维生素k
维生素K（vitamin K），别名凝血维生素，是一类含有2-甲基1,4-萘醌基本分子结构的有机化合物。其在来源上可分为天然和人工合成两类。天然的维生素K包括维生素K1和维生素K2，人工合成的维生素K包括维生素K3、K4、K5等。
维生素K属于脂溶性维生素，其化学式中的基本结构为2-甲基-1,4萘醌环。维生素K2促进骨钙素的活化，增加成骨细胞的活动，同时抑制破骨细胞的活性。此外，维生素K2还具有免疫调节作用，能够抑制T细胞的增殖。维生素K的经典作用是维持机体正常的凝血功能。其在体内以辅酶的形式发挥作用。绿叶蔬菜是维生素K1的主要来源之一。纳豆是最富含维生素K2类的食物来源。此外，K2也存在于肉类、奶酪和蛋等食物中，但含量较少。成年人每天的维生素K适宜摄入量（AI）为80微克（µg），适用于18岁及以上的成年人群，也包括孕妇。但对于乳母，会通过乳汁丢失部分维生素K，所以摄入量增加到85微克（µg）。
维生素Ｋ缺乏时可引起一组维生素K依赖因子的凝血因子，包括凝血酶原、因子Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的缺乏，严重缺乏时常出现自发性出血。以下人群有可能出现维生素K缺乏：①新生儿出生时未注射维生素K。②另外患有慢性胃肠道疾病（囊性纤维化、乳糜泻、溃疡性结肠炎和短肠综合征），以及进行了减肥手术的病人可能会对维生素K吸收不良。2000年，在世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单中，维生素K类物质被列为3类致癌物。
历史
1929年丹麦生物学家亨利克∙达姆在进行小鸡的胆固醇代谢研究时，用除去脂质的饲料喂养小鸡，约3星期后，发现小鸡的肌肉上有出血现象，分析其出血原因，认为是脂溶性因子的缺乏影响了血液凝固，此脂溶性因子用德语中凝固“kaagulation”的字头来表示，命名为维生素K。在20世纪30年代后期，美国的多伊西分离出维生素K，并确定了它的化学式和结构。1943年他们获得诺贝尔生理学或医学奖。多年来，人们一直认为其生理功能是维持机体正常凝血。直至1960年，埃及学者明确报道维生素K能促进大鼠与家兔的骨折愈合。1975年，Pettifor和Benson发现孕妇在妊娠前3个月口服维生素K拮抗剂华法林能引起新生儿鼻骨发育不全，首次报道了维生素K缺乏对人体骨发育的影响。近几年，随着骨中维生素K依赖性蛋白的发展和深入研究，逐步认识到维生素K对于维持骨健康具有十分重要的意义。
生化性质
维生素K属于脂溶性维生素，包括K1~K10的10种类似物，其化学式中的基本结构为2-甲基1，4萘醌环，区别在于3位的羟基，其碳链长度取决于其为Kn。
K1，K2为天然维生素K，均有良好的耐热性，但易被碱和日光破坏。维生素K1也称叶绿醌，主要存在于绿色植物中，以绿叶蔬菜含量最高（1~8mg/kg），如菠菜、甘蓝、莴苣等。维生素K2也称甲萘醌，为系列化合物，根据其侧链重复结构的长度不同，被分为甲萘醌1~14种（MK1~14），维生素K2主要由肠道菌群合成，另外乳制品、动物肝脏、发酵大豆制品中也含有少量维生素K2。维生素K1和K2的差别仅在于侧链的结构不同，维生素K1为黄色油状液体，维生素K2为黄色结晶。
临床上常用的维生素K3是人工合成品，它具有维生素K1和K2相似的基本结构，其凝血功能强于天然物。维生素K3、维生素K4能略溶于水，可供口服或注射。
作用
骨骼方面
维生素K2对骨骼健康至关重要。它促进骨钙素的活化，增加成骨细胞的活动，同时抑制破骨细胞的活性。此外，维生素K2还具有免疫调节作用，能够抑制T细胞的增殖。维生素K2的适当摄入对于维持骨骼健康和整体免疫功能非常重要。
已有研究表明补充植物甲萘醌或MK－4（维生素K2的一种形式）都能改善骨密度；能显著降低髋部骨折、椎骨骨折和所有非椎骨骨折的发生率。
尽管在干预性研究中发现，钙和维生素D的摄入会对研究结果造成影响。但一般还是认为，适当的维生素K摄入对骨骼健康比较重要，欧洲食品安全局也批准“膳食维生素K摄入与骨骼健康已建立因果关系”的健康声明。
钙、维生素D3和维生素K2被称为维护骨骼健康的“三剑客”。它们共同发挥着关键作用，确保骨骼强壮和健康。
心血管方面
维生素K的经典作用是维持机体正常的凝血功能。研究表明，维生素K在体内以辅酶的形式发挥作用，凝血酶原分子上Ca2+结合部位的形成需要维生素K的存在，其作用为促进凝血酶原分子末端的某些谷氨酸残基的羧化，生成γ-羧基谷氨酸残基，它可与Ca2+特异性结合，诱发凝血反应。维生素K缺乏或投给维生素K拮抗剂时，肝细胞只能产生未γ-羧基谷氨酸化的凝血酶原，导致凝血因子减少，出现凝血时间延长，甚至会发生皮下、肌肉及胃肠出血。
血管钙化是冠状动脉粥样硬化性心脏病的危险因素之一，因为它会降低主动脉和动脉弹性。基质Gla蛋白（MGP）是一种维生素K依赖性蛋白，可能在预防血管钙化方面发挥作用。缺乏维生素K可能会导致MGP羧基化不全，可能会增加血管钙化和冠心病的风险。
摄入较多的维生素K2对心脏健康有很强的保护作用。维生素K摄入量较多的群体相对于其他群体降低了50％的心脏疾病风险、50％的心血管硬化相关疾病以及20％的总体死亡概率。
维生素K2对钙代谢发挥极为重要的作用，将钙带到该去的地方，阻止钙沉积到不该去的地方。通过帮助动脉血管保持健康和灵活，维生素K有利于提高心血管健康，进而提高血管的弹性（即脉管系统的放松和收缩能力），防止动脉粥样硬化。
维生素K2可通过调节骨钙素水平、抑制炎症反应以及降脂作用对2型糖尿病起到一定的改善作用。此外，有许多研究证据表明维生素K在抗癌、防治肥胖和慢性肾脏病等疾病方面也具有潜在的益处。这些研究为维生素K在多种疾病管理中的作用提供了初步支持。
来源和摄入量
来源
绿叶蔬菜是维生素K1的主要来源之一，其中包括羽衣甘蓝、菠菜、西兰花、卷心菜和生菜等。这些蔬菜富含K1，并且提供其他营养物质。此外，有机大豆油和菜籽油也是K1的良好来源。
纳豆是最富含维生素K2类的食物来源。纳豆是一种传统的日本食品，由发酵大豆制成。它含有丰富的K2，是补充这种维生素的优质选择。此外，K2也存在于肉类、奶酪和蛋等食物中，但含量较少。
摄入量
根据最新的中国居民膳食营养素参考摄入量，成年人每天的维生素K适宜摄入量（AI）为80微克（µg），适用于18岁及以上的成年人群，也包括孕妇。但对于乳母，会通过乳汁丢失部分维生素K，所以摄入量增加到85微克（µg）。
脂质影响维生素K吸收
维生素K1和维生素K2的主要吸收部位在十二指肠和空肠。与其他脂溶性维生素一样，需要胆汁、胰液的参与，并结合入乳糜微粒经肠道淋巴系统吸收。影响脂质吸收的因素同样影响维生素K的吸收。早期研究表明，动物可利用其肠道厌氧菌中大肠杆菌、脆弱杆菌等合成的甲基萘醌类（MKn）。经处理的无菌动物对维生素K的需要量增加。人类的肠道下段亦存在大量可合成甲基萘醌类的肠道厌氧菌群，并且业已证明人类肝脏中确实含有相当多种类和数量的甲基萘醌类，但是人类从肠道下段吸收这些甲基萘醌类的量和机制仍不明。由此来源的维生素K的营养意义亦不清楚。
维生素K与乳糜微粒结合经淋巴系统进入体循环后被转移至β-脂蛋白中，并运输至肝脏与VLDL相结合，通过LDL达到各靶组织。人或动物口服生理或药理学剂量的维生素K1，20分钟后在血浆中出现，2小时达高峰。人类血浆中维生素K1的浓度很低，正常范围约为0.3~2.6nmolL（0.14～1.17ng/L）。
维生素K在肝脏储存及分解
肝脏是维生素K的主要靶组织，肝中维生素K1的含量约为2~20ng/g肝组织，人类肝中亦有合成的甲基萘醌类，其总浓度大约比维生素K1高10倍。但与其他脂溶性维生素不同，维生素K1在肝脏中更新很快，注射维生素K11小时后，20%剂量在肝内，24小时即降至最低值。人类肝脏中甲基萘醌类浓度较高，可能反映长侧链的甲基萘醌类更新较慢，人类的肾、心脏、皮肤及肌肉中亦含有一定量的维生素K，更新较肝脏稍慢，一般于24小时增加至最高值然后逐渐下降。
维生素K依赖性蛋白质
骨γ-羧基化谷氨酸蛋白又称骨钙蛋白和基质γ-羧基化谷氨酸蛋白均为维生素K依赖性蛋白质，维生素K参与骨蛋白羧化修饰的作用机制与前面提到的凝血系统中维生素K的作用方式相同，其中研究得比较多的是BGP。
骨钙蛋白
骨钙蛋白是一种低相对分子质量蛋白质，在第17、21、24位上有3个谷氨酸残基。BGP在骨组织中含量丰富，占非胶原蛋白的15%~20%。BGP在骨基质形成过程中由成骨细胞产生，在维生素K依赖性羧化酶的作用下，3个谷氨酸残基羧化后，BGP被激活。含γ-羧基谷氨酸的BGP与羟基磷灰石中的Ca2+紧密结合，一起沉积在骨组织中，促进骨矿化。
体外实验发现BGP的羧化末端对破骨细胞的前体（单核细胞）有化学诱导作用，BGP参与破骨细胞的趋化与分化。可见骨钙蛋白除促进骨矿化外，还可能调节骨吸收过程。
MGP
MGP由79个氨基酸残基组成，含有5个γ-羧基化谷氨酸残基，骨组织与软组织中含量丰富。骨组织中MGP主要分布在未矿化的骨基质。动物实验发现，长期给予小鼠华法林，可引起小鼠骺生长板过早钙化，由此判断MGP可能有抑制软骨钙化的作用。临床上发现长期口服抗凝剂的孕妇胚胎过度矿化，也支持上述假设。
维生素K与骨代谢
维生素K与成骨细胞
在骨代谢中，成骨细胞的重要作用是合成骨胶原蛋白和骨非胶原蛋白，形成骨基质并促进骨矿化。体外实验显示，维生素K可显著促进由1,25-（OH）2-D3所引起的矿化反应，加入维生素K后的培养液及细胞层中骨钙素含量明显增加，且维生素K浓度在0.45x10-6~11.25x10-6mol/L时，有明显的浓度依赖性，而此时细胞中脱氧核糖核酸含量并无变化，即未显示维生素K有明显的细胞毒性。
由此可见，维生素K可促进成骨细胞合成骨钙素，并促进其γ-羧基谷氨酸化，从而增强骨的矿化作用。
维生素K与破骨细胞
维生素K可影响多种骨吸收环节。Kodhihara在一项体外研究中发现，MK-4通过抑制前列腺素H合成酶，使前列腺素E2（prostagladine E2，PGE2）合成大大减少，而PGE2是一种潜在的骨吸收因子，提示维生素K可能有抑制骨吸收的作用。近来一些研究提示，维生素K也可能直接作用于破骨细胞，抑制其活性，从而抑制骨吸收。
维生素K与骨胶原
骨胶原为骨基质中含量最多的有机成分，它为骨矿化提供了基本的构架。
陶天遵等研究发现，维生素K3可显著提高去卵巢（ovariectomy，OVX）大鼠骨胶原含量。维生素K3组大鼠骨松质胶原蛋白排列致密规则，而OVX组胶原结构疏松，排列紊乱，分布不均。同白木正孝等人报道，维生素K2对体外培养成骨细胞胶原纤维合成作用的影响基本一致。
维生素K与骨质疏松症
维生素K与骨质疏松症的发病
关于维生素K缺乏与骨代谢的关系已在动物实验与人群研究中不断得到证实。Robert等用抗生素与维生素K缺乏饲料造成大鼠短期维生素K完全缺乏，在实验期间观察到大鼠尿钙排泄增加1倍左右，补充维生素K1与维生素K3（100μg/kg）后，尿钙排泄量显著下降，说明机体维生素K缺乏致骨分解代谢增强。Thomas同样用抗生素造成大鼠维生素K缺乏，发现骨钙素羧化水平下降82.4%，说明维生素K缺乏会影响骨合成代谢。
人群流行病学调查发现维生素K摄入量及血液维生素K水平随年龄增加而下降，髋部或腰椎骨折的骨质疏松症患者血中维生素K1、MK-7、MK-8含量显著下降。Hart采用电化学方法准确测定了30例骨质疏松症患者血浆中维生素K的浓度，发现与对照组相比亦明显下降。这些资料都提示骨丢失与维生素K营养不良有关，但并不能充分说明维生素K缺乏是引起骨质疏松症的原因。因为上述人群，尤其是老年骨质疏松症及骨折患者，一般都处于整体营养不良状态。要探讨人体维生素K缺乏与骨质疏松症的关系，尚需进行严格的人群对照干预实验。
维生素K与骨质疏松症的治疗
Bouckare等于20世纪60年代报道维生素K可以促进大鼠与兔骨折愈合以来，很多学者进行了维生素K与骨质疏松症治疗方面的研究。近年来日本的2例动物实验报道，用切除双侧卵巢或注射皮质醇激素诱发大鼠骨质疏松的同时，饲以含维生素K2[3~30mg/（千克d）]的饲料，与模型对照比较，骨力学性能提高，表明补充维生素K2可以促进骨形成，降低骨分解，对骨质疏松症有防治效果。维生素K3[0.6mg/（kg·d）]可降低去卵巢大鼠骨丢失。但上述实验中维生素K均为药理学剂量，是大鼠推荐供给量[50μg/kg，约5μg/（kg·d）]的100~1000倍，尚需进一步探讨维生素K的最低有效剂量水平。
在以上实验基础上，进行了维生素K的临床干预实验。Diane Feskanich等学者对38~74岁妇女经10年的前瞻性研究发现，增加饮食中维生素K的含量与胯骨骨折危险性有反向联系，摄入维生素K量多，能有效降低未羧化骨钙素浓度，而未羧化骨钙素浓度和髋骨骨折的危险性相关。Drimo进行了人类长期维生素K干预实验发现，骨质疏松症患者补MK-4 45mg/d，6个月后，掌骨骨密度显著增加，在骨转换率高的患者效果更明显，但腰椎骨骨密度没有明显改变，提示补充维生素K也许对骨密质的效果优于骨松质。中国学者研究表明维生素K3与雌激素及钙剂合用时，其抗骨质疏松作用显著增加，效果明显优于单一用药，表现出明确的药理学协同作用。如果将雌激素、维生素D、钙剂及维生素K联合应用，可在尽量减少雌激素用量的情况下保证确切的临床治疗效果，从而降低甚至消除雌激素长期应用增加子宫内膜癌及乳腺癌发病率的不良并发症。中国有厂家将钙剂与维生素K、维生素D制成合剂用于补钙治疗，但其临床效果有待于进一步观察证实。
维生素Ｋ缺乏症
维生素Ｋ缺乏时可引起一组维生素K依赖因子的凝血因子，包括凝血酶原、因子Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的缺乏，严重缺乏时常出现自发性出血。
维生素K主要成分是甲萘醌，天然产物来源于绿叶蔬菜（维生素K1）及肠道内细菌丛的合成（维生素K2），人工合成的有维生素K3和维生素K4。正常人体内的维生素主要来源于食物，另一部分由肠道细菌合成。食物中维生素K均为脂溶性，胆盐可助其吸收。人体对维生素K的需要量每日约1mg/kg。
维生素K缺乏症常见于①肠道吸收不良，肠内胆盐缺乏（如完全胆汁淤积性黄疸或胆囊萎缩）、吸收不良综合征、长期服用抗生素使肠道细菌群受抑制。②口服与维生素K有拮抗作用的抗凝剂（如双香豆素类）等。
维生素K缺乏症的出血症状轻重不一，表现为皮肤紫癜和淤斑，黏膜出血，但出血的程度一般较轻。外伤或外科手术后渗血、血尿、胃肠道出血、月经过多也常发生，深部组织出血和关节出血甚少见。
该病的实验室检查特点为凝血酶原时间延长、白陶土部分凝血时间可以延长、凝血酶时间正常；但严重者全血凝固时间和血浆复钙时间也延长。凝血酶原时间延长者也可作维生素K试验，注射1mg水溶性维生素K3后，在24~48h，凝血酶原时间较注射前缩短30%者，提示肝功能良好，可用于鉴别肠道阻塞和吸收不良综合症。
维生素K缺乏症的治疗原则，治疗导致维生素K缺乏的原发病、去除病因。可静脉缓慢注射或肌肉注射维生素K110~25mg，出血症状一般能迅速改善，给药后6~24h应重复检查凝血酶原时间。出血症状较轻的患者，可口服维生素K3，每日最大剂量不超过0.5mg/kg，以免引起溶血性贫血反应。外科术前准备可输新鲜血浆或凝血酶原复合物。
易缺乏人群
正常情况下，维生素K不易缺乏。但以下人群有可能出现维生素K缺乏：
①新生儿出生时未注射维生素K。
②另外患有慢性胃肠道疾病（囊性纤维化、乳糜泻、溃疡性结肠炎和短肠综合征），以及进行了减肥手术的病人可能会对维生素K吸收不良。
致癌评定
2000年，在世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单中，维生素K类物质被列为3类致癌物。
参考资料
缺乏维生素 这些身体“信号”告诉你.吉林省卫健委.2024-01-13
科普 | 了解人体重要的维生素——维生素K.张掖市人民政府.2024-01-13