第四章 维生素K2活性及对人体的作用
维生素K是具有2-甲基-1,4-萘醌的共同化学结构的化合物家族的通用名称，它们是脂溶性维生素。研究表明，维生素K在自然界中可能存在两种形式：维生素K1和维生素K2（见表4-1）。维生素K1（叶绿醌）存在于绿叶蔬菜中；而维生素K2（甲基萘醌）存在于蛋黄、肉类、奶制品和发酵食品中，如布里和古达奶酪就富含维生素K2，而且，制造奶酪的过程中使用的菌种不同，生产出的产品中所含的维生素K2也可能不同。不过，人们不能认为所有的发酵食品都含有丰富的维生素K2，如大多数品牌的酸奶不含维生素K2。在发酵食品中，日本的纳豆中维生素K2含量是最丰富的。维生素K2还可以通过微生物菌群在肠道中合成，但是，并非所有肠道中的细菌都合成维生素K2，而且，长期使用抗生素可能会影响维生素K2的供应，在吸收不良综合征患者中也可能出现维生素K2缺乏症。
表4-1 维生素K1和维生素K2的区别
维生素K家族的结构相似，但是它们的侧链长度不同（图4-1），从而影响它们的生理作用。侧链越长的衍生物越容易被吸收，并且在血液中具有更长的半衰期。维生素K2有多种衍生物，如甲基萘醌-4（MK-4）、甲基萘醌-7（MK-7）等，其中，MK-7是最重要的一种类型。世界卫生组织（WHO）建议以甲基萘醌-7（MK-7）作为维生素K2的最佳形式。值得注意的是，MK-7的分子构型有顺式和反式之分，其中仅有反式构型的MK-7具有生物活性，顺式构型的没有生物活性。
图4-1 维生素K1和维生素K2的结构式
在生理功能方面，维生素K1的功能主要与血液凝结有关，维生素K1依赖性蛋白（VK1DP，凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ）均在肝内合成。维生素K拮抗药物，如华法林在肝脏微粒体内抑制维生素K依赖性凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成，从而发挥抗凝作用。这些维生素K拮抗剂主要用于有血栓形成风险的患者。而维生素K2在维持骨骼强度和参与骨矿化、抑制动脉钙化和调节细胞生长中起着关键性作用。维生素K2依赖性蛋白（VK2DP）包括骨钙素（骨钙蛋白，OC）、基质Gla蛋白（MGP）和Gas6蛋白等，这些蛋白均在肝外合成。另外还有一些数据表明维生素K2在其他疾病中扮演着重要的角色，比如癌症、糖尿病和肾脏疾病等[1]，[2]。
维生素K2（MK-7）是一种非常有效的骨钙素激活剂，骨钙素是一种对骨骼中钙沉积至关重要的蛋白质[3]。维生素K2（MK-7）通过羧化骨钙素，改善骨密度[4]。缺乏维生素K2可能使得骨骼中钙沉积减少，导致骨质疏松症。维生素K2也可以抑制动脉钙化，维生素K2通过羧化作用激活基质Gla蛋白（参见图4-2），从而抑制动脉中钙的沉积。缺乏维生素K2可能导致动脉中钙的沉积，进而可能导致心血管疾病[5]，[6]。总而言之，维生素K2不仅对保持骨骼健康起到重要作用，而且能够保持动脉血管清洁和畅通。值得注意的是，营养维生素D增加了维生素K2依赖蛋白骨钙素和MGP的合成，因此，消耗维生素D增加了维生素K2的需求量。当我们观察到维生素D的毒性时，很可能是由于摄入的维生素K2不足以羧化维生素K2依赖性蛋白质而引起的。因此，维生素K2和维生素D协同作用，可以维持骨骼和心血管系统的健康。
图4-2 羧化反应——“维生素K的循环”
参考文献
[1]William D.Protecting bone and arterial health with Vitamin K2. Life Extension Magazine.2008.http://www.lifeextension.com/magazine/2008/3/protecting-bone-and-arterial-health-with-vitamin-K2/Page-01.
[2] Dennis G.Vitamin K2: the Missing Nutrient for Heart and Bone Health. IN：Author House, 2015.
[3] Kate R-B.Vitamin K2 and the Calcium aradox. NY：HarperCollins, 2012.
[4] Gast G C M, de Roos N M, Sluijs I, et al. A high menaquinone intake reduces the incidence of coronary heart disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis, 2009,19（7）: 504—510.
[5] Knapen M H J, Drummen N E, Smit E, et al. Three-year low-dose menaquinone-7 supplementation helps decrease bone loss in healthy postmenopausal women. Osteoporosis Int，2013, 24（3）: 2499—2507.
[6] Shanahan C M, Proudfoot D, Tyson KL, et al. Expression of mineralisation-regulating proteins in association with human vascular calcification. Z Kardiol, 2000, 89: 63—68.