ビタミンK

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曖昧さ回避 この項目では、ビタミンについて説明しています。ラジオ関西で放送されていた音楽番組については「さなえの100%ビタミンK」をご覧ください。

テンプレート:Infobox 有機化合物 ビタミンK (Vitamin K) は、脂溶性ビタミンの一種で、ビタミンK依存性タンパク質の活性化に必須のビタミンである。ビタミンKは、2-メチル-1,4-ナフトキノンを基本骨格とし、3位に結合した側鎖の構造の違いからビタミンK1とビタミンK2が存在する。ビタミンK1はフィロキノンとも呼ばれる化合物で植物によって作られる。ビタミンK2は、イソプレノイド側鎖の長さの違いからメナキノン-4(MK-4)からメナキノン-14（MK-14）に分類される。天然型のK1、K2の他、ビタミンK3やビタミンK4などの合成型が知られる。 Kはドイツ語で凝固を意味する Koagulations に由来する。

天然型
  • ビタミンK1（フィロキノン; 2-メチル-3-フィチル-1,4-ナフトキノン）
  • ビタミンK2（メナキノン; 2-メチル-3-X-1,4-ナフトキノン, X=イソプレノイド側鎖）
人工合成型
  • ビタミンK3（メナジオン; 2-メチル-1,4-ナフトキノン）毒性があるため医薬、食品では使用されない[1]。 飼料用添加物として飼料には利用されている[2]。
  • ビタミンK4（メナジオール； 2-メチル,1,4-ナフトヒドロキノン）。

ビタミンK1は、主に植物に含まれ、葉菜類、植物油、豆類、海藻類、魚介類などに多く含まれる。

ビタミンK2は、微生物が作り出すビタミンであり、人体内の腸内細菌によっても作り出される。また、チーズや納豆などに多く含まれる。側鎖部分の長さ（後述構造式中のn）によりMK-6～MK-14が知られる。納豆には主にMK-7が含まれる。

栄養補助食品で摂取する場合は推奨量 (RDA) を超えない量を経口摂取する。

テンプレート:Infobox 有機化合物

物性

  • 熱、空気酸化、希酸に安定
  • 太陽光・紫外線、アルカリ条件で不安定

K1

  • 分子量 450.71
  • 淡黄色油状
  • 水に不溶。メタノールに難溶。各種有機溶剤に可溶。

K2(MK-7)

  • 分子量 649.02
  • 融点 54°C
  • 淡黄色板状結晶
  • 水に不溶。メタノールに難溶。各種有機溶剤に可溶。

機能

ビタミンKは、ビタミンＫ依存性タンパク質中の特異的なグルタミン酸残基がγ-カルボキシルグルタミン酸（Gla）に転換される際に必要な補因子である。ビタミンK依存性タンパク質には、肝臓によって作られる血液凝固に関与する因子の他、骨芽細胞によって作られるオステオカルシン、動脈等で作られるマトリックスGlaタンパク質がある [3]。また、食事から摂取したビタミンKは生体内でMK-4に転換し[4][5]、核内レセプター（SXR/PXR）と結合しコラーゲン産生に関与していることが知られる[6]。

ビタミンK依存性タンパク質

  • 血液凝固因子　（プロトロンビン、第VII因子, 第IX因子, 第X因子）
  • 血液凝固抑制因子(protein C, protein S, protein Z)
  • オステオカルシン (osteocalcin)
  • マトリックスGlaタンパク質 (matrix Gla protein)
  • GAS6 (Growth arrest-specific 6)
  • ぺリオスチン
  • Gla-rich protein など

血液凝固とビタミンK

血液凝固に関わる多くの因子がビタミンK依存性タンパク質であり、ビタミンKは正常な血液凝固に必須である。成人では、通常の食事で血液凝固に関してビタミンK不足になることはほとんどないが、新生児、乳児、肝疾患等により、出血症が知られる。新生児用の粉ミルクにはビタミンKを添加することがある。また、産科では出生時、出生1週間、一か月健診などの頃合いでビタミンKシロップを投与する[7]。

骨代謝とビタミンK

ビタミンKのうちビタミンK2（MK-4）が骨粗鬆症の治療薬として利用されている。骨形成マーカーの１つであるオステオカルシンは、ビタミンKによって活性化され骨代謝を調節する。このオステオカルシンを十分に活性化するためには、血液凝固を維持するために必要なビタミンK量よりも多くのビタミンKを摂取しなければならない[8]。納豆を多く食べる習慣のある地方では、納豆をあまり食べない地方よりも骨折が少ないことが知られており、納豆に含まれるビタミンK2(MK-7）が骨折を予防する因子と考えられる[9]。ビタミンKのうち、MK-4やMK-7などのビタミンK2はオステオカルシンを活性化するだけでなく、骨組織に対して直接的に骨形成を促進し、骨の破壊を抑える効果がある[10]。また、ビタミンK2は、骨のコラーゲン生産を促進し、骨質を改善する点に特徴がある[11]。

動脈硬化とビタミンK

動脈にカルシウムが沈着する動脈石灰化が動脈硬化症の最も重要な症状の１つとして認識されている[12]。ビタミンＫ依存性タンパク質の１つであるマトリックスGlaタンパク質（MGP）を欠損したノックアウトマウスは、全身の動脈にカルシウムが沈着し死亡する[13]。ビタミンK阻害剤を投与した患者では、MGP欠損マウスと同様の動脈石灰化がみられる[14][15]。心臓病とビタミンK摂取量を調べた疫学研究で、ビタミンK2の摂取量が高い群では低い群と比べて動脈石灰化が抑制され、心臓病による死亡率が半分程度であったとが報告された[16]。また、臨床試験においてビタミンKを3年間投与すると血管の弾力性が維持されることもが知られる[17]。

吸収・必要量・安全性

吸収

ビタミンＫは、小腸から吸収されキロミクロンにとりこまれ、リンパを介して肝臓に移行する。肝臓では、アポリポタンパクＥリセプターを介してキロミクロンレムナントから外れる。肝臓に運ばれたビタミンKは、血液凝固に関わる因子を活性化されるのに利用されるほか、LDLを介して血中を移動し臓器へ運ばれる。最終的には側鎖がω酸化ならびにβ酸化され、グルクロン酸抱合体となって尿から排泄される。 野菜類のビタミンＫは吸収されにくく、サプリメントや植物油脂に含まれるビタミンＫはよく吸収される[18][19]。ビタミンＫの代謝は、K1，MK-4および側鎖の長いMKで非常に異なっていて、納豆に含まれるMK-7はよく吸収され活性が高く[20]、MK-4は半減期が非常に短い[21]。 腸内細菌は、長鎖MK（MK-8～ＭＫ-13）を多く作る。成人では腸内細菌の作るビタミンKにより必要量をまかなえると考えられていたが、腸内細菌由来のビタミンKを遠位消化管から吸収することは難しく[22]、腸内細菌由来のビタミンKの利用だけでは十分に得ることができない[23][24]。

一日所要量

日本人の食事摂取基準において、ビタミンK摂取目安量は血液凝固を指標として決められている[25]。

  • 成人男子 65μg
  • 成人女子 55μg

血液凝固を指標とした目安量は通常の食生活で充分に摂取されるため欠乏症に陥ることはほとんど無い。

骨粗鬆症の予防と治療ガイドラインでは、250-300μgの摂取を推奨している[26]。

欠乏症

  • 血液凝固能の低下。
  • 新生児・乳児のビタミンK 欠乏性頭蓋内出血。
  • 新生児・乳児の腸内出血（新生児メレナ）。症状は、タール様の黒色便など。
  • 潜在的な欠乏は、骨粗鬆症や骨折、動脈硬化。

過剰障害

  • 経口摂取で副作用は知られておらず、食事摂取基準において許容上限摂取量は設定されていない[27]。

相互作用

ビタミンK製剤は抗血液凝固薬ワルファリンとは拮抗する成分であり、ワルファリンを摂取している患者は、ビタミンKの過剰摂取は禁忌である[28]。また、ワルファリンを服用している場合、納豆・青汁・クロレラなどの摂取は避けるべきであり、必ず医師と相談する必要がある。

特に多く含む食品

ビタミンKの歴史

1934年、デンマーク人のカール・ピーター・ヘンリク・ダムによって発見された。エドワード・アダルバート・ドイジーとともに、1943年度のノーベル生理学・医学賞を受賞した。

関連項目

  • ビタミンK添加の乳幼児用人工乳が販売されている。
  • 栄養機能食品
ビタミンK2（メナキノン-7）高生産納豆菌（Bacillus　subtilis OUV 23481株）を含む納豆が個別評価型の特定保健用食品として許可されている。

脚注

  1. ↑ ビタミンK解説 -「健康食品」の安全性・有効性情報 （国立健康・栄養研究所）
  2. ↑ 飼料及び飼料添加物の成分規格等に関する省令（昭和五十一年七月二十四日農林省令第三十五号）最終改正：平成二四年一一月二二日農林水産省令第五七号
  3. ↑ Shearer MJ, Newman P: Metabolism and cell biology of vitamin K. Thromb Haemost 2008, 100:530-547.
  4. ↑ Komai et al Vitamin K metabolism. Menaquinone-4 (MK-4) formation from ingested VK analogues and its potent relation to bone function. Clin Calcium 17, 16632-1672(2007).
  5. ↑ Nakagawa K,et al: Identification of UBIAD1 as a novel human menaquinone-4 biosynthetic enzyme. Nature 2010, 468:117-121.
  6. ↑ Ichikawa T et al: Steroid and xenobiotic receptor SXR mediates vitamin K2-activated transcription of extracellular matrix-related genes and collagen accumulation in osteoblastic cells. J Biol Chem 2006, 281:16927-16934.
  7. ↑ 新生児に対するビタミンKの予防投与役に立つ医薬品情報]
  8. ↑ Booth et al.Dietary phylloquinone depletion and repletion in older women. J. Nutr., 133, 2565-2569 (2003)
  9. ↑ M. Kaneki et al.Japanese fermented soybean food as the major determinant of the large geographic difference in circulating levels of vitamin K2: possible implications for hip-fracture risk. Nutrition 17, 315-321(2001)
  10. ↑ Yamaguchi, M and Weitzmann, M.N. Vitamin K2 stimulates osteoblastogenesis and suppresses osteoclastogenesis by suppressing NF-κB activation. Int. J. Mol. Med., 27, 3–14 (2011)
  11. ↑ Amizuka et al Clinical Calcium 19, 1788-1796
  12. ↑ Rosenhek R. et al. N. Predictors of outcome in severe, asymptomatic aortic stenosis. Engl. J. Med. 343, 611-617 (2000)
  13. ↑ Luo G. et al. Sponataneous calcification of arteries and cartilage in mice lacking matrix GLA protein. Nature, 386, 78-81 (1997)
  14. ↑ Schurgers, LJ. et al. Oral anticoagulant treatment: friend or foe in cardiovasculare disease? Blood 104, 3231-3232 (2004)
  15. ↑ Rennenberg, R.J. et al. Chronic coumarin treatment is associated with increased extracoronary arterial calcification in humans. Blood, 115, 5121-5123 (2010)
  16. ↑ Geleijnse J.M. et al. Dietary intake of menaquinone is associated with a reduced risk of coronary heart disease: the Rotterdam Study. J. Nutr. 134, 3100-3105 (2004)
  17. ↑ L.A. Braam et al. Beneficial effects of vitamins D and K on the elastic properties of the vessel wall in postmenopausal women: a follow-up study. Thromb. Haemost, 91, 373-380 (2004)
  18. ↑ Gijsbers et al,Effect of food composition on vitamin K absorption in human volunteers. Br. J. Nutr. 76, 223-229 (1996)
  19. ↑ [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10356087 A.K. Garber et al. Comparison of phylloquinone bioavailability from food sources or a supplement in human subjects. J. Nutr. 129, 1201-1203 (1999)]
  20. ↑ Schurgers L.J. et al. Vitamin K-containing dietary supplements: comparison of synthetic vitamin K1 and natto-derived menaquinone-7. Blood, 109, 3279–3283 (2007)
  21. ↑ Sato T. et al. Comparison of menaquinone-4 and menaquinone-7 bioavailability in healthy women. Nutr. J. 11. 93(2012)
  22. ↑ B.H. Will & J.W. Suttie. J. Nutr. (1992) 122, 953-958.
  23. ↑ J.W. Suttie et al. Vitamin K deficiency from dietary vitamin K restriction in humans. Am. J. Clin. Nutr.,47, 475-480 (1988)
  24. ↑ G. Ferland et al. Dietary induced subclinical vitamin K deficiency in normal human subjects. J. Clin. Invest. 91, 1761-1768 (1993)
  25. ↑ 日本人の食事摂取基準(2010年版)
  26. ↑ 骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン2011年版
  27. ↑ 日本人の食事摂取基準(2010年版)
  28. ↑ ワルファリンと納豆などのビタミンK含有食品熊本県薬剤師会

外部リンク

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