Vitamin K2: Gesundheitliche Wirkungen, Stoffwechsel, Bedarf und Versorgung

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In letzter Zeit wird im Zusammenhang mit Vitamin D auch immer häufiger Vitamin K2 erwähnt. Insbesondere bei einer hochdosierten Einnahme von Vitamin D scheint die zusätzliche Aufnahme von Vitamin K2 wichtig zu sein. Was ist der Grund hierfür?

Gesundheitswirkungen von Vitamin K2

Knochen

Vitamin K2 ist für den Aufbau kräftiger Knochen genauso wichtig wie Calcium, Magnesium und Vitamin D3. Das Vitamin wird für die Aktivierung von Osteocalcin benötigt, wodurch es den Knochenaufbau fördert. In einer zwölfmonatigen Studie wurde gezeigt, dass die tägliche Aufnahme von 800 mg Calcium und 400 I.E. (10 µg) Vitamin D3 über ein Nahrungsergänzungsmittel sich positiv auf die Knochendichte postmenopausaler Frauen auswirkte. Wurden zusätzlich zu Calcium und Vitamin D3 noch 100 µg Vitamin K1 bzw. Vitamin K2 (als MK-7) ergänzt, so war der Effekt noch deutlicher: Durch das Vitamin K konnte auch im Bereich der Lendenwirbel eine erhöhte Knochendichte nachgewiesen werden (Kanellakis et al., 2012). Auch in einer Studie, in der über einen Zeitraum von sechs Monaten ein Supplement mit u.a. 100 µg Vitamin K2 MK-7, 1600 I.E. Vitamin D3 und 756 mg Calcium gegeben wurde, konnte im Vergleich zum Ausgangswert eine signifikante Verbesserung der Knochendichte erzielt werden (Michalek et al., 2011). In einer weiteren Studie wurden über 12 Monate hinweg täglich 250 mg DHA (Docosahexaensäure), 2000 I.E. Vitamin D3, 25 mg Magnesium, 680 mg Strontiumcitrat und 100 µg Vitamin K2 MK-7 supplementiert. Zusätzlich wurden den Teilnehmern der Verzehr calciumreicher Lebensmittel sowie tägliche Bewegungseinheiten angeraten. Durch die Behandlung wurde eine signifikant verbesserte Knochendichte (Oberschenkelhals, Wirbelsäule, untere Hüfte) erreicht (Genuis und Bouchard, 2012).

Eine Auswertung von sieben Doppelblindstudien, bei denen Erwachsenen Vitamin K2 als Nahrungsergänzung verabreicht wurde, ergab, dass diese das Risiko von Wirbelbrüchen um 60 %, von Hüftfrakturen um 77 % und das Risiko für alle Frakturen, die nicht den Wirbelapparat betreffen, sogar um 81 % senkte (Cockayne et al., 2006).

Eine Osteoporose-Therapie mit Vitamin D kann durch Vitamin K2 unterstützt werden. Vitamin K2 wurde in verschiedenen klinischen Studien auf seine Wirksamkeit in der Osteoporose-Prophylaxe und -Therapie getestet: Bei Frauen nach der Menopause wirken 45 mg Vitamin K2 (als MK-4) signifikant gegen Osteoporose (Plaza und Lamson, 2005).

Eine Studie an gesunden postmenopausalen Frauen zeigte, dass die tägliche Aufnahme von 180 µg Vitamin K2 als MK-7 über drei Jahre zu einem signifikant verbesserten Vitamin-K-Status führte. Dabei reduzierte sich die altersbedingte Abnahme der Knochendichte in der Lendenwirbelsäule und im Oberschenkelhals (Knapen et al., 2013).

Vitamin K2 in seiner wirksamsten Form MK-7 ist insbesondere in der traditionellen japanischen Speise Natto (s. Kapitel „Vorkommen von Vitamin K“) in großen Mengen enthalten. Studien zeigen, dass der regelmäßige Verzehr von Natto sich positiv auf die Knochendichte auswirkt:

In einer japanischen Studie wurde der Einfluss des Nattoverzehrs auf die Knochendichte über einen Zeitraum von drei Jahren beobachtet. Der Verzehr von Natto beeinflusste die Knochendichte postmenopausaler Frauen positiv: Er führte zu einem reduzierten Verlust an Knochenmasse im Oberschenkelhals sowie im unteren Drittel des Unterarmes (Ikeda et al., 2006).

Eine weitere Studie an postmenopausalen Frauen zeigt, dass die Häufigkeit des Nattoverzehrs mit den MK-7-Konzentrationen im Serum korreliert. Am höchsten waren die Serumwerte in Tokio (5,26 ± 6,13 ng/ml), während Frauen aus Hiroshima (1,22 ± 1,85 ng/ml) und britische Frauen (0,37 ± 0,20 ng/ml) vergleichsweise geringe MK-7-Serumwerte aufwiesen. Im westlichen Japan (Tokio) wird generell mehr Natto verzehrt als im Osten des Landes (Hiroshima). In nicht-asiatischen Ländern ist der Verzehr von Natto dagegen unüblich. Weiterhin wurde im Rahmen der Studie innerhalb Japans eine signifikant inverse Korrelation zwischen dem Auftreten von Hüftfrakturen bei Frauen und dem Verzehr von Natto festgestellt (Kaneki et al., 2001).

Auch bei älteren Männern (≥ 65 Jahre) wurde ein positiver Effekt von Natto im Speiseplan beobachtet: Je höher der Nattoverzehr war, desto höher war die Knochendichte der Hüfte und der Lendenwirbelsäule. Diese Beobachtung wurde primär auf das im Natto enthaltene Vitamin K zurückgeführt (Fujita et al., 2012).

Herz-Kreislauf-System

Vitamin K2 ist unverzichtbar für ein gesundes Herz-Kreislauf-System. Studien zeigen, dass Vitamin K2 die Fähigkeit hat, neben Osteoporose auch eine Arterienverkalkung zu verhindern, indem es dafür sorgt, dass Calcium in den Knochen eingelagert und nicht in den Arterien gespeichert wird.

In der großen Rotterdam-Herz-Studie (Geleijnse et al., 2004) wurde nachgewiesen, dass Menschen, die über den zehnjährigen Beobachtungszeitraum hinweg Nahrungsmittel mit einem hohen Anteil an Vitamin K2 (mindestens 32 µg täglich) einnahmen, deutlich weniger Calcium-Ablagerungen in ihren Arterien und eine weit bessere Herz-Kreislauf-Gesundheit aufwiesen. Diese Studie umfasste 4807 Männer und Frauen über 55 Jahren (zu Studienbeginn) und ergab, dass Vitamin K2 – aber nicht K1 – das Risiko, eine Gefäßverkalkung zu entwickeln oder an einer Herz-Kreislauf-Erkrankung zu sterben, um 50 % reduzierte – und dies ganz ohne unerwünschte Nebenwirkungen.

Eine weitere Studie, in der die Daten von 16.057 Frauen aus der EPIC-Kohorte ausgewertet wurden, ergab, dass die durchschnittliche Aufnahme von Vitamin K1 bei 211,7 ± 100,3 µg/Tag und von Vitamin K2 bei 29,1 ± 12,8 µg/Tag lag. Die Aufnahme von Vitamin K2 korrelierte invers mit dem Auftreten der Koronaren Herzkrankheit. Dieser Effekt wurde vor allem auf die Vitamin-K2-Formen MK-7, MK-8 und MK-9 zurückgeführt. Eine Verbindung zwischen Vitamin K1 und der Koronaren Herzkrankheit wurde nicht festgestellt (Gast et al., 2009).

In einer doppelblinden, Placebo-kontrollierten klinischen Studie an 244 gesunden postmenopausalen Frauen erhielten 120 der Frauen über einen Zeitraum von drei Jahren täglich 180 µg Vitamin K2 MK-7, während 124 der Frauen ein Placebo einnahmen. Durch die Einnahme von MK-7 verbesserte sich die arterielle Gefäßsteifigkeit im Vergleich zum Placebo signifikant – insbesondere bei Frauen mit einer hohen arteriellen Gefäßsteifigkeit (Knapen et al., 2015).

In einer Tierstudie eines Forscherteams vom Cardiovascular Research Institute der Universität Maastricht (Schurgers et al., 2007a) konnte nachgewiesen werden, dass Vitamin K2 (als MK-4) und Vitamin K1 in hohen Mengen (100 µg Vitamin K pro g Futter) die Kalzifikation von Arterien nicht nur verhindern, sondern sogar umkehren können. In der Studie wurde Laborratten der Blutgerinnungshemmer Warfarin verabreicht, um eine Verkalkung der Arterien herbeizuführen. Danach erhielt ein Teil der Ratten Vitamin-K-haltiges Futter. Dies führte im Vergleich zur Kontrollgruppe mit normalem Futter zu einer massiven Verminderung des Calciumgehalts in den Arterien von 50 %.

Prostatakrebs

Eine Forschergruppe des Deutschen Krebsforschungszentrums (Nimptsch et al., 2008) zeigte, dass das Risiko, an Prostatakrebs zu erkranken, in der Gruppe mit der höchsten Aufnahme von Vitamin K2 (nicht aber K1) 35 % niedriger war als in der Gruppe mit der niedrigsten Vitamin-K2-Aufnahme. Das Risiko für fortgeschrittenen Prostatakrebs war sogar um 63 % geringer.

Sport

Vitamin K2 MK-7 für flexible Blutgefäße

Indem es das Matrix-Gla-Protein (MGP) aktiviert sorgt Vitamin K2 MK-7 dafür, dass überschüssiges Calcium sich nicht in den Blutgefäßen ablagert, sondern an MGP bindet (Schurgers et al., 2010). Auf diese Weise kann Vitamin K2 MK-7 sogar eine bereits bestehende Arterienverkalkung rückgängig machen (Knapen et al., 2015). Calciumablagerungen im Gefäßsystem gehen nicht unmittelbar mit Symptomen, wie Herzinfarkt oder Schlaganfall einher. Vielmehr beginnen sie schleichend und unbemerkt – oft auch schon im Kindesalter (Hong, 2010). Auch für (Freizeit-)Sportler ist daher eine Supplementierung mit Vitamin K2 MK-7 von Bedeutung. Durch Sport erweitern sich die Blutgefäße, um durch einen erhöhten Blutfluss den Körper mit Sauerstoff versorgen zu können. Dafür sind flexible Blutgefäße wichtig. Das Vitamin befreit die Arterien von überschüssigem Calcium und sorgt so dafür, dass die Blutgefäße flexibel bleiben oder wieder flexibel werden.

Vitamin K2 MK-7 für starke Muskeln

Werden unsere Muskeln übermäßig beansprucht kann es zu Mikroverletzungen des Muskelgewebes kommen. Diese gehen wiederum mit lokalen Entzündungsreaktionen einher (Cheung et al., 2003). Für Vitamin K2 wurde eine entzündungshemmende Wirkung nachgewiesen (Abdel-Rahman et al., 2015), wodurch es zu einer schnelleren Regeneration der verletzten Muskeln beitragen könnte.

Außerdem sorgt Vitamin K2 für die einwandfreie Funktion der Muskelkontraktion. Die Aktin- und Myosinfasern der Muskulatur benötigen Calcium für die Bindung aneinander. Während ein Zuviel an Calcium schlecht für das Herz-Kreislauf-System ist, führt ein geringer Calciumstatus u.a. zu einer entspannten Muskulatur. Hier setzt Vitamin K2 an: Es sorgt für eine ausgeglichene Verteilung von Calcium im Körper. So konnten in einer Studie auch Muskelkrämpfe durch Vitamin K2 reduziert oder sogar verhindert werden (Mehta et al., 2010).

Vitamin K2 MK-7 für starke Knochen

Mit zunehmender Muskelmasse werden bei Sportlern auch die Knochen dichter und widerstandsfähiger (Dowthwaite und Scerpella, 2009; Egan et al., 2006). So bilden sie ein stabiles Gerüst, um den stärker werdenden Muskeln Halt zu geben. Außerdem ist ein stabiler Knochen wichtig, um den intensiveren Krafteinwirkungen durch die sportlichen Übungen besser standhalten zu können (Kohrt et al., 2004). Um bestmöglich wachsen zu können brauchen die Knochen ausreichend Nährstoffe. Zu diesen Nährstoffen zählt auch Vitamin K2 MK-7. Um das für den Knochenaufbau relevante Protein Osteocalcin bestmöglich aktivieren zu können ist einer Untersuchung zufolge eine etwa 5- bis 11,5-mal höhere Dosis an Vitamin K2 notwendig als die derzeit empfohlene Tagesdosis von 75-120 µg (Tsukamoto et al., 2000).

Funktionen von Vitamin K im Körper

Lange Zeit dachte man, die einzige Aufgabe von Vitamin K bestünde darin, die normale Blutgerinnung sicherzustellen. Nachdem entdeckt wurde, auf welche Art und Weise Vitamin K die Blutgerinnung beeinflusst – durch die Carboxylierung der Aminosäure Glutamat an der gamma-Position bei bestimmten Proteinen der Blutgerinnungskaskade – konnten noch weitere Proteine mit sogenanntem gamma-Carboxyglutamat (Gla) identifiziert werden. Bei der gamma-Carboxylierung von Glutamat fungiert Vitamin K als Cofaktor für das Enzym gamma-Glutamatcarboxylase. Bei einem Mangel an Vitamin K werden die Gla-Proteine mit zu wenigen oder sogar ohne die entscheidenden Carboxylgruppen gebildet. Diese sind in jedem Gla-Protein mehrfach vorhanden und wichtig für die Bindung von Calcium.

Zu den Gla-Proteinen zählen neben verschiedenen Gerinnungsfaktoren die Proteine Osteocalcin und das Matrix-Gla-Protein (MGP) (Vermeer, 2012).

Osteocalcin lagert Calcium in die Knochen ein. Das kann es jedoch nur in gamma-carboxyliertem Zustand, also bei ausreichender Versorgung mit Vitamin K. Ein Vitamin-K-Mangel hat somit zur Folge, dass Zähne und Knochen einen reduzierten Calciumgehalt aufweisen und porös werden. Studien zeigen, dass durch Supplementierung mit Vitamin K2 (MK-7) der Carboxylierungsstatus von Osteocalcin verbessert wird (Theuwissen et al., 2012; van Summeren et al., 2009).

Wird Calcium durch mangelnde Carboxylierung von Osteocalcin unzureichend im Knochen gebunden, so lagert es sich in den Arterien ab. Das Matrix-Gla-Protein (MGP) ist der wirksamste Hemmfaktor der Gefäßverkalkung. Es wird durch Vitamin K2 aktiviert, indem posttranslational fünf Glutamat-Reste gamma-carboxyliert werden. In aktiviertem Zustand bindet MGP Calcium und hemmt so dessen Ablagerung in den Gefäßwänden (Schurgers et al., 2010). Ein Mangel an Vitamin K2 führt deshalb unweigerlich zu Arterienverkalkung (El Asmar et al., 2014). Studien zeigen, dass das inaktive, nicht-carboxylierte MGP durch Supplementierung von Vitamin K2 MK-7 reduziert werden konnte (Caluwé et al., 2014; Westenfeld et al., 2012).

Patienten mit einem Mangel an Calcium in den Knochen haben einen Überschuss an Calcium in den Arterien und umgekehrt. Der Mangel an Calcium in den Knochen führt zu Osteoporose, während Calcium-Ablagerungen in den Arterienwänden die Ursache der Koronaren Herzkrankheit und anderer Formen von Herz-Kreislauf-, Nieren- und neurodegenerativen Krankheiten sind. Studien deuten darauf hin, dass der Calcium-Stoffwechsel ohne Vitamin K nicht funktioniert (Flore et al., 2013).

Neben seiner Funktion als enzymatischer Cofaktor hat Vitamin K2 auch eine davon unabhängige knochenprotektive Wirkung, indem es den NF-κB-Signalweg beeinflusst. Der NF-κB-Signalweg ist entscheidend für die Bildung von Osteoklasten (Zellen für Knochenabbau), während der Funktion der Osteoblasten (Zellen für Knochenaufbau) entgegengewirkt wird. Durch Hemmung der NF-κB-Aktivierung stimuliert Vitamin K2 die Bildung von Osteoblasten und unterdrückt die Bildung von Osteoklasten (Yamaguchi und Weitzmann, 2011).

Formen und Bioverfügbarkeit von Vitamin K

Die natürlicherweise vorkommenden Formen von Vitamin K sind Phyllochinon (Vitamin K1) und die Gruppe der Menachinone (Vitamin K2). Bei den Menachinonen handelt es sich um eine Gruppe verschiedener Vitamin-K2-Formen, die sich bezüglich der Länge ihrer Seitenkette voneinander unterscheiden. Die unterschiedlichen Formen werden dabei anhand der Länge ihrer Seitenketten (Anzahl der Isoprenoid-Einheiten) benannt (Menachinon 4 bis 13 bzw. MK-4 bis MK-13) (Booth, 2012). Die Länge der Seitenkette beeinflusst die Bioverfügbarkeit, den Transport im Blut und die Gewebeverteilung der unterschiedlichen Vitamin-K-Formen im Körper.

Die Aufnahme von Vitamin K erfolgt im Dünndarm, indem es zusammen mit Gallensalzen und den Nahrungsfetten in Mizellen verpackt und in die Enterozyten aufgenommen wird (Shearer et al., 2012). Bereits hier gibt es Unterschiede in der Bioverfügbarkeit der unterschiedlichen Formen von Vitamin K: Phyllochinon wird aus Supplementen besser aufgenommen als aus Lebensmitteln, wobei es aber auch zwischen den einzelnen Lebensmitteln Unterschiede gibt. Auch MK-4 wird nur sehr spärlich im Darm aufgenommen, wohingegen MK-7 eine gute Bioverfügbarkeit aufweist. Die Kombination der jeweiligen Mahlzeit mit Fett wirkt sich dabei förderlich auf die Absorption aus.

In den Darmzellen wird das Vitamin K schließlich zusammen mit den Triglyzeriden in die Chylomikronen eingebaut und an die Lymphe abgegeben. Alle Formen von Vitamin K gelangen – in die Chylomikronen eingebaut – über die Lymphe zum Ductus thoracicus und von dort in den Blutkreislauf und die Leber (Shearer et al., 2012).

Die unterschiedlichen Aufgaben, die von den verschiedenen Vitamin-K-Formen wahrgenommen werden, resultieren vermutlich aus der Verteilung auf die Zielgewebe. Die Aufnahme in die Zielgewebe ist wiederum abhängig davon, durch welche Lipoproteine der Transport im Blut erfolgt. Verschiedene Gewebe besitzen verschiedene Rezeptoren an den Zelloberflächen, während Lipoproteine verschiedene Apolipoproteine besitzen, die zum Teil als Liganden für die zelluläre Aufnahme dienen.

In der Lymphe und im Blut auf dem Weg zur Leber sind zunächst alle Vitamin-K-Formen an Triglyzerid-reiche Lipoproteine (TGLP) gebunden (Beulens et al., 2013). Bei Phyllochinon bleibt diese Bindung überwiegend erhalten, und nur ein geringer Anteil geht auf HDL und LDL über. MK-4 hingegen geht von den TGLP zunächst auf LDL und schließlich auf HDL über. MK-9 wiederum ist überwiegend in LDL-Partikeln zu finden, was vermutlich auch bei MK-7 der Fall ist. Leider ist die Studienlage, was die Verteilung der Menachinone betrifft, aber noch nicht so gut wie bei Phyllochinon (Shearer et al., 2012).

In der Leber wird bereits ein Großteil an Phyllochinon für die Blutgerinnung verbraucht, wodurch für alle anderen Gewebe (u.a. für Funktionen im Herz-Kreislauf-System und im Knochenstoffwechsel) nur noch wenig übrigbleibt. Dies erklärt – zusätzlich zur geringen Halbwertszeit des Vitamin K1 (1-2 Stunden; Schurgers et al., 2007b) –, warum Phyllochinon keine oder nur eine sehr geringe Wirkung auf die Gesundheit von Herz und Knochen hat. Es gelangen schlichtweg keine ausreichenden Mengen bis zu diesen Zielgeweben.

Anders Vitamin K2, insbesondere MK-7: Diese Form von Vitamin K2 hat eine außergewöhnlich hohe Bioverfügbarkeit und wird vom Körper optimal aufgenommen. Es weist zudem mit etwa 3 Tagen eine viel längere Halbwertszeit auf (Schurgers et al., 2007b), so dass es auch für extrahepatische Funktionen verwendet werden kann.

Wissenschaftler der Universität von Maastricht beschäftigen sich seit mehr als 30 Jahren mit der Erforschung von Vitamin K. Sie haben die Bioverfügbarkeit und Bioaktivität von Vitamin K1 sowie Vitamin K2 als MK-4 und MK-7 getestet. Das Ergebnis: Menachinon-7 ist die wirksamste Form von Vitamin K und bezüglich Aufnahme und Wirkungsdauer den anderen Vitamin-K-Formen weit überlegen (Schurgers et al., 2007b, Sato et al., 2012).

Vorkommen und Aufnahme von Vitamin K

Vitamin K in Lebensmitteln

Vitamin K ist in Lebensmitteln als Vitamin K1 und Vitamin K2 zu finden. Vitamin K1 (Phyllochinon) ist ein wichtiger Bestandteil der Elektronentransportkette in den Chloroplasten (Oostende et al., 2008) und kommt daher vor allem in dunkelgrünem Blattgemüse vor, wie z. B. in Spinat (380 µg/100 g) oder in verschiedenen Kohlsorten (ca. 440 µg/100 g). Hellere Sorten, wie z. B. Eisbergsalat, enthalten deutlich geringere Mengen Vitamin K1 (35 µg/100 g). Gibt man Vitamin-K-haltigen Lebensmitteln ein wenig Fett zu, kann die Bioverfügbarkeit des Vitamins erhöht werden (Booth, 2012).

Vitamin K2 (Menachinon) entsteht vor allem durch bakterielle Fermentation. Tierische Lebensmittel, wie z. B. Fleisch, Eigelb, Käse oder Quark, enthalten Vitamin K2 daher in geringen Mengen (bis zu 7 µg/100 g) (USDA, 2015; Vermeer, 2012).

Menachinon-7 (MK-7) kommt vor allem in Natto vor, einer vorwiegend in Japan verzehrten traditionellen Spezialität aus mit Bacillus subtilis natto fermentierten Sojabohnen (Booth, 2012). Natto hat eine außergewöhnlich hohe Konzentration an MK-7. Leider reduziert der intensive Geruch und gewöhnungsbedürftige Geschmack von Natto die Attraktivität für die westliche Welt. In Japan wird Natto allerdings seit Generationen oft täglich und bereits zum Frühstück mit Reis gegessen.

Vitamin K2 wird in Europa über die Nahrung kaum aufgenommen. Die Aufnahme von Vitamin K1 erfolgt vor allem über Gemüse, insbesondere grünes Blattgemüse. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt täglich 400 g Gemüse (3 Portionen) zu essen. Doch nur jeder achte Deutsche erreicht diese Menge (NVS II). Durchschnittlich wird nur etwa die Hälfte der empfohlenen Menge verzehrt (MRI, 2008). Wer nicht ausreichend Gemüse isst, erhält möglicherweise nicht genügend Vitamin K.

Bedeutung der Synthese im Darm

Da Menachinone überwiegend durch bakterielle Fermentation gebildet werden, wird auch in einem gesunden Darm Vitamin K2 gebildet. Allerdings deutet viel darauf hin, dass die hier gebildeten Menachinone nicht oder nur in äußerst geringen Mengen in den Körper aufgenommen werden können. Ein Hinweis darauf ist, dass die Absorption von Vitamin K vor allem im Dünndarm zusammen mit Nahrungsfetten über die Chylomikronen erfolgt. Außerdem benötigen die Menachinon-bildenden Bakterien dieses auch selbst (Beulens et al., 2013). Es scheint hier also dasselbe Phänomen wie bei Vitamin B12 vorzuliegen, welches zwar ebenfalls durch Fermentation im Dickdarm entsteht, aber bereits im Dünndarm absorbiert wird.

Nahrungsergänzungsmittel

Aufgrund der immer größeren Bedeutung von MK-7 enthalten Nahrungsergänzungsmittel immer häufiger diese Form von Vitamin K2. Hierbei ist wichtig, dass die Isoprenoid-Seitenkette in trans-Form vorliegt, da nur diese Form vollständig aktiv ist.

Isoliertes MK-7 kann entweder durch bakterielle Fermentation oder durch organische Synthese gewonnen werden. Nachteil der bakteriellen Fermentation ist die zusätzliche Bildung von MK-7 in cis-Form sowie anderer Menachinon-Formen. Bei der organischen Synthese von MK-7 aus pflanzlichen Rohstoffen wird die cis-Form nicht gebildet und nur sehr geringe Mengen anderer Menachinon-Formen.

Die geringe Bioverfügbarkeit des fettlöslichen Vitamin K kann deutlich verbessert werden, wenn es in Form eines Nahrungsergänzungsmittels auf Ölbasis eingenommen wird. Wird es in Form von Tabletten aufgenommen, sollte das Vitamin K in mikroverkapselter Form vorliegen, um die Stabilität des Vitamins zu gewährleisten.

Bedarf an Vitamin K

Vitamin-K-Serumwerte

Der Normbereich der Vitamin-K-Serumwerte liegt bei 50-900 ng/l. Statt der direkten Bestimmung von Vitamin K im Serum wird in der Praxis häufig die Gerinnungsaktivität des Blutes gemessen. Um diese aufrechtzuerhalten wird jedoch wesentlich weniger Vitamin K benötigt als für die Vitamin-K-abhängige Aktivierung von Zielproteinen außerhalb der Leber (z. B. Osteocalcin, Matrix-Gla-Protein). Die Bestimmung der gamma-Carboxylierung dieser Zielproteine ist wesentlich aussagekräftiger für den Vitamin-K-Versorgungsstatus. In einer Studie wurde bei der Mehrheit der Teilnehmer ein hoher Anteil an nicht-carboxyliertem Osteocalcin und Matrix-Gla-Protein festgestellt (Theuwissen et al., 2014).

Empfehlungen für die Vitamin-K-Zufuhr 

Für die Zufuhr an Vitamin K gibt die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) lediglich „Schätzwerte für eine angemessene Zufuhr“ an. Diese liegen für Erwachsene in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht zwischen 60 und 80 µg Vitamin K pro Tag (DGE, 2015).

Auch das Food and Nutrition Board (FNB) der USA gibt keine konkreten Empfehlungen für die Tageszufuhr an Vitamin K, sondern lediglich eine Empfehlung über die angemessene Zufuhr (adequate intake). Diese liegt für Frauen bei 90 µg/Tag und für Männer bei 120 µg/Tag (Booth, 2012).

Für diese Werte wurden die Dosen an Vitamin K zugrunde gelegt, die für die Vorbeugung von Blutungen benötigt werden. Allerdings ist die Carboxylierung der Blutgerinnungsfaktoren die erste Funktion, die Vitamin K im Körper erfüllt – noch vor der Carboxylierung von Osteocalcin oder des Matrix-Gla-Proteins – , da diese Funktion unmittelbar für das Überleben wichtig ist. Um auch für die weiteren Funktionen ausreichend Vitamin K zur Verfügung zu haben, benötigt der Körper daher vermutlich auch größere Mengen an Vitamin K (Vermeer, 2012).

Die Fachgesellschaften unterscheiden bei ihren Empfehlungen nicht zwischen den verschiedenen Formen von Vitamin K. Vitamin K1 hat eine geringe Halbwertszeit und wird zum Großteil in der Leber für die Blutgerinnung verbraucht. Aufgrund der außergewöhnlich hohen Bioverfügbarkeit und langen Halbwertszeit (Schurgers et al., 2007b) ist die Supplementierung in Form von Vitamin K2 als Menachinon-7 (MK-7) ratsam. So steht auch für die Carboxylierung der Zielproteine außerhalb der Leber ausreichend Vitamin K zur Verfügung.

Dosierungsempfehlung bei Vitamin-K-Supplementierung 

Präventiv ist die tägliche Supplementierung von 0,5-1 µg Vitamin K2 pro Kilogramm (kg) Körpergewicht (KG) empfehlenswert. Bei bereits bestehender Osteoporose oder anderen auf einen Vitamin-K-Mangel zurückführbaren Erkrankungen sollten täglich besser 2-4 µg Vitamin K2 / kg KG ergänzt werden (Gröber et al., 2015b).

Bei der Einnahme von mehr als 4000 I.E. Vitamin D3 am Tag (z. B. zur Aufdosierung) sollten je 800 I.E. Vitamin D3 etwa 20 µg Vitamin K2 MK-7 ergänzt werden. Bei 5600 I.E. Vitamin D3 wären dies 140 µg Vitamin K2 pro Tag.

Vitamin-K-Überdosierung

Eine Überdosierung von Vitamin K wurde bislang nicht beobachtet. Vitamin K2 verursacht keine zu starke Blutgerinnung bzw. kein erhöhtes Thrombose-Risiko. Die Aufgabe von Vitamin K im Rahmen der Blutgerinnung ist die Carboxylierung der Gerinnungsfaktoren, damit diese maximal aktiv sein können. Eine Carboxylierung über das Maximum hinaus ist nicht möglich. Sobald eine Sättigung erreicht ist, kann Vitamin K2 die Blutgerinnung nicht mehr beeinflussen (Vermeer, 2012). Cees Vermeer von der Universität Maastricht vergleicht dies mit der Einnahme von Vitamin C, das für den Aufbau von Kollagen benötigt wird. Nimmt man zu viel Vitamin C zu sich, entsteht trotzdem kein Überschuss an Kollagen. So führt auch eine zusätzliche Einnahme von Vitamin K2 nicht zu einer erhöhten Blutgerinnung. Diese Prozesse regeln sich selbstständig.

Vorsicht bei Einnahme von Blutgerinnungshemmern vom Cumarin-Typ

Vorsicht mit Vitamin-K-haltigen Nahrungsergänzungsmitteln ist lediglich bei der gleichzeitigen Einnahme von Blutgerinnungshemmern vom Cumarin-Typ geboten, da diese als Vitamin-K-Antagonisten agieren (Vermeer, 2012). Eine Studie zeigt, dass sich bereits die tägliche Einnahme von 10 µg Menachinon-7 störend auf die Wirkung blutverdünnender Medikamente auswirkt (Theuwissen et al., 2013). Anders sieht die Sache bei Vitamin K1 aus: Hier konnte in einer Studie bei einer Supplementierung von bis zu 100 µg/Tag kein signifikanter Effekt auf die Therapie mit Blutverdünnern beobachtet werden (Schurgers et al., 2004).

Personen, die blutverdünnende Medikamente einnehmen, müssen eine Supplementation von Vitamin K unbedingt vorher mit ihrem Arzt abklären. Falls Blutverdünner eingenommen werden und die Verwendung von Vitamin K2 gewünscht ist, sollten die Blutwerte (insbesondere die Gerinnungswerte) ständig kontrolliert werden. Sinnvoll könnte auch der Wechsel zu einem moderneren Blutverdünner mit weniger Nebenwirkungen sein. Ein solcher Wechsel darf aber ebenfalls nur nach vorheriger Abklärung mit dem behandelnden Arzt erfolgen.

Literatur

  • Abdel-Rahman MS, Alkady EA, Ahmed S (2015): Menaquinone-7 as a novel pharmacological therapy in the treatment of rheumatoid arthritis: A clinical study. Eur J Pharmacol; 761: 273-278.
  • Beulens JW, Booth SL, van den Heuvel EG, Stoecklin E, Baka A, Vermeer C (2013): The role of menaquinones (vitamin K₂) in human health. Br J Nutr; 110(8): 1357-1368.
  • Booth SL (2012): Vitamin K: food composition and dietary intakes. Food Nutr Res; 56.
  • Caluwé R, Vandecasteele S, Van Vlem B, Vermeer C, De Vriese AS (2014): Vitamin K2 supplementation in haemodialysis patients: a randomized dose-finding study. Nephrol Dial Transplant; 29(7): 1385-1390.
  • Cheung K, Hume P, Maxwell L (2003): Delayed onset muscle soreness : treatment strategies and performance factors. Sports Med; 33(2): 145-164.
  • Cockayne S, Adamson J, Lanham-New S, Shearer MJ, Gilbody S, Torgerson DJ (2006): Vitamin K and the prevention of fractures: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Arch Intern Med; 166(12): 1256-1261.
  • DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V.) (2015): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. URL: https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/vitamin-k/ (27.07.2015).
  • Dowthwaite JN, Scerpella TA (2009): Skeletal geometry and indices of bone strength in artistic gymnasts. J Musculoskelet Neuronal Interact; 9(4): 198-214.
  • Egan E, Reilly T, Giacomoni M, Redmond L, Turner C (2006): Bone mineral density among female sports participants. Bone; 38(2): 227-233.
  • El Asmar MS, Naoum JJ, Arbid EJ (2014): Vitamin k dependent proteins and the role of vitamin k2 in the modulation of vascular calcification: a review. Oman Med J; 29(3): 172-177.
  • Flore R, Ponziani FR, Di Rienzo TA, Zocco MA, Flex A, Gerardino L, Lupascu A, Santoro L, Santoliquido A, Di Stasio E, Chierici E, Lanti A, Tondi P, Gasbarrini A (2013): Something more to say about calcium homeostasis: the role of vitamin K2 in vascular calcification and osteoporosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci; 17(18): 2433-2440.
  • Fujita Y, Iki M, Tamaki J, Kouda K, Yura A, Kadowaki E, Sato Y, Moon JS, Tomioka K, Okamoto N, Kurumatani N (2012): Association between vitamin K intake from fermented soybeans, natto, and bone mineral density in elderly Japanese men: the Fujiwara-kyo Osteoporosis Risk in Men (FORMEN) study. Osteoporos Int; 23(2): 705-714.
  • Gast GC, de Roos NM, Sluijs I, Bots ML, Beulens JW, Geleijnse JM, Witteman JC, Grobbee DE, Peeters PH, van der Schouw YT (2009): A high menaquinone intake reduces the incidence of coronary heart disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis; 19(7): 504-510.
  • Geleijnse JM, Vermeer C, Grobbee DE, Schurgers LJ, Knapen MH, van der Meer IM, Hofman A, Witteman JC (2004): Dietary intake of menaquinone is associated with a reduced risk of coronary heart disease: the Rotterdam Study. J Nutr; 134(11): 3100-3105.
  • Genuis SJ, Bouchard TP (2012): Combination of Micronutrients for Bone (COMB) Study: bone density after micronutrient intervention. J Environ Public Health; 2012: 354151.
  • Gröber U, Reichrath J, Holick MF, Kisters K (2015b): Vitamin K: an old vitamin in a new perspective. Dermatoendocrinol; 6(1): e968490.
  • Hong YM (2010): Atherosclerotic cardiovascular disease beginning in childhood. Korean Circ J; 40(1): 1-9.
  • Ikeda Y, Iki M, Morita A, Kajita E, Kagamimori S, Kagawa Y, Yoneshima H (2006): Intake of fermented soybeans, natto, is associated with reduced bone loss in postmenopausal women: Japanese Population-Based Osteoporosis (JPOS) Study. J Nutr; 136(5): 1323-1328.
  • Kaneki M, Hodges SJ, Hosoi T, Fujiwara S, Lyons A, Crean SJ, Ishida N, Nakagawa M, Takechi M, Sano Y, Mizuno Y, Hoshino S, Miyao M, Inoue S, Horiki K, Shiraki M, Ouchi Y, Orimo H (2001): Japanese fermented soybean food as the major determinant of the large geographic difference in circulating levels of vitamin K2: possible implications for hip-fracture risk. Nutrition; 17(4): 315-321.
  • Kanellakis S, Moschonis G, Tenta R, Schaafsma A, van den Heuvel EG, Papaioannou N, Lyritis G, Manios Y (2012): Changes in parameters of bone metabolism in postmenopausal women following a 12-month intervention period using dairy products enriched with calcium, vitamin D, and phylloquinone (vitamin K(1)) or menaquinone-7 (vitamin K (2)): the Postmenopausal Health Study II. Calcif Tissue Int; 90(4): 251-262.
  • Knapen MH, Braam LA, Drummen NE, Bekers O, Hoeks AP, Vermeer C (2015): Menaquinone-7 supplementation improves arterial stiffness in healthy postmenopausal women. A double-blind randomised clinical trial. Thromb Haemost; 113(5): 1135-1144.
  • Knapen MH, Drummen NE, Smit E, Vermeer C, Theuwissen E (2013): Three-year low-dose menaquinone-7 supplementation helps decrease bone loss in healthy postmenopausal women. Osteoporos Int; 24(9): 2499-2507.
  • Kohrt WM, Bloomfield SA, Little KD, Nelson ME, Yingling VR; American College of Sports Medicine (2004): American College of Sports Medicine Position Stand: physical activity and bone health. Med Sci Sports Exerc; 36(11): 1985-1996.
  • Mehta DS, Vaidya RA, Dound YA, Nabar NS, Pandey SN, Vaidya ADB (2010): Therapeutic activity and safety of vitamin K2-7 in muscle cramps: An interventional case-series. The Ind Pract; 63(5): 287-291.
  • Michalek JE, Preuss HG, Croft HA, Keith PL, Keith SC, Dapilmoto M, Perricone NV, Leckie RB, Kaats GR (2011): Changes in total body bone mineral density following a common bone health plan with two versions of a unique bone health supplement: a comparative effectiveness research study. Nutr J; 10: 32.
  • MRI (Max Rubner-Institut), Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel (2008): Nationale Verzehrsstudie II. Ergebnisbericht Teil 2. Die bundesweite Befragung zur Ernährung von Jugendlichen und Erwachsenen. URL: http://www.mri.bund.de/fileadmin/Institute/EV/NVSII_Abschlussbericht_Teil_2.pdf.
  • Nimptsch K, Rohrmann S, Linseisen J (2008): Dietary intake of vitamin K and risk of prostate cancer in the Heidelberg cohort of the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC-Heidelberg). Am J Clin Nutr; 87(4): 985-992.
  • Oostende Cv, Widhalm JR, Basset GJ (2008): Detection and quantification of vitamin K(1) quinol in leaf tissues. Phytochemistry; 69(13): 2457-2462.
  • Plaza SM, Lamson DW (2005): Vitamin K2 in bone metabolism and osteoporosis. Altern Med Rev; 10(1): 24-35.
  • Sato T, Schurgers LJ, Uenishi K (2012): Comparison of menaquinone-4 and menaquinone-7 bioavailability in healthy women. Nutr J; 11: 93.
  • Schurgers LJ, Barreto DV, Barreto FC, Liabeuf S, Renard C, Magdeleyns EJ, Vermeer C, Choukroun G, Massy ZA (2010): The circulating inactive form of matrix gla protein is a surrogate marker for vascular calcification in chronic kidney disease: a preliminary report. Clin J Am Soc Nephrol; 5(4): 568-575.
  • Schurgers LJ, Shearer MJ, Hamulyák K, Stöcklin E, Vermeer C (2004): Effect of vitamin K intake on the stability of oral anticoagulant treatment: dose-response relationships in healthy subjects. Blood; 104(9): 2682-2689.
  • Schurgers LJ, Spronk HM, Soute BA, Schiffers PM, DeMey JG, Vermeer C (2007a): Regression of warfarin-induced medial elastocalcinosis by high intake of vitamin K in rats. Blood; 109(7): 2823-2831.
  • Schurgers LJ, Teunissen KJ, Hamulyák K, Knapen MH, Vik H, Vermeer C (2007b): Vitamin K-containing dietary supplements: comparison of synthetic vitamin K1 and natto-derived menaquinone-7. Blood; 109(8): 3279-3283.
  • Shearer MJ, Fu X, Booth SL (2012): Vitamin K nutrition, metabolism, and requirements: current concepts and future research. Adv Nutr; 3(2): 182-195.
  • Theuwissen E, Cranenburg EC, Knapen MH, Magdeleyns EJ, Teunissen KJ, Schurgers LJ, Smit E, Vermeer C (2012): Low-dose menaquinone-7 supplementation improved extra-hepatic vitamin K status, but had no effect on thrombin generation in healthy subjects. Br J Nutr; 108(9): 1652-1657.
  • Theuwissen E, Magdeleyns EJ, Braam LA, Teunissen KJ, Knapen MH, Binnekamp IA, van Summeren MJ, Vermeer C (2014): Vitamin K status in healthy volunteers. Food Funct; 5(2): 229-234.
  • Theuwissen E, Teunissen KJ, Spronk HM, Hamulyák K, Ten Cate H, Shearer MJ, Vermeer C, Schurgers LJ (2013): Effect of low-dose supplements of menaquinone-7 (vitamin K2 ) on the stability of oral anticoagulant treatment: dose-response relationship in healthy volunteers. J Thromb Haemost; 11(6): 1085-1092.
  • Tsukamoto Y, Ichise H, Yamaguchi M (2000): Prolonged intake of dietary fermented soybeans (natto) with the reinforced vitamin K2 (menaquinone-7) enhances circulating γ-carboxylated osteocalcin concentration in normal individuals. Journal of Health Science; 46(4): 317-321.
  • USDA (United States Department of Agriculture) (2015): Agricultural Research Service. National Nutrient Database for Standard Reference Release 28. URL: http://ndb.nal.usda.gov/ndb/search/list (07.01.2016).
  • van Summeren MJ, Braam LA, Lilien MR, Schurgers LJ, Kuis W, Vermeer C (2009): The effect of menaquinone-7 (vitamin K2) supplementation on osteocalcin carboxylation in healthy prepubertal children. Br J Nutr; 102(8): 1171-1178.
  • Vermeer C (2012): Vitamin K: the effect on health beyond coagulation - an overview. Food Nutr Res; 56: 5329.
  • Westenfeld R, Krueger T, Schlieper G, Cranenburg EC, Magdeleyns EJ, Heidenreich S, Holzmann S, Vermeer C, Jahnen-Dechent W, Ketteler M, Floege J, Schurgers LJ (2012): Effect of vitamin K2 supplementation on functional vitamin K deficiency in hemodialysis patients: a randomized trial. Am J Kidney Dis; 59(2): 186-195.
  • Yamaguchi M, Weitzmann MN (2011): Vitamin K2 stimulates osteoblastogenesis and suppresses osteoclastogenesis by suppressing NF-κB activation. Int J Mol Med; 27(1): 3-14.