Vitamin K – Struktur, Funktionen und klinische Bedeutung

Einleitung

Vitamin K ist ein fettlösliches Vitamin, das eine zentrale Rolle in der Blutgerinnung, im Knochenstoffwechsel und in weiteren physiologischen Prozessen spielt. Entdeckt wurde es 1929 vom dänischen Biochemiker Henrik Dam (daher der Name „K“ für Koagulation).

Es gibt zwei Hauptformen:

  • Vitamin K₁ (Phyllochinon): pflanzliche Herkunft

  • Vitamin K₂ (Menachinone): bakterielle Herkunft, unterschiedliche Seitenkettenlängen
    Eine synthetische Form ist Vitamin K₃ (Menadion), das heute kaum mehr verwendet wird.

Chemische Eigenschaften

  • Grundstruktur: 2-Methyl-1,4-naphthochinon

  • Fettlöslich, hitzestabil, aber empfindlich gegen Licht und Oxidation

  • Speicherung in Leber und Fettgewebe, jedoch nur in geringen Mengen

Vorkommen

  • Vitamin K₁: Grünes Blattgemüse (Spinat, Grünkohl, Brokkoli), Pflanzenöle

  • Vitamin K₂: Fermentierte Lebensmittel (Natto, Käse), Fleisch, Eier

  • Endogene Synthese: Darmflora produziert Vitamin K₂ in begrenztem Umfang

Physiologische Funktionen

  • Blutgerinnung:

    • Cofaktor der γ-Carboxylierung von Glutamatresten in Gerinnungsfaktoren (II, VII, IX, X) sowie Proteinen C, S und Z.

    • Diese Carboxylierung ermöglicht die Calcium-Bindung und Aktivierung der Gerinnungsfaktoren.

  • Knochenstoffwechsel:

    • Aktivierung von Osteocalcin, wichtig für Knochenmineralisierung.

    • Mögliche Bedeutung für die Prävention von Osteoporose.

  • Gefäßgesundheit:

    • Aktivierung von Matrix-Gla-Protein (MGP), das Gefäßverkalkungen hemmt.

Bedarf

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt:

  • Männer: 70 µg/Tag

  • Frauen: 60 µg/Tag

Da Vitamin K in vielen pflanzlichen Lebensmitteln enthalten ist, wird der Bedarf meist gedeckt.

Mangelerscheinungen

Vitamin-K-Mangel ist selten, da es in der Nahrung ausreichend vorhanden ist und zusätzlich durch Darmbakterien gebildet wird.

Ursachen für einen Mangel können sein:

  • Fettmalabsorption (z. B. bei chronischen Leber- und Darmerkrankungen)

  • Langzeittherapie mit Antibiotika (Zerstörung der Darmflora)

  • Neugeborene (geringe Speicher, unreife Darmflora, keine Plazentapassage)

Symptome:

  • Erhöhte Blutungsneigung, verlängerte Gerinnungszeit

  • Petechien, Hämatome, Schleimhautblutungen

  • Bei Neugeborenen: Morbus haemorrhagicus neonatorum

Überdosierung

  • Natürliches Vitamin K₁ und K₂: keine Toxizität bekannt.

  • Synthetisches K₃ (Menadion): kann in hohen Dosen toxisch wirken (Hämolyse, Leberschäden).

Klinische Relevanz

  • Neugeborenenprophylaxe: Standardmäßig wird Vitamin K zur Vermeidung von Blutungen nach der Geburt verabreicht.

  • Antikoagulanzien: Vitamin-K-Antagonisten (z. B. Warfarin, Phenprocoumon) hemmen die Regeneration von aktivem Vitamin K und werden therapeutisch zur Blutverdünnung eingesetzt.

  • Forschung: Rolle von Vitamin K₂ in der Osteoporose- und Arterioskleroseprävention wird intensiv untersucht.

Schlussfolgerung

Vitamin K ist ein essenzieller Cofaktor für die Aktivierung von Gerinnungsfaktoren, Osteocalcin und weiteren Gla-Proteinen. Mangelzustände sind selten, können jedoch bei Neugeborenen oder bei Fettmalabsorption auftreten und zu lebensbedrohlichen Blutungen führen. Eine ausreichende Zufuhr über grünes Gemüse und fermentierte Produkte gewährleistet eine sichere Versorgung.