Vitamin K - Vorkommen, Bedarf, Mangelerscheinungen

Vitamin K

Vitamin K lässt sich aufteilen in Vitamin K1 und Vitamin K2. Der chemische Name für das Vitamin K1 ist Phyllochinon, während der für das Vitamin K2 Menachinon lautet. Beide Formen sind fettlöslich (lipophil). Für den menschlichen Organismus sind sie für die Blutgerinnung von Bedeutung und ebenso für den Knochenstoffwechsel.

Phyllochinon – Vitamin K1

Phyllochinon ist in erster Linie in Chloroplasten von Grünpflanzen zu finden und in begrenztem Maße auch in Mikroorganismen. Es stellt einen natürlichen Bestandteil des Photosyntheseapparates dar. Hier dient es als Elektronencarrier in der Elektronenübertragungskette der Pflanzenzelle. Bei Raumtemperatur liegt es in Form einer viskosen Flüssigkeit vor.

Bei dem Namen „Vitamin K1“ handelt es sich um eine triviale Bezeichnung, die uns geläufiger sein sollte als der chemische Name, der 2-Methyl-3-phytyl-1,4-naphthochinon lautet. In der Literatur taucht auch der Name „α-Phyllochinon“ auf. Die Bezeichnung „Phyllochinon“ entstammt dem Wort Phyllos = Blatt. Der Buchstabe „K“ fand Einzug in die Namensgebung nachdem der dänische Wissenschaftler Henrik Dam 1935 eine Substanz aus Luzerne-Blättern isolierte, die sich als fettlöslich erwies und einen Einfluss auf die Blutgerinnung („K“oagulation) zeigte. So wurde diese Substanz Vitamin K genannt. Biochemisch gesehen handelt es sich hier um ein Terpenoid.

Bei Terpenoiden handelt es sich um Naturstoffe bzw. verwandte organische Verbindungen, die sich von Isopren ableiten lassen. Isopren bildet das Grundgerüst für Terpene und Terpenoide ohne selbst zu dieser Klasse zugehörig zu sein. Terpenoide unterscheiden sich von Terpenen durch funktionelle Gruppen, während Terpene reine Kohlenwasserstoffe sind. Es gibt mehr als 30.000 Terpenoide, wobei jede Pflanze ihr charakteristisches Terpenoid besitzt. Dies erlaubt eine Bestimmung von Pflanzen auf Basis der in ihr gefundenen Terpenoide. Eine Reihe von Terpenoiden besitzt einen hohen gesundheitlichen Wert für den Menschen mit einer Vielfalt an gesundheitsfördernden Funktionen, was sich besonders bei den Heilpilzen hat zeigen können. Vitamin K ist ein weiteres Beispiel für die Wichtigkeit dieser Substanzklasse für den menschlichen Organismus.

Physiologie

Zur Resorption des Vitamins ist unbedingt Gallensäure notwendig. Dies ist bedingt durch seine stark lipophilen Eigenschaften. Eine Resorptionssteigerung lässt sich von daher durch eine zeitgleiche Einnahme von Fetten erzielen. Dies steigert die Resorptionsrate auf fast 80 Prozent. Nach erfolgter Resorption gelangt das Vitamin in die Leber, Nieren und das Knochenmark und kann hier fast 2 Wochen gespeichert werden. Seine Ausscheidung erfolgt über die Galle und zu einem geringen Teil über die Niere.

In der Leber beteiligt sich das Vitamin an der Herstellung verschiedener Blutgerinnungsfaktoren, z.B. Prothrombin. Prothrombin ist eines der Proteine, die für die Blutgerinnung von wesentlicher Bedeutung sind. Die Substanz wird kontinuierlich ins Blut abgegeben, um im Fall einer Verletzung zur Verfügung zu stehen. In einem solchen Fall erfolgt dann die Umwandlung von Prothrombin in Thrombin am Ort der Verletzung. Thrombin selbst kommt im Blut in nur sehr geringen Konzentrationen vor.

Phyllochinon ist direkt am Knochenaufbau beteiligt. Osteocalcin ist ein Peptidhormon, das am Calciumstoffwechsel des Knochens beteiligt ist. Seine Aktivierung und damit die Fähigkeit, aktiv Calcium im Knochen zu binden, hängt von der Präsenz von Vitamin K ab, welches hier als Kofaktor notwendig ist.

Vitamin K ist weitestgehend hitzebeständig. Damit kommt es beim Kochen, besonders beim Garen zu fast keinem Verlust. Das Vitamin ist allerdings lichtempfindlich. Hier verliert es schnell an Bioverfügbarkeit durch Inaktivierung.

Vorkommen und Bedarf

Vitamin K1 ist vorzugsweise in den Membranen der Chloroplasten von grünen Pflanzen zu finden. Im Organismus wird es in Leber, Niere, Milz und Knochenmark kurzfristig gespeichert. Pflanzen, die besonders reich an Vitamin K1 sind, sind im wesentlichen die grünen Gemüsesorten wie Grünkohl, Rosenkohl, Spinat, grüne Tomaten, Broccoli usw. Aber auch grüner Tee, Kartoffeln, Hagebutten, Salate, Milch, Muskelfleisch enthalten ausreichende Mengen des Vitamins. Allerdings kann der Gehalt mit der Jahreszeit unterschiedlich hoch ausfallen.

Die empfohlene Tagesdosis von ca. 65 µg(1 µg = 0,001 mg) ist leicht zu erreichen durch den Verzehr von...
... 15 g Schnittlauch, oder
... 25 g Rosenkohl, oder
... 50 g Kalbsleber, oder
... 3 Eiern, oder
... 220 g Speisequark, oder
... 400 g Champignons oder
... 500 g Erdbeeren

Hier ein paar Daten zum Vitamin K1 Gehalt einiger Nahrungsmittel:

200 g Rosenkohl 1,14 mg
200 g Blumenkohl 0,60 mg
200 g Kohlrabi 1,00 mg
300 g Vollkornbrot 37 μg
30 g Müsli 15 μg
100 g Spirulina 40 bis 80 μg

Es bestehen unterschiedliche Bewertungen hinsichtlich des täglichen Vitamin K1 Bedarfs. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt 65 µg für Frauen und 80 µg für Männer täglich. Da die Muttermilch nur einen geringen Vitamin K1 Gehalt aufweist, besteht die Möglichkeit einer Vitamin K1 Mangelversorgung beim Säugling. Allerdings gibt es augenscheinlich keine Daten für einen optimalen Vitamin K1 Bedarf für Säuglinge, so dass ein Ruf nach einer Prophylaxe keine (wissenschaftliche) Basis hat. In den Niederlanden z.B. bekommen Säuglinge ca. 25 µg täglich als Prophylaxe. 1 Allerdings bemerken die Autoren, dass eine ernsthafte Mangelversorgung nicht unbedingt in den niedrigen Konzentrationen in der Muttermilch zu suchen ist, sondern dass hier Cholestasen (Stau von Gallensaft) und Schwierigkeiten bei der Fettresorption die größeren Faktoren für einen Mangel darstellen.

Mangelerscheinungen (Hypovitaminose)

Da der tägliche Bedarf relativ problemlos durch eine einfache und gesunde Ernährung abgedeckt werden kann, sind Mangelerscheinungen eher die Seltenheit. Dazu kommt noch, dass das Vitamin fettlöslich ist und damit gespeichert werden kann, so dass bei einer kurzfristigen Mangelzufuhr noch genug Reserven in den Speichern vorliegen. Bei Leber-, Magen- und Darmerkrankungen allerdings kann es zu Resorptionsdefiziten kommen, die dann für einen Vitamin Mangel verantwortlich sind. Wie bereits weiter oben erwähnt, können Staus von Gallensekreten (z.B. bei Gallengangsverschluss) nicht nur beim Säugling für ein Resorptionsdefizit sorgen, da der Gallensaft für eine funktionierende Vitamin Resorption unerlässlich ist.

Ein Vitamin K1 Mangel geht einher mit einer herabgesetzten Blutgerinnung. Diese kann bei Säuglingen zu Hirnblutungen führen. Beim Erwachsenen kann es zu Blutungen in verschiedenen Organen kommen, z.B. im Magen-Darm-Trakt, der Muskulatur, den Schleimhäuten (besonders in der Nase) etc.

Überdosierung (Hypervitaminose)

Vitamin K1 hat keinerlei toxische Wirkung. Selbst eine 500-fache „Überdosierung“ zeitigte keinerlei Nebenwirkungen. Eine Injektion mit hohen Dosen von Vitamin K1 kann allerdings zu allergischen Reaktionen führen. Es können auch Veränderungen im Blutbild auftreten. Ein zu hoher Vitamin K1 Gehalt bedingt durch einen Gendefekt kann die Thromboseneigung fördern.

Antagonisten

Verdorbener Klee enthält eine hohe Konzentration an Dicumarol, einem potenten Antagonisten des Vitamin K1. Dies führt bei Rindern, die einen solchen Klee verzehren, zu lebensgefährlichen Blutungen. Ein weiterer Antagonist ist das Warfarin, dass als Rattengift eingesetzt wird. Für therapeutische Zwecke, bei starker Thromboseneigung z.B., kommt Phenprocoumon (Marcumar), ein Wirkstoff der Coumarin-Klasse, als Vitamin K1 Antagonist zum Einsatz.

Menachinon - Vitamin K2

Menachinon ist ebenfalls ein fettlösliches Vitamin und gehört zur Gruppe der Phyllochinon-ähnlichen Substanzen. Aus historischen Gründen wird es zusammen mit Phyllochinon als Vitamin K bezeichnet. Im Gegensatz zu Phyllochinon, das in den Chloroplasten der Grünpflanzen vornehmlich vorkommt, wird Menachinon durch die Bakterien der Darmflora produziert. Die Produktion seitens der Bakterien ist in einem gesunden Organismus so ergiebig, dass etwa 50 Prozent des täglichen Vitamin K Bedarfs erzeugt werden können. Außerhalb des Darms kommt Menachinon in Natto vor. Hier handelt es sich um eine japanische Speise, die aus fermentierter Soja besteht. Hier hat der Fermentierungsprozess, der bakteriell abläuft, für eine Vitamin K2 Produktion außerhalb des Darms gesorgt. Die Resorption von Menachinon erfolgt wie beim Phyllochinon mit Hilfe von Gallensäuren. Das Wirkspektrum von Vitamin K2 ist mit dem des Vitamin K1 vergleichbar.

Interessanterweise wurden 2009 beide Vitamin-Varianten von der europäischen Aufsichtsbehörde EFSA zur „Verwendung in europäischen Lebensmittel- und Nahrungsergänzungszubereitungen zugelassen“ (Wikipedia). Menachinon-7 wurde vor allem in Veröffentlichungen zur Knochengesundheit als effektiv beschrieben2.

1 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12731461
2 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18374202