הוויטמין מסומן באות K לציון תפקידו בקרישת דם; זוהי האות הראשונה במילה Koagulation, "קרישת דם" בגרמנית. קיומו ותפקידו של הוויטמין התגלו בסוף שנות ה-30 על ידי הביוכימאי הדניהנריק דאם; דאם ערך מחקרים בתרנגולות שניזונו מתפריט דל שומן במיוחד. הוא הבחין שכעבור זמן מה, העופות סבלו משטפי דם בחלקים שונים בגופם, וכן שדגימת הדם שלהם נקרשה לאט מהרגיל. הוא ניסה לתת לתרנגולות את כל הוויטמינים שהיו מוכרים, אולם ללא הועיל. רק כשהוסיף למזונן מעט זרעי קנאביס, נעלמו התסמינים. אז עלתה במוחו המחשבה, כי אולי מדובר בוויטמין מסוג חדש.[1]
תרכובות הוויטמין K הן כולן נגזרות של נפתלוקווינון (Naphthaloquinone), תרכובת ארומטית המורכבת משתי טבעות. הוויטמינים מורכבים מנפתלוקווינון שאליו קשורה שרשרת פחמימנית; ויטמיני K השונים נבדלים זה מזה בהרכב השרשרת הפחמימנית. טבעות הנפתלוקווינון מהוות את המרכיב הפעיל פיזיולוגית בוויטמין K, כך שאופן פעולתם של הוויטמינים השונים בקבוצה הוא זהה. השרשרת הפחמימנית משנה את מידת ההידרופוביות של התרכובת ועמה את יכולתה להתמוסס במים ובממסים אחרים, דבר המשפיע על ספיגת הוויטמין בגוף.
התרכובת הנפוצה ביותר בקבוצה היא פילוקווינון (Phylloquinone), המכונה ויטמין K1. מנאקווינון (Menaquinone), ויטמין K2, מהווה תת-קבוצה המכילה מספר תרכובות הנבדלות באורך השרשרת הצידית, למשל MK-4 ,MK-7.
ישנן גם שלוש תרכובות סינתטיות המכונות K3 K4 K5 בעלות מבנה דומה. K3 (מנדיון), משמש כמקור זול לוויטמין בחיות משק. בבני אדם יש לו שימושים רפואיים, על-אף רעילות במינונים גבוהים.
תפקיד
ויטמין K מעורב בעיבוד של מספר חלבונים חיוניים. באופן ספציפי משתתף הוויטמין בקרבוקסילציה (הוספה של קבוצת קרבוקסיל, COOH) של חומצה גלוטמית, אחת מ-20 חומצות האמינו העיקריות המרכיבות את החלבונים. קבוצת הקרבוקסיל הנקשרת לחומצה גלוטמית מסייעת בקשירת יוניסידן. חומצה גלוטמית בעלת קבוצת קרבוקסיל כזו מסומנת Gla (להבדיל מ-Glu, סימונה של חומצה גלוטמית רגילה), וחלבונים המכילים שיירי Gla מכונים חלבוני Gla.
ויטמין K1 משמש בעיקר בכבד ליצירת גורמי קרישה, בעוד שוויטמין K2 זמין לקרבוקסילציה בשאר אברי הגוף, למשל בעצמות ובכלי הדם.
חלבוני Gla
נכון להיום ידועים 17 חלבוני Gla, והם משתתפים בתהליכי קרישת הדם (1–7 ברשימה), בבניין עצמות, בבניית כלי דם ובמשק הסידן בגוף. ויטמין K חיוני איפוא לתהליכים פיזיולוגיים אלו.
חיידקים מסוימים מסוגלים לסנתז סוגים שונים של ויטמין K2. בחיידקים עצמם משמשת התרכובת כנשא אלקטרונים בתהליך הנשימה התאית. בעבר נטען כי המקור העיקרי לוויטמין K אצל בעלי חיים הוא חיידקים השוכנים במעי שלהם אשר מייצרים את הוויטמין, אך כיום עניין זה מוטל בספק.
בגוף מתבצעת המרה חלקית מ-K1 ל-K2 (בצורה MK-4). המרה זו מתבצעת בלבלב, בדפנות העורקים ובאשכים. הודגם כי המרה זו מתרחשת גם בעכברים ללא חיידקים במעיים.
ויטמין K2 בצורה MK-7 מצוי בכמות גדולה מאוד במאכל היפני נָטוֹ העשוי מפולי סויה מותססים.
חשיפת המזון לאור אולטרה סגול (מהשמש או מנורות פלואורוסצנטיות) הורסת את ויטמין ה-K שבו.
הצריכה היומית המומלצת של ויטמין K1 לאדם בן 25 נעה בין 65 ל-120 מיקרוגרם. בניגוד לרוב הוויטמינים האחרים ניתן לצרוך ויטמין K ללא הגבלה וללא תופעות שליליות.
תוספי תזונה המכילים ויטמין K, מכילים בדרך-כלל K1 בלבד, ולא K2. בתוספי תזונה שכן מכילים K2, נמצא הוויטמין לרוב בצורה MK-7, שמופקת מהמאכל היפני נָטוֹ.
תסמיני חוסר
חוסר בוויטמין זה נחשב לתופעה נדירה. חוסר כזה עשוי להיווצר בעת תפקוד לא תקין של המעי או בעת פגיעה טראומטית במעי או הסרה של המעי. נטילת תרופותאנטיביוטיות גורמת לדילול כמות חיידקי המעי ולייצור מופחת של ויטמין K. חוסר בוויטמין K עשוי להתבטא בדימומים פנימיים (עקב בנייה משובשת של כלי דם), בהסתיידות של הסחוס ועקב כך בעיות במפרקים, בבנייה לא-תקינה של העצמות וכן בשקיעת סידן בדפנות העורקים, דבר הגורם לעלייה בלחץ הדם ואשר עשוי להוות סכנת חיים במקרה של סתימה מוחלטת של עורקים ראשיים.
תרופות מסוימות המשמשות לדילול הדם (ואשר ניתנות, למשל, לאנשים שסובלים מהיצרות של כלי הדם ונמצאים בסכנה לחסימת כלי דם על ידי קריש) פועלות באמצעות שיבוש פעולתו של ויטמין K או מניעת ייצורו בגוף. התרופה החשובה ביותר מסוג זה היא וארפארין (Warfarin). כשוויטמין K מוסיף את קבוצת הקרבוקסיל לחומצה גלוטמית הוא מתחמצן; מאוחר יותר הוא מתחזר על ידי האנזים VKOR (ראשי תיבות של Vitamin K epoxide reductase) וחוזר לצורתו המקורית. וארפארין נקשר לאנזים זה ומונע את פעולתו. ויטמין K נשאר בצורתו המחומצנת, הבלתי-פעילה, ומספר ימים לאחר תחילת נטילת התרופה אוזל מלאי הוויטמין הפעיל בגוף ושיעור קרישת הדם יורד בצורה ניכרת.
לעיתים ניתן לטפל בוויטמין K בחולים אשר להם בעיות קרישת דם. הוויטמין ניתן לעיתים קרובות לתינוקות, אשר בגופם בדרך כלל כמות מועטה בלבד של ויטמין K (עקב חיידקי המעיים המועטים אצלם וכן עקב היותו של חלב האם דל בוויטמין K).
