Vitamina K

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Vitamina K
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vitamina
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La vitamina K, tamién conocida como fitomenadiona o vitamina antihemorrágica, ye un compuestu químicu deriváu de la 2-metil-naftoquinona. Son vitamines lipofílicas (solubles en lípidos) yá que son hidrófobes (insolubles n'agua), principalmente riquíes nos procesos de cuayamientu de la sangre. Pero tamién sirve pa xenerar glóbulos coloraos. La vitamina K2 (menaquinona) ye producida de normal por una bacteria intestinal, y el defectu dietaria ye desaxeradamente rara, a esceición qu'asoceda una mancadura intestinal o que la vitamina nun sía absorbida.

Foi afayada en 1935 pol danés Henrik Dam al intentar curar a unos pollos que morríen en poco tiempu d'una enfermedá hemorráxica grave; ye fundamental por tanto pa la cuayamientu. Conócense trés formes: natural, filoquinona o vitamina K1, presente en plantes verdes; menaquinona o vitamina K2, que se produz na flora intestinal; y el compuestu sintéticu menadiona o vitamina K3. Esta postrera ye liposoluble (eslleir en grases) y los dos anteriores llograr de forma soluble (hidrofílicas, esleir n'agua).

Anque'l doctor Dam aisllar de l'alfalfa, anguaño sintetízase nel llaboratoriu y valió-y al so descubridor el premiu Nobel de Medicina en 1943.

Estructura química

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Tolos miembros del grupu de la vitamina K comparten un aniellu metilado de naftoquinona na so estructura, y varia na cadena llateral alifática xunida na tercer posición. La filoquinona (tamién conocida como vitamina K1) invariablemente contién na so cadena llateral cuatro residuo isoprenoides, unu de los cualos ye insaturado. Les menaquinonas tienen una cadena llateral compuesta d'un númberu variable de residuos isoprenoides insaturados, xeneralmente designaos como MK-n, onde la lletra n especifica'l númberu de isoprenoides. Acéptase xeneralmente que la naftoquinona ye'l grupu funcional, asina que'l mecanismu d'aición ye similar pa toles formes de la vitamina K. Pueden esperase diferencies sustanciales, sicasí, con al respective de l'absorción intestinal, tresporte, distribución a los texíos y biodisponibilidad. Estes diferencies son causaes poles distintes afinidaes por lípidu de les cadenes llaterales, y poles diverses matrices del alimentu nes cualos asoceden.

Fisioloxía

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La vitamina P y K ta arreyada na carboxilación de ciertes residuos glutámicos de proteínes que formen residuo gamma-carboxiglutamatos (embrivíu como Gla-residuos). Estes residuos modificaes asítiense dientro de los dominios específicos de la proteína llamaos los dominios de Gla. Los residuos Gla usualmente tán implicaos na unión del calciu. Los residuos Gla son esenciales pa l'actividá biolóxica de toles proteínes y minerales conocíes como proteínes Gla.[1]

Hasta'l momentu, catorce proteínes humanes con dominiu Gla fueron afayaes y xueguen un papel clave na regulación de tres proceso fisiolóxicos.

Cuayamientu del sangre: (protrombina (factor II), Factores VII, IX, X, proteína C, proteína S y proteína Z).[2] Metabolismu oseu: osteocalcina, tamién llamada proteína-Gla ósea (BGP sigles n'inglés), y proteína gla de la matriz(MGP).[3] Bioloxía vascular.[4]

Encamientos nutricionales

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La ingesta dietética de vitamina K considerada fayadiza pa un varón adultu ye de 120 microgramo/día. Nun se determinaron niveles máximos tolerables. El cuerpu humanu almacena vitamina K, asina que nun ye necesariu suplementar diariamente.[ensin referencies]

Fuentes de vitamina K

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La filoquinona (vitamina k1) ye la mayor forma dietaria de la vitamina. Atopar en verdures de fueya verde escura.

Papel na enfermedá

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Artículu principal: Defectu de vitamina K

El defectu de la vitamina K puede asoceder por alteraciones na absorción intestinal, mancadures nel tracto gastrointestinal (como podría asoceder en obstrucción del conductu biliar), ingesta terapéutica o accidental d'antagonistes de la vitamina K o, bien raramente, por defectu nutricional. Como resultáu d'un defectu adquiríu de defectu de vitamina K, los residuos Gla nun se formen o se formen incompletamente y, poro, les proteínes Gla son inactives. Por cuenta de l'ausencia de control de los trés procesos antes mentaos, puede dase: riesgu d'hemorraxa interna masiva y desafranada, calcificación del cartílagu y severa malformación del desenvolvimientu oseu o deposición de sales de calciu insolubles nes parés de los vasos arteriales. La deposición de calciu en texíos blandos, incluyendo parés arteriales, ye bien común, especialmente naquellos que sufren arteriosclerosis, suxiriendo que'l defectu de vitamina K ye más común de lo que primeramente se pensaba. (4)

Usu en naciellos

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L'alta propensión del naciellu a presentar hemorraxes per defectu de vitamina K deber a que nacen con una reserva bien baxa d'esta vitamina, yá que nun traviesen con facilidá la llibradura y a que la lleche materno ye una fonte bien probe nesta vitamina, esto sumáu a que'l so intestín ye maneru y nun tener bacteries capaces de sintetizala. Ye por ello, de manera preventiva que se suministra vitamina K exóxena a los naciellos.

Bioquímica

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Descubrimientu

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En 1929, un científicu danés llamáu Henrik Dam investigó'l rol del colesterol alimentando a pollos con una dieta deficiente de colesterol.[5] Dempués de delles selmanes, los animales desenvolvieron hemorraxes y empecipiaron sangráu. Estos defectos nun pudieron ser resueltos amestando colesterol purificado a la dieta. Al paecer, xunto col colesterol, un segundu componente fuera estrayíu del alimentu y esti componente foi llamáu "vitamina del cuayamientu". La nueva vitamina recibió'l nome de Vitamina K, por cuenta de que'l descubrimientu inicial foi publicáu nuna revista alemana, na cual foi designada como vitamina del cuayamientu (koagulation, n'alemán). Edward Adelbert Doisy (de la Universidá de San Luis), contribuyó notablemente al descubrimientu de la estructura químico y natural de la Vitamina K.[6] Dam y Doisy compartieron el premiu Nobel de Medicina en 1943, polos sos trabayos sobre la Vitamina K. Diversos llaboratorios sintetizaron el componente en 1939.[7]

Biosíntesis

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El so biosíntesis ta venceyada a la ruta del 1,4-dihidronaftoato, onde'l precursor aferruñar a la quinona (componente de la molécula que ye esencial p'animales, por eso la denominación del compuestu como "vitamina"), se descarboxila y arriéndase con una cadena poliprenólica d'ente 1 y 15 unidaes isoprénicas. Toos estos pasos llevar a cabu una enzima, la 1,4-dihidroxi-2-naftoato polipreniltransferasa (EC 2.5.1.74)[8]. La metilación realizar por aciu una segunda enzima con SAM como coenzima, la S-adenosil-L-metionina:desmetilmenaquinona metiltransferasa (EC:2.1.1.163)[9]


Función na célula

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La función precisa de la Vitamina K nun foi afayada hasta 1974, cuando tres laboratorio aisllaron el factor de cuayamientu protrombina dependiente de la vitamina K (Factor II), en vaques que recibieron una alta dosis d'un antagonista de Vitamina K: Warfarina. Demostróse qu'ente que les vaques trataes con warfarina teníen una forma de protrombina que contenía diez residuo del aminoácidu glutamato cerca del amino terminal d'esta proteína, les vaques ensin tratar conteníen diez residuo inusuales, que yeren químicamente identificaos como gamma-carboxiglutamatos o Gla. El grupu carboxilo extra en Gla; yera claro que la vitamina K xugaba un papel importante na reacción de carboxilación mientres el cual Glu ye convertíu a Gla.

El mecanismu pol cual la vitamina K convierte Glu en Gla, foi esclariáu hai más de trenta años en llaboratorios académicos al traviés del mundu. Dientro de la célula, La Vitamina K esperimenta un amenorgamientu d'electrón escontra una forma de la vitamina K amenorgada (llamada vitamina K hidroquinona) pola enzima epóxido-reductasa.[10] Otra enzima aferruña entós a la vitamina K hidroquinona pa dexar la carboxilación de Glu a Gla; esta enzima ye llamada gama-glutamil carboxilasa[11][12] o carboxilasa dependiente de vitamina K. La reacción de carboxilación solo va proceder si la enzima carboxilasa ta disponible p'aferruñar la vitamina K hidroquinona a vitamina K epóxido coles mesmes; les reacciones de carboxilación y epoxidación son llamaes reacciones acoplaes. El epóxido de vitamina K ye entós reconvertíu a vitamina K pola vitamina K epóxido reductasa. Estos dos enzimes conformen el llamáu ciclu de la vitamina K.[13] Una de les razones poles cualos ye raramente deficiente na dieta humana ye porque la vitamina ye de cutio reciclada nes nueses célules.

La warfarina y otres drogues cumadinas bloquien l'aición de la epóxido reductasa.[14] Esto resulta n'amenorgamientu nes concentraciones de la vitamina K y hidroquinona nos texíos, ya igualmente les reacciones de carboxilación realizaes pola Glutamil Carboxilasa son ineficientes. Esto conduz a la producción de factores de cuayamientu con un amenorgamientu parcial o completa de residuos Gla. Ensin los residuos Gla sobre'l amino Terminal d'estos factores, ellos nun llogren caltener estable'l endotelio de los vasos sanguíneos y nun pueden activar el cuayamientu que dexa la formación d'un coágulo mientres una mancadura o dañu al texíu. Como l'alministración de Warfarina a un paciente suprime la respuesta de cuayamientu, ten de ser curioso monitoreada pa evitar sobredosis.

Proteínes Gla

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Nel presente, les siguientes proteínes-Gla fueron caracterizaes pol nivel de la so estructura primaria: los factores de cuayamientu II (protrombina), VII, IX, y X, les proteínes anticoagulantes: proteína C y S, y el Factor proteína Z. La proteína Gla ósea osteocalcina, la proteína inhibitoria de calcificación Matriz Gla-proteína (MGP), el xen específicu de regulación de crecedera celular 6 proteína (Gas6) puede funcionar como un factor de crecedera qu'activa'l receptor Axl de tirosina kinasa y aguiya la proliferación celular o previén la apoptosis en delles célules. En tolos casos nos cualos la so función ye conocida, la presencia de residuos Gla nestes proteínes resulta ser esencial pa l'actividá funcional.

Les proteínes Gla son conocíes qu'esisten nuna amplia variedá de vertebraos: mamíferos, páxaros, reptiles y peces. El venenu d'un númberu de culiebres australianes activen el sistema de cuayamientu sanguineu nel humanu. Remarcadamente, en dellos casos l'activación ye acoplada por una enzima que contién residuos Gla na culiebra que s'amiesta al endotelio de los vasos sanguíneos humanos y cataliza la conversión de factores de cuayamientu procoagulantes en factores activaos, conduciendo a una cuayamientu ensin deseyar y potencialmente mortal.

Otra clase d'invertebraos interesantes que contienen proteínes Gla ye'l pexe cascoxu cazador Conus Geographus.[15] Esti cascoxu produz un venenu que contién cientos de péptidos neuroactivos o conotoxinas, lo cual ye abondo tóxicu pa matar a un adultu humanu. Delles d'estes conotoxinas contienen de dos a cinco residuo Gla.[16]

Función nes bacteries

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Munches bacteries, como la Escherichia coli, atopaes nel intestín gordu, pueden sintetizar Vitamina K2 (menaquinona),[17] pero non Vitamina K1 (filoquinona). Nesta bacteria, la menaquinona va tresferir dos electrones ente dos distintos molécules pequeñes, nun procesu llamáu respiración anaeróbica.[18] Por casu, una molécula pequeña con un escesu d'electrones (tamién llamáu electrón apurridor) como'l lactato o NADH; cola ayuda d'una enzima, va pasar dos electrones a la menaquinona. La menaquinona, cola ayuda d'otra enzima, va tresferir estos dos electrones a un oxidante conveniente como Fumarato o Nitratu (tamién llamáu aceptor d'electrones). Amestar estos dos electrones al fumarato o nitratu va convertir la molécula en Succinato o Nitrito más agua, respeutivamente. Dalgunes d'estes reacciones xeneren una fonte d'enerxía celular, ATP, d'una manera similar a la respiración aeróbica de la célula eucariota, sacante que l'aceptor final d'electrones nun ye osíxenu molecular (O2), (el cual acepta cuatro electrones d'un apurridor d'electrones como'l NADH pa ser convertíu a agua), sinón fumarato o nitratu.

Ver tamién

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Otres vitamines:

Otres sustancies que nun son necesaries pa la vida humana, denomináronse tamién del grupu B, pero en realidá nun son vitamines:

  • Vitamina B4 (Adenina)
  • Vitamina B7
  • Vitamina B7*, más comúnmente conocida como Vitamina I ::*

Vitamina B10, tamién Vitamina R (Acedu Pteroylmonoglutemico entemecíu con otres vitamines B)

Referencies

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  1. ↑ Furie, B., Bouchard, B. A., Furie, B. C. «Vitamin K-dependent biosynthesis of gamma-carboxyglutamic acid.» Blood 1999;93 (6): 1798 - 808. PMID 10068650.
  2. ↑ Mann KG. "Biochemistry and physiology of blood coagulation". Thromb. Haemost. 1999; 82 (2): 165 - 74. PMID 10605701.
  3. ↑ Price PA. "Role of vitamin-K-dependent proteins in bone metabolism". Annu. Rev. Nutr. 1988; 8: 565 - 83. doi:10.1146/annurev.nu.08.070188.003025. PMID 3060178.
  4. ↑ Berkner, K. L., Runge, K. W. «The physiology of vitamin K nutriture and vitamin K-dependent protein function in atherosclerosis.» J. Thromb. Haemost. 2004; 2 (12): 2118 - 32. doi:10.1111/j.1538-7836.2004.00968.x. PMID 15613016.
  5. ↑ Dam H. The antihemorrhagic vitamin of the chick. Occurrence and chemical nature, Nature. 1935;135:652
  6. ↑ MacCorquodale, D. W., Binkley, S. B., Thayer, S. A., Doisy, Y. A., «On the constitution of Vitamin K1.» Journal of the American Chemical Society, 1939, 61:1928-1929.
  7. ↑ Fieser, L. F., «Synthesis of Vitamin K1» Journal of the American Chemical Society, 1939, 61:3467-3475.
  8. ↑ Dewick, P.M. (2009). Melecinal Natural Products. A biosynthetic approach. UK: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-470-74168-9.
  9. ↑ Koike-Takeshita A, Koyama T, Ogura K. Identification of a novel gene cluster participating in menaquinone (vitamin K2) biosynthesis. Cloning and sequence determination of the 2-heptaprenyl-1,4-naphthoquinone methyltransferase gene of Bacillus stearothermophilus. J. Biol. Chem. 272 (1997) 12380-3.
  10. ↑ Oldenburg J, Bevans CG, Muller CR, Watzka M, Vitamin K epoxide reductase complex subunit 1 (VKORC1): the key protein of the vitamin K cycle, Antioxidants and Redox Signaling, 2006, 8(3-4):347-53. Review. PMID 16677080
  11. ↑ Suttie JW, Vitamin K-dependent carboxylase, Annual Review of Biochemistry,1985, 54:459-77. Review. PMID 3896125
  12. ↑ Presnell SR, Stafford DW, The vitamin K-dependent carboxylase, Thrombosis and Haemostasis, 2002, 87(6):937-46. Review. PMID 12083499
  13. ↑ Stafford DW, The vitamin K cycle, Journal of Thrombosis Haemostais, 2005, (8):1873-8. Review. PMID 16102054
  14. ↑ Whitlon DS, Sadowski JA, Suttie JW, Mechanisms of coumarin action: significance of vitamin K epoxide reductase inhibition, Biochemistry, 1978, 17:1371 - 7. PMID 646989
  15. ↑ Terlau H, Olivera BM. Conus venoms: a rich source of novel ion channel-targeted peptides, Physiological Reviews, 2004, 84(1):41-68. Review. PMID 14715910
  16. ↑ Buczek O, Bulaj G, Olivera BM, Conotoxins and the posttranslational modification of secreted gene products, Cell and Molecular Life Sciences, 2005, 62(24):3067-79. Review. PMID 16314929
  17. ↑ Bentley, R, Meganathan, R., Biosynthesis of Vitamin K (menaquinone) in Bacteria, Bacteriological Reviews, 1982, 46(3):241-280. Review.
  18. ↑ Haddock, BA, Jones, CW, Bacterial Respiration, Bacteriological Reviews, 1977, 41(1):74-99. Review.


Bibliografía

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  • Higdon, Jane: "Vitamin K", Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute Vitamin K: Another Reason to Eat Your Greens Vitamin K: Signs of Deficiency Vitamin K Deficiency - from the Merck Manual An Alternative Perspective on Vitamin K Prophylaxis Vitamin K Content - USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 19