Vitamine K2 bij osteoporose

DELEN

Inleiding

Osteoporose en hieraan gerelateerde fracturen vormen een belangrijk volksgezondheidsprobleem, met name door de toenemende vergrijzing. Fracturen als gevolg van botontkalking geven een grote druk op de kosten voor de gezondheidszorg en zullen de komende twintig jaar naar verwachting verdubbelen. Het merendeel van de kosten komt voor rekening van heupfracturen. Bekend is dat calcium en vitamine D van essentieel belang zijn voor de mineralendichtheid van onze botten. In het afgelopen decennium is vooral ook de rol van vitamine K sterk naar voren gekomen als essentiële factor voor de opbouw en het behoud van stevige botten. Een tekort aan vitamine K staat in verband met een lage dichtheid van botmineralen, verhoogde botafbraak en een verhoogd risico op botfracturen.

Osteoporose

Osteoporose komt zowel bij mannen als bij vrouwen voor, hoewel het bij mannen minder vaak voorkomt en pas op latere leeftijd toeneemt dan bij vrouwen. Bij vrouwen zorgen hormonale veranderingen na de menopauze voor een extra botverlies dat zich relatief snel ontwikkelt en dat bovenop het geleidelijke verlies komt ten gevolge van het ouder worden.Osteoporose wordt door de WHO gedefinieerd als een aandoening die wordt gekenmerkt door een verlaagde botmassa en veranderingen in de microarchitectuur van het bot (botmatrix), waardoor de kans op fracturen – na zelfs een minimaal trauma – is toegenomen. Osteoporose is het gevolg van een verstoorde balans tussen botopbouw en botafbraak, met als nettoresultaat afbraak van het botweefsel. Fracturen van de heup, polsen en wervels komen het meest voor. Een lage dichtheid van botmineralen is een belangrijke risicofactor voor fracturen. In het bloedplasma is een verstoorde botmineralisatie onder andere af te lezen aan een verhoogde concentratie van inactief osteocalcine, het boteiwit dat nodig is voor een juiste mineralisatie van het bot. Bij een tekort aan vitamine K wordt een verhoogde plasmaspiegel van inactief osteocalcine gezien. In de urine is botresorptie te meten aan stijgende concentraties van bestanddelen van de botmatrix.

Vitamine K en botmetabolisme

Vitamine K is onmisbaar voor de mineralisatie van het botweefsel en is daarom bij jongeren tijdens de groei nodig voor de opbouw van stevige botten en bij ouderen nodig voor het behoud van gezonde botten. Een te lage inname van vitamine K via de voeding bevordert het ontstaan van osteoporose bij postmenopausale vrouwen en bij ouderen, zowel bij mannen als bij vrouwen. Bij een suboptimale vitamine K-status is het risico op een heupfractuur aanzienlijk verhoogd. Bij patiënten met osteoporose worden aanzienlijk lagere serumspiegels van vitamine K geconstateerd [1-4]. In klinisch onderzoek is aangetoond dat suppletie met vitamine K een gunstige invloed heeft op de botdichtheid van met name heupen, dijbeen en lumbale wervels en het risico op botfracturen doet afnemen. De effecten van vitamine K zijn aangetoond bij postmenopausale vrouwen met of zonder osteoporose en bij premenopausale vrouwen, zowel bij gezonde vrouwen als bij (chronische) patiënten met een hoog risico op osteoporose. Zowel vitamine K1 (fyllochinon) als vitamine K2 (menachinon) zijn effectief gebleken.

Botproteïnen

Vitamine K is als co-factor nodig voor de gamma-carboxylering van botproteïnen, waarmee ze in hun actieve vorm komen. Deze botproteïnen (osteocalcine, matrix-Gla-proteïne, proteïne S, Gas6) zijn betrokken bij de gezonde botvorming en -groei. Hiervan is alleen osteocalcine specifiek voor botweefsel. De andere proteïnen worden, behalve in botweefsel, ook in zacht bindweefsel aangetroffen. Vitamine K-afhankelijke proteïnen bevatten glutaminezuurgroepen. Deze worden enzymatisch omgezet in gamma-carboxyglutaminezuurgroepen, waardoor deze proteïnen het vermogen krijgen om op unieke wijze calciumionen te binden. Dit is nodig voor hun werking.

Osteocalcine wordt aangemaakt door osteoblasten (botvormende cellen) onder invloed van vitamine D3. Gecarboxyleerd osteocalcine hecht zich sterk aan het calcium in het botmineraal (hydroxyapatiet). Het is nog niet precies duidelijk wat hiervan de betekenis is. Verondersteld wordt dat geactiveerd osteocalcine hierbij een regulerende functie heeft op de mineralisering van de botmatrix. Duidelijk is in ieder geval dat ondergecarboxyleerd osteocalcine is gerelateerd aan de ontwikkeling van osteoporose. De activiteit van osteocalcine is zeer gevoelig voor een suboptimale voorziening met vitamine K. De behoefte aan vitamine K voor de volledige carboxylering van vitamine K-afhankelijke botproteïnen ligt hoger dan voor de carboxylering van stollingsfactoren en wordt mogelijk in veel gevallen niet gedekt door de dagelijkse voeding. Binkley komt naar aanleiding van een placebogecontroleerde proef bij 100 gezonde volwassenen (19 tot 36 jaar), tot de conclusie dat er voor een maximale carboxylering van osteocalcine ongeveer 1000 microgram gesuppleerd vitamine K1 per dag nodig is, terwijl de voorlopige (nog niet officieel vastgestelde) aanbevolen dagelijkse hoeveelheid 90 microgram voor vrouwen is en 120 microgram voor mannen. Voor kinderen is dit ongeveer 1 microgram per kilogram lichaamsgewicht.

Botcellen

Vitamine K stimuleert tevens de botdichtheid middels een invloed op de botcellen. Vitamine K (K1 en K2) stimuleert de vorming van osteoblasten en remt de vorming van osteocasten (botafbrekende cellen).

Vitamine K is ook van invloed op:

  • – de vitamine D3-geïnduceerde mineralisatie van het   bot door osteoblasten;
  • – remming van de vitamine D3-geïnduceerde botresorptie door osteoclasten;
  • – activering van osteoclasten door parathormoon- of   prostaglandine E2.

 Mogelijk zijn de effecten van vitamine K2 op de botcellen, of andere nog onbekende effecten op de botmassa, niet afhankelijk van gamma-carboxylering van boteiwitten, maar worden deze bepaald door de lengte van de zijketen van de verschillende vitamine K2-verbindingen.

Verschillen tussen vitamine K1 en vitamine K2

In tegenstelling tot vitamine K1 bestaan er verschillende vitamine K2-verbindingen die actief zijn in ons lichaam. Het verschil wordt gevormd door de verschillende lengtes van de zijketen. Dit kan variëren van 4 tot 10 isopreeneenheden.

Vitamine K1 is afkomstig van plantaardige voeding, met name groene bladgroenten (vooral spinazie) en verschillende koolsoorten en bepaalde plantaardige oliën. Vitamine K2 wordt gevormd door bacteriën en komt voor in gefermenteerde zuivel- en sojaproducten en in vlees, lever, vis en ei. Onze eigen darmflora (met name Bacteroides fragilis en E. coli) produceert vitamine K2 en levert mogelijk een bijdrage aan de vitamine K2-voorziening.

Kaas en kwark bevatten in geringe hoeveelheden MK 8 en 9. Natto, een gefermenteerd sojaproduct, is een uitstekende bron van MK-7. MK-4 wordt niet door de darmflora of in het plantenrijk gevormd.

De opname van voedselgebonden vitamine K2 is aanzienlijk groter dan van vitamine K1. Bij gelijke concentraties vitamine K geeft K2 een tien maal hogere serum concentratie.

Na opname vertoont vitamine K2 een andere weefseldistributie dan vitamine K1. Vitamine K1 komt vooral in de lever terecht, terwijl de langketenige menachinonen veel meer verspreid worden naar andere weefsels, waardoor botweefsel en vaatwanden meer baat hebben bij deze lange K2-vitaminen.

De K2-vitaminen met een lange zijketen (MK-7, MK-8 en MK-9), hebben een veel langere werkingsduur (langere halfwaardetijd) dan vitamine K1 en MK-4.

Ook de associatie met coronaire hartziekten is verschillend voor vitamine K1 en K2, d.w.z. dat vitamine K2 uit voeding wel met een kleiner risico op atherosclerose is geassocieerd en vitamine K1 niet. Vitamine K voorkomt calciumafzetting in de vaatwand middels het vitamine K-afhankelijke matrix-Gla-proteïne.

Lage bloedspiegels van menachinon-7 (MK-7) en van menachinon-8 (MK-8) zijn geassocieerd met fracturen als gevolg van botontkalking. Specifiek voor MK-7 is dat het als cofactor voor het carboxylerende enzym (gamma-glutamylcarboxylase) veel effectiever is dan andere K-vitaminen. MK-7 heeft een duidelijk grotere affiniteit voor het enzym dan vitamine K1 en MK-4, zodat het in lagere concentraties werkzaam is, en het geeft het enzym een veel hogere reactiesnelheid dan MK-8 en MK-9.

Vitamine K2 heeft een sterkere invloed op het botmetabolisme dan vitamine K1.

Klinische studies

Een redelijk aantal klinische studies zijn verricht die het effect beschrijven van suppletie met vitamine K op de botdichtheid en het optreden van osteoporotische fracturen. De meerderheid van de klinische studies is uitgevoerd met vitamine K2 en zijn afkomstig uit Japan. Gekeken is naar de invloed van vitamine K op de botdichtheid, botresorptie en fracturen bij postmenopausale osteoporose, bij de ziekte van Parkinson en Alzheimer, bij anorexie en bij het chronische gebruik van corticosteroïden. De studies zijn uitgevoerd met vitamine K alleen of in combinatie met calcium, een mineralensupplement, vitamine D3, of met bisfosfonaten. Aangetoond werd dat suppletie met vitamine K de concentratie van ondergecarboxyleerd osteocalcine in alle gevallen deed afnemen. Dit duidt op een suboptimale of deficiënte vitamine K-status. Uit deze studies blijkt dat vitamine K inderdaad botverlies en het risico op fracturen vermindert, zowel afzonderlijk als in combinatie met andere middelen. De afname van de incidentie van heupfracturen met ongeveer 80% is zeer opvallend te noemen.

In een studie waarin bij postmenopausale vrouwen vitamine K-suppletie in combinatie met calcium vergeleken werd met alleen calciumsuppletie, werd een iets hogere toename van de botmassa van lumbale wervels waargenomen en een aanmerkelijke vermindering (65,4%) van botresorptie bij de vitamine K-groep. In vergelijking met het osteoporosegeneesmiddel etidronaat (een bisfosfonaat) was er bij postmenopausale vrouwen met osteoporose geen verschil in het optreden van nieuwe fracturen tussen de behandeling met etidronaat of vitamine K2. De toename van de botmassa lag hoger bij vitamine K2 dan bij calcium en lag het hoogst bij etidronaat. Sommige studies hebben laten zien dat de combinatie van bisfosfonaten met vitamine K2 effectiever is dan bisfosfonaten alleen. Toevoeging van vitamine K2 aan hormoontherapie bij osteoporotische postmenopausale vrouwen gaf een significante verbetering van de botmassa die na de toepassing van uitsluitend hormonen was verminderd. Andere studies laten zien dat de combinatie van vitamine K2 met vitamine D3 effectiever is dan vitamine K, vitamine D of calcium afzonderlijk.

De gebruikelijke dosering in de Japanse studies is 45 mg vitamine K2 (MK-4) per dag. Dit is een uitzonderlijk hoge dosering, die echter wel goed wordt verdragen. Er zijn geen problemen met de stolling waargenomen en in een enkel geval zijn er milde bijwerkingen opgetreden (milde huiduitslag en milde gastro-intestinale bijwerkingen). Vitamine K1 werd toegepast in een dosering van 1 of 10 mg per dag. Uit epidemiologische gegevens verkregen uit de Rotterdam Studie, kan worden afgeleid dat suppletie met 45 microgram vitamine K2 per dag voldoende zou moeten zijn om een gunstig effect te verwachten aangaande aderverkalking. Het is aannemelijk dat dit eveneens geldt voor de gunstige effecten op het botmetabolisme. Nieuwe klinische studies zullen dit moeten bevestigen.

Hoge doses vitamine K (meer dan 1 mg/dag) dienen niet gebruikt te worden door patiënten die coumarinederivaten (antithrombotica) gebruiken.

Tot slot

 

De resultaten van het tot nu toe uitgevoerde klinische onderzoek suggereren dat suppletie met vitamine K – in het bijzonder met vitamine K2 (menachinon) – een veilige bijdrage zou kunnen leveren in het terugdringen van osteoporose. In combinatie met vitamine D3 zou de gezondheidswinst nog beter kunnen zijn. Gezien de toegenomen kennis over het belang van vitamine K voor het botmetabolisme, zou het aanbeveling verdienen om bij patiënten met een hoog risico voor osteoporose en vòòr aanvang van een behandeling tegen osteoporose niet alleen de vitamine D- en calciumstatus te verbeteren, maar zonodig ook de vitamine K-status, gemeten aan de bloedspiegels van ondergecarboxyleerd osteocalcine.

 

Auteur Kiauw de Munck-Khoe

Voor meer informatie en een volledige literatuurlijst: Springfield, Tel. 0186-626173, E-mail info@springfieldnutra.com

 

DELEN