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二、维生素K2类
(一)概述
天然存在的维生素K根据其侧链结构不同分为维生素K l和维生素K 2(MK- n)。维生素K l为单一化合物,而维生素K 2是一系列含有2-甲基-1,4-萘醌母核及C3位带有数量不等的异戊二烯结构单元侧链化合物的统称。
维生素K l主要存在于绿色植物中,在动物肝脏和植物油中也有分布。维生素K 2主要是通过人体内肠道细菌合成,少量可以从肉、奶酪和蛋黄等食物中摄取。维生素K 2主要的生理活性以MK-7与MK-4为主,通过低密度脂蛋白(LDL)输送,主要分布在骨、肾、生殖器及血管壁等组织。维生素K 2在人体内可直接发挥生理作用,而维生素K l转化为维生素K 2是其必需的代谢途径。维生素K l在体内的生物利用率较低,而维生素K 2的生物活性高于维生素K l,其在体内的生物利用率为维生素K l的2倍。
在骨代谢调节过程中,维生素K 2能够促进骨形成,抑制骨吸收,促进骨矿化,通过细胞、分子和基因等多个水平的调节,维持骨代谢平衡状态。
1.维生素K 2促进骨形成的作用
维生素K 2可以通过多种途径提高成骨细胞活性,促进骨形成。维生素K 2是谷氨酸γ-羧化酶的辅酶,能够将维生素K依赖蛋白——骨钙素(osteocalcin,OC;bone gla protein)和基质γ-羧化谷氨酸残基蛋白(matrix gamma linolenic acid protein,MGP)中的谷氨酸残基羧化,形成羧基谷氨酸,使蛋白活化,从而具有生理活性。成骨细胞(osteoblast,OB)合成的骨钙素经过羧化后形成γ-羧化骨钙素,对钙具有独特的亲和力及结合活性,与Ⅰ型胶原蛋白结合形成网络支架,为钙盐沉积提供场所,促进骨矿化。而非羧化骨钙素(ucOC)不能结合钙,研究发现,维生素K 2能显著增加OC水平、减少ucOC的水平,充足的维生素K 2可确保血液中钙在骨骼上有效沉积与矿化。MGP依赖维生素K 2进行活化,是机体组织钙化抑制剂,在骨发育和骨代谢调节中起重要作用,可调节软骨代谢,抑制软骨矿化,将人体中的钙带到正确的靶组织器官。研究发现,维生素K 2可以通过结合类固醇及异质物受体(steroid and xenobiotic receptor,SXR),上调成骨和细胞外基质相关基因母系蛋白2(Matn2)、Tsk、分化抗原CD14 和肌节同源框基因(Msx2)等的表达,增加骨细胞外胶原蛋白聚集;诱导成骨细胞生成,促进成骨细胞活化;抑制Fas在OB上的表达,抑制OB凋亡,维持OB数量,促进骨形成。
维生素K 2也可通过蛋白激酶A(phosphorylation of proteinkinase A,PKA)磷酸化途径,诱导成骨细胞GDF15和CTC2基因的表达,增强OB功能,促进骨形成。此外,维生素K 2可促进骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSC)和成骨前体细胞(MC3T3-E1)碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、OC 的表达,从而促进骨形成。
2.维生素K 2抑制骨吸收的作用
维生素K 2不仅可以促进骨形成,还可通过多种方式抑制破骨细胞活性,减少骨吸收,从而调节骨代谢。维生素K 2主要通过以下几种途径抑制骨吸收。①维生素K 2可以抑制前列腺素2(PG 2)的合成和环氧化酶2(COX-2)的表达,抑制破骨细胞。②抑制破骨细胞上组织蛋白酶K的mRNA表达,抑制组织蛋白酶溶解骨基质。③抑制破骨细胞分化因子-核因子κB(NF-κB)的活化,下调NF-κB受体激活蛋白配体(RANKL)表达,抑制破骨细胞的形成及破骨细胞介导的骨吸收。④维生素K 2可特异性地诱导破骨细胞凋亡。⑤减少骨吸收因子白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)等的活化,抑制由IL-1所致的PG 2的合成、分泌,从而抑制骨吸收。
维生素K 2通过促进成骨细胞生成、提高成骨细胞活性及抑制破骨细胞生成、下调破骨细胞活性、促进破骨细胞凋亡的双向作用调节骨代谢,从而达到提高骨密度、增加骨强度、促进骨矿化、维持骨健康的作用,对治疗骨质疏松症及降低骨折风险具有重要作用。
(二)治疗前监护
适应证:维生素K 2可提高血中骨钙素水平,减缓骨密度下降,对老年性和绝经妇女骨质疏松症均有效。
(三)治疗中监护
1.用法用量
临床使用的口服维生素K 2制剂为四烯甲萘醌胶囊,每次15mg,每日3次,饭后服用。维生素K 2为脂溶性维生素,在小肠内吸收,其吸收依赖于胆盐,故空腹服用吸收差,合并肝胆疾病伴脂肪吸收障碍者口服维生素K 2效果不良。
2.不良反应
维生素K 2常见的不良反应为胃肠道反应,一般程度轻微,少数患者出现皮肤瘙痒、水肿和转氨酶暂时性轻度升高。维生素K 2不可与华法林合用。