Diese Rolle spielt Vitamin K2 in der menschlichen Ernährung

Vitamin K ist ein essenzieller Mikronährstoff. Der EU-Nährstoffreferenzwert (NRV) beträgt 75 µg^[1], die Referenztageszufuhr in den USA (Reference Daily Intake – RDI) liegt bei 120 µg^[2]. Beide Werte sind mit einer abwechslungsreichen westlichen Ernährung leicht zu erreichen. Vitamin K sorgt in erster Linie für eine effiziente Blutgerinnung und die Intaktheit der Gefäße und spielt damit für die Wundheilung eine Rolle. Darüber hinaus ist Vitamin K ein Faktor für die Knochengesundheit.

Die primäre Form von Vitamin K ist Phyllochinon, das auch Vitamin K1 genannt wird. Dieses kommt in pflanzlichen Produkten von Natur aus vor und ist in einer vielseitigen Ernährung reichlich enthalten, weshalb ein Vitamin-K-Mangel bei älteren Kindern und Erwachsenen kaum auftritt. Eine weitere Form von Vitamin K ist das als Vitamin K2 bezeichnete Menachinon. Tatsächlich handelt es sich bei Vitamin K2 um eine Gruppe diverser Untertypen, die sich strukturell alle voneinander unterscheiden. Dabei kommen Menachinon-4 (MK-4) und MK-7 am häufigsten vor und weisen die stärkste biologische Aktivität auf^[3]. MK-4 ist die einzige Form von Vitamin K2, die aus Vitamin K1 synthetisiert werden kann^[4].

Im Allgemeinen gilt Vitamin K2, neben Vitamin K1 betrachtet, nicht als essenziell, da bei einer fehlenden Zufuhr keine erkennbaren Mangelerscheinungen auftreten. Allerdings kann Vitamin K2 als alternative Form von Vitamin K dienen, um einem Mangel vorzubeugen, und wird häufig als Ergänzungsmittel von Ärzten verschrieben. Obwohl es nicht in dem Sinne „essenziell“ ist wie andere Nährstoffe, bringt Vitamin K2 in unserer Ernährung eine Reihe nachgewiesener Gesundheitsvorteile mit sich. Vitamin K2 unterstützt die Blutgerinnung und Gefäßintegrität und übernimmt damit die gleichen Funktionen wie Vitamin K1. Außerdem wurden eine entzündungshemmende Wirkung mit daraus folgenden positiven Effekten für das Herz-Kreislauf-System^{[5, 6]} sowie eine Verbesserung der Knochengesundheit^{[7, 8, 9, 10]} nachgewiesen. Weiterhin kann es dabei helfen, das Prostatakrebs-Risiko zu verringern^[11].

Der EU-NRV von 75 µg unterscheidet nicht zwischen Vitamin K1 und K2. Diese Empfehlung beruht auf der ausreichenden Aktivierung von Gerinnungsfaktoren im Blut, die bei dieser Menge für gesunde Personen vollständig gewährleistet ist^{[12, 13, 14]}.

Sowohl für Vitamin K1 als auch MK-4 wurde ein förderliche Wirkung auf die Knochengesundheit aufgezeigt, wenn auch nur bei sehr hohen Dosen von 1 bis 5 mg Vitamin K1 und 45 mg MK-4^{[15, 16, 17]}. Die kurze Halbwertzeit macht diese großen Mengen erforderlich. Bei derart hohen Dosen werden Vitamine jedoch häufig als Medikamente und nicht als Nahrungsergänzungsmittel eingestuft. So wird beispielsweise in Japan MK-4 in einem Umfang von 45 mg/Tag eingesetzt, um Osteoporose zu behandeln^[18].

Einige Formen von K2, insbesondere MK-4, kommen in tierischen Produkten vor und entstehen aufgrund der Fermentation von Nahrungsmitteln durch Bakterien im Darm. Das entstehende Vitamin K2 wird dann im Gewebe gespeichert oder aktiviert. Durch bakterielle Fermentation produziertes Vitamin K2, wie es in Natto, einem traditionellen japanischen Nahrungsmittel aus fermentierten Sojabohnen, vorkommt, entspricht der MK-7-Form. MK-7 ist dank seiner Stabilität die biologisch wirksamste Form^[3] und damit der relevanteste Untertyp.

Knochengesundheit

Besonders interessant ist die Wirkung von Vitamin K2 auf die Knochengesundheit. Hier scheint es die Aktivierung von Osteocalcin, einem an Transport und Einbindung von Calcium in die Knochen beteiligten Protein, mit zu beeinflussen. Als ein grundlegender Bestandteil von Knochen ist eine optimale Versorgung mit Calcium über die Nahrung unverzichtbar für die Entwicklung und den Erhalt eines gesunden Skeletts. Vitamin D, das der Körper sowohl aus Nahrungsmitteln aufnimmt als auch mittels Sonnenlicht erzeugt, wird benötigt, um die Aufnahme von Calcium im Darm zu steigern und es für den Knochenaufbau verfügbar zu machen. Allerdings wurde bis vor kurzem ein für die Calciumeinlagerung ebenfalls wichtiger dritter Nährstoff übersehen. Dabei handelt es sich um Vitamin K2, das dafür sorgt, dass das Calcium im Blutkreislauf die Knochen erreicht und in die Knochenmatrix integriert wird. Vitamin D spielt hier die Hauptrolle, Vitamin K2 fungiert in dem Prozess als Cofaktor^[15]. Nach der Aktivierung bindet Osteocalcin Calcium aus dem Blutkreislauf für den Transport in die Knochenmatrix^[19]. Darüber hinaus aktiviert Vitamin K2 ein weiteres an der Reaktion beteiligtes Protein mit der Bezeichnung Matrix-Gamma-Carboxyglutaminsäure (Gla), das sicherstellt, dass Calcium zu den Knochen gelangt und nicht in Bereiche, wo es schädlich wirken kann^[12].

Von allen Menachinon-Formen spielen MK-4 (mit einer kürzeren Kettenstruktur) und MK-7 (mit einer längeren Kettenstruktur) die größte Rolle für die Knochengesundheit. Auch wenn beide nachweislich positive Wirkungen besitzen, aktiviert MK-7 den größten Anteil des Osteocalcins und ist die bevorzugte Form für Vitamin-K2-Ergänzungsmittel.

Vitamin K2 und kardiovaskuläre Gesundheit

Wie oben erläutert ist Vitamin K2 beteiligt an der Regulierung des Calciumspiegels und der Einbindung von Calcium aus dem Blut in die Knochen. Neben den offensichtlichen Vorzügen für die Knochen gehen damit weitere positive Effekte einher: Eine Anhäufung von Calcium in den Blutgefäßen kann zur Verkalkung bestimmter Bereiche führen, wodurch die Gefäßelastizität abnimmt und das Risiko kardiovaskulärer Erkrankungen steigt.

Bei einer Studie mit Frauen nach der Menopause wurde festgestellt, dass eine hohe Aufnahme von Vitamin K2 mit der Nahrung ohne Vitamin K1 mit einer reduzierten Verkalkung der Blutgefäße einhergeht^[20]. Man nimmt an, dass dies mit dem Matrix-Gla-Protein zusammenhängt, dessen unzureichende Aktivierung mit Gefäßverkalkung in Verbindung gebracht wird^[21]. Da es sich bei Entzündungen um einen entscheidenden Prozess für die Entstehung von kardiovaskulären Erkrankungen handelt, kann sich Vitamin K2 aufgrund seiner entzündungshemmenden Eigenschaften vorteilhaft auf die Herzgesundheit auswirken^{[5, 6]}.

Ist Vitamin K2 essenziell?

Vitamin K1 kommt häufig in grünem Blattgemüse vor. Die durchschnittliche Tageszufuhr von Vitamin K in der Bevölkerung wird auf 70–250 µg geschätzt^[22], sodass der Bedarf der meisten Menschen gedeckt wird. Da sich aber Vitamin K1 und Vitamin K2 in ihrer Funktion unterscheiden, kann eine hohe Vitamin-K1-Zufuhr eine unzureichende Vitamin-K2-Versorgung nicht vollständig ausgleichen. Derzeit wissen wir nur wenig über die Aufnahme von Vitamin K2 in der Gesamtbevölkerung. Typische westliche Diäten enthalten zwar minimale Mengen Vitamin K2, aber nur Personen, die häufig fermentierten Käse und Natto verzehren, erreichen eine gesundheitlich wirksame Zufuhr. Dies spricht für die Aufnahme mit Nahrungsergänzungsmitteln.

Vitamin K2 in Huel

Ein Teil des Vitamin K in Huel Pulver v3.0 liegt in Form von natürlichem Vitamin K1 aus Sonnenblumenölpulver, Hafer und Leinsamen vor. Den Großteil macht jedoch Vitamin K2 aus, das mit unserer Mikronährstoffmischung zugesetzt wird. Daraus ergibt sich ein Gesamtgehalt von 175 µg Vitamin K pro 2.000 kcal Huel Pulver.

Vitamin K2 ist in Huel in Form von MK-7 enthalten, und zwar vollkommen rein und vollständig in der trans-Variante. Wir verwenden keine biologisch inaktiven cis-Isomere. Bei uns kommt ausschließlich MK-7 zum Einsatz, da es die höchste biologische Aktivität aufweist. Seine Struktur umfasst eine lange Seitenkette, die es ihm erlaubt, die Leber zu passieren, und es besitzt eine lange Halbwertzeit von rund drei Tagen. Die Seitenkette und die Halbwertzeit von MK-4 sind deutlich kürzer.

Quellen

1. Food and Drink Europe. Guidance on the Provision of Food Information to Consumers, Regulation (EU) No. 1169/2011. 2013.
2. U.S Food and Drug Administration. Food for Human Consumption: Nutrition labeling of food. 2018;21(2).
3. Sato T, et al. Comparison of menaquinone-4 and menaquinone-7 bioavailability in healthy women. Nutr J. 2012;(12): 11:93.
4. Okano T, et al. Conversion of Phylloquinone (Vitamin K1) into Menaquinone-4 (Vitamin K2) in Mice. J Biol Chem. 2007;283: 11270–9.
5. Geleijnse JM, et al. Dietary intake of menaquinone is associated with a reduced risk of coronary heart disease: the Rotterdam Study. J Nutr. 2004;134(11): 3100–5.
6. Beulens JW, et al. High dietary menaquinone intake is associated with reduced coronary calcification. Atherosclerosis. 2009;203(2): 489–93.
7. Purwosunu Y, et al. Vitamin K2 treatment for postmenopausal osteoporosis in Indonesia. J Obstet Gynaecol Res. 2006;32(2): 230–4.
8. Knapen MH, et al. Vitamin K2 supplementation improves hip bone geometry and bone strength indices in postmenopausal women. Osteoporos Int. 2007;18(7): 963–72.
9. Vermeer C & Theuwissen E. Vitamin K, osteoporosis and degenerative diseases of ageing. Menopause Int. 2011;17(1): 19–23.
10. Knapen MH, et al. Three-year low-dose menaquinone-7 supplementation helps decrease bone loss in healthy postmenopausal women. Osteoporos Int. 2013;24(9): 2499–507.
11. Samykutty A, et al. Vitamin K2, a naturally occurring menaquinone, exerts therapeutic effects on both hormone-dependent and hormone-independent prostate cancer cells. Evid Based Complement Alt Med. 2013;2013: 287358.
12. Vermeer C. Vitamin K: the effect on health beyond coagulation – an overview. Food Nutr Res. 2012. 56: 10.3402/fnr.v56i0.5329.
13. European Union, Official Journal of the European Union, Commission Directive (EU) No. 432/2012, L 285/9-12. 2008.
14. Nicolaidou P, et al. The Effect of Vitamin K Supplementation on Biochemical Markers of Bone Formation in Children and Adolescents with Cystic Fibrosis. Eur J Pediatr. 2006;165(8): 540–5.
15. Booth SL. Roles for vitamin K beyond coagulation. Annu Rev Nutr. 2009; 29: 89–110.
16. Iwamoto J, et al. High-dose vitamin K supplementation reduces fracture incidence in postmenopausal women: a review of the literature. Nutr Res. 2009; 29(4): 221–8.
17. Cockayne S, et al. Vitamin K and the prevention of fractures: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Arch Intern Med. 2006;166(12): 1256–61.
18. Iwamoto J. Vitamin K2 Therapy for Postmenopausal Osteoporosis. Nutrients. 2014;6(5): 1971–80.
19. Crockett JC, et al. Bone Remodelling at a Glance. J Cell Sci. 2001;124(7): 991–8.
20. Beulens JW, et al. High dietary menaquinone intake is associated with reduced coronary calcification. Atherosclerosis. 2009;203(2), 489–93.
21. Schurgers LJ, et al. Novel conformation-specific antibodies against matrix gamma-carboxyglutamic acid (Gla) protein: undercarboxylated matrix Gla protein as marker for vascular calcification. Arterioscler Thromb.Vasc Biol. 2005;25(8), 1629–33.
22. Suttie JS (Ed). Vitamin K in Health and Disease (CRC Press, Boca Raton, Florida, USA, 2009).