Вітамін K

Вітамін К — жиророзчинний вітамін. Бере участь в регуляції процесів зсідання крові, регуляції ектопічної кальцифікації та ін. Зокрема, це фактор VII, фактор IX, фактор X, протеїн C, протеїн S, протеїн Z та матриксний Gla-протеїн. Вітамін К утворюється в організмі людини кишковою мікробіотою. Сприяє зміцненню капілярів та припиненню кровотеч. Значна кількість цього вітаміну міститься у білокочанній капусті, гарбузах, щавлі, печінці, шпинаті, петрушці. Є він у картоплі, томатах, горосі, яйцях, моркві, буряках, кропі. Добова потреба у вітаміні значно збільшується при гепатитах, цирозі печінки, жовчнокам'яній хворобі, хворобах кишки, кровотечах, а також при тривалому застосуванні антибіотиків та сульфаніламідних препаратів.

Менадіону натрію бісульфіт

Латинська назва: Menadione sodium bisulfite

Хімічна назва: 2,3-дигідро-2-метил-1,4-нафтохінон-2-сульфонат натрію

Брутто-формула: C₁₁H₉NaO₅S

Код CAS: 130-37-0

Код ATC: B02BA02

Основна характеристика: швидко розпадається під впливом прямих сонячних променів.

Фармакотерапевтична група: група вітаміну K

Нозологічна класифікація (МКХ-10):

• D67 Спадковий дефіцит фактору IX
• D68.9 Порушення згортання неуточнене
• I78 Хвороби капілярів
• K73 Хронічний гепатит, не класифікований в інших рубриках
• K92.2 Шлунково-кишкова кровотеча неуточнена
• N93 Інші аномальні кровотечі з матки та вагіни
• R04.0 Носова кровотеча
• R04.8 Кровотеча з інших відділів дихальних шляхів
• R58 Кровотеча, не класифікована в інших рубриках
• T45.5 Антикоагулянтами
• T81.0 Кровотеча та гематома, ускладнюючі процедуру, не класифіковані в інших рубриках

Вітамін K є жиророзчинним вітаміном, що запасається в невеликих кількостях у печінці, він руйнується на світлі й у лужних розчинах.

Під загальною назвою вітамін K поєднується більша група близьких за своїм хімічним складом й дією на організм речовин (від вітаміну K₁ до K₇).

Із цієї групи найбільший інтерес представляють дві головні форми вітаміну K, що існують у природі: вітамін K₁ і вітамін K₂.

Вітамін K₁ — речовина, яка синтезується в рослинах і знаходиться в листі.

Вітамін K₂ — речовина, яка переважно синтезується в організмі людини мікроорганізмами (сапрофітними бактеріями) у тонкому відділі кишки, а також клітинами печінки тварин. Вітамін K можна виявити у всіх тканинах тварин.

Історія відкриття

У 1929 р. данський учений Генрік Дам описав авітаміноз у курчат, які перебували на синтетичній дієті. Основною ознакою його була геморагія — крововилив у підшкірну клітковину, м'язи й інші тканини. Додавання дріжджів, як джерела вітамінів B, та риб'ячого жиру, багатого вітаміном A та вітаміном D, не усувало патологічних явищ. Виявилося, що цілющий ефект мають зерна злаків і інші рослинні продукти. Речовини, що виліковують геморагію, були названі вітамінами K, або вітамінами коагуляції, тому що було встановлено, що крововиливи в піддослідних птахів, наприклад, пов'язані зі зниженням здатності крові до згортання.

Едвард Дойзі у 1936 році, намагався виділити із кровоспинних рослин відкритий в 1929 році данським біохіміком Генріком Дамом вітамін, названий ним вітаміном K (у своїй нобелівській лекції вчений зазначив, що літера «K» була обрана тому, що була першою в алфавіті, якою з більш-менш виправданим обгрунтуванням не позначалися інші вітаміни. Також цією літерою (за скандинавським та німецьким правописами) починається слово «koagulation» — згортання). Ні з деревію, ні з подорожника тоді виділити вітамін не вдалося. Як з'ясувалося пізніше, його кількість там була невелика.

У 1939 р. у лабораторії Каррера вперше був виділений з люцерни вітамін K, його назвали філохінон. У тому ж році Бінклей і Дойзі отримали із гниючого рибного борошна речовину з антигеморагічною дією, проте з іншими властивостями, чим препарат, виділений з люцерни. Цей фактор одержав найменування вітамін K₂ на відміну від вітаміну з люцерни, названого вітаміном K₁.

На довершення Дойзі синтезував штучний вітамін K₃ — медіон. В 1943 році за сукупність робіт із цього вітаміну Нобелівський комітет присудив премію з медицини й фізіології Е. Дойзі й Г. Даму.

Хімічна будова

Природні вітаміни K є похідними 2-метил-1, 4-нафтохінону, у яких у положенні 3 водень заміщений на залишок спирту фітолу або на ізопреноїдний ланцюг з різним числом вуглецевих атомів.

Вітамін K₁, філохінон, фітохінон (2-метил-3-фітил-1,4-нафтохінон).

Вітамін K₂ представлено кількома формами, що відрізняються по довжині ізопреноїдного ланцюга. Виділені похідні з бічним ланцюгом з 20, 30 і 35 вуглецевих атомів.

Крім природних вітамінів K, у цей час відомий ряд похідних нафтохінону, що мають антигеморагічну дію, які отримані синтетичним шляхом. До них належать наступні сполуки: Вітамін K₃ (2-метил-1,4-нафтохінон), Вітамін K₄ (2-метил-1,4-нафтогідрохінон), Вітамін K₅ (2-метил-4-аміно-1-нафтогідрохінон), Вітамін K₆ (2-метил-1,4-діамінонафтохінон), Вітамін K₇ (3-метил-4-аміно-1-нафтогідрохінон).

У 1943 р. А. В. Палладін і М. М. Шемякін синтезували дисульфідну похідну метил-1,4-нафтохінону, що одержала назву, вікасолу, який застосовується в медичній практиці як замінник вітаміну K.

Фізико-хімічні властивості

Вітамін K₁ являє собою в'язку речовину жовтого кольору, яка кристалізується при температурі 20 °C і кипить при 115–145 °C у вакуумі. Ця речовина нерозчинна у воді, розчинна в хлороформі, діетиловому ефірі, етиловому спирті й інших органічних розчинниках. Вітамін K₁ нестійкий при нагріванні та опромінюванні.

Вітамін K₂ — жовтий кристалічний порошок з температурою плавлення 54 °C, що розчиняється в органічних розчинниках та не розчиняється у воді.

Вітамін K₃ являє собою лимонно-жовту кристалічну речовину з характерним запахом. Температура плавлення 160 °C. Він слабко розчинний у воді, що обумовлено відсутністю в його молекулі довгого вуглеводневого ланцюга.

Вітаміни K, що містять у положенні 3 ізопреноїдний ланцюг, належать до світлочутливих сполук. При освітленні ультрафіолетом відбувається фотоліз, відділяється ізопреноїдний ланцюг, який заміщається гідроксилом, а молекула фітолу окислюється в кетон фітон.

Вітаміни K, як похідні нафтохінону, мають здатність до окисно-відновних реакцій. На цій здатності вітамінів K ґрунтується кількісне їх визначення полярографічним методом. Нафтохінонова молекула, приєднуючи два водні, переходить у нафтогідрохінонову. Ця реакція в присутності кисню повітря оборотна. Реакція відновлення нафтохінонів (забарвлених речовин) супроводжується їхнім знебарвленням.

Вітаміни K здатні безпосередньо взаємодіяти з киснем, приєднуючи його в положенні 2, 3 молекули нафтохінону. Продуктом окиснення є епоксид. Епоксиди вітамінів K зберігають вітамінну активність вихідних молекул.

Вітамін K₃ під впливом світла й кисню повітря може давати димерне похідне.

Як відзначено вище, бісульфідне похідне вітаміну K₃ має вітамінну активність. Цю важливу для медичної практики речовину отримують дією бісульфіту натрію на метил-1,4-нафтохінон.

Гарними стабілізаторами вітаміну K є монокальцієвий фосфат, пірофосфати натрію або калію й ін., стабілізуюча дія яких полягає в підтримуванні у водяному розчині кислої реакції (pH = 4,8). Суміш 0,5 кг пропареного соєвого борошна з 140 г менадіоном-натрій-бісульфатом і 26 г Ca(H₂PO₄)₂ стабілізує вітамін на 97 % протягом трьох місяців.

Активність вітаміну K знижується при дії радіації й рентгенівських променів, при заморожуванні.

Оскільки вітамін K не розчинний у воді, на його основі були синтезовані десятки розчинних у воді похідних, одне з яких — вікасол (вітамін K₃) — знайшло застосування в медичній. Вікасол — натрієва сіль бісульфідного похідного 2-метил-1,4-нафтохінону, 2-метил-1,4-діоксо-1,2,3,4-тетрагідро-2-нафталінсульфонат натрію — безбарвні кристали без запаху, легко розчинний у воді, нерозчинний у спиртах.

Джерела вітаміну

У природі вітаміном K₁ особливо багаті зелені частини рослин, які дають від 50 до 800 мкг вітаміну K₁ на 100 г їжі. Особливо багатою на вітаміну К є петрушка: 5 г (2-5 гілочок) містить 80 мкг, забезпечуючи добову потребу. Найбільший його вміст у бобових рослинах, шпинаті, капусті, листах кропиви, томатах. Міститься у плодах шипшини, хвої, вівсі, житі, пшениці, люцерні, зеленому чаї, ламінарії та інших. У коренеплодах та фруктах вміст вітаміну K₁ значно менший. Із тваринних продуктів варто відзначити печінку, у якій він депонується, та яйця.

Зв'язок з вітамінами K

За нестачі вітаміну K спостерігали зниження активності аденозинтрифосфатази й креатинкінази в крові й скелетному м'язі. Це призводить до зниженого використання макроергів, що зумовлює підвищений вміст АТФ у печінці й серці пацюків і курчат. Додаткове введення вітаміну E в раціон, позбавлений вітаміну K, попереджає зниження активності зазначених ензимів у м'язах пацюків. Це виявляє утворення метаболітів, що не володіють антигеморагічною дією, але подібно вітаміну K забезпечують нормальний біосинтез ензиматичних білків.

Включення в раціон пацюків вітаміну А — кислоти в дозі, що не перевищує 50 МО, значно знижувало вміст протромбіну й підвищувало виділення вітаміну K з калом. Таким чином, вітамін А кислота гальмувала усмоктування вітаміну K. Як недостатність вітаміну А, так і гіпервітаміноз А викликають крихкість лізосомних оболонок клітин товстої кишки, що призводить до виділення із клітин ряду ензимів — b-глюкуронідази, кислої фосфатази й арилсульфатази — та підвищення їх активності. Пероральне введення вітаміну K попереджало вивільнення цих ензимів при гіпервітамінозі А. Подібне ж виділення арилсульфатази відбувається й з лізосом печінки при гіпервітамінозі А. Додавання вітаміну K₁ в інкубоване середовище оберігає лізосоми печінки від вивільнення арилсульфатази. Отже, вітамін K стабілізує мембрани клітин і їх органел.

Добова потреба

Потреба у вітаміні K, тобто та кількість, яка необхідна для запобігання дефіциту в нормальних умовах, становить приблизно 1 мкг на кілограм ваги тіла в день. При вазі 60 кг людині потрібно 60 мкг вітаміну K у день. Типовий раціон містить від 300 до 500 мкг вітаміну K у день. Дефіцит вітаміну — явище рідке, за винятком тих випадків, коли харчування різко обмежене, або коли взаємодії з ліками впливають на засвоєння вітаміну. Навіть без харчових джерел нормально функціонуюча популяція бактерій кишківнику може виробити досить вітаміну K.

Немовлята на природному вигодовуванні ризикують набути дефіцит вітаміну K, оскільки жіноче молоко містить недостатню кількість вітаміну, а кишкова флора в них ще недостатньо розрослася, щоб його робити в необхідних кількостях. Потреба у вітаміні K у немовлят становить у перші дні життя 10-12 мкг. Сучасні суміші містять близько 4 мкг вітаміну K на 100 калорій, чого при нормальних обставинах буде цілком достатньо для забезпечення потреб організму.

Підвищена небезпека дефіцитних станів

• захворювання печінки;
• надмірне вживання алкоголю;
• лікарські препарати: антибіотики широкого спектра дії;
• мальабсорбція жирів;
• новонародженні, які харчуються виключно материнським молоком.

Токсичність

«Пер-ос» застосування натуральних форм вітаміну К є нетоксичним, навіть при застосуванні дуже високої дози (4000 мкг на добу). Менадіон, який застосовувався раніше як замісна терапія для новонароджених, був визнаний токсичним навіть в низьких дозах, може призводити до анемії і жовтяниці.

Посилання

• ФІЛОХІНОНИ [Архівовано 3 серпня 2016 у Wayback Machine.] // Фармацевтична енциклопедія