Keserű György Miklós (szerk.)

Gyógyszerkémia

6.2.1.4. K-vitamin

Felfedezése és szerkezete

1929-ben csirkék étrendjének vizsgálata során Henrik Dam megfigyelte, hogy zsírmentes táplálékkal a csirkékben vérzéses kórképek alakulnak ki. 1935-ben a még izoláltalan komponenst K-vitaminnak nevezte el, a dán „koagulation”, azaz véralvadás szó alapján. 1939-re mindkét természetes formáját, a K1- és K2-vitamint izolálták (Fülöp és mtsai, 2010). Az 1970-es évekig csak véralvadásban betöltött szerepéről tudtak, azonban a γ-karboxiglutaminsav (Gla) felfedezésével, melynek szintéziséhez szervezetünknek K-vitaminra van szüksége, sikerült beazonosítani azokat a fehérjéket (K-vitamin dependens receptorok) és biológiai folyamatokat, melyek működéséhez K-vitaminra van szükség (Marriott és mtsai, 2020).

A K-vitaminok közös szerkezeti eleme a 2-metil-1,4-naftokinon-gyűrűrendszer, eltérés bennük a 3-as pozícióban fordul el. A két természetes forma: K1-vitamin, azaz fillokinon (2-metil-3-fitil-1,4-naftokinon, fitomenadion) növényi eredetű, és a nyugati országok táplálékkal bevihető K-vitaminjának fő forrása (6.2.11. ábra). A keleti országok fő K-vitamin-forrása a menakinon, azaz a K2-vitamin-család. Ezek olyan baktériumok által végzett fermentáció során keletkező 2-metil-1,4-naftokinon-származékok, melyek 3-as pozíciójukban eltérő lánchosszúságú telítetlen izoprenil-láncot tartalmaznak (általában 6–10 izoprénegységből). Továbbá a K3-vitamin, azaz a szubsztituálatlan 2-metil-1,4-naftokinon-váz, más néven menadion, a természetben nem fordul elő, de az állati szervezetek képesek alkilezni és így hatékony K-vitamin-származékokat előállítani (takarmányok fő K-vitamin-kiegészítője) (Marriott és mtsai, 2020).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1334kgyke_4059/#m1334kgyke_4059 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1334kgyke_4059/#m1334kgyke_4059)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1334kgyke_4059/#m1334kgyke_4059)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

6.2.11. ábra. Természetes K-vitaminok szerkezete

Forrás: saját szerkesztés

Metabolizmusa

A K-vitamin felszívódásához az eddigi, zsírban oldódó vitaminokhoz hasonlóan az epe és a pankreász segítségére van szükség. Továbbá szükséges zsírok egyidejű bevitele is: a növényekből származó K-vitaminok alacsonyabb biohasznosulással rendelkeznek, mint az olajos formulációval bevitt K-vitamin. Szervezetünk a felszívott K-vitamint kilomikronokba csomagolva szállítja a májba. Innen történő továbbjutásának pontos mechanizmusa még ismeretlen, de megfigyelték, hogy főként triacilglicerolban gazdag részecskékben, kisebb részben pedig LDL-ben és HDL-ben továbbítódik. Ugyanakkor fő raktárként hagyományosan a májat tekintjük, amely a véralvadásfaktorok és így a legtöbb Gla-oldalláncért felelős fehérje szintézisének helyszíne. Szervezetből történő kiürülése főként az epével történik, azonban klírensz-értéke az adott K-vitamin-származéktól függ. Ez a 3-as pozíciójú oldalláncuknak köszönhető lipofilitásbeli eltéréseikből ered (1 izoprénegység = 6 óra, 7 izoprénegység = 72 óra, Marriott és mtsai, 2020).

Szerepe és a hiánya esetén kialakuló betegségek

A K-vitaminok szervezetünkben betöltött szerepének megértéséhez a segítségével előállított Gla előfordulását kell keresni. Ezen aminosav szintézise során szervezetünk glutaminsavból (Glu) indul ki, melyet a mikroszomális γ-glutamil-karboxiláz (GGCX) végez és amihez a K-vitamin redukált, hidrokinon formájára van szüksége (szén-dioxid és oxigén mellett, 6.2.12. ábra, Marriott és mtsai, 2020). Ennek során a redukált formájából 2,3-epoxid metabolit keletkezik, melyet a K-vitamin-epoxid-reduktáz (VKER) és K-vitamin-reduktáz (VKR) alakít vissza két lépésben (a kinonszármazékon keresztül, Fülöp és mtsai, 2010). Ezen enzimek hatását gátolják a 4-hidroxikinon-származékok (véralvadásgátlók, pl.: warfarin).

Több biológiai folyamatban is részt vesznek ilyen, K-vitamin-dependens Gla-tartalmú fehérjék. Legismertebb közülük a véralvadásban kulcsszerepet játszó protrombin és VII, IX, X, faktorok, valamint a C protein, S protein és Z protein. A májban szintetizálódnak és tárolódnak, mint prekurzor fehérjék. Aktiválódásukat követően 10–12 Gla-egységet is tartalmazhatnak, melyek Ca2+ mediálta kötést tesznek lehetővé a negatív töltésű foszfolipidek felületén, jelen esetben vérlemezkéken és a sérülés területén található endotéleken. Az S- és Z-fehérjén kívül mind szerin-proteázok, és kalcium jelenlétében a klasszikus koagulációban, a fibrinrög kialakításában vesznek részt. Ennek alapreakciója a fibrinogén fibrinné történő átalakulása, melyet a trombin aktivál. Az X faktor a protrombin-trombin aktivációban játszik kulcsszerepet, míg az X faktor aktivációjában a VII és IX faktorok. A C-, S- és Z-fehérjék a véralvadást elősegítő rendszer gátlói (Marriott és mtsai, 2020).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1334kgyke_4067/#m1334kgyke_4067 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1334kgyke_4067/#m1334kgyke_4067)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1334kgyke_4067/#m1334kgyke_4067)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

6.2.12. ábra. A γ-glutamil-karboxiláz működése

Forrás: saját szerkesztés

Ugyanakkor ezeknek a fehérjéknek számtalan más feladatuk is van a véralvadás elősegítésén felül: a trombin részt vesz az embrió fejlődésében az angiogenezisben és a véralvadáson keresztül a sebgyógyulás, a gyulladás és arterioszklerózis kialakulásában is. A C-fehérje pedig citoprotektív, antiapoptótikus és gyulladásellenes hatással rendelkezik, valamint támogatja a sejtproliferációt, -differenciálódást és az angiogenezist (Marriott és mtsai, 2020).

A véralvadási faktorokon túl azonban K-vitamin-dependens fehérjék máshol is előfordulnak. Több Gla-tartalmú fehérje a csontban található, melyek az oszteokalcin, a mátrix-Gla-fehérje (MGP) és az S-fehérje is. Az oszteokalcin főleg az ásványi anyagokban gazdag szervetlen részben van jelen, ahol a hidroxiapatit beépülésében játszik szerepet. Az MGP inkább a lágyszövetben található meg, és a kalcifikációt gátolja. Ugyanakkor ez a fehérje megtalálható más lágyrészekben, úgymint az endotélek falában is, ahol nem megfelelő működését az arterioszklerózis fokozott kialakulásának esélyével hozták összefüggésbe. Ennek köszönhetően alakulhat ki hiányában vérzékenységen felül oszteoporózis, valamint fokozott eséllyel arterioszklerózis is. Megjegyzendő, hogy újabb és újabb fehérjékben találnak Gla-egységeket, melyek kialakulásában feltehetőleg kulcsszerepet játszhat a K-vitamin, így további, szerteágazó folyamatokat befolyásolhat (Marriott és mtsai, 2020).

Származékai

Hiánybetegsége ritka, azonban kezelésére, valamint újszülöttek K-vitamin-pótlására és kumarin típusú alvadásgátlók (pl. warfarin) túladagolása esetén a fillokinont alkalmazzák. Állatgyógyászatban a vízoldékony, profarmakon (szervezetben menadionná alakuló) menadion-nátrium-hidrogén-szulfitot (6.2.13. ábra) alkalmazzák K-vitamin-pótlásra (Fülöp és mtsai, 2010).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1334kgyke_4074/#m1334kgyke_4074 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1334kgyke_4074/#m1334kgyke_4074)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1334kgyke_4074/#m1334kgyke_4074)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

6.2.13. ábra. A menadion-nátrium-hidrogén-szulfit

Forrás: saját szerkesztés

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 145 0

Kémia

A kötet az Akadémiai Kiadónál 2011-ben Gyógyszerkutatás kémiája címen megjelent kézikönyv hagyományaira alapozva a kismolekulás gyógyszerkutatás eszköztárára és módszertanára fókuszál. Újdonságot jelent a magyar nyelvű szakirodalomban, hogy a modern gyógyszerkémiai felfogásnak megfelelően nem pusztán a meglévő gyógyszerkincs kémiáját mutatja be, hanem betekintést enged a kismolekulás gyógyszerek felfedezésének stratégiájába is.

Hivatkozás: https://mersz.hu/keseru-gyogyszerkemia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero