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La importancia de la vitamina K para la salud

junio 30, 2014

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 Desde hace tiempo se sabe que la vitamina K, una coenzima que interviene en la formación de los factores de coagulación, es imprescindible para la regulación de la coagulación de la sangre. Aparte de esto, la vitamina K desempeña una función importante en la activación de ciertas enzimas que, junto con la vitamina D, regulan el metabolismo del calcio y ayudan a prevenir tanto la calcificación de los tejidos blandos (por ejemplo, los vasos sanguíneos) como la descalcificación de los huesos. El interés por esta vitamina ha aumentado considerablemente en los últimos años gracias al descubrimiento de otras propie-dades que pueden resultar beneficiosas para la salud. La investigación se centra especialmente en la función de las enzimas dependientes de la vitamina K (proteínas GLA), presentes en los huesos y los dientes así como en las paredes de los vasos sanguíneos, el cerebro y otros tejidos blandos, donde parecen intervenir en la regulación de la división y la diferenciación celular. Los estudios sugieren que un consumo adecuado de vitamina K podría ayudar a prevenir el desarrollo de aterosclerosis, osteoporosis, resistencia a la insulina e inflamación de las articulaciones y a proteger de la pérdida de capacidades mentales asociada a la edad.


La mayor parte de los requerimientos de vitamina K se cubren mediante el consumo de alimentos de origen vegetal (como verduras de hoja verde y varios tipos de coles) que producen la vitamina K1 (filoquinona). La vitamina K2 (menaquinona y sus diferentes formas MK-4 a MK-14), la cual es producida por las bacterias del colon, tiene un papel subordinado en el suministro de vitamina K al cuerpo, ya que se absorbe solo de manera limitada. Los recién nacidos y los lactantes son los que están expuestos a un mayor riesgo de padecer una deficiencia de vitamina K, razón por la cual se les administra esta vitamina inmediatamente después de nacer y durante los primeros días. La ingesta de vitamina K recomendada actualmente se basa en las cantidades necesarias para la coagulación sanguínea que obtiene la mayoría de la población. Algunos investigadores señalan que los requerimientos de vitamina K para otros beneficios relacionados con la salud y efectos preventivos podrían ser mucho mayores.

La coagulación sanguínea

El proceso de coagulación de la sangre depende de la activación en cascada de una serie de factores de coagulación (proteínas específicas) encargados de detener las hemorragias mediante la formación de coágulos. En la activación de los siete factores de coagulación existentes, la vitamina K tiene un papel decisivo como cofactor de una enzima que cataliza la carboxilación (introducción un grupo carboxilo, -COOH) de ciertos residuos de ácido glutámico en los factores de coagulación para formar gamma-carboxiglutamato (GLA) (1). Gracias a la gamma-carboxilación dependiente de la vitamina K, estos factores de coagulación pueden enlazar iones de calcio (Ca2+) e iniciar el proceso de coagulación. Los factores de coagulación II (protrombina), VII, IX y X constituyen el centro de la cascada de coagulación, mientras que la proteína Z aparentemente potencia el efecto de la trombina, la enzima de la coagulación plasmática, promoviendo su unión a los fosfolípidos de las membranas celulares. La proteína C, la proteína S y la proteína Z poseen una función inhibidora de la coagulación. Estas proteínas son responsables del control (del tiempo de coagula-ción) y el equilibrio de la cascada de coagulación. Debido a su dinámica y variedad de funciones en el organismo, la proteína S centra la atención de la investigación básica de las proteínas vitamino-K dependientes (2).

El cuerpo almacena una cantidad relativamente pequeña de vitamina K, por lo que las reservas se agotan rápidamente si no existe un aporte regular a través de la alimentación (3). El proceso de reciclaje de vitamina K (ciclo de la vitamina K) permite a una pequeña cantidad de vitamina K actuar en la gamma-carboxilación de proteínas disminuyendo la necesidad dietética. El déficit de vitamina K se manifiesta principalmente por trastornos de la coagulación. Una deficiencia pronunciada de vitamina K prolonga el tiempo de coagulación y aumenta el riesgo de hemorragias fuertes, pérdida de sangre, hematomas, mala cicatrización de las heridas y anemia. Para una correcta coagulación de la sangre, en muchos países europeos se recomienda a los adultos la ingesta diaria de 60 microgramos de vitamina K (para las mujeres) y hasta 70 microgramos (para los hombres), mientras que en los Estados Unidos se ha establecido una dosis diaria de 120 microgramos (para los hombres) y de 90 microgramos (para las mujeres) (4). El principal grupo de riesgo de hemorragias cerebrales por deficiencia de vitamina K son los recién nacidos y los lactantes, ya que estos normalmente solo reciben pequeñas cantidades de vitamina K1 por medio de la lecha materna y su flora intestinal aún no está lo suficientemente desarrollada para producir vitamina K2. De ahí que en muchos países se administre vitamina K a los lactantes de forma profiláctica (5).

Dado que los factores de coagulación dependientes de la vitamina K se sintetizan en el hígado, los niveles en sangre de dichos factores pueden disminuir y aumentar el riesgo de hemorragias incontroladas cuando existe una enfermedad hepática grave. Algunas personas con un mayor riesgo de formar coágulos de sangre, los cuales pueden bloquear el flujo sanguíneo a las arterias del corazón, del cerebro o de los pulmones y derivar en infarto de miocardio, ictus o embolia pulmonar, consumen anticoagulantes orales (como la warfarina). Estos fármacos inhiben la coagulación de la sangre al neutralizar el efecto de la vitamina K y evitar su reciclaje, lo que puede provocar una deficiencia de vitamina K en el cuerpo. Por el contrario, la vitamina K administrada en grandes cantidades puede contrarrestar el efecto anticoagulante de los antagonistas de la vitamina K, por lo que los pacientes que toman estos medicamentos deberían vigilar atentamente sus niveles de vitamina K.

El mantenimiento de la salud ósea

Junto con la vitamina D, la vitamina K también es fundamental para un metabolismo óseo saludable. Se han conseguido aislar tres proteínas dependientes de la vitamina K en el hueso: La osteocalcina, la proteína GLA de la matriz (MGP, por sus siglas en inglés) y la proteína S. La osteocalcina es sintetizada por las células formadoras de hueso (osteoblastos) e interviene en la mineralización ósea. Después del colágeno, es la proteína más importante que se incorpora a la matriz ósea. Mientras que la vitamina D estimula la produc-ción de osteocalcina y aumenta la disponibilidad de calcio, la carboxilación dependiente de la vitamina K de tres residuos de ácido glutámico de la osteocalcina provoca su activación. La forma activa de la osteocalcina puede unirse al calcio (sal de fosfato de calcio hidroxilada) y almacenarse en los huesos (6). Una carboxila-ción insuficiente de osteocalcina (por ejemplo, debido a una deficiencia de vitamina K) podría causar una disminución de la densidad ósea. La proteína GLA de la matriz (MGP) se encuentra en los huesos, los cartílagos y los tejidos blandos, incluidos los vasos sanguíneos. Los estudios experimentales sugieren que la MGP previene la calcificación de los tejidos blandos y los cartílagos, a la vez que promueve el crecimiento y el desarrollo normal de los huesos. La proteína S anticoagulante dependiente de la vitamina K también es sintetizada por los osteoblastos, aunque aún no está del todo claro cuál es su papel en el metabolismo óseo (7). Los niños con una deficiencia congénita de proteína S sufren de complicaciones relacionadas con un aumento de la coagulación y una disminución de la densidad ósea.

Una serie de estudios clínicos, experimentales y epidemiológicos han demostrado que el déficit de vitamina K en las personas mayores puede estar asociado con una reducción de la masa ósea (osteopenia) y un mayor riesgo de fracturas. Esto se ha observado sobre todo en mujeres postmenopáusicas que, debido a la disminución de los niveles de estrógenos, ya no están protegidas contra la osteoporosis (pérdida de tejido óseo) o su precursora, la osteopenia (8). Las revisiones de estudios sugieren que los suplementos de vitamina K podrían reducir el riesgo de fracturas óseas en las mujeres mayores (9). Los metaanálisis de ensayos clínicos de intervención con vitamina K confirman un efecto positivo de la ingesta de vitamina K en la estabilidad del esqueleto, así como una reducción de la tasa de facturas en mujeres postmenopáusicas, si bien los mecanismos parecen actuar independientemente de la densidad y el metabolismo óseos (10)

La prevención de enfermedades cardiovasculares

La vitamina K también parece contribuir a la prevención de la aterosclerosis: la carboxilación de la proteína GLA de la matriz (MGP) activa dicha proteína pudiendo así contrarrestar la acumulación de calcio en las paredes de los vasos sanguíneos (11, 12). Unos niveles séricos altos de MPG inactiva e insuficientemente carboxilada se consideran un posible marcador de aterosclerosis (en fase inicial). Además de los enfoques experimentales, también los ensayos clínicos indican que la vitamina K podría ser un factor protector contra la aterosclerosis y que existe una posible relación entre unos niveles bajos de vitamina K1 y un riesgo elevado de calcificación de los vasos sanguíneos (13-15). Este parece ser el caso particularmente cuando personas mayores necesitan tomar antagonistas de la vitamina K para inhibir la coagulación sanguínea (16). Un estudio clínico de casos y controles aporta evidencia de que la administración diaria de 500 microgramos de vitamina K1 ayuda a retardar la progresión de una calcificación de las arterias coronarias ya incipiente en hombres y mujeres mayores (17). Asimismo, en pacientes con enfermedades renales crónicas, la vitamina K1 podría frenar la calcificación de los vasos sanguíneos (18).

La deficiencia marginal de vitamina K a largo plazo se analiza como un factor de riesgo para la aterosclerosis y el cáncer (19). Un estudio prospectivo de cohortes ha demostrado que un mayor consumo de vitamina K podría estar asociado con una reducción del riesgo de mortalidad debida a eventos cardiovasculares y cáncer (20).

El mantenimiento de la salud del sistema nervioso y el cerebro

La vitamina K está presente en el tejido cerebral en altas concentraciones y parece tener un papel relevante para la función del cerebro. Dado que la vitamina K previene la calcificación de los tejidos blandos, podría contribuir a prevenir las enfermedades neurodegenerativas durante la vejez. En el cerebro, la vitamina K está involucrada en la síntesis de los esfingolípidos ( lípidos que forman parte de las membranas celulares), los cuales son particularmente abundantes en las paredes de las neuronas (21). Los esfingolípidos participan en procesos importantes como la división, la diferenciación y el envejecimiento de las células, así como en la interacción entre estas. Las alteraciones en el metabolismo de los esfingolípidos se han asociado con el deterioro cognitivo y el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.

Por medio de la carboxilación dependiente de la vitamina K, esta vitamina también interviene en la activación de la proteína Gas6 y la proteína S. La proteína Gas6 está implicada en procesos celulares complejos que incluyen la división, el crecimiento y la muerte celular programada (apoptosis). Esto parece aplicarse también a las células del sistema nervioso, como las neuronas (para la transducción de señales) y las células glía (para el tejido de sostén del sistema nervioso) (22). La Gas6 no solo es un importante regulador del crecimiento de las neuronas, sino también de la mielinización de las células glía, proceso por el que las fibras nerviosas (axones) se cubren con una capa eléctricamente aislante rica en lípidos (vaina de mielina) y se abastecen con metabolitos ricos en energía. Por lo tanto, la proteína Gas6 podría contribuir a la estabilidad y la funcionalidad de estas células del sistema nervioso, como en el cerebro. Los datos experimentales sugieren que la proteína S favorece el mantenimiento de la salud del sistema nervioso gracias a sus funciones antitrombóticas y a los mecanismos neuroprotectores controlados mediante la transducción de señales.

La prevención de la diabetes mellitus

Los primeros resultados de las investigaciones apuntan a que la vitamina K influye positivamente en los niveles de azúcar (glucosa) en sangre y, por lo tanto, podría ayudar a prevenir la diabetes mellitus. Básica-mente se consideran dos mecanismos a través de los cuales la vitamina K actuaría sobre el metabolismo de la glucosa: Por un lado, mediante la activación de la osteocalcina (por medio de la carboxilación dependiente de la vitamina K), lo que podría mejorar la sensibilidad de las células del cuerpo y de los receptores de insulina frente a la insulina (sensibilidad a la insulina) así como la función de las células beta productoras de insulina, o bien directamente mediante la acción antiinflamatoria de la vitamina K (23). Además, los órganos principales para el metabolismo de la glucosa y la insulina, como el hígado y el páncreas, contienen proteí-nas dependientes de la vitamina K (protrombina y proteína S) (24). En un estudio prospectivo de cohortes se demostró que una dieta rica en vitamina K podría estar asociada con un menor riesgo de desarrollar diabe-tes tipo 2 (25). Un ensayo aleatorizado controlado reveló que una dosis diaria de 500 microgramos de vitamina K1 ayudaría a mitigar la resistencia a la insulina en los hombres mayores (26).

referencias

  1. Shearer M. J. and Newman P. Metabolism and cell biology of vitamin K. Thromb Haemost. 2008; 100(4):530–547.
  2. 2. Suleiman L. et al. Protein S: A multifunctional anticoagulant vitamin K-dependent protein at the crossroads of coagulation, inflammation, angiogenesis, and cancer. Crit Rev Oncol Hematol. 2013; 88(3):637–654
  3. Shearer M. J. et al. Vitamin K nutrition, metabolism, and requirements: current concepts and future research. Adv Nutr. 2012; 3(2):182–195.
  4. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. 2001. Institute of Medicine. The National Academy of Science. www.nap.edu.
  5. Clarke P.. and Shearer M. J. Vitamin K deficiency bleeding: the readiness is all. Arch Dis Child. 2007; 92(9):741–743.
  6. Vermeer C. et al. Beyond Deficiency: Potential benefits of increased intakes of vitamin K for bone and vascular health. Eur J Nutr. 2004; 43:325–335.
  7. Lanham-New S. A. Importance of calcium, vitamin D and vitamin K for osteoporosis prevention and treatment. Proceedings of the Nutrition Society. 2008; 67:163–176.
  8. Vermeer C. and Theuwissen E. Vitamin K, osteoporosis and degenerative diseases of ageing. Menopause Int. 2011; 17(1):19–23.
  9. Stevenson M. et al. Vitamin K to prevent fractures in older women: systematic review and economic evaluation. Health Technol Assess. 2009; 13(45):iii-xi,1–134.
  10. Iwamoto J. et al. High-dose vitamin K supplementation reduces fracture incidence in postmenopausal women: a review of the literature. Nutr Res. 2009; 29(4):221–228.
  11. van den Heuvel E. G. et al. Circulating uncarboxylated matrix Gla protein, a marker of vitamin K status, as a risk factor of cardiovascular disease. Maturitas. 2014; 77(2):137–141.
  12. Rees K. et al. Is vitamin K consumption associated with cardio-metabolic disorders? A systematic review. Maturitas. 2010; 67(2):121–128.
  13. Theuwissen E. et al. The Role of Vitamin K in Soft-Tissue Calcification. Adv Nutr. 2012; 3(2):166–173.
  14. Shea M. K. and Holden R. M. Vitamin K status and vascular calcification: evidence from observational and clinical studies. Adv Nutr. 2012; 3(2):158–165.
  15. Shea M. K. et al. Association between circulating vitamin K1 and coronary calcium progression in community-dwelling adults: the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Am J Clin Nutr. 2013; 98(1):197–208.
  16. Zhang Y. T. and Tang Z. Y. Research progress of warfarin-associated vascular calcification and its possible therapy. J Cardiovasc Pharmacol. 2014; 63(1):76–82.
  17. Shea M. K. et al. Vitamin K supplementation and progression of coronary artery calcium in older men and women. Am J Clin Nutr. 2009; 89(6):1799–1807.
  18. Schurgers L. J. Vitamin K: key vitamin in controlling vascular calcification in chronic kidney disease. Kidney Int. 2013; 83(5):782–784.
  19. Vermeer C. Vitamin K: the effect on health beyond coagulation - an overview. Food Nutr Res. 2012; 56
  20. Juanola-Falgarona M. et al. Dietary intake of vitamin K is inversely associated with mortality risk. J Nutr. 2014; 144(5):743–750.
  21. Ferland G. Vitamin K and brain function. Semin Thromb Hemost. 2013; 39(8):849–855.
  22. Ferland G. Vitamin K and the nervous system: an overview of its actions. Adv Nutr. 2012; 3(2):204–212.
  23. Iki M. et al. Serum undercarboxylated osteocalcin levels are inversely associated with glycemic status and insulin resistance in an elderly Japanese male population: Fujiwara-kyo Osteoporosis Risk in Men (FORMEN) Study. Osteoporos Int. 2012; 23(2):761–770.
  24. Yoshida M. et al. Phylloquinone intake, insulin sensitivity, and glycemic status in men and women. Am J Clin Nutr. 2008; 88(1):210–215.
  25. Beulens J. W. et al. Dietary phylloquinone and menaquinones intakes and risk of type 2 diabetes. Diabetes Care. 2010 ;33(8):1699–1705.
  26. Yoshida M. et al. Effect of vitamin K supplementation on insulin resistance in older men and women. Diabetes Care. 2008; 31(11):2092–2096.