Cos'è la vitamina K?

La vitamina K è una vitamina liposolubile che svolge un ruolo importante nella coagulazione del sangue, nel mantenimento della salute delle ossa e in varie reazioni metaboliche dell'organismo.

Quali sono le diverse forme di vitamina K?

Piuttosto che indicare una singola molecola specifica, il termine «vitamina K» si riferisce a una famiglia di molecole strettamente correlate. Esistono quindi diverse forme (o «vitameri») di vitamina K; le due principali forme presenti in natura sono:

• Vitamina K1 (filloquinone) – la principale forma alimentare della vitamina K, prodotta dalle piante. Le verdure a foglia verde sono una fonte ricca di vitamina K1.
  
  
• Vitamina K2 (menachinoni) – forme di vitamina K prodotte dai batteri intestinali e presenti in alcuni alimenti fermentati e prodotti di origine animale.

Esistono diverse molecole, chiamate menachinoni, che rientrano nella categoria della vitamina K2. Queste sono contrassegnate con le sigle da MK-4 a MK-13.

I batteri presenti nel nostro intestino producono principalmente MK-10 e MK-11. L'MK-4 può essere sintetizzata dall'organismo a partire dal fillochinone, senza bisogno dell'intervento dei batteri intestinali. L'MK-4 si trova anche in piccole quantità nella carne, nei latticini e nelle uova. Il natto, un alimento giapponese a base di semi di soia fermentati, è ricco di MK-7.

La vitamina K3 (menadione) è una forma sintetica di vitamina K utilizzata principalmente nei mangimi per animali.  

PUNTI CHIAVE

• La K1 (filoquinone) e la K2 (menaquinoni) sono le due forme naturali della vitamina K.
• La vitamina K1 è la forma principale di vitamina K presente nella nostra alimentazione.
• La vitamina K1 è presente in alimenti di origine vegetale, come le verdure a foglia verde.
• La vitamina K2 è prodotta dai batteri intestinali e si trova negli alimenti fermentati e in alcuni prodotti di origine animale.
• La vitamina K2 è il nome collettivo dei menachinoni, da MK-4 a MK-13.
• Il natto (soia fermentata giapponese) è ricco di MK-7.

Perché la vitamina K è importante?

La vitamina K è un importante cofattore. I cofattori sono molecole che aiutano gli enzimi a svolgere efficacemente le reazioni chimiche nell'organismo.

Più precisamente, la vitamina K è un cofattore di un enzima fondamentale chiamato γ-glutamilcarbossilasi (GGCX). Questo enzima attiva diverse proteine note collettivamente come proteine dipendenti dalla vitamina K.

Le proteine che dipendono dalla vitamina K svolgono un ruolo importante nella coagulazione del sangue e nella salute delle ossa.  

PUNTI CHIAVE

• La vitamina K è importante per la coagulazione del sangue e per mantenere le ossa in buona salute.
• La vitamina K funge da cofattore dell'enzima GGCX.
• L'enzima GGCX attiva diverse proteine che dipendono dalla vitamina K, comprese quelle coinvolte nella coagulazione del sangue e nel metabolismo osseo.

In che modo la vitamina K interviene nella coagulazione del sangue?

Se ti tagliassi mentre ti radi, all'inizio potresti sanguinare. Dopo un po', però, il sanguinamento dovrebbe fermarsi. Perché succede questo?

Quando si lacera o si danneggia un vaso sanguigno, le piastrine presenti nel flusso sanguigno accorrono rapidamente per occludere il sito della lesione. Successivamente, alcune proteine circolanti nel sangue, chiamate fattori della coagulazione, si attivano a vicenda in una complessa reazione a cascata (nota come cascata della coagulazione), che porta infine alla produzione di una proteina resistente e fibrosa chiamata fibrina.

Lunghi filamenti di fibrina formano una rete che intrappola altre piastrine e globuli rossi, dando origine a un coagulo resistente e durevole che impedisce l'ulteriore sanguinamento.

Allora, che ruolo ha la vitamina K in tutto questo?

Molti dei fattori della coagulazione presenti nel flusso sanguigno sono proteine che dipendono dalla vitamina K. Ciò significa che abbiamo bisogno della vitamina K per produrre e attivare questi fattori della coagulazione, consentendoci così di formare un coagulo di sangue.

Tra i vari fattori della coagulazione coinvolti nella cascata coagulativa, i fattori II (protrombina), VII, IX e X sono proteine dipendenti dalla vitamina K.

La vitamina K è necessaria anche per attivare alcune proteine anticoagulanti che inibiscono la coagulazione del sangue. Tra queste figurano le proteine C, S e Z. Il ruolo di queste proteine anticoagulanti è quello di limitare e prevenire un'eccessiva coagulazione del sangue.

A riprova dell'importanza della vitamina K nella coagulazione del sangue, nelle persone con bassi livelli di vitamina K il sangue impiega più tempo a coagulare. Ciò si riflette in un tempo di protrombina più lungo , un esame utilizzato dai medici per misurare il tempo necessario al sangue per coagulare. I casi più gravi di carenza di vitamina K possono portare a sanguinamenti eccessivi ed emorragie.

Allo stesso modo, i farmaci che inibiscono l'azione della vitamina K, come il warfarin, possono essere utilizzati per inibire l'attivazione dei fattori della coagulazione e aiutare così a prevenire la formazione di coaguli di sangue (ovvero per «fluidificare il sangue»).

PUNTI CHIAVE

• Quando i vasi sanguigni subiscono una lesione, le piastrine e alcune proteine chiamate fattori della coagulazione formano un coagulo.
• I fattori della coagulazione partecipano a una serie di reazioni chimiche che portano alla formazione di una rete di fibrina che impedisce il sanguinamento.
• Diversi fattori della coagulazione sono proteine che dipendono dalla vitamina K. Ciò significa che necessitano della vitamina K per essere attivati e formare un coagulo.
• Bassi livelli di vitamina K sono associati a tempi di coagulazione del sangue più lunghi e a un rischio di sanguinamento.
• Il warfarin è un farmaco anticoagulante che impedisce la coagulazione del sangue inibendo l'azione della vitamina K.  

In che modo la vitamina K influisce sulla salute delle ossa?

Diverse proteine legate alle ossa sono anche proteine che dipendono dalla vitamina K e che devono essere attivate tramite la vitamina K. Una di queste proteine è l'osteocalcina.

L'osteocalcina lega il calcio e contribuisce al suo deposito nelle ossa, un processo noto come mineralizzazione ossea. Ciò contribuisce a rafforzare le ossa e le rende meno soggette a fratture.

Un'altra proteina dipendente dalla vitamina K coinvolta nella salute delle ossa è la proteina GLA della matrice ossea (MGP). La MGP stimola le cellule ossee chiamate osteoblasti, che formano il tessuto osseo nuovo.

Considerato il ruolo della vitamina K nel rafforzamento e nel mantenimento della salute delle ossa, si ritiene che l'integrazione con vitamina K possa ridurre il rischio di osteoporosi. L'osteoporosi è una patologia caratterizzata da una perdita di densità minerale ossea, che rende le ossa fragili e più soggette a fratture.

Una meta-analisi del 2006, che ha preso in esame 7 studi clinici condotti prevalentemente su donne giapponesi in post-menopausa, ha rilevato che l'integrazione con 45 mg al giorno di MK-4 (una forma di vitamina K2) era associata a una riduzione significativa del rischio di fratture dell'anca e della colonna vertebrale.

Al contrario, una meta-analisi più recente del 2019, che ha preso in esame 36 studi, ha concluso che«per le pazienti in post-menopausa o affette da osteoporosi, non vi sono prove che la vitamina K influisca sulla densità minerale ossea o sulle fratture vertebrali».

La stessa meta-analisi del 2019 ha rilevato che l'integrazione di vitamina K era associata a un rischio inferiore del 24% di fratture non vertebrali, ma gli autori hanno osservato che sono necessarie ulteriori prove prima di poter concludere che la vitamina K prevenga le fratture.

PUNTI CHIAVE

• La vitamina K è necessaria per attivare le proteine che dipendono da essa e che favoriscono il deposito di calcio, il rafforzamento e la formazione di nuovo tessuto osseo.
• I dati disponibili sono contrastanti riguardo alla capacità degli integratori di vitamina K di contribuire a ridurre il rischio di osteoporosi e fratture ossee.

Come viene assorbita e metabolizzata la vitamina K?

Essendo una vitamina liposolubile, la vitamina K deve essere assorbita insieme ai grassi nell'intestino. La vitamina K viene quindi incorporata nei grassi all'interno di particelle lipoproteiche e trasportata nel flusso sanguigno fino al fegato e ad altri tessuti.

La vitamina K presente nella nostra alimentazione si trova in una forma (nota come forma chinonica ) che è inattiva. Per poter agire come cofattore enzimatico e attivare varie proteine che dipendono dalla vitamina K (come i fattori della coagulazione e le proteine ossee), la vitamina K alimentare deve essere convertita nella sua forma attiva (nota come forma idrochinonica ). Questo processo avviene attraverso una serie di reazioni chimiche note come ciclo della vitamina K.

Ciclo della vitamina K

Il ciclo della vitamina K è una serie di reazioni metaboliche che ci permette di convertire la vitamina K inattiva, assunta con l'alimentazione, in vitamina K attiva. A sua volta, la vitamina K attiva viene utilizzata dall'enzima GGCX per attivare le proteine che dipendono dalla vitamina K, fondamentali per la coagulazione del sangue e il mantenimento della salute delle ossa.

Il ciclo della vitamina K ci permette inoltre di riciclare e riutilizzare la vitamina K attiva. Ciò è utile poiché i tessuti hanno una capacità limitata di immagazzinare la vitamina K.

Il ciclo della vitamina K si articola in tre fasi principali:

1) La vitamina K alimentare inattiva (chinone) viene convertita in vitamina K attiva (idrochinone). Questa reazione è mediata da un enzima noto come VKOR (vitamina K ossidoreduttasi) e da altri enzimi riduttasi.

2) L'idrochinone della vitamina K attiva viene utilizzato come cofattore dall'enzima GGCX. L'enzima GGCX attiva le proteine che dipendono dalla vitamina K, come i fattori della coagulazione. Come risultato di questo processo, l'idrochinone della vitamina K viene convertito in epossido della vitamina K.

3) L'epossido della vitamina K viene riciclato e trasformato nuovamente in vitamina K inattiva (chinone). Questa reazione è mediata dall'enzima VKOR. La vitamina K chinone può quindi rientrare nella fase 1 ed essere convertita in vitamina K idrochinone attiva.

Alcuni farmaci anticoagulanti, come il warfarin, agiscono inibendo le fasi 1) e 3) del ciclo della vitamina K. Ciò impedisce che l'idrochinone, una forma attiva della vitamina K, venga utilizzato per attivare i fattori della coagulazione del sangue.

PUNTI CHIAVE

• La vitamina K deve essere assorbita insieme ai grassi presenti nella nostra alimentazione.
• La vitamina K assunta con l'alimentazione è inattiva e deve essere convertita in vitamina K attiva per poter svolgere le reazioni metaboliche nell'organismo.
• La vitamina K viene attivata e riciclata attraverso una serie di reazioni note come ciclo della vitamina K.
• Il warfarin agisce inibendo alcune fasi del ciclo della vitamina K, impedendo così l'attivazione dei fattori della coagulazione.  

Che cos'è il warfarin e come agisce?

Il warfarin è un anticoagulante, ovvero un farmaco che riduce la coagulabilità del sangue. In questo modo si previene sia la formazione di nuovi coaguli sia l'ingrossamento di quelli già esistenti.

È indicato nel trattamento di pazienti affetti da:

• una storia di precedenti coaguli di sangue, ad esempio trombosi venosa profonda (TVP) o embolia polmonare (EP).
• un elevato rischio di formazione di coaguli di sangue, ad esempio anomalie del ritmo cardiaco, disturbi della coagulazione (trombofilia).

Nelle prime settimane di trattamento, i medici spesso regolano la dose di warfarin per ottenere il giusto livello di coagulazione del sangue. Se la dose di warfarin è troppo alta, il sangue coagulerà meno facilmente e questo aumenta il rischio di emorragie eccessive. Al contrario, se la dose di warfarin è troppo bassa, è molto probabile che si formino coaguli di sangue, con conseguenti rischi per la salute.

Come agisce il warfarin?

Il warfarin appartiene a una classe di farmaci noti come antagonisti della vitamina K. Agisce impedendo all'organismo di utilizzare la vitamina K per produrre i fattori della coagulazione.

Come accennato in precedenza, il nostro sangue contiene proteine chiamate fattori della coagulazione che vengono attivate attraverso una serie di reazioni note come cascata della coagulazione. L'attivazione di questi fattori della coagulazione porta alla formazione della fibrina, che contribuisce alla formazione di un coagulo sanguigno resistente. Alcuni di questi fattori della coagulazione sono proteine che dipendono dalla vitamina K, il che significa che necessitano della vitamina K per essere attivati e procedere alla formazione di un coagulo.

Il warfarin agisce inibendo l'attivazione dei fattori della coagulazione dipendenti dalla vitamina K (II [protrombina], VII, IX e X), impedendo così la formazione di coaguli di sangue. Ciò è illustrato nel diagramma riportato di seguito.  

Per quanto riguarda il metabolismo della vitamina K, il warfarin inibisce le fasi fondamentali del ciclo della vitamina K che consentono la conversione della vitamina K inattiva nella sua forma attiva.

Nello specifico, il warfarin inibisce l'enzima VKOR, che trasforma la vitamina K chinone inattiva, presente nella nostra alimentazione, in vitamina K idrochinone attiva, utilizzata per attivare i fattori della coagulazione del sangue.

Il warfarin inibisce inoltre il riciclo dell'epossido della vitamina K in chinone della vitamina K, che verrebbe altrimenti riutilizzato.

Poiché il warfarin inibisce l'assorbimento della vitamina K, la quantità di vitamina K presente nella dieta può influire in modo significativo sull'efficacia del farmaco. Per questo motivo, si raccomanda alle persone che assumono warfarin di mantenere una dieta costante ed evitare cambiamenti improvvisi nell'assunzione di alimenti ricchi di vitamina K.

PUNTI CHIAVE

• Il warfarin è un farmaco anticoagulante utilizzato per prevenire la formazione di coaguli di sangue.
• Il warfarin agisce impedendo al fegato di utilizzare la vitamina K per produrre e attivare i fattori della coagulazione.
• La quantità di vitamina K presente nella dieta può influire sull'efficacia del warfarin.

Che cos'è il CYP4F2?

Oltre a essere riciclata nel ciclo della vitamina K (descritto in precedenza), la vitamina K può anche essere inattivata ed eliminata dal fegato.

Questo processo è svolto dall'enzima CYP4F2. (Per inciso, si tratta dello stesso enzima che metabolizza la vitamina E, di cui abbiamo parlato in precedenza nel tratto "Metabolismo della vitamina E") .

L'enzima CYP4F2 ha la funzione di rimuovere il chinone della vitamina K dal ciclo della vitamina K, inattivandolo. Successivamente, può essere ulteriormente degradato ed espulso con le urine.  

Eliminando e metabolizzando la vitamina K, il CYP4F2 agisce in modo da «assorbire» e impedire un accumulo eccessivo di vitamina K nel fegato.

PUNTI CHIAVE

• L'enzima CYP4F2 inattiva e degrada la vitamina K.
• L'enzima CYP4F2 impedisce che i livelli di vitamina K raggiungano valori eccessivamente elevati.

In che modo le varianti del gene CYP4F2 influenzano la degradazione della vitamina K?

L'enzima CYP4F2 è codificato dal gene CYP4F2.

Un SNP (polimorfismo a singolo nucleotide) all'interno di questo gene (denominato rs2108622) dà origine a due diverse varianti del gene CYP4F2, dette «alleli»:

• l'allele «C»
• l'allele «T».

L'allele "T" comporta una riduzione dei livelli enzimatici e, di conseguenza, una minore degradazione e inattivazione della vitamina K.

Inoltre, l’allele «T» presenta un «effetto additivo». Ciò significa che le persone che ereditano due copie dell’allele «T» (ovvero il genotipo TT) presenteranno livelli di CYP4F2 più bassi e una riduzione più marcata della degradazione della vitamina K rispetto a coloro che ereditano un solo allele «T» (il genotipo CT).

PUNTI CHIAVE

• Esistono due varianti del gene CYP4F2: la variante «C» e la variante «T».
• La variante "T" è associata a livelli più bassi dell'enzima CYP4F2 e a una ridotta degradazione della vitamina K.
• In ordine decrescente di degradazione della vitamina K, i possibili genotipi del CYP4F2 sono: CC, CT, TT.

In che modo le varianti del gene CYP4F2 influenzano i livelli di vitamina K?

A causa di una ridotta degradazione della vitamina K, le persone che presentano l'allele "T" del gene CYP4F2 presentano livelli più elevati di vitamina K nei tessuti e nel sangue.

A questo proposito, uno studio condotto su 217 pazienti giapponesi ha rilevato che i soggetti con genotipo TT (ovvero portatori di due copie dell’allele «T») presentavano livelli plasmatici significativamente più elevati di vitamina K1 e MK-4 (una forma di vitamina K2) rispetto a quelli con genotipi CT e CC.

È importante sottolineare, tuttavia, che le varianti del gene CYP4F2 sono associate solo a lievi variazioni dei livelli di vitamina K nei tessuti e nel sangue. Inoltre, le varianti del gene CYP4F2 non sono associate a carenze di vitamina K né a livelli eccessivamente elevati di questa vitamina.

PUNTI CHIAVE

• L'allele "T" del gene CYP4F2 è associato a livelli di vitamina K leggermente più elevati.
• I livelli più elevati di vitamina K sono probabilmente dovuti a una minore degradazione della vitamina.

In che modo le varianti del gene CYP4F2 influenzano il dosaggio del warfarin?

Diversi studi indicano che l'allele «T» del gene CYP4F2 è associato alla necessità di una dose più elevata di warfarin.

Ad esempio, una revisione sistematica di 30 studi, che ha coinvolto 9.740 soggetti, ha rilevato che, rispetto a chi presentava il genotipo CC, le persone con l’allele «T» necessitavano di una dose di warfarin superiore dell’8,3% nelle fasi iniziali del trattamento.

La necessità di una dose più elevata di warfarin deriva probabilmente dall'aumento dei livelli di vitamina K nelle persone con l'allele «T». Come descritto in precedenza, il warfarin agisce impedendo al fegato di utilizzare la vitamina K per produrre i fattori della coagulazione. Livelli tissutali più elevati di vitamina K richiederebbero quindi dosi più elevate di warfarin per contrastare questo effetto.

Uno dei potenziali rischi associati al trattamento con warfarin è quello di emorragie gravi, poiché la capacità di coagulazione del sangue risulta ridotta. Alcuni dati suggeriscono che le persone in possesso dell’allele «T» del gene CYP4F2 presentino un rischio minore di emorragie durante l’assunzione di warfarin. Ad esempio, uno studio condotto su 570 pazienti in ambito ambulatoriale ha rilevato che i soggetti con l’allele «T» presentavano un rischio di emorragie gravi inferiore del 38%.

Ancora una volta, questo effetto potrebbe essere dovuto ai livelli più elevati di vitamina K nei portatori dell’allele «T», che viene utilizzata per produrre e attivare i fattori della coagulazione del sangue.  

PUNTI CHIAVE

• L'allele "T" del gene CYP4F2 è associato a una dose più elevata di warfarin nelle fasi iniziali del trattamento.
• L'allele "T" del gene CYP4F2 è associato a un minor rischio di emorragie gravi durante il trattamento con warfarin.

Il tuo tratto genetico relativo al metabolismo della vitamina K

L'analisi del tuo profilo di metabolizzazione della vitamina K esamina il tuo genotipo CYP4F2 e classifica i livelli dell'enzima CYP4F2 e la velocità di metabolizzazione della vitamina K. Rientrerai in una delle tre categorie seguenti:

• Ridotta degradazione della vitamina K (associata a livelli più elevati di vitamina K e a un dosaggio più alto di warfarin)
  
• Riduzione moderata della degradazione della vitamina K (associata a livelli intermedi di vitamina K e a un dosaggio più elevato di warfarin)
  
• Normale degradazione della vitamina K (associata ai livelli più bassi di vitamina K)

Per visualizzare i risultati relativi alle caratteristiche, accedi a Truefeed.

‍