Vitamine K: weinig bekend, maar van groot belang voor de volksgezondheid

Wat is vitamine K?

Vitamine K is een verzamelnaam voor een groep vetoplosbare stoffen die bestaan uit een naphthoquinon ringstructuur en een poly-isoprenoïd zijketen (zie figuur 1). We onderscheiden vitamine K1 (ook bekend als phylloquinon) en vitamine K2 (menaquinon). Vitamine K2 wordt verder onderverdeeld omdat de zijketen in lengte kan verschillen. Van belang zijn vooral het kortketenige MK-4 en de langketenige menaquinonen MK-7, MK-8 en MK-9. Het getal n in MK-n geeft het aantal isoprenoïd residuen aan in de zijketen (zie figuur 1).

Vitamine K1 wordt gemaakt door planten, het komt samen met het chlorofyl voor in de bladgroenkorrels, waar het een rol heeft bij het elektrontransport. We krijgen vitamine K1 dus vooral binnen via de groene groenten in ons dieet. De K2-vitamines worden gemaakt door sommige, vooral anaerobe bacteriën, ook daar hebben ze een rol in de elektrontransportketen. Via de voeding krijgen we de K2-vitamines vooral binnen uit gefermenteerde producten zoals kaas en kwark, waar de K2-producerende micro-organismen geïntroduceerd worden via het starter ferment. Yoghurt bevat geen vitamine K2.

Waar is vitamine K goed voor?

De functie van vitamine K (alle vormen) is die van co-enzym voor het enzym gammaglutamylcarboxylase (GGCX), dat in 17 bekende eiwitten glutaminezuur residuen omzet in gammacarboxyglutaminezuur, een omzetting die essentieel is voor hun functie. Die eiwitten vervullen een sleutelrol in een aantal belangrijke fysiologische processen, zoals hemostase (beperken van bloeden), calcium- en botmetabolisme en vaatwandbiologie. De verschillen tussen vitamines K1 en K2 liggen vooral in het transport: terwijl K1 vooral naar de lever wordt getransporteerd, bereikt K2 veel beter de andere weefsels, zoals botten, bloedvaten en nieren. Een ander verschil is dat K1 (uit groenten) slecht wordt opgenomen in het lichaam (omstreeks 5%), terwijl K2 (vooral uit zuivel) bijna volledig wordt opgenomen.

MGP is een eiwit dat in de vaatwand wordt gemaakt en geactiveerd door vitamine K, en is de belangrijkste remmer van aderverkalking. Een hoge bloedspiegel van het inactieve MGP betekent dus een zodanig vitamine K2-tekort dat dit een extra risico vormt voor aderverkalking, hoge bloeddruk, hart- en vaatziekten en sterfte. In de Vlaamse bevolking is ongeveer de helft van de volwassenen zodanig vitamine K2-deficiënt dat men een onnodig hoog risico loopt op vasculaire aandoeningen en mortaliteit. Dit geldt niet alleen voor cardiovasculaire mortaliteit, maar ook voor sterfte aan alle oorzaken (zie figuur 2). Uit deze figuur is af te lezen dat de gemiddelde Vlaming een twee maal hogere kans heeft te overlijden ten gevolge van onvoldoende vitamine K2-inname. Een aanzienlijk deel heeft zelfs een zodanig vitamine K2 tekort dat sprake is van deficiëntie, waardoor het overlijdensrisico verviervoudigd is. Een functioneel vitamine K-tekort kan gemeten worden via een test waarbij de activering (door vitamine K2) van het eiwit MGP wordt gemeten, ontwikkeld door de R&D Group VitaK.

Behalve een bijdrage aan de gezondheid van hart- en bloedvaten, is vitamine K (met name K2) ook belangrijk voor het tegengaan van versneld botverlies en de ontwikkeling van osteoporose (broze botten), zoals we dat zien bij postmenopausale vrouwen, maar soms ook bij mannen. Uitgebreide klinische trials hebben laten zien dat met een vitamine K2-supplement zelfs in lage dosering de botsterkte grotendeels behouden blijft.

Vitamine K is ook belangrijk voor de insuline-respons en de preventie van type-2 diabetes en het metabool syndroom. Personen met een goede vitamine K-status hebben gemiddeld een lagere vetmassa, met name rondom de taille.

Enkele publicaties suggereren een rol voor vitamine K2 bij de preventie van kanker, maar meer onderzoek is nodig om dit te bevestigen.

Waar vinden we vitamine K?

Vitamine K1 zit vooral in groene groenten, vooral boerenkool, spinazie, spruitjes en broccoli. Andere groene groenten, zoals sla of sperziebonen bevatten veel minder K1. De opname hieruit in ons spijsverteringskanaal varieert van 5% (spinazie) tot omstreeks 10% (broccoli) en vereist ook dat de maaltijd wat vet bevat.

Vitamine K2 zit vooral in gefermenteerde producten. Bovenaan de lijst staat het Japanse natto (gefermenteerde sojabonen, zie figuur 3), doch de smaak hiervan wordt door Europeanen niet geapprecieerd. In West-Europa vormen kaas en kwark onze belangrijkste bron van vitamine K2. Helaas varieert het K2 gehalte enorm voor diverse kazen. Zo zijn de harde, Nederlandse kazen (Goudse en Edammer) een goede bron voor K2, maar de zachte (vooral Mediterrane) kazen zoals Brie, Boursin, Mozzarella of Feta bevatten maar heel weinig vitamine K2. Een kort overzicht van de belangrijkste producten op de Nederlandse markt is gegeven in tabel 1. Hoewel het vitamine K2 gehalte in zuivel veel lager is dan dat van K1 in groente, is de bijdrage van K2 aan onze totale vitamine K-status toch aanzienlijk omdat het veel beter wordt opgenomen.

Tabel 1. Vitamine K1 en K2 gehalte van diverse voedingsproducten

Commerciële toepassing

Verrijkte voedingsmiddelen

Gezien het zeer beperkte aanbod aan hoog K2-voedingsmiddelen en het grote belang van vitamine K2 voor de volksgezondheid verdient het aanbeveling een breder assortiment te ontwikkelen door middel van verrijking. Zuivelproducten zoals yoghurt, kwark en karnemelk vormen een logische eerste keus, maar ook sportrepen en allerlei gezondheidsvoeding komen in aanmerking. Gezien het feit dat Vitamine K2 leverbaar is in zowel vet-oplosbare als in water-oplosbare (nano-encapsulated) vorm en de grote hitte-stabiliteit zijn er weinig beperkingen betreffende deze toepassing. De eerste studies met verrijkte zuivelproducten lieten een voortreffelijke opname en bio-effectiviteit (op bloedmarkers) zien. Speciale doelgroepen zijn: kinderen tijdens de groei, peri- en postmenopausale vrouwen, ouderen en patiënten met hart- en vaatziekten, diabetes, metabool syndroom, chronisch nierlijden, osteoporose.

Geconcentreerde vormen van zowel natuurlijk als synthetisch vitamine K2 zijn verkrijgbaar in de range 1000 ppm tot 6000 ppm, zowel in droge vorm (gebonden aan dragermateriaal) als opgelost in olie. Zuivelproducten vormen een ideale matrix voor dergelijke toevoegingen, maar men kan ook denken aan bijvoorbeeld voedingsrepen, gezondheidsproducten en maaltijdvervangers.

Supplementen

Vitamine K2 kan ook toegepast worden in supplementen, al of niet in combinatie met andere vitamines (met name vitamine D) en mineralen (calcium, magnesium). Omdat vitamine K een vet-oplosbaar vitamine is, geeft toepassing in tabletten soms problemen met de houdbaarheid. Wij adviseren daarom gebruik te maken van vitamine K2 opgelost in olie (bijvoorbeeld zonnebloemolie) en dat te verwerken in soft-gel capsules. In onze handen zijn dergelijke producten jarenlang stabiel. Recent is ook een nano-encapsulated vorm van vitamine K2 beschikbaar gekomen. Over de stabiliteit daarvan in diverse matrices hebben wij nog onvoldoende gegevens beschikbaar.

Verbeterde fermentatie

Gezien het feit dat slechts enkele bacteriestammen vitamine K2 produceren, en dat dit proces afhankelijk is van de groeicondities, is er in veel gevallen ruimte voor optimalisatie van het K2-gehalte van gefermenteerde producten zoals kaas en kwark. VitaK kan daarbij behulpzaam zijn bij de selectie van de juiste bacteriestammen en ook het productieproces begeleiden en monitoren. Op die manier kunnen de gezondheidsaspecten van uw product of productlijn snel verbeterd worden, hetgeen de concurrentiepositie ten opzichte van soortgelijke producten verbetert.

EFSA-Claims

De volgende EFSA-claims zijn toegekend:

• Vitamin K contributes to normal blood coagulation
• Vitamin K contributes to maintenance of normal bone.

Voor claims betreffende hart- en vaatziekten werd in 2009 geoordeeld dat er nog onvoldoende bewijs was. Inmiddels zijn er zoveel goed gedocumenteerde studies gepubliceerd, dat een nieuwe aanvraag in voorbereiding is.

Toepassing in crèmes

Een bijzondere toepassing van vitamine K is de toevoeging aan crèmes. Op dit moment vindt dat reeds plaats met de claim dat dit blauwe plekken versneld doet verdwijnen. Hiervoor is echter geen wetenschappelijke basis. VitaK heeft echter gevonden (en gepatenteerd) dat vitamine K nodig is voor een gezonde epidermis. De epidermis heeft een belangrijke barrièrefunctie voor invloeden van buitenaf en draagt bij aan de stevigheid van de huid. Tevens werd gevonden dat vitamine K beschermt tegen parakeratose en de groei van melanoomcellen vertraagt.

Stabiliteit en analyse

Stabiliteit

Vitamine K is gevoelig voor ultraviolet licht. Bij onbeschermde blootstelling aan zonlicht degradeert het vrij snel. Daarom is het aan te bevelen vitamine K-houdende producten te beschermen tegen daglicht. Bij verwerking in tabletten is het voorts aan te bevelen de hoeveelheid zouten (calcium fosfaat, magnesium stearaat) te beperken. Vitamine K is zeer goed bestand tegen hoge temperaturen: zelfs koken gedurende enkele uren geeft nauwelijks verlies. In de juiste matrix (bij voorkeur olie) is vitamine K ook zeer lang houdbaar bij kamertemperatuur.

Analyse van vitamine K

R&D Group VitaK heeft een betrouwbare analysemethode ontwikkeld waarmee niet alleen vitamine K1, maar ook alle in ons voedsel voorkomende K2-vitamines gekwantificeerd kunnen worden.

De scheiding vindt plaats op basis van HPLC met fluorescentie-detectie, waarbij de piekhoogte een maat is voor de hoeveelheid vitamine K (zie figuur 3).Op deze wijze worden de K-vitamines in de meeste voedingsmiddelen op de Nederlandse markt bepaald, en deze gegevens worden veel gebruikt door wetenschappelijke onderzoekers die het effect van voeding op de gezondheid willen meten. VitaK stelt deze techniek ook beschikbaar voor commerciële partijen die geïnteresseerd zijn om het vitamine K-gehalte in hun producten te meten of te verbeteren.

De Vita K Meter

VitaK heeft een niet-invasieve methode ontwikkeld waarmee het risico op vitamine K-tekorten kan worden beoordeeld. Het apparaat is een klipje dat op de vingertop geplaatst wordt en dat binnen 2 minuten een score geeft waaruit de vitamine K-status kan worden afgeleid. Het apparaat is met name bedoeld voor zorgverleners (artsen, apothekers, diëtisten, alternatief geneeskundigen e.d.), maar Dr. Vermeer, de uitvinder van dit apparaat, werkt momenteel ook aan een e-health applicatie welke geschikt is voor de home care markt. Daarmee komt de Vita K Meter beschikbaar voor een breed publiek.

Bron en meer info

Dr. C. Vermeer, Chief Innovation Officer. VitaK Innovation in Life Science, Maastricht University