Vitamin K – Quellen, physiologische Rolle, Kinetik, Mangel, Nachweis, therapeutische Anwendung und Toxizität

Welche Quelle ist das?

Přemysl Mladěnka und sein interdisziplinäres Autorenteam veröffentlichten diese narrative Übersicht am 2. September 2021 online; sie erschien im Aprilheft 2022 von Nutrition Reviews. Der Text bündelt Literatur zu Lebensmitteln, Stoffwechsel, Vitamin-K-abhängigen Proteinen, Mangel, Messmethoden, klinischen Anwendungen und Sicherheit. Er berichtet weder eine eigene randomisierte Studie noch eine eigene systematische Suche oder Metaanalyse. Die Autoren nennen europäische und tschechische Förderungen und erklären keine relevanten Interessen. Die zwei DOCX-Anhänge gehören zur selben Publikation und enthalten vier ergänzende Abbildungen; ein zusätzlicher Copyright-Beleg betrifft nur eine Abbildung und ist keine medizinische Evidenz.

Formen, Lebensmittel und Aufnahme

Vitamin K bezeichnet mehrere Stoffe mit gemeinsamem chemischem Kern. Phyllochinon (K1) ist die pflanzliche Form; Menaquinone (K2) umfassen unter anderem MK-4 bis MK-13 mit unterschiedlich langen Seitenketten. Auch räumliche Anordnung und Sättigung der Seitenkette können zählen: Der Review beschreibt synthetisches mono-cis-MK-7 als wenig oder nicht aktiv gegenüber natürlichem all-trans-MK-7. Menadion (K3) hat keine Seitenkette; K4 bezeichnet Menadiol oder dessen Ester und ist nicht dasselbe wie MK-4. MK-4 kann aus K1 entstehen, doch ob dabei vor allem ein K3-Zwischenschritt im Darm oder eine direkte Umwandlung über UBIAD1 beteiligt ist, bleibt ungeklärt. Darmbakterien bilden ebenfalls Menaquinone; besonders für langkettige Formen im distalen Dickdarm ist ihr Beitrag zur Versorgung des Menschen unsicher.

Nach den im Review zitierten Schätzungen stammen etwa 75–90 % des aufgenommenen Vitamin K aus K1. Grüne Blattgemüse und Kräuter sind wichtige Quellen, doch Sorte, Reife, Anbau und Analyse beeinflussen die gemessenen Gehalte. Die zusammengetragenen Spannen reichen bei Grünkohl von 250–1.139 µg K1 pro 100 g und bei Spinat von 240–1.220 µg K1 pro 100 g. Für Soja-, Raps- und Olivenöl nennt die Übersicht ungefähre Mittelwerte von 180, 130 und 55 µg K1 pro 100 g. In einem Lebensmittelversuch sank K1 in Öl nach zwei Tagen unter Tageslicht um 46 % und unter Fluoreszenzlicht um 87 %; das ist ein Lagerungsbefund, keine Messung der menschlichen Versorgung.

Fermentierte Käse enthalten verschiedene Menaquinone; der Review nennt für MK-4 bis MK-12 beispielhaft etwa 5–50 µg pro 100 g. Die Werte hängen unter anderem von Kulturen und Reifung ab, und gerade MK-10 ist in der ergänzenden Abbildung als umstritten markiert. Für Nattō werden ungefähr 900 µg MK-7 pro 100 g berichtet, für Sauerkraut ungefähr 5 µg Gesamt-Menaquinone pro 100 g neben K1. Die Lebensmittelabbildung verwendet je nach Panel Angaben pro 100 g oder 100 ml; ihre vergrößerte Nattō-Ansicht zeigt MK-7 nicht selbst, sondern verweist auf ein anderes Panel. Einzelne Bildbalken sind deshalb keine allgemeingültigen Lebensmittelwerte.

Die referierte mittlere Gesamtaufnahme liegt über unterschiedliche Ernährungsstudien hinweg bei 70–300 µg Vitamin K pro Tag. Eine damalige EFSA-Referenz von 1 µg Gesamt-Vitamin K pro kg Körpergewicht und Tag für Kinder und Erwachsene einschließlich Schwangeren wird im Review zitiert; sie ist keine persönliche Einnahmevorgabe. Eine europäische Fragebogenerhebung ordnete mehr als 95 % der erfassten K2-Aufnahme MK-4, MK-8 und MK-9 zu. Solche Schätzungen hängen stark von Erhebungsmethode und Ernährung ab.

Als fettlösliche Stoffe werden Vitamin-K-Formen mit Hilfe von Gallensalzen aufgenommen, in Darmzellen in Chylomikronen verpackt und über die Lymphe transportiert. K1 aus Pflanzen ist schlechter verfügbar als isoliertes K1. Begleitendes Fett erhöhte in einer referierten Untersuchung seine Verfügbarkeit ungefähr auf das Dreifache, ohne die isolierte Form zu erreichen. K1 gelangt überwiegend zur Leber; K2-Formen finden sich auch in Lipoproteinen für andere Gewebe und werden ebenfalls in der Leber aufgenommen. Die berichtete Eliminationshalbwertszeit beträgt für K1 etwa 1–2 Stunden, für MK-7 ungefähr 3 Tage und für MK-9 rund 60 Stunden. MK-4 fiel in einer referierten Studie im Blut binnen 24 Stunden fast auf null. Blutverlauf und Speicherung im Gewebe sind jedoch nicht dasselbe; für K1 nennt der Review einen geschätzten Körperpool von etwa 0,55 µg pro kg Körpergewicht, für K2 keinen vergleichbaren Wert. Der Abbau beginnt unter anderem über CYP4F2 und endet nach weiteren Schritten mit Ausscheidung über Urin und Galle.

Wofür braucht der Körper Vitamin K?

Vitamin K ermöglicht einem Enzym, bestimmte Eiweiße durch Carboxylierung funktionsfähig zu machen; ein Recyclingzyklus stellt die aktive Vitamin-K-Form erneut bereit. Sieben der beschriebenen Proteine gehören zur Blutgerinnung oder deren Gegenregulation: die Faktoren II, VII, IX und X sowie die Proteine C, S und Z. Insgesamt spricht der Review von 18 oder 19 physiologischen Vitamin-K-abhängigen Proteinen, davon 11 oder 12 außerhalb der Gerinnung. Die Unsicherheit betrifft unter anderem Periostin, dessen Carboxylierung nicht gesichert ist.

Außerhalb der Gerinnung beschreibt die Übersicht Osteocalcin als Protein, das nach Carboxylierung an Knochenmineral bindet. Weitreichende hormonähnliche Wirkungen von unzureichend carboxyliertem Osteocalcin beruhen vor allem auf Tierdaten und sind beim Menschen nur teilweise bestätigt. Das Matrix-Gla-Protein (MGP) wirkt lokal als Hemmer der Mineralisierung in Arterien und Knorpel. Der Review beschreibt fünf carboxylierte von neun Glutamatresten sowie drei phosphorylierte von fünf Serinresten; die Funktion der Phosphorylierung ist unbekannt, eine Rolle beim Proteintransport bleibt eine Möglichkeit. Weitere Proteine wie GRP, Nephrocalcin und Gas6 haben im Review mögliche Rollen bei Gewebekalzifikation, Kristallbildung oder Signalübertragung. Daraus folgt noch keine belegte Wirkung eines Supplements auf Knochen, Gefäße oder andere Erkrankungen.

Mangel und Messung: Warum kein Einzelwert genügt

Ein ausgeprägter Vitamin-K-Mangel ist bei Erwachsenen laut Übersicht selten. Geringe Zufuhr, gestörte Fettaufnahme, Leber- und Gallenerkrankungen, bariatrische Eingriffe sowie bestimmte Arzneimittel sind mögliche Kontexte. Beschriebene Blutungszeichen an Haut, Nase, Zahnfleisch, Magen-Darm- oder Harnwegen sind unspezifisch und erlauben keine Diagnose. Neugeborene haben geringe Speicher, wenig Vitamin K aus Muttermilch und eine unreife Darmflora; der Review nennt ausschließlich gestillte Säuglinge als anfälliger. Für Frühgeborene wird ein zusätzliches Risiko diskutiert, während die Autoren die Daten zur Prävention in dieser Gruppe als unzureichend bezeichnen.

Die direkte Messung im Plasma hängt von Vitamin-K-Form, sehr niedriger Konzentration und Blutfetten ab. Europäische Daten lagen für MK-7 unter 1 nM oder im niedrigen nM-Bereich; eine japanische Untersuchung im Nattō-Kontext berichtete im Mittel 15,6 nM. Daraus ergibt sich kein universeller Grenzwert. Auch indirekte Marker haben Grenzen: PIVKA-II reagiert wenig empfindlich und kann bei Säuglingen erhöht bleiben; Gerinnungszeiten und Faktor VII erkennen milden Mangel nicht zuverlässig. Der Anteil uncarboxylierten Osteocalcins ist als Knochenmarker aussagekräftiger als sein Absolutwert, hängt aber von weiteren Faktoren ab. Dephosphoryliertes uncarboxyliertes MGP reagiert auf Vitamin-K-Gabe, wird jedoch auch vom Alter beeinflusst; eine Markeränderung beweist keinen klinischen Nutzen. Urinäre Gla-Reste erfordern meist 24-Stunden-Urin und haben keinen etablierten Mangelgrenzwert; der Menadion-Urinwert ist ebenfalls ein experimenteller Marker.

Tabelle 2 vergleicht Trenn- und Nachweistechniken, darunter Flüssigchromatografie mit verschiedenen Detektoren, SFC-MS, Immunoassays und Sensoren. Probenmatrix, Aufbereitung und die Trennung einzelner K-Formen bestimmen ihre Aussage. Nachweisgrenze (LOD), Quantifizierungsgrenze (LOQ) und untere Quantifizierungsgrenze (LLOQ) sind verschiedene analytische Größen und keine Diagnosegrenzen. Immunoassays können K2-Formen teils nicht trennen. Ein Sensorwert von 9 pg K2 pro ml stammt aus mikrobiologischen, Lebensmittel- oder Arzneiproben und belegt keine klinische Serumdiagnostik. Das ergänzende Chromatogramm zeigt Standards von 2 pmol pro Injektion und eine angereicherte menschliche Stuhlprobe, keinen Serum-Mangelcutoff.

Was zeigt die klinische Forschung tatsächlich?

Die Übersicht nennt Neugeborenenprophylaxe und die medizinisch überwachte Behandlung einer Überwirkung von Vitamin-K-Antagonisten als etablierte klinische Anwendungen. Aussagen zu Knochen, Gefäßen oder anderen Erkrankungen beruhen dagegen auf verschiedenartigen, im Review referierten Studien und Meta-Analysen. Diese wurden nicht von den Reviewautoren zu einem neuen Gesamteffekt gepoolt.

Für Knochen assoziierte eine Beobachtungs-Meta-Analyse aus vier prospektiven Kohorten und einer verschachtelten Fall-Kontroll-Studie mit fast 81.000 Personen die höchste K1-Zufuhr mit 22 % niedrigerem relativem Frakturrisiko. Pro zusätzlichen 50 µg K1 pro Tag wurde eine Assoziation von 3 % niedrigerem relativem Risiko berichtet. Ernährungsassoziationen beweisen aber keine Wirkung einer zusätzlichen Einnahme. Eine andere, im Review referierte Meta-Analyse von 17 Studien fand höhere Knochendichte an der Lendenwirbelsäule, nicht am Femurhals; der Befund war auf asiatische Studien, Frauen und K2 begrenzt.

Eine Meta-Analyse von 19 randomisierten Studien mit 6.759 Teilnehmenden berichtete bessere Knochendichte an Lendenwirbelsäule und Unterarm, besonders bei postmenopausalen Frauen mit Osteoporose, nicht signifikant bei Frauen ohne Osteoporose. Die eingeschlossenen Versuche nutzten überwiegend MK-4 mit 45–90 mg pro Tag oder MK-7 mit 100–180 µg pro Tag. Das sind historische Studiensettings, keine Dosierungsempfehlung. Frakturen waren im Gesamtergebnis numerisch um 36 % seltener, aber nicht statistisch signifikant. Erst nach Ausschluss einer stark abweichenden Studie ergab eine Sensitivitätsanalyse 53 % weniger Frakturen mit statistischer Signifikanz; sie ersetzt den primären Gesamtbefund nicht. Ein einzelner MK-7-Versuch fand einen Femur-Knochendichteeffekt nach drei Jahren, nicht nach einem oder zwei Jahren und nicht als Frakturendpunkt.

Der Review nennt zusätzlich neuere referierte Meta-Analysen mit unterschiedlichen Ergebnissen: Für verschiedene K-Formen zeigte eine Auswertung weniger klinische Frakturen, aber keinen Rückgang vertebraler Frakturen. Eine Auswertung randomisierter MK-4-Studien fand keinen signifikanten Effekt auf die Inzidenz irgendeiner Fraktur. Beide berichteten dagegen einen signifikanten Effekt auf die Knochendichte der Lendenwirbelsäule. Formen, Populationen, Begleitbehandlungen und Vergleichsgruppen unterscheiden sich. Zwei ältere positive Knochenstudien wurden zudem zurückgezogen und hatten eine frühere Meta-Analyse beeinflusst. Knochendichte, klinische Frakturen und Wirbelbrüche dürfen deshalb nicht zu einer einzigen gesicherten Nutzenbehauptung verschmelzen.

Bei Gefäßen assoziierten niederländische und norwegische Beobachtungen höhere K2-Aufnahme mit weniger Verkalkung oder koronarer Erkrankung, während andere Ernährungskontexte ein anderes Muster zeigten. Beobachtungs-Meta-Analysen fanden keine gesicherte Senkung kardiovaskulärer Todesfälle. Unter Interventionen verringerte K1 bei älteren Menschen koronare Verkalkung leicht, MK-7 beeinflusste dagegen Femoralarterien-Verkalkung bei Menschen mit Diabetes nicht. Eine Meta-Analyse von drei kontrollierten Studien zu Gefäßverkalkung wurde wesentlich von einer Studie getragen. Krebsassoziationen unterschieden sich nach Tumorart und K-Form und belegen weder Prävention noch Therapie. Signale zu Typ-2-Diabetes, HDL, Entzündung, Mobilität oder Kognition bleiben begrenzt. Eine im Review erwähnte SARS-CoV-2-Hypothese stammt nur aus einer Computersimulation zur Bindung am Spike-Protein und liefert keinen antiviralen Wirksamkeitsnachweis.

Sicherheit und Aussagegrenzen

Für natürliche K1- und K2-Formen berichtet der Review nur wenige systemische Toxizitätsfälle; das bedeutet keine unbegrenzte Sicherheit. Ein Humanversuch mit 10 mg K1 pro Tag über einen Monat meldete keine Nebenwirkungen, aber daraus folgt kein oberer Grenzwert. Tierdaten mit 2 g Vitamin K pro kg Körpergewicht über einen Monat lassen sich nicht auf Menschen übertragen. Seltene Fälle sehr hoher Mengen waren mit verminderter Prothrombinwirkung verbunden; für K2 werden unter anderem leichte Magen-Darm-Beschwerden und Ausschlag berichtet. Injektionen haben eigene Risiken: intramuskuläres K1 kann Schmerzen und Blutergüsse, bestimmte wässrige intravenöse Zubereitungen können anaphylaktoide Reaktionen hervorrufen. Hohe Mengen des synthetischen K3 können Hämolyse und Anämie auslösen, besonders bei Neugeborenen; K3 ist nicht mit K1/K2 gleichzusetzen.

Vitamin K wirkt Cumarin-Antikoagulanzien entgegen. Cholestyramin, Rifampicin, Orlistat und Breitbandantibiotika können zudem Aufnahme, Stoffwechsel oder bakterielle Bildung verändern; Richtung und Ausmaß hängen vom Einzelfall ab. Die Übersicht ist keine Grundlage, solche Medikamente selbst zu verändern. Ihre Ernährungserhebungen sind anfällig für Messfehler und Lebensstilunterschiede. Klinische Studien variieren nach K-Form, Menge, Dauer, Erkrankung, Begleittherapie und Endpunkt; Markerreaktionen und Assoziationen beweisen keinen Nutzen bei harten Ereignissen. Die Autoren fordern weitere prospektive Humanstudien zu Wirkungen außerhalb der Gerinnung. Eine allgemeinere Einordnung bietet der Vitamin-K-Überblick.

Weitere Originalzugänge derselben Publikation: Mladěnka et al. (2021). Vitamin K – sources, physiological role, kinetics, deficiency, detection, therapeutic use, and toxicity. Nutrition Reviews. DOI: 10.1093/nutrit/nuab061. PMID: 34472618. · Mladěnka et al. (2021). Vitamin K – sources, physiological role, kinetics, deficiency, detection, therapeutic use, and toxicity. Nutrition Reviews. DOI: 10.1093/nutrit/nuab061. PMID: 34472618. · Mladěnka et al. (2021). Vitamin K – sources, physiological role, kinetics, deficiency, detection, therapeutic use, and toxicity. Nutrition Reviews. DOI: 10.1093/nutrit/nuab061. PMID: 34472618.

Fazit

Der Review erklärt gut, warum Vitamin-K-Formen, Aufnahme und Messwerte nicht austauschbar sind. Für die Gerinnung ist die Rolle klar, für viele zusätzliche klinische Nutzenbehauptungen bleiben die hier referierten Befunde uneinheitlich. Besonders bei Knochen und Gefäßen müssen Labor- oder Knochendichtewerte von Frakturen und Todesfällen getrennt bleiben.