a acção do A vitamina K epóxido redutase. Isto resulta uma redução das concentrações de vitamina K e vitamina K hidroquinona nos tecidos, de tal modo que a reacção de carboxilação catalisada pela carboxilase glutamil é ineficiente. Isto resulta na produção de factores de coagulação com Gla inadequada. Sem Gla sobre os terminais amino do estes factores, que já não se ligar de forma estável para o vaso sanguíneo endotélio e não é possível activar a coagulação para permitir a formação de um coágulo durante a lesão de tecidos. Como é impossível de prever o que dose de varfarina vai dar o grau desejado de supressão da coagulação, tratamento com varfarina devem ser cuidadosamente monitorizados para evitar a sobre-dosagem. Ver Varfarina.
Gla-proteínas
No presente, os seguintes Gla contendo proteínas humanas foram caracterizadas ao nível da estrutura primária: a coagulação do sangue factores II (protrombina), VII, IX, e X, as proteínas anticoagulante C e S, e o factor X de direccionamento Z. A proteína Gla-proteína óssea osteocalcina, inibir a calcificação proteína gla da matriz (MGP), o regulação do crescimento celular a paragem do crescimento específico do gene 6 de proteína (Gas6), e as proteínas transmembranares (Gla quatro TMGPs) cuja função é actualmente desconhecido. Gas6 pode funcionar como um factor de crescimento que activa o Axl receptor tirosina quinase e estimula a proliferação celular ou previne a apoptose em algumas células. Em todos os casos em que a sua função era conhecido, a presença dos resíduos de Gla-nestas proteínas revelou-se essencial para a actividade funcional.
Gla-proteínas são conhecidos por ocorrer em uma ampla variedade de vertebrados: mamíferos, pássaros, répteis e peixes. O veneno de um número de cobras australianas actua através da activação do sistema de coagulação do sangue humano. Notavelmente, em alguns casos, a activação é conseguida por cobra Gla contendo enzimas que se ligam ao endotélio de vasos sanguíneos humanos e catalisam a conversão de pró-coagulantes de factores de coagulação activados para aqueles, que conduz a coagulação indesejada e potencialmente mortal.
Outra classe interessante de invertebrados Gla contendo proteínas é sintetizada pelo caracol do peixe-caça Geographus Conus. Esses caramujos produzir um veneno contendo centenas de péptidos neuro-ativa, ou conotoxinas, que é suficientemente tóxico para matar um ser humano adulto. Várias das conotoxinas conter 2-5 resíduos de Gla.
Função nas bactérias
Muitas bactérias, tais como Escherichia coli encontrada no intestino grosso, pode sintetizar Vitamina K 2 (menaquinona), mas não Vitamina K 1 (filoquinona). Nestas bactérias, menaquinona transferirá dois electrões entre duas pequenas moléculas diferentes, num processo denominado respiração anaeróbica. Por exemplo, uma molécula pequena com um excesso de electrões (também chamado um doador de electrões), tal como lactato, formato, ou NADH, com a ajuda de uma enzima, vai passar dois elétrons a um menaquinone. A menaquinona, com a ajuda de uma outra enzima, que por sua vez transferem estes dois electrões a um oxidante adequado, tal fumarato ou nitrato (também chamado de um aceitador de electrões). Adicionando dois elétrons para fumarato ou nitrato irá converter a molécula succinato ou nitrito + água , respectivamente. Algumas destas reacções gerar uma fonte de energia celular, o ATP , de uma maneira semelhante à eucariótica celular respiração aeróbia, exceto que o último receptor de elétron não é oxigênio molecular , mas dizem fumarato ou nitrato (Em respiração aeróbia, o oxidante final é o oxigénio molecular (O2), que aceita quatro electrões de um dador de electrões tal como NADH para ser convertido em água ). Escherichia coli pode realizar respiração aeróbia e menaquninone-Mediated respiração anaeróbica.
Carcinogenicidade
Substâncias vitamina K são Grupo IARC 3 agentes cancerígenos. Um estudo realizado no Reino Unido em 1970, encontrou um aumento de quase duas vezes de leucemia em crianças administrada vitamina K 1 sintético fitomenadiona por via intramuscular, mas estudos posteriores não conseguiram descobrir se a vitamina K é cancerígeno ou não.
