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維生素K是維生素的一種,黃色晶體,熔點52—54℃,不溶於水,能溶於醚等有機溶劑。丹麥化學家達姆於1929年從動物肝和麻子油中發現並提取。具有防止新生嬰兒出血疾病、 預防內出血及痔瘡、 減少生理期大量出血、促進血液正常凝固的作用。綠色蔬菜含量較多。

1 維生素K -簡介

維生素K又名甲萘醌,黃色晶體,不溶於水,能溶於醚等有機溶劑,屬於脂溶性維生素。根據分子結構中所含取代基(R)的不同,包括K1、K2、K3三種。K1廣泛存在於天然綠色植物中,可從苜蓿或其他植物體中提取。K2是人體腸內細菌製造的。K3是由化學合成的。平時不服用維生素K,人體腸內細菌也會幫忙補充。維生素K的主要功能就是能促進血液凝固。缺乏維生素K的人一旦皮膚被刺破,流出的血液不易凝固,出血點不能自行封閉,就會流血不止。 綠葉蔬菜中含有較多的維生素K。動物肝臟中含量也較多。經常食用深色綠葉蔬菜,就不用特意補充維生素K。

2 維生素K -結構與性質

維生素K(VK)有三種形式。在植物中者為葉綠醌(Phylloquinone,VK1),在動物中分離出維生素K2(Menaquinone,VK2),其側鏈上的異戊二烯鏈的數目不等,許多細菌產物屬於這一類型,又可簡稱為MKn,n代表異戊二烯鏈的數目。M4,5,7與維生素K1生物活性相等。MK1隻有維生素K1的1%活性,MK10也只有30—49%的活性。維生素K3(Menadione)是人式合成產物,在哺乳類及鳥類體內可變成MK4。維生素K1可以人工合成,但自然界中多為l型,人工合成者可為消旋者,二者的活性是一樣的。維生素K3的3位硫醚衍生物也生物活性。維生素K的衍生物如維生素K3磷酸酯、琥珀維生素或亞硫酸氫鹽,均為水溶性的,可作為腸外用的製劑。上述三種類型的維生素K都易為鹼及光所破壞。有些衍生物如甲基萘氫醌乙酸酯有較高的維生素K活性,並對光不敏感。維生素K3或維生素K1的2,3位環氧化合物,雖不溶於水,但對光不生敏感,在體內可變為相應的維生素K。

3 維生素K -生理功能

1、維生素K為谷氨酸γ-羧基化酶系統中的必需因素。
γ-羧基谷氨酸(γ-Carboxyglutamic Acid,Gla)的合成在細胞微粒體內進行,需要含有谷氨酸的肽鏈作為基質,並需要氧及二氧化碳及維生素K氫醌(維生素KH2)。在這個作用中維生素的變化可用維生素K-維生素K2,3環氧化合物(維生素K-2,3epoxide,VKO)循環來表示。γ-羧基化作用的底物有人工合成的五肽鏈及天然內源性蛋白(如凝血酶原),人工合成者以苯丙-亮-谷-谷-亮反應力最強,其他如苯丙-亮-谷-纈及苯丙-亮-谷-谷-異亮也有作用。人工合成者與內源蛋白之間有競爭,當五肽鏈存在時,內源蛋白的γ-羧基化的開始速度減少,內源蛋白存在時推遲五肽鏈γ-羧基化的時間。

γ-羧基谷氨酸(γ-Cacbocyglutamic Acid,Gala)的蛋白質或肽名字形成后,與Gla相鄰的羧基具有與鈣及磷脂結合的特性。

Gla蛋白質可以在他生成場所或輸出到靶組織中發生作用。Gla蛋白分解的最終產物為遊離式的Gla及含Gla的肽鏈,在尿中排出。正常人尿中排出量為44±11μmol/g肌酐,兒童排出較多,5歲時約為100μmol/g肌酐,以後排出量逐漸下降,至15歲時降到成人水平,使用抗凝劑者,尿中Gla水平僅為24μmol/g肌酐,凝血酶原時間比正常者升高2—3倍,Gla的總排出量25%,不受抗凝劑的影響,可代表骨中骨鈣蛋白(osteocalcin)的轉換。有些疾病Gla的排出也有變化。例如多數骨質疏鬆病人,尿中Gla的排出比正常人增加50%,相當於骨的轉換率之3倍。皮膚炎與硬皮病患者尿中排出也增加。

維生素K維生素K的凝血作用
2、VK與血液凝固的關係 血液凝固是從組織損傷和血小板破壞后引起的一系列的酶促鏈式反應。血液凝固過程中一些酶原(proenzyme)的合成與維生素K有關,亦即在他們的合成中需要谷氨酸γ-羧基化。這些酶原除因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ及Ⅹ外,最近還發現了蛋白C、S、M,Z。這四種新發現的蛋白,他們的1—40氨基酸排列順序與凝血酶原同源。蛋白C干擾血液凝固,並促進血纖維蛋白的溶解,在體外活化的蛋白C可以使因子Ⅴ及Ⅷ滅活,蛋白S可以加強蛋白C的活力,他有10個Gla。蛋白M可以促進凝血酶原轉變為凝血酶。蛋白Z有13個Gla。對些蛋白了解得還很少,需要進一步的研究。

凝血酶原的合成,先在肝細胞粗內質網膜上的形成新生成肽鏈,然後再進行一些谷氨酸的γ-羧基化和糖基化。在凝血酶原的NH2末端的7,8,15,17,20,21,26,30,332位置的谷氨酸γ-羧基化變成Gla。33位后的谷氨酸不轉變為Gla。這種γ-羧基化的特殊選擇並不是由氨基酸的排列順序所致,而是由於蛋白前體在膜上的位置與構形所致。1分子的正常凝血酶原與10—12Ca2+相結合,未γ-羧基化者只能與一個分子Ca2+結合。

3、維生素K與骨基質中含Gla蛋白(Bone Gla Protein,BGP)的關係 骨基質有幾種含Gla的蛋白,主要為BGP與Ca結合者叫做骨鈣蛋白,在骨細胞內合成,分泌到血液或組織,然後到骨基質中,占骨中總蛋白垢1—2%,為非膠原蛋白的10—20%。骨鈣蛋白出現在骨礦物化之前,骨密度增加,他也增加。他有2個鈣結合點,鈣離子為0.8mmol/L可以使其半飽和,其他二價正離子如鎂、鍶、鋇也能與之結合,但鈣離子結合能力最強,他的作用在調節鈣在骨基質中沉積,與羧磷灰石(hydroxy apatite)的核心起作用。也有跡象說明BGP的合成為1,25(OH)2D3所調節。BGP可能調節1,25(OH)2D的破骨作用,使其作用緩慢。在一些骨的疾病中,血漿中BGP水平上升,這說明他可能促進骨的重建及鈣的動員。

懷孕早期如母親服用維生素K拮抗劑,其胎兒骨骼發生流血現象,這一現象說明,在胎兒生長過程中,需要維生素K的骨骼系統發育比血流凝固系統要早一些,從母體將鈣運輸至胎兒這一過程對維生素K拮抗劑敏感,可能干擾了胎盤中γ-羧基化蛋白的合成。

4、其他腎小管細胞有含Gla的蛋白質,為其總蛋白的0.2—0.7%。他是與膜結合的蛋白,也與鈣離結合。鈣在腎小管細胞內的再吸收與之有關。其他組織如牙質、胎盤、睾丸、胰、脾、肺、乳腺等都含Gla蛋白質,功 用不明。有些組織如肌肉、心臟及淋巴細胞中尚未發現。在有些疾病如腎結石(尤其是草酸鈣及磷灰石結石)含有Gla的蛋白質、正常主動脈及脂肪條紋及纖維斑塊中沒有含Gla的蛋白質,而動脈硬化鈣化斑塊中含有Gla的蛋白質。

4 維生素K -代謝

雜食物的維生素K有從食物中來的,也有從腸道細菌合成的。維生素K1和維生素K2的吸收與其他脂溶性維生素一樣,需要膽汁、胰液,並與乳糜微粒相結合,由淋巴系統運輸。吸收量約攝入量的10—70%。人或動物口服生理或藥理劑量的維生素K1,20分鐘后血漿中已出現維生素K1,2小時達到高峰。在48—72小時內血漿濃度按指數下降至1—5ng/ml。在這段時間,他從乳糜微粒轉移至β脂蛋白中,運輸至肝內,與VLDL相結合,並通過LDL至各組織。肝為VK的主要靶組織,注射維生素K1小時后,50%劑量在肝內,口服VK2小時后,20%劑量在肝內,24小時降至最低值,而腎、心臟、皮膚及肌肉之量在24小時內增加到最高值而後下降。大鼠肝中維生素K含量約為8—44 ng/g,如肝的濃度低於4.5 ng/g,凝血酶原時間延長,維生素K總體庫比較小,約50—100μg,轉換率快,總體庫每2.5小時可轉換一次。他的代謝物為維生素K短鏈及氧化代謝物形成γ-內酯,還可與葡糖苷酸結合,在人體維生素K的側鏈可以進行β或ω氧化形成6`-羧基酸及其γ-內酯或進一步分解為4`-羧基酸,還有少量的環氧代謝物,這些代謝物與葡糖苷酸相結合,存在於腸肝循環中,或從尿中排出。

維生素K3在動物肝微粒體內轉變為MK4,但產量很少,僅為攝取量的0.05—1.0%。維生素K3主要代謝產物為雙氫維生素K3葡糖苷酸的硫酸酯。

5 維生素K -臨床應用

除新生嬰兒外,人類原發性VK缺乏較為罕見。新生兒在出生最初幾日內無細菌,在胎兒期胎盤不易運輸脂類,凝血酶原常有低的現象,數周後方可上升至正常值,如果低至正常值的10%,新生兒將有出血性疾病。水溶性及脂溶性的維生素K製劑,都能有效地恢復凝血酶原至正常水平,控制其出血。有些老年人也有維生素K缺乏,出現凝血酶原時間長的現象。

預防血栓使用雙羧香豆素過量時,凝血酶原也減少,可靜脈注射藥理劑量(以mg計的維生素K,使凝血酶原在數分鐘內開始合成,24小時達到正常水平。但水溶性維生素K3的衍生物轉變為活化型維生素K的速度太慢,效果不好。在靜脈營養中,輸注射液加入了抗生素,阻凝維生素K在腸道內合成,病人的需要維生素K的凝血因子在4周內降低至正常值的20%。在輸注液中應加入維生素K0.03—1.5μg/kg體重。膽道阻塞時維生素K吸收減少,也可產生維生素K缺乏,口服或經消化道補給時,必須與膽鹽同時供給,有些肝病,由於功能不全凝血因子合成減少,補給維生素K對凝血作用無效。

6 維生素K -缺乏症

缺乏維生素K會減少機體中凝血酶原的合成,從而導致出血時間延長。將導致凝血時間延長,出血不止,即便是輕微的創傷或挫傷也可能引起血管破裂。出現皮下出血以及肌肉、腦、胃腸道、腹腔、泌尿生殖系統等器官或組織的出血或尿血、貧血甚至死亡。如:新生兒出血疾病,如吐血、腸子、臍帶及包皮部位出血;成人不正常凝血,導致流鼻血、尿血、胃出血及瘀血等癥狀;低凝血酶原症,癥狀為血液凝固時間延長、皮下出血;小兒慢性腸炎;熱帶性下痢。攝入過量的維生素K可引起溶血、正鐵血紅蛋白尿和卟啉尿症。

7 維生素K -來源

維生素K富含維生素K的食物
人類維生素K的來源有二方面:一方面從腸道細菌合成,佔50—60%。VK在迴腸內吸收,細菌必須在迴腸內合成,才能為人體所利用,有些抗生素抑制上述消化道的細菌生長,影響維生素K的攝入。另一方面從食物中來,佔40—50%,綠葉蔬菜含量高,其次是奶及肉類,水果及穀類含量低。

8 維生素K -營養評價與用量

營養評價指標
1、凝血酶原時間:用新鮮血加到一定量的促凝血酶原激酶溶液中,觀察其凝固時間,約為25—40s;

2、凝固時間:新鮮血凝固時間及形成凝塊的時間。正常人血凝固時間約10分鐘。

用量
約為2μg/kg體重,大鼠為10μg/kg體重或0.1μg/g食物,無菌大鼠需要量為25μg/kg體重。

9 維生素K -注意事項

1、會損害肝臟功能,肝病患者不宜服用;

2、孕婦及授乳婦女避免大量服用維生素K補充品;

3、X光、放射線、冷凍加工、阿司匹林及空氣污染都是維生素K的天敵;

4、如果使用抗生素,造成腸內細菌數量減少或功能降低,維生素K便會相對不足;

5、同時攝取維生素K(即使來源為天然食物),將使抗血液凝固劑的藥性產生反效果;

6、服用維生素K補充品后如有臉泛紅、發紅疹、腸胃不適、皮膚搔養等過敏癥狀,應立即停用,並請醫師診治。

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